曹建忠
寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全工程受水區(qū)水資源優(yōu)化配置
曹建忠
(寧夏水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 寧夏銀川 750004)
寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全工程屬跨流域調(diào)水的區(qū)域性水資源優(yōu)化配置工程,其受水區(qū)范圍之大、受益人口之多實(shí)屬國(guó)內(nèi)少見,尤其是當(dāng)?shù)厮可儋|(zhì)差,如何在充分利用當(dāng)?shù)厮幕A(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域調(diào)水工程統(tǒng)籌進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置是做好工程設(shè)計(jì)的前提。為此,本文進(jìn)行了深入的分析和探討,為類似工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了一定的參考價(jià)值。
寧夏中南部 城鄉(xiāng)飲水安全 水資源優(yōu)化配置
寧夏固原地區(qū)(寧夏中南部)城鄉(xiāng)飲水安全工程包括水源工程、受水區(qū)連通工程和配套工程三部分,屬跨流域調(diào)水的區(qū)域性水資源優(yōu)化配置工程。水源工程將寧夏固原地區(qū)南部六盤山東麓雨量較多、水量相對(duì)較豐沛的涇河流域地表水,經(jīng)攔截、調(diào)蓄,向北輸送到固原市南郊的中莊水庫(kù),為受水區(qū)提供穩(wěn)定可靠的外調(diào)水源。連通工程以水源工程為“大水源”,通過連通管道向受水區(qū)配套工程的“小水源”供水。配套工程為受水區(qū)已建或規(guī)劃建設(shè)的農(nóng)村飲水工程,通過連通工程將水源工程的供水量經(jīng)配水管網(wǎng)供水入戶。
寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全工程的受水區(qū)包括固原市原州區(qū)、彭陽(yáng)縣、西吉縣和中衛(wèi)市海原縣部分地區(qū),共涉及一個(gè)市區(qū)、三個(gè)縣城,45個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、601個(gè)行政村。以2011年為基準(zhǔn)年,現(xiàn)狀農(nóng)村供水人口為86.41萬(wàn)人,城鎮(zhèn)供水人口27.12萬(wàn)人,總供水人口為113.53萬(wàn)人。受水區(qū)范圍之大、受益人口之多實(shí)屬國(guó)內(nèi)少見。尤其是配套工程中的農(nóng)村集中供水工程系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,既包括2000年以前建設(shè)的氟改水工程、2001~2004年建設(shè)的解困工程、2005~2012年建設(shè)的農(nóng)村飲水安全工程和自來水入戶工程等,又包括“十二五”期間依靠面上資金擬建的農(nóng)村飲水安全工程;共涉及農(nóng)村集中供水工程181處。
受水區(qū)已建農(nóng)村集中供水工程以量少質(zhì)差的當(dāng)?shù)厮疄樗?,由于持續(xù)干旱造成水源枯竭、水質(zhì)惡化而急需補(bǔ)充或替換水源;規(guī)劃工程需要外調(diào)水源。受水區(qū)位于寧夏中南部,當(dāng)?shù)厮可儋|(zhì)差,如何在充分利用當(dāng)?shù)厮幕A(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域調(diào)水工程統(tǒng)籌進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置是做好工程設(shè)計(jì)的前提,為此需要認(rèn)真研究。
本項(xiàng)目供水對(duì)象為城市生活、農(nóng)村生活和規(guī)?;B(yǎng)殖?,F(xiàn)狀2011年供水人口為113.53萬(wàn)人,其中,農(nóng)村人口86.41萬(wàn)人,城市人口27.12萬(wàn)人。結(jié)合區(qū)域國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃,預(yù)測(cè)規(guī)劃水平2025年供水總?cè)丝跒?31.51萬(wàn)人,其中,城市供水人口50.32萬(wàn)人,農(nóng)村供水人口為81.19萬(wàn)人;養(yǎng)殖場(chǎng)的規(guī)模為20.57萬(wàn)頭(只),其中,大家畜6.29萬(wàn)頭、小家畜14.27萬(wàn)只。
城鄉(xiāng)生活需水預(yù)測(cè)按城市居民和農(nóng)村居民分別進(jìn)行,采用人均日用水量方法計(jì)算。生活用水毛需水量計(jì)算中考慮管網(wǎng)損失和水廠自用水量,其中管網(wǎng)損失采用10%,水廠自用水量采用5%,均以日需水量為基礎(chǔ)。生活供水定額:城市居民采用120L/人?d,農(nóng)村居民采用50 L/人?d,大家畜40L/頭?d,小家畜5L/只?d。經(jīng)預(yù)測(cè),規(guī)劃水平2025年受水區(qū)城鄉(xiāng)生活總需水量為4374萬(wàn)m3,其中,城市居民生活為2535萬(wàn)m3,農(nóng)村居民生活1704萬(wàn)m3,規(guī)?;B(yǎng)殖136萬(wàn)m3。
受水區(qū)可供水量包括城市水源地和農(nóng)村集中供水工程可供水量?jī)刹糠?。其?009年建成的東山坡引水工程屬調(diào)水工程,既是城市水源地,又是部分農(nóng)村集中供水工程的水源;在受水區(qū)水資源供需平衡時(shí)暫不考慮其可供水量,在受水區(qū)缺水量?jī)?yōu)化配置時(shí)結(jié)合在建的中南部水源工程統(tǒng)籌配置。
受水區(qū)城市水源地現(xiàn)有6個(gè),其中地表水水源地1個(gè),為原州區(qū)海子峽水庫(kù),地下水水源地5個(gè),包括原州區(qū)彭堡水源地和三里鋪水源地、西吉縣沙崗子水源地、彭陽(yáng)縣縣城水源地及海原縣李家莊水源地;海子峽、彭堡、沙崗子水源地歷史上為灌溉水源,現(xiàn)狀存在城鎮(zhèn)、農(nóng)業(yè)爭(zhēng)水現(xiàn)象,且地下水位持續(xù)下降、水量衰減、出現(xiàn)漏斗等現(xiàn)象,因此規(guī)劃水平年將其調(diào)整為城鎮(zhèn)生活的應(yīng)急水源,其供水能力不作為可供水量,只考慮原州區(qū)三里鋪、彭陽(yáng)縣城和海原縣李家莊水源地的可供水量,共167萬(wàn)m3。
受水區(qū)已建的144處農(nóng)村集中供水工程現(xiàn)狀總供水量369萬(wàn)m3,其中,水質(zhì)達(dá)標(biāo)的165萬(wàn)m3,水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的204萬(wàn)m3;考慮到受水區(qū)當(dāng)?shù)厮Y源量少質(zhì)差,規(guī)劃工程均不再考慮當(dāng)?shù)厮?。?guī)劃水平年農(nóng)村集中供水工程可供水量只考慮水質(zhì)達(dá)標(biāo)的已建工程可供水量165萬(wàn)m3(地表水100萬(wàn)m3,地下水65萬(wàn)m3),水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的全部替換水源。
預(yù)測(cè)規(guī)劃水平2025年受水區(qū)城鄉(xiāng)生活總可供水量為332萬(wàn)m3,其中,當(dāng)?shù)氐乇硭?00萬(wàn)m3,地下水232萬(wàn)m3;農(nóng)村生活165萬(wàn)m3,城市生活167萬(wàn)m3。規(guī)劃水平2025年受水區(qū)城鄉(xiāng)生活總需水量為4374萬(wàn)m3,可供水量為332萬(wàn)m3,經(jīng)供需平衡分析,城鄉(xiāng)生活總?cè)彼繛?042萬(wàn)m3,其中,彭陽(yáng)縣790萬(wàn)m3,西吉縣1704萬(wàn)m3,原州區(qū)1056萬(wàn)m3,海原縣492萬(wàn)m3;城市生活缺水2368萬(wàn)m3,農(nóng)村生活缺水1674萬(wàn)m3。
規(guī)劃水平2025年受水區(qū)城鄉(xiāng)生活總需水量為4374萬(wàn) m3,在充分利用了當(dāng)?shù)厮|(zhì)達(dá)標(biāo)的可供水量332萬(wàn)m3后,城鄉(xiāng)生活總?cè)彼繛?042萬(wàn)m3,將由東山坡引水工程和中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程按照“高水高用、低水低用、就近利用”的配置原則統(tǒng)籌解決。
4.1東山坡引水工程賀家灣水庫(kù)水量配置
固原市東山坡引水工程于2000年經(jīng)自治區(qū)發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè),2009年6月建成,設(shè)計(jì)年最大供水量2000萬(wàn)m3,主要解決固原市城市工業(yè)及生活用水。引水水源位于涇源縣六盤山鎮(zhèn)東山坡,止于固原市南郊,引水及供水線路總長(zhǎng)24.14km,設(shè)計(jì)引水流量0.50~1.0m3/s,建成截引點(diǎn)12處,在原州區(qū)開城鎮(zhèn)設(shè)賀家灣調(diào)節(jié)水庫(kù),調(diào)節(jié)水庫(kù)總庫(kù)容320萬(wàn)m3,其中調(diào)節(jié)庫(kù)容270萬(wàn)m3。
賀家灣水庫(kù)可供水量為897萬(wàn)m3,中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程配置方案為:扣除用于固原東部農(nóng)村飲水安全重點(diǎn)供水工程218萬(wàn)m3,受水區(qū)可供水量為679萬(wàn)m3,其中,固西引水工程配置132萬(wàn)m3(西吉縣城114萬(wàn)m3,原州區(qū)農(nóng)村生活18萬(wàn)m3),固原市配置547萬(wàn)m3(城市生活190萬(wàn)m3,其他行業(yè)用水357萬(wàn)m3)。
連通工程設(shè)計(jì)時(shí),按照“高水高用、低水低用、就近利用”的配置原則對(duì)東山坡引水工程賀家灣水庫(kù)的可供水量重新進(jìn)行優(yōu)化配置如下:
(1)賀家灣水庫(kù)配置固?hào)|引水的218萬(wàn)m3維持現(xiàn)狀,其中原州區(qū)176萬(wàn)m3,彭陽(yáng)縣42萬(wàn)m3,均為農(nóng)村生活用水。
(2)賀家灣水庫(kù)配置固西引水的132萬(wàn)m3維持現(xiàn)狀,其中西吉縣114萬(wàn)m3,原州區(qū)18萬(wàn)m3。根據(jù)西吉縣受水區(qū)供水范圍的分布及固西引水線路布置,按照“高水高用、低水低用”的配置原則,西吉縣的114萬(wàn)m3優(yōu)先滿足固西引水片區(qū)103萬(wàn)m3的農(nóng)村生活用水缺口,剩余的11萬(wàn)m3配置到西吉縣城供城市生活。原州區(qū)分配的18萬(wàn)m3仍維持現(xiàn)狀,供農(nóng)村生活。
(3)賀家灣水庫(kù)比中莊水庫(kù)高100m左右,而且靠彭陽(yáng)縣比較近,同時(shí)受水區(qū)大部分地區(qū)地面高程低于賀家灣水庫(kù);因此,相對(duì)于中莊水庫(kù)而言,從賀家灣水庫(kù)向彭陽(yáng)縣供水運(yùn)行成本更低,更加節(jié)能。為此提出將賀家灣水庫(kù)分配固原市的547萬(wàn)m3水量調(diào)配給彭陽(yáng)縣,并優(yōu)先滿足北部地形較高的安家河片區(qū)農(nóng)村生活用水量缺口170萬(wàn)m3,剩余水量377萬(wàn)m3供給彭陽(yáng)縣城市生活;這樣彭陽(yáng)縣將有547萬(wàn)m3的水量減少揚(yáng)程100m左右,年節(jié)約電費(fèi)約86萬(wàn)元。賀家灣水庫(kù)原分配固原市的547萬(wàn)m3水量通過水量置換的方式由中莊水庫(kù)供給,其中城市生活190萬(wàn)m3,其他行業(yè)用水357萬(wàn)m3。
通過以上優(yōu)化配置,東山坡引水工程賀家灣水庫(kù)供給受水區(qū)的水量為679萬(wàn)m3,其中,彭陽(yáng)縣547萬(wàn)m3,西吉縣114萬(wàn)m3,原州區(qū)18萬(wàn)m3。配置彭陽(yáng)縣的547萬(wàn)m3中,城市生活377萬(wàn)m3,農(nóng)村生活170萬(wàn)m3;配置西吉縣的114萬(wàn)m3中,城市生活11萬(wàn)m3,農(nóng)村生活103萬(wàn)m3;配置原州區(qū)的18萬(wàn)m3均為農(nóng)村生活。賀家灣水庫(kù)原供給固原市的547萬(wàn)m3置換到中莊水庫(kù),其中城市生活190萬(wàn)m3,其他行業(yè)用水357萬(wàn)m3。
考慮東山坡引水工程賀家灣水庫(kù)水量?jī)?yōu)化配置后,受水區(qū)城鄉(xiāng)生活缺水量由4042萬(wàn)m3減少到3363萬(wàn)m3,這部分缺水量全部由寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程解決。
4.2中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程中莊水庫(kù)水量配置
寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程以六盤山東麓的涇河水系為取水水源,新建7個(gè)取水點(diǎn),多年平均年取水量3980萬(wàn)m3。取水量經(jīng)74km的輸水線路輸送到固原南郊的中莊水庫(kù)進(jìn)行多年調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)后多年平均年供水量3720萬(wàn)m3,配置受水區(qū)城鄉(xiāng)生活缺水量3363萬(wàn)m3后,剩余的357萬(wàn)m3配置給固原市由賀家灣水庫(kù)置換到中莊水庫(kù)的其他行業(yè)用水。
計(jì)入賀家灣水庫(kù)置換到中莊水庫(kù)的其他行業(yè)用水357萬(wàn)m3后,中莊水庫(kù)的配置水量為3720萬(wàn)m3,其中,城市生活配置1980萬(wàn)m3,其他行業(yè)置換用水配置357萬(wàn)m3,村鎮(zhèn)生活配置1288萬(wàn)m3,規(guī)?;B(yǎng)殖配置95萬(wàn)m3。而區(qū)縣配置中,彭陽(yáng)縣配置243萬(wàn)m3,西吉縣配置1590萬(wàn)m3,原州區(qū)配置1395萬(wàn)m3,海原縣配置492萬(wàn)m3。
賀家灣水庫(kù)的配置水量為679萬(wàn)m3,其中,城市生活配置388萬(wàn)m3,村鎮(zhèn)生活配置250萬(wàn)m3,規(guī)?;B(yǎng)殖配置41萬(wàn)m3。而區(qū)縣配置中,彭陽(yáng)縣配置547萬(wàn)m3,西吉縣配置114萬(wàn)m3,原州區(qū)配置18萬(wàn)m3。
中莊水庫(kù)和賀家灣水庫(kù)向受水區(qū)配置的總水量為4399萬(wàn)m3,其中,城市生活配置2368萬(wàn)m3,其他行業(yè)置換用水配置357萬(wàn)m3,村鎮(zhèn)生活配置1538萬(wàn)m3,規(guī)?;B(yǎng)殖配置136萬(wàn)m3。而區(qū)縣配置中,彭陽(yáng)縣配置790萬(wàn)m3,西吉縣配置1704萬(wàn)m3,原州區(qū)配置1413萬(wàn)m3,海原縣配置492萬(wàn)m3。
寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全工程受水區(qū)范圍之大、受益人口之多實(shí)屬國(guó)內(nèi)少見,尤其是涉及到已建和規(guī)劃建設(shè)的181處農(nóng)村集中供水工程如何以中南部水源工程為“大水源”、通過連通工程供水到“小水源”、再通過配水管網(wǎng)供水入戶是非常復(fù)雜的問題,其關(guān)鍵環(huán)節(jié)是解決區(qū)域水資源的優(yōu)化配置。本文在充分利用當(dāng)?shù)厮幕A(chǔ)上,將已建的東山坡引水工程和在建的中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程兩個(gè)外調(diào)供水工程聯(lián)合調(diào)度、統(tǒng)籌配置,既優(yōu)化了受水區(qū)水資源的配置,又充分體現(xiàn)了“高水高用、低水低用、就近利用”的原則,并達(dá)到節(jié)能降耗的目的,為工程設(shè)計(jì)提供了重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。
1. 《寧夏固原地區(qū)(寧夏中南部)城鄉(xiāng)飲水安全水源工程初步 設(shè)計(jì)報(bào)告》(寧夏水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,2012.08)。
2. 《寧夏固原地區(qū)(寧夏中南部)城鄉(xiāng)飲水安全連通工程可行性研究報(bào)告》(寧夏水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,2013.06)。
10.3969/j.issn.1672-2469.2014.03.010
TV213
B
1672-2469(2014)03-0026-03
10作者簡(jiǎn)介:曹建忠(1972年—),男,高級(jí)工程師。