陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西西安 710001
摘要：本文通过取水工程的限制条件分析得出供水工程的运行方式，并根据确定的取水影响区域，从水文情势、水功能区、其他用户进行取水影响分析并得出结论，对同类工程有一定的参考作用。
关键词：渭南抽黄；供水工程；取水影响
1.项目概况
渭南市抽黄供水工程位于陕西省关中东部，渭河北岸。工程利用黄河干流地表水作为取水水源，利用抽黄灌区部分原有取输水建筑物，在建设抽黄节水灌区基础上，工程调节计算时首先满足农灌用水后考虑城镇工业用水，保证农灌用水不受影响或影响极微，利用农灌节余水量，向渭南市主城区、卤阳湖现代产业综合开发区城镇生活和工业供水。
工程东起合阳县东王乡太里湾黄河右岸的太里枢纽一级站进水闸，抽水后利用东雷抽黄总干渠输水至蒲城县龙阳镇总干渠蒲石分水闸，闸后修建蒲石沉沙池、北湾调蓄水池和供水泵站，后接压力管道输水至蒲城县党睦村北分水池，再从党睦分水池向渭南市主城区和卤阳湖现代产业综合开发区供水。设计水平年工程年取黄河水量为11913万m3，向渭南市主城区、卤阳湖现代产业综合开发区供水分别为8962万m3和2951万m3。
因工程取水量较大，工程线路较长，取水影响范围较大，本文根据项目的取水位置结合水功能区划，对龙门水文断面到黄河干流潼关断面之间的区域进行取水影响分析。
2.供水工程运行方式
2.1取水限制条件分析
本工程供水要求保证率较高，为分析工程供水保证程度，根据取水河段水沙特性、抽水设施能力及下游生态要求，需对取水枢纽的来水流量及含沙量进行分析确定。
（1）取水沙限
黄河径流年内分配不均，年际变化大，并且是多泥沙河流，实测多年平均含沙量11.7kg/m3，夏季洪水期含沙量较大，故需分析在高含沙量影响下黄河取水的可靠性。经对黄河干流龙门站1987～2013年实测逐日含沙量进行沙限统计分析，参考黄河取水口上下游其他取水工程取水沙限的情况，根据取水工程保证率不小于95%的要求，确定渭南市抽黄供水工程北湾调蓄沉砂池按取水沙限为75kg/m3确定规模。
（2）取水断面预警流量
根据《黄河水量调度条例实施细则》和《黄河水量调度突发事件应急处理规定》，“潼关断面流量达到或小于预警流量50 m3/s时，陕西、山西省水利厅，应立即关闭小北干流河段所有引（提）水工程。” 相应本工程取水枢纽附近的龙门水文站断面实测流量达到或小于预警流量50 m3/s时抽黄供水工程不引水。
（3）渠首设备引水能力
一期抽黄按40m3/s，二期抽黄按40m3/s共80m3/s控制。供水工程按二期抽黄北干渠设计流量40m3/s，加大流量44m3/s考虑控制。
（4）黄河北干流经常发生冰冻，漂流柴草，在调节计算时根据逐年冰清实测资料，封冻期的可引水时间按最长封冻期一半考虑。
2.2工程运行方式
根据以上取水限制调节确定了工程的运行方式为：
（1）正常灌溉期、非灌溉期
利用现有灌溉设施和新建抽水站抽水至洛河渡槽出口蒲石分水闸后，经过初步沉砂处理，再通过新建供水线路将水送至受水区，供水沙限不大于75kg/m3。
（2）冰凌期
冰凌期在黄河干流不能抽水的情况下，通过新建调蓄池蓄水后再抽水向受水区供水。一般流冰期不引水，参考国内已成工程冬季引水情况，封冻期的可引水时间按封冻期次大值的一半考虑，约为22天。长系列调节计算时封冻期为12月31至次年1月21日，共22天，由新建北湾调蓄水池保证供水。
（3）沙限期
非汛期5、6月份提前通过向北湾调蓄水池充水，避开主汛期高含沙水。当来水沙限大于75kg/m3时，规划利用北湾调蓄水池和新建北湾供水泵站抽水至党睦分水池，再将水送至卤阳湖开发区和主城区。
据1991～2005年黄河龙门站逐日泥沙资料，沙限大于75kg/m3的高含沙时段连续最长总天数为8d(1996年7月11至7月18日)，该年度沙限大于75kg/m3的总天数为22d( 1996年7月10日至8月12日期间)。考虑到汛期7、8、9月河源来水含沙量较高，为减少淤积容积和确保高含沙期间正常供水，本阶段确定高含沙期间运行方式为每年5月底提前充水。
（4）柴草期
柴草期在黄河干流不能抽水的情况下，规划通过新建的北湾调蓄水池蓄水后再抽水向临渭区和卤阳湖开发区供水，供水沙限不大于75kg/m3。根据运行管理单位经验，每年柴草期在3月、4月各发生一次，受柴草影响不能抽水的天数大约为10d、7d，本次柴草期需要北湾调蓄水池供水的天数分别按10d、7d考虑。
（5）主汛期
据1991～2005年黄河龙门站逐日泥沙资料，汛期主要集中在7、8、9月，汛期含沙量较大，为提高供水水质并减少北湾调蓄水池淤积容积，确定汛期运行方式为先进入蒲石沉沙池预沉后，再由新建的北湾供水泵站抽水至党睦分水池。
3取水对区域水资源的影响
3.1对取水河段水文情势的影响
太里湾引水枢纽距上游龙门水文站61km。龙门水文站～太里湾区间干流主要取水工程有东雷一期、东雷二期两个大的取水工程，运行时间较长。东雷一期近10年年最大供水量1.49亿m3，最小供水量5988万m3；东雷二期近10年年最大供水量2.76亿m3，最小供水量6382万m3，占龙门站径流总量的1%不到，抽黄工程设计中太里湾断面径流量不考虑扣除区间两个引水工程的引水量。
龙门水文站～太里湾区间主要支流为汾河，汾河修建有中型水库4座，小型水库10座，这些水库拦截了汾河流域大部分的径流，致使河津站近20年来水量大幅度减少，抽黄工程设计中径流、泥沙计算中不再考虑汾河流域的来水量。因无实测系列水文资料，太里湾断面径流、泥沙计算按上游61km处黄河龙门水文站为依据站进行分析。
根据前述分析，本工程年取黄河水量11913万m3，多年平均取水流量为4.04m3/s。取水河段多年平均流量为691m3/s，95%保证率时年最小流量为32.9m3/s。可以看出，本工程年均取水流量占该河段来水量的比重较小，仅占该河段多年平均流量的0.6%，占P=95%年最小流量的12.3%。
同时，当取水断面处来水量小于50m3/s时，本工程停止引水，期间供水对象所需用水通过拟建的调蓄水池进行调节补充供水。本工程引水满足黄河生态预警流量需求。
因此，本工程取水对取水河段水文情势影响较小。
3.2对水功能区主要的影响
渭南市抽黄供水工程供水取水对水功能区的主要功能的影响就是对河段纳污能力的影响。黄河太里湾取水口位于黄河干流龙门水文站至潼关水文站一级功能区，涉及二级功能区为渭南渔业、农业用水区，范围均为龙门水文站至潼关水文站，河长121.3km，现状水质为Ⅳ类，目标水质为Ⅲ类。
由于本工程的取水将使取水口至潼关水文站区间河段水量有所减少，相应的水体纳污能力和水质均会受影响，本工程的取水流量占取水河段95%保证率年最小流量的12.3%，因工程充分考虑了潼关的生态预警流量要求，故本工程取水对取水河段水功能区纳污能力的影响很小，不会影响取水口所在渭南渔业、农业用水区的水域功能。
3.3对取水河段原有用水户和下游用水户的影响
3.3.1对原有用水户的影响
对原有用户主要应分析本工程的建设对东雷抽黄一期、二期灌区和补水灌区农灌用水量和灌溉渠道等工程设施运行带来影响。
3.3.3.1分析的原则和方法
a）取水限制条件
有无城市工业供水取水限制条件一致，即：按黄河水利委员会有关部门要求，黄河北干流太里湾断面最低生态基流50m3/s，在调节计算时必须首先保证河道预留最低生态基流；当来水含沙量大于75kg/m3渠首停抽；封冻期的可引水时间按最长封冻期一半考虑；渠首设备引水能力按设计流量40m3/s，加大流量44m3/s考虑控制。
b）调节计算原则
调节计算采用1987～2013年27年系列资料进行逐日调节计算；枢纽所取水量优先保证农灌用水不受影响或影响极微，农灌的供水顺序先是抽黄灌区，然后洛惠渠补水灌区，最后是交口抽渭补水灌区；农灌缺水量在3%以内视为满足需水量要求；渭北煤化直接从蒲石沉砂池取水，其水量不进入北湾调蓄池调蓄；在抽水量满足农灌及渭北煤化取水量后的富裕部分，直接向渭南主城区及卤阳湖开发区供水，再有余水向北湾调蓄池补水；北湾调蓄池仅作为渭南主城区及卤阳湖开发区的城市、工业供水的调蓄设施，补充直供不足水量，达到95%的保证率要求。
c）供水前后影响分析
按照上述原则，对有、无城镇工业供水工况下，进行抽黄灌区设计水平年调节计算，根据调节计算成果对比见下表。
综合分析，在建设节水灌区基础上，利用抽黄工程设施和节余水量指标建设渭南市抽黄供水工程，由于调节计算确定的原则之一为优先保证农灌用水不受影响或影响极微，因此，工程建设前后（即有无城镇工业供水）对抽黄灌区的现有灌溉供水基本不造成影响，灌溉保证率均为50%。灌区灌溉水得不到满足的主要原因为抽黄灌区农业灌溉供水受冰凌期、高含沙水等限制影响。
3.3.2对下游用水户的影响
据调查，渭南市抽黄供水工程黄河干流太里湾取水口以下河段附近没有较大的取水口和引黄工程，仅有一些小型分散的农业灌溉用水扬水站。根据前述分析，项目从黄河取水占河段来水量比例较小，对河段水文情势和水功能区影响较小，对取水河段附近用水户影响不大。而随着下游河段支流的汇入，项目取水对取水口下游用户影响甚微。
4．结论
根据上述分析成果，通过合理的工程运行，渭南抽黄供水工程对取水河段的水文形势、水功能区纳污能力以及其他用水户的影响均较小。
论文作者:任利波
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/19
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