王 凱，范 旻，劉 瑞

（陜西省水利電力勘測設(shè)計研究院，陜西 西安 710001）

1 渭河干流林家村斷面水生態(tài)現(xiàn)狀

渭河發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，東流371 km 經(jīng)天水縣牛背溝附近進入陜西省境內(nèi)，自西向東橫貫關(guān)中平原，在陜西潼關(guān)的港口注入黃河，渭河全長約818 km，流域總面積13.5 萬 km2。

林家村斷面是渭河干流河道生態(tài)環(huán)境用水及入黃控制要求的重要控制斷面，1990 年以來，渭河干支流站入境水量減少十分突出，1974 年～1993 年渭河林家村斷面實測多年平均徑流量為22.5 億m3，1994 年～2015 年實測多年平均徑流量為10.0 億m3，與1974 年～1993 年平均值相比，林家村斷面年平均徑流減少了55.6%，1974 年～2015 年渭河林家村斷面年徑流變化見圖1。

圖1 1974 年～2015 年渭河林家村斷面年徑流變化

為緩解寶雞峽塬上灌區(qū)水資源供需矛盾，修建了林家村峽谷出口處林家村渠首加壩加閘工程和下游的魏家堡電站工程，由渭河林家村斷面引水入灌溉渠道，由于渠首林家村斷面未預(yù)留下游河道生態(tài)水量，致使枯水期11 月～6 月林家村斷面至魏家堡電站區(qū)間近80 km 河道流量銳減，1994 年～2015 年林家村斷面引水后流量頻率曲線見圖2。

隨著渭河流域經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，用水量持續(xù)增加，加之境內(nèi)來水減少，致使生態(tài)環(huán)境用水被擠占，渭河局部河段幾乎斷流，河道內(nèi)嚴(yán)重缺少生態(tài)水，納污、沖沙能力大大降低，無法發(fā)揮天然水體的自凈能力，渭河生態(tài)環(huán)境不斷惡化。

圖2 1994 年～2015 年枯水期11 月～6 月林家村斷面引水后流量頻率曲線

2 生態(tài)需水的保障措施

渭河林家村斷面生態(tài)需水的保障首先應(yīng)考慮農(nóng)業(yè)節(jié)水[2-3]，挖掘?qū)氹u峽塬上灌區(qū)的節(jié)水潛力，優(yōu)化灌區(qū)調(diào)度運行方式，降低灌區(qū)用水對渭河林家村斷面生態(tài)的影響，其次對林家村斷面上游渭河干、支流雨洪資源進行分析，在不增加水資源利用情況下，建設(shè)生態(tài)補水水源工程，通過洪水資源化的優(yōu)化調(diào)度和優(yōu)化水資源的時間分布，將雨洪資源轉(zhuǎn)化為生態(tài)用水，改善渭河林家村斷面生態(tài)環(huán)境，提高生態(tài)需水的保證率。

3 渭河干流林家村斷面生態(tài)需水目標(biāo)

3.1 規(guī)劃水平年

近期：2025 年；遠期：2030 年。

3.2 生態(tài)需水目標(biāo)

根據(jù)《渭河流域近期重點治理規(guī)劃》《黃河流域綜合規(guī)劃（2012-2030）》《陜西省渭河干流可調(diào)水量分析與調(diào)度機制研究技術(shù)報告》等相關(guān)規(guī)劃和研究成果[4-5]，林家村斷面的綜合生態(tài)環(huán)境流量目標(biāo)按照分階段控制的原則，由最小生態(tài)流量、基本生態(tài)流量和目標(biāo)生態(tài)流量三級構(gòu)成。具體指標(biāo)值分別為：最小生態(tài)流量6 m3/s、基本生態(tài)流量8.5 m3/s、目標(biāo)生態(tài)流量10 m3/s，設(shè)計保證率不低于90%。

4 生態(tài)補水工程規(guī)劃布局

4.1 生態(tài)補水工程水源選擇

渭河汛期水量（7 月～10 月）占全年水量的71%以上，但由于干流地勢平坦、沿河修建的隴海鐵路高程較低，不具備修建控制性防洪水庫的條件，只能在其支流規(guī)劃調(diào)蓄工程。寶雞峽渭河林家村斷面以上通關(guān)河、小水河水量豐沛，有良好的流域植被及庫壩址地形地質(zhì)條件，流域內(nèi)僅修建了一些小型引、提水工程，具有開發(fā)利用自身水資源的有利因素。

通關(guān)河發(fā)源于甘肅境內(nèi)，自北而南流經(jīng)我省隴縣、寶雞兩縣，于寶雞縣鳳閣嶺鄉(xiāng)匯入渭河，全流域面積848 km2，其中省內(nèi)431.8 km2，占總流域面積的50.9%，是渭河林家村以上我省境內(nèi)的最大一條支流，主河道全長72.2 km（省內(nèi)長30.3 km），河道平均比降1.85%，河口位于林家村上游約80 km（直線距離60 km），多年平均徑流量 1.13 億 m3。

小水河位于渭河林家村上游約21 km 處，整個流域全位于寶雞縣境內(nèi)，是渭河林家村以上我省境內(nèi)的第二大支流，主要由上游的赤沙河和香泉河兩條支流匯集而成，流域面積405 km2，主河道長42.9 km，河道平均比降1.76%，多年平均徑流量 0.59 億 m3。

4.2 實現(xiàn)渭河林家村斷面生態(tài)目標(biāo)方案總體布局

通過對陜西省境內(nèi)林家村斷面用水及斷面以上分布河流的分析，實現(xiàn)渭河林家村斷面生態(tài)流量目標(biāo)的總體布局方案是：

（1）調(diào)整寶雞峽塬上灌區(qū)渠首水庫調(diào)度運行方式，林家村斷面生態(tài)流量實現(xiàn)最小生態(tài)流量6 m3/s 的要求；

（2）近期在寶雞峽灌區(qū)實施節(jié)水改造的基礎(chǔ)上，修建通關(guān)河水庫，向林家村斷面生態(tài)補水，林家村斷面生態(tài)流量實現(xiàn)基本生態(tài)流量8.5 m3/s 的要求；

（3）遠期寶雞峽灌區(qū)進一步實施節(jié)水改造，修建小水河水庫，向林家村斷面生態(tài)補水，林家村斷面生態(tài)流量實現(xiàn)目標(biāo)生態(tài)流量10 m3/s 的要求。

5 生態(tài)補水方案

5.1 優(yōu)化調(diào)整寶雞峽灌區(qū)運行方式

（1）寶雞峽灌區(qū)現(xiàn)狀運行方式

寶雞峽塬上灌區(qū)通過林家村渠首水庫工程與灌區(qū)內(nèi)五座渠庫結(jié)合水庫聯(lián)合供水（從上游起，依次為王家崖水庫、信義溝水庫、大北溝水庫、泔河水庫、泔河二庫），來滿足灌區(qū)180.26 萬畝農(nóng)作物的用水需求，再利用塬上灌區(qū)干渠灌溉以外的富余供水能力由林家村斷面渠首水庫引水至魏家堡電站發(fā)電。寶雞峽塬上灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉的運行方式見圖3。

圖3 寶雞峽塬上灌區(qū)現(xiàn)狀灌溉的運行方式

（2）優(yōu)化調(diào)整運行方式

林家村斷面供水對象為寶雞峽塬上灌區(qū)、下游生態(tài)流量以及魏家堡電站發(fā)電用水，以基本不影響寶雞峽塬上灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展用水要求的原則，調(diào)整供水對象的優(yōu)先順序，擬定方案一：灌溉—發(fā)電—生態(tài)、方案二：灌溉—生態(tài)—發(fā)電、方案三：生態(tài)6 m3/s—灌溉—發(fā)電三種運行方式，分析寶雞峽塬上灌區(qū)的灌溉效益和林家村斷面生態(tài)流量。

表1 調(diào)整寶雞峽灌區(qū)運行方式調(diào)節(jié)計算結(jié)果表

根據(jù)林家村斷面三種運行方式的調(diào)節(jié)計算成果，林家村斷面預(yù)留最小生態(tài)流量6 m3/s，寶雞峽灌區(qū)再進行灌溉、引水發(fā)電，與灌區(qū)原運行方式和先灌溉、再下泄生態(tài)最后引水發(fā)電的兩個方案相比，最小生態(tài)流量6 m3/s 的保證率有明顯提高，方案一對寶雞峽塬上灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水影響較小，仍可以滿足灌溉保證率50%以上的要求，并維持原最小供水度，對魏家堡發(fā)電有一定的影響。

5.2 近期建設(shè)通關(guān)河水庫工程

近期水平年2025 年，寶雞峽塬上灌區(qū)按照“生態(tài)—灌溉—發(fā)電”方式運行，并對灌區(qū)實施續(xù)建配套和節(jié)水改造項目，提高灌溉水利用系數(shù)。在林家村斷面上游的渭河支流通關(guān)河修建水庫，在滿足通關(guān)河水庫斷面自身生態(tài)水量的要求下，向林家村斷面渠首水庫下游進行生態(tài)補水，調(diào)節(jié)計算結(jié)果見表2。

表2 通關(guān)河水庫向林家村斷面補水調(diào)節(jié)計算結(jié)果表

近期2025 年修建通關(guān)河水庫將90%保證率下林家村斷面生態(tài)流量提高至基本生態(tài)流量8.5 m3/s，所需調(diào)節(jié)庫容6998.2 萬 m3。

5.3 遠期建設(shè)小水河水庫工程

遠期水平年2030 年，寶雞峽塬上灌區(qū)進一步實施節(jié)水改造，在通關(guān)河水庫給林家村斷面生態(tài)補水流量達到基本生態(tài)流量8.5 m3/s 的基礎(chǔ)上，修建小水河水庫，在滿足小水河水庫斷面自身生態(tài)流量的要求下，向林家村斷面渠首水庫下游進行生態(tài)補水，調(diào)節(jié)計算結(jié)果見表3。

表3 小水河水庫向林家村斷面補水調(diào)節(jié)計算結(jié)果表

遠期2030 年修建小水河水庫將90%保證率下林家村斷面生態(tài)流量提高至目標(biāo)生態(tài)流量10 m3/s，所需調(diào)節(jié)庫容4314.9 萬 m3。

6 結(jié)論

綜上，寶雞峽灌區(qū)的農(nóng)業(yè)節(jié)水措施和運行方式的優(yōu)化調(diào)整不足以改善林家村斷面下游渭河干流的生態(tài)環(huán)境，通過建設(shè)生態(tài)補水水源工程通關(guān)河水庫和小水河水庫，將林家村斷面上游支流的雨洪資源化，補充干流生態(tài)用水，可將林家村斷面下游目標(biāo)生態(tài)流量10 m3/s 保證率提高至90%以上。