西营灌区农村饮水安全工程水源稳定分析

钱 伟

（凉州区西营河水利管理处，甘肃武威 733000）

1 水源论证

1.1 基本情况

西营灌区现已建成西营、宏祥和2座集中供水厂，设计受益人口15.85万人，设计供水规模29 445 m3/天，年引水总量1 075万m3。水利工程建成后，有效地改善了西营灌区农村饮水安全和卫生条件，提高了灌区人民生活水平，为全面建设幸福美好新凉州提供了水利保障。

1.2 水资源利用现状

西营河多年平均径流量3.7亿m3。2022年，灌区渠首引水量仅为1.95亿m3，较2015年的3.3亿m3减少了1.33亿m3，减幅达40.3%；向下游民勤调水量由2005年的0.12亿m3增加到2022年的1.8亿m3，增加幅度达15倍。

1）供水现状。2022年总供水量1.947亿m3，其中地表水供水1.8696亿m3；地下水供水0.0774亿m3。社会经济现状见表1。

表1 西营河灌区现状社会经济统计表

2）用水现状。灌区用水现状为农业用水、生态用水、工业用水、生活用水，2023年凉州区配置西营灌区用水总量为20 750万m3，灌区分行业用水情况见表2。

表2 现状各行业用水量表

需水预测。依据凉州区2023年水权配置方案，灌区农业灌溉面积1.83万hm2，生态0.27万hm2。

根据预测，西营灌区的粮∶经∶林种植比例，将由现状的7∶65∶28调整为4∶58∶38，农田灌溉净定额由现状的400 m3/667 m2降为380 m3/667 m2，林地定额维持现状210 m3/667 m2不变，2028年农业净灌溉面积详见表3。

表3 2028年农业净灌溉定额表（单位：m3/667 m2）

2 饮用水供水量分析

2.1 社会经济发展指标

人口：预测2028年西营灌区人口达到10.22万人，人口年均增长率在6.67‰左右。

大小牲畜：根据灌区近年来实际增长速度，考虑暖棚养殖的逐渐推广，预测未来增长率在5%左右。

工业：凉州区西营、永昌农村饮水安全工程受益区4个镇及金大快速通道两侧的凉州工业园区，预测未来该核心区将集中优势资源，保持较高的增长速度，带动区域经济跨越式发展，工业平均增长率在10%左右。2028年灌区社会经济发展预测详见表4。

表4 2028年灌区社会经济发展预测

2.2 用水定额

灌区2028年生活及牲畜用水定额考虑灌区实际，在参考《村镇供水工程技术规范》（SL301-2004）的基础上，采用农村生活60 L/人·日，大牲畜（牛）50 L/头·日，小牲畜（猪）50 L/头·日，小牲畜（羊）10 L/只·日。

2.3 社会经济生活需水

根据《凉州区2023年度水资源使用权配置和用水总量控制方案》及项目区社会经济发展指标、需水定额，2023年项目区社会经济发展饮用水需水量为1 286万m3（其中：地表水1 143万m3，地下水143万m3），居民生活用水573万m3，养殖业用水713万m3。

2.4 现状总需水量分析

根据分析预测，2022年总需水量为21 670.4万m3，其中农业灌溉15 852.07万m3，生态用水1 346.38万m3，工业用水3 328万m3，社会经济发展生活饮用水1 144.28万m3，农业仍为用水大户，用水比重73.15%。工业用水比重有所增加，从现状的1.61%增加到15.36%，经济社会发展生活饮用水占5.28%。

3 饮用水供水稳定性分析

3.1 地表水资源

西营河灌区农业灌溉和群众赖以生存的西营河发源于祁连山北麓的冷龙岭，属内陆河石羊河水系，河流的共同特点是：径流量年际变化大，年内水量分布不均，其最大径流量为5.159亿m3（1989年），最小径流量2.152亿m3（1991年），根据1954～2010年共46年长系列径流资料分析计算，多年平均年径流量为3.7亿m3；P=50%年径流量为3.627亿m3；p=75%年径流量为3.187亿m3；p=95%年径流量为2.601亿m3。地表水年径流量按补给来源分：降水占61%，地下水占31%，冰雪融水占8%，由于降水的形态和储存形式、季节的不同，3～4月份气温逐渐变暖，山区积雪向高处开始融化，以地表径流形式补给河流，至5月底，0℃等温线升至4 000 m时，全流域积雪基本已经融化，故3～5月份划分为融雪河冰径流，其特点是峰高、量大，往往成为干旱年的最大洪峰径流；6～8月份间冰雪消融强度较小，形成的冰雪融水洪峰径流仅占流域的1.13%，自6～9月中旬流域内以液态降水占优势，虽有小部分固态降水，但比重不大，多为随降随消的过程雪，故这一阶段为降雨地表径流。

3.2 地下水资源

西营河地下水资源分为山区和平原两区，山区内地下水形成和分布与水文地质有着密切关系，其流向和地表水的流向大致相同，地下水在补给地下水占31%的年径流量中，土壤浅层水占11%，深层（稳定）地下水占20%，平原区蕴藏地下水资源约1.6亿m3，是山水流出山口后，进入山前洪积扇地带，底部为巨厚砂砾卵石渗漏带，在河流、渠道、田间产生渗漏形成地下潜流，为山前断层台阶下降泉、埋深和含水层厚3～9 m不等，为砂砾卵石层，水量多不稳定。向北含水层构造逐渐由单一的巨厚卵砾石含水层过渡为双层型和多层型含水层，平原区地带含水层厚20～200 m以上，水量相对稳定。

3.3 未来水供求态势分析

根据《石羊河流域重点治理规划》《甘肃省石羊河流域水资源分配方案》要求以及2012～2023年《凉州区水资源配置方案》，按流域内水资源配置方案，在保障人民群众生活和基本生态用水的前提下，重点向现代农业、生态工业、文化旅游产业和特色优势产业倾斜。在用水总量不突破的前提下，依照效率优先原则，对重点产业、重点项目和“10+N”特色优势产业等用水效率较高的行业、产业等发展优先考虑，兼顾公平配置其他用水。灌区水权水量从2012年的21 854.29万m3，减少至2023年20 750万m3，灌区用水量呈下降趋势。

3.4 未来水供求总体态势

1）农业用水。调整经济结构，大力发展现代高效农业是西营河灌区农业发展方向。预计2028年农田灌溉面积为1.83万hm2，特色林果业2 666.67 hm2，农业用水2.11亿m3。

2）农村生活用水。农村生活用水主要为农村人饮用水和牲畜用水。农村人口生活需水和大小牲畜需水量，2022年分别为437万m3、707万m3；2023年分别为573万m3、713万m3；预测2028年分别为541万m3，954万m3。

3）工业用水。随着新能源工业园区、金太阳工业园区和其他工业项目的发展，灌区工业用水2020年达186万m3，2023年达334万m3，预测2028年将达到447万m3。

4）生态用水。考虑灌区生态环境脆弱，从生态安全出发，2022年生态面积2 260 hm2，规划2023年生态面积调整到2 673.33 hm2，2030年调整到3 733.33 hm2，用水达2 077万m3。

3.5 水供求调配方案与规划布局

按照《凉州区水资源配置方案》确定的水量分配方案，在确保不突破水权总量控制指标的基础上，根据灌区经济结构调整，用水结构优化，制定灌区用水总量控制及节约用水方案。

根据《石羊河流域重点治理规划》规定，在多年平均水量方案的基础上，对不同来水频率（多年平均、P=50%、P=75%、P=90%、P=95%）按照优先顺序进行分配，即：枯水年：按照优先保证生活用水、保证重点工业和基本生态用水、剩余水量满足农业和其他用水的配水原则进行分配；丰水年：按照配水优先序不变、水量不再增加、富余水量全部沿河道下泄。

3.6 水源分析

西营河是石羊河流域上游支流之一，河源主峰海拔4 874 m。

西营河产流区位于出山口以上的祁连山区，径流主要来源于大气降水，另外有少量的冰雪融水补给。境内地表水资源主要为祁连山区降雨及冰雪融化补给，上游来水年内各时段分布不均，1～4月份径流约占全年总量的9%，5～6月份占22%，7～9月份占51%，10～12月份占18%。同时，为完成向下游民勤调水任务，调水时段集中在7～9月份，近年来，西营、杂木、金塔7～9月份向下游调水下泄水量年均2.49亿m3，占到该时段上游来水量的60%。农业需水高峰期为5～9月份，在保障城区、农村居民生活用水和完成向民勤调水任务后，上游来水不能满足农作物需水要求，杂木、金塔、黄羊等灌区每年春季均有“卡脖子旱”现象，部分时段农作物生长期不能适时、适量灌溉，农作物受旱现象时有发生。

西营河径流4～5月份主要由冰雪融水和降水补给，径流量占年径流的16.2%；6～9月份为夏季洪水期径流量占年径流的69.6%；10～11月份为秋季平水期，12月至次年3月为冬季枯水期。径流量占年径流的14.2%。根据西营河水库入库径流资料，多年平均流量3.78亿m3，最大年径流量（1989年）5.159亿m3，最小年径流量（1991年）2.152亿m3。

3.7 水源供水保证率分析

西营水库与西营渠首之间有9.5 km的自然河道，根据地形地质条件，水厂取水口设在渠首总干涵洞处，以西营河水库作为供水水源，距水厂3.5 km。西营水库总库容2 350万m3，校核洪水位2 033.2 m，相应库容面积1.78 km2，死库容200万m3，西营渠首从西营水库的年引水量见表5。

表5 西营渠首引水量表（单位：万m3）

由表5可知，西营水库引水至渠首的年引水量都在2万m3以上，为确保灌区群众及凉州工业园区正常的生产生活用水，西营河水库在调水、调蓄、灌溉过程中，优先保障人饮用水，水库泄水量至西营渠首均可满足最高日引水量（已建西营水厂10 445 m3/天，宏祥水厂20 000 m3/天，即年总需水量约为1 111万m3）的要求。

4 西营河灌区人饮用水情况分析

西营河是石羊河流域最大的支流，地表径流以冰雪融水和大气降水为主，多年平均径流量3.7亿m3。按照重点治理规划中分水目标，灌区可利用水量逐年减少，向下游民勤调水量逐年增加。2022年灌区渠首引水量仅为1.97亿m3，较2005年的3.3亿m3减少了1.33亿m3，减幅达40.3%；向下游民勤调水量由2005年的0.12亿m3增加到2022年的1.8亿m3，增加幅度达15倍。

4.1 2023年西营河灌区人饮供水情况

根据凉州区2023年度水资源使用权配置方案，西营河灌区配置水权总量为20 750万m3。其中：生活用水1 286万m3，占水权总量的6.2%；由于灌区人饮取水口在渠首以下200 m处，距西营水库9.8 km，西营水库日均每天下泄流量0.3 m3/s才能满足灌区人饮用水，2023年西营水库下泄人饮水量1 143万m3，满足2座水厂引水需要（已建西营水厂10 445m3/天，宏祥水厂20 000 m3/天，即年总需水量约为1 111万m3）。

4.2 不同水文年份西营水库人饮供水情况分析

1）干旱年情况（p=95%）西营河河源来水为2.87亿m3，西营河渠首向民勤下泄水量1.34亿m3，灌区引水量只有1.40亿m3，其中人饮用水0.091亿m3。

2）平水年情况（p=75%）西营河河源来水在3.7亿m3，西营河渠首向民勤下泄水量1.8亿m3，灌区引水量1.78亿m3，其中人饮用水0.114亿m3。

3）丰水年情况（p=50%）西营河河源来水在4.4亿m3，西营河渠首向民勤下泄水量1.8亿m3，灌区引水量2.37亿m3，可满足灌区生活、生态、工业、农业灌溉的用水要求。

在配水总量内，可通过产业结构调整、经济手段调控、推广应用新技术新工艺等措施，降低用水定额，提高水资源利用效率和效益，不断提高区域水资源承载力和水环境承载力。在具体制定方案时，结合凉州区属于干旱半干旱的地域特征，采用平水年实际供水情况，坚持优先保障基本生活用水，合理保留生态用水，满足工业用水，调整农业用水的原则，以满足人们的基本生活用水和最基本的生态用水。