【摘 要】本评价在水资源开发利用层面上,根据现状和未来发展需求,以生态环境保护为前提,以水源涵养和改善生态环境为目标,以现状生态的保护为基础,以水利基础设施建设为保障,以苏峪口景区生态保护为重点,配合采用先进的节水灌溉方式,在节水的同时实现水资源的高效利用。
【关键词】水资源;评价
1.前言
贺兰山苏峪口地处西北地区东部贺兰山区,干旱少雨,构成了极其脆弱的生态基础,水资源量极为有限。苏峪口沟道原有截潜工程深度5m,截引了部分沟道潜水,只能供夏季旅游、生活及少量生态用水。为了使苏峪口生态建设持续发展,规划在贺兰山苏峪口建设新的截潜工程,充分利用苏峪口沟沟道潜水,保障贺兰山苏峪口生态建设的水源。
2.水文条件
苏峪口区域年平均气温8.5℃,多年平均水面蒸发量1193.2mm(E601型蒸发器),多年平均降水量280mm,年降水量年内分配很不均匀,主要集中在汛期,多为暴雨,占全年降水量的73.4%,7~8月占全年降水量的48.8%。多年平均降水量变差系数Cv=0.36,Cs=2Cv,保证率为50%、75%、95%的设计年降水量分别为268.2mm、206.6mm、138.3mm。苏峪口水文站30多年的实测资料,苏峪口沟多年平均径流深31mm,流域面积50.5km2,多年平均径流量154万m3。对苏峪口沟水文站1971~2009年多年实测年径流量系列进行水文频率计算,P=75%、95%保证率设计年径流量分别为95.3万m3、49.9万m3。对苏峪口沟水文站1971~2009年多年实测年径流量系列进行水文频率计算, Cv=0.52,Cs=2Cv,P=75%、95%保证率设计年径流量分别为95.3万m3、49.9万m3。
3.需用水量计算
3.1需水量预测
(1)人饮需水量预测
①人口发展预测
人饮水人口数现状年2010年项目区600人,包括金山搬迁居民现状300人,景区职工100人和游客饮用水,游客以居住在景点的人数200人估算。
金山搬迁居民人口增长率为10‰,2025年金山搬迁居民人口为348人。规划年2025年景区职工、游客居住在景点的人数仍按现状人口估算,即景区职工100人、居住在景点的游客用水人数200人,计300人。鉴于旅游的季节性,景区职工、游客居住在景点的人用水时间为7个月(210天)。
②生活需水量预测
经计算,现状年生活日需水量为26.4 m3/d,年需水量为0.96万m3。规划水平年2025年生活日需水量为41.71 m3/d,年需水量为1.52万m3。
(2)林带灌溉工程需水量预测
采用管道输水+滴灌,本次灌溉综合定额为100m3/亩。现状林带灌溉工程需水量39.6万m3/a。到2025年灌溉面积不增加,规划年林带灌溉工程需水量39.6万m3/a。
(3)蓄水池蒸发消耗水量
本次蓄水池水面蒸发损失量=蓄水池水面面积87000m2*水面蒸发量1193.2mm/1000*大水体水面蒸发折算系数0.90/10000=9.3万m3/a。蓄水池渗漏损失量忽略不计。蓄水池蒸发消耗水量9.3万m3/a。
3.2 合理取水量
现状需水量49.9万m3/a,规划水平年2025年需水量50.0万m3/a,其中人饮需水量1.11万m3/a,灌溉需水量39.6万m3/a。
4.可供水量
4.1沟道基流量
根据苏峪口沟站多年实测资料,基流频率计算结果:Cv=0.36、Cs=2.0Cv,并对苏峪口沟不同频率年基流量进行年内分配,见表4-1。
根据《苏峪口沟截潜工程水文分析报告》,截潜断面与苏峪口水文站相距850m,采用苏峪口水文站实测资料进行分析计算。经过对苏峪口沟水文站多年实测流量资料进行基流切割计算,多年平均基流量69万m3。
4.2 沟道潜流量
苏峪口沟属于宽浅河床,河床表层为碎石、砂砾石、卵石组成,河道上游水量除常流水部分,还有一部分下渗到砂石中。根据地质勘探成果,截潜断面宽约35m,含水层厚度20m,河床比降7.4%,平均渗透系数K取15 m/d,采用达西公式计算,潜流量为777 m3/d,多年平均潜流量为28.4万m3/a。
潜水的补给来源主要是沟道区域内的降水入渗,其大小直接受到降水的丰枯变化影响,本次按照降水量的丰枯变化系数分析P=75%保证率潜流量,降水量Cv=0.36、Cs=2.0Cv,经计算,P=75%保证率的潜流量为25.8万m3/a。
4.3 截引点可供水量
一般国际上公认的流域水资源开发利用程度的警戒线为40%,本次截潜工程截取沟道潜水,考虑河道生态用水等因素,截潜水量原则上不超过河道来水量的40%。
75%保证率的径流量95.3万m3/a,按照40%可截引水量考虑,75%保证率可截引基流量=95.3*40%=38.1万m3/a。75%保证率的潜流量25.8万m3/a。
截引点可供水量 =75%保证率可截基流量+75%保证率潜流量=38.1+25.8=63.9万m3/a。可供水量月分配情况见表4-1。
4.4供需水量平衡分析
规划年需水量为50.0万m?/a,年可供水量63.9万m?/a。年可供水量比年需水量大13.9万m?/a。考虑到林带灌溉的季节性用水,年可供水量、年需水量按各月分配后,可以看出,在灌溉高峰期的4~9月份,当月需水量大于截潜可供水量,水量冬季尚有一定的剩余,可通过蓄水池储存,满足景区灌溉季节的生态绿化需水。
如表4-2所示,各月供需平衡分析结果,灌溉用水高峰期的4~9月份,季节性缺水15.6万m?,考虑蓄水池淤积库容和设计超高等,调蓄水池库容为18.0万m?。
5.结论
通过以上计算分析,苏峪口沟多年平均来水量97.4万m?/a,75%保证率的来水量76.8万m?/a,需水量50.0万m?/a,水量有保障。
供水工程能力上,库容为18.0万m?调蓄水池,能满足年内调节和各月调节要求,非灌溉期蓄积水量,能够满足用水需求。
工程实施有利于保障贺兰山苏峪口旅游、生态、经济的发展,有效改善苏峪口周边因灌溉不足状况,有效保护了苏峪口脆弱的生态环境系统,为苏峪口景区的人文环境和生态环境协调、可持续发展提供了有力保障。
作者简介:
曹学明(1965- )男,宁夏青铜峡人,工程师,主要从事水资源评价、利用与保护工作。