韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水景觀工程水量分析

徐亞萍

（陜西水環(huán)境工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西西安710018）

韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水景觀工程水量分析

徐亞萍

（陜西水環(huán)境工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西西安710018）

澽河年內(nèi)分配不均，年際變化大，因枯水期來(lái)流量小，加之上游修建水庫(kù)、區(qū)域灌溉用水等原因，入黃段徑流量小，在該段修建蓄水水面工程，水量問(wèn)題是水面工程是否成功的關(guān)鍵條件，是決定工程規(guī)模及運(yùn)行的首要工作。通過(guò)分析計(jì)算壩袋充水需水量、蓄水區(qū)需水量、防洪安全泄洪塌壩及水體循環(huán)更新需水量、水面蒸發(fā)增損量、滲漏損失量、河道外工程需水量，得出工程區(qū)總需水量，澽河枯水期天然徑流量不滿足要求。提出城市中水重復(fù)利用、井水綜合水源供水方案，可滿足工程需求，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)約用水。

澽河；水面景觀；需水量；城市中水

1 概況

韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水景觀工程位于韓城古城以南的澽水河川道內(nèi)，治理河道長(zhǎng)度約13.8km。

在澽河下游澗南村以下河段建設(shè)0#橡膠壩、3#橡膠壩和4#橡膠壩三處橡膠壩工程，建設(shè)1#跌水及2#跌水兩處跌水工程，利用現(xiàn)狀已成的1#、2#兩座橡膠壩工程，達(dá)到抬升澽河水面高程，滿足景區(qū)通航、親水景觀建設(shè)等的要求，將韓城深厚的歷史文化與得天獨(dú)厚的澽河入黃口三角洲地帶自然環(huán)境相融合，打造出獨(dú)具特色的韓城澽河水面生態(tài)景觀示范區(qū)。

2 工程需水量

韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水景觀工程建設(shè)的主要目的是形成水面景觀。工程建成后有初次蓄水問(wèn)題；汛期為保證韓城市澽河防洪安全，遇大洪水需塌壩行洪，洪水過(guò)后有重新蓄水問(wèn)題；運(yùn)行期間，因蒸發(fā)、滲漏引起水量損失，有補(bǔ)水問(wèn)題，因此，需進(jìn)行用水量計(jì)算分析。

由于本次設(shè)計(jì)在河道以外還建設(shè)有司馬湖等水景觀，故水面工程需水量包括河道內(nèi)水面景觀需水量及河道外水面景觀需水量?jī)刹糠帧?/p>

2.1 河道內(nèi)水景觀工程需水量

（1）壩袋充水需水量

根據(jù)本次布設(shè)橡膠壩工程確定的壩高，查閱橡膠壩袋參數(shù)計(jì)算表，確定壩袋充水量，本次設(shè)計(jì)橡膠壩工程壩袋總充水量為0.81萬(wàn)m3，詳見(jiàn)表1。

表1 橡膠壩壩袋充水量

考慮汛期（6～9月）為保證防洪安全在洪水期塌壩二次，非汛期（10月～次年5月）為保證水質(zhì)滿足要求調(diào)節(jié)壩袋高度耗水，全年按塌壩四次，則水面工程壩袋充水需水量為3.23萬(wàn)m3。

（2）橡膠壩蓄水區(qū)需水量

橡膠壩建成后，蓄水區(qū)寬度在77.5～268m之間，0#橡膠壩正常蓄水深度為1.5～0.3m，回水長(zhǎng)度504m；1#、2#橡膠壩、1#跌坎正常蓄水深度為2.5～0.3m，回水長(zhǎng)度分布為697、717、388m；2#跌坎、3#橡膠壩正常蓄水深度為3.0～1.2m，回水長(zhǎng)度分布為430、3161m。4#橡膠壩正常蓄水深度為2.0～1.2m，回水長(zhǎng)度6829m?？偦厮L(zhǎng)度為12.7km，總水面面積163萬(wàn)m2，總蓄水量為211萬(wàn)m3。詳見(jiàn)表2。

表2 澽河水面工程橡膠蓄水區(qū)用水量

考慮汛期（6～9月）為保證防洪安全泄洪塌壩二次，非汛期（10月～次年5月）為滿足水體循環(huán)更新要求更新水量二次，則水面工程運(yùn)行年需水量為847萬(wàn)m3。

（3）蒸發(fā)損失

澽河毓秀橋至入黃口段無(wú)實(shí)測(cè)水面蒸發(fā)資料，韓城氣象站位于設(shè)計(jì)流域附近，故可借用韓城氣象站水面蒸發(fā)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行分析計(jì)算。根據(jù)韓城氣象站實(shí)測(cè)蒸發(fā)資料，韓城氣象站多年平均水面蒸發(fā)量為1134.3mm，水面工程蒸發(fā)增損量為691.0mm。

根據(jù)水面工程處蒸發(fā)增損年內(nèi)月分配計(jì)算成果，依據(jù)河道中形成的水面面積，計(jì)算蓄水區(qū)月水面蒸發(fā)增損量見(jiàn)表3，年蒸發(fā)損失水量為113萬(wàn)m3。

（4）滲漏損失量

據(jù)本次地勘工作揭示該段河床及河漫灘均為第四系沖、洪積成因的細(xì)砂、中砂和圓礫層。各巖層巖性特征自上而下為：細(xì)砂、中砂、圓礫、砂巖或泥巖。近河地帶地下水埋深0.5～3.15m。根據(jù)蓄水區(qū)地質(zhì)情況，河道兩岸護(hù)坡基礎(chǔ)較深，且采取了防滲處理措施，蓄水區(qū)兩岸滲漏量較小。橡膠壩基礎(chǔ)下河床為砂礫石或細(xì)砂層，滲透性強(qiáng)。因此，必須對(duì)蓄水區(qū)壩基采取截滲措施，防止向下游滲漏。防滲后的蓄水區(qū)滲漏損失量參照水庫(kù)月滲漏量估算公式W月滲=K2W蓄（m3）（K2取5%），估算月滲漏量10.54萬(wàn)m3，全年滲漏損失126.5萬(wàn)m3。

經(jīng)分析計(jì)算，河道內(nèi)水面工程年需水量為：壩袋充水量為3.23萬(wàn)m3，總河道內(nèi)水面蓄水量為847萬(wàn)m3，蒸發(fā)損失量112.8萬(wàn)m3，滲漏損失量126.5萬(wàn)m3，合計(jì)河道內(nèi)水景觀工程運(yùn)行年需水量合計(jì)為1089.53萬(wàn)m3。

2.2 河道外水景觀工程需水量

澽河河道外還安排在澽河右岸建設(shè)司馬湖等水面景觀，規(guī)劃水域面積為189.02萬(wàn)m2，蓄水體積為264.63萬(wàn)m3。

河道外景觀水系需水量與河道內(nèi)需水量基本相同，計(jì)算方法類似。由于河道外不存在防洪安全問(wèn)題，故每年僅考慮為保證水質(zhì)滿足要求循環(huán)一次。經(jīng)分析計(jì)算，河道外規(guī)劃水域運(yùn)行蓄水量為264.63萬(wàn)m3，蒸發(fā)損失量130.61萬(wàn)m3，滲漏損失量158.78萬(wàn)m3，河道外水景觀工程運(yùn)行年需水量合計(jì)為554.0萬(wàn)m3。

2.3 工程總需水量

經(jīng)分析計(jì)算，韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水面工程河道內(nèi)年需水量為1089.53萬(wàn)m3，河道外年需水量為554.0萬(wàn)m3，合計(jì)為1643.53萬(wàn)m3。

表3 水面工程蓄水區(qū)水面蒸發(fā)增損量計(jì)算成果表

3 蓄水水源分析

3.1 澽河水源

澽河是水面工程河段最大的水源。根據(jù)工程上游牛心水文站和薛峰水庫(kù)壩址實(shí)測(cè)徑流資料分析計(jì)算，本工程起點(diǎn)處多年平均天然徑流量為7282萬(wàn)m3，但由于水面工程上游修建有薛峰水庫(kù)，該水庫(kù)承擔(dān)著農(nóng)業(yè)灌溉和城市供水的任務(wù)，部分徑流量已被使用。從近期1995～2014年共20年實(shí)測(cè)資料分析，薛峰水庫(kù)多年平均用水量為2136萬(wàn)m3。將水面工程起點(diǎn)處多年平均天然徑流量減去薛峰水庫(kù)年平均用水量為2136萬(wàn)m3，即為水面工程起點(diǎn)處多年平均設(shè)計(jì)徑流量，其值為5146萬(wàn)m3。

經(jīng)分析，薛峰水庫(kù)興利庫(kù)容為3024萬(wàn)m3，具有多年調(diào)節(jié)功能，平水年及枯水年基本能調(diào)控汛期全部洪水資源，故可不考慮其洪水期棄水；薛峰水庫(kù)以下河道，汛期為保證防洪安全在超過(guò)橡膠壩安全溢流量后需塌壩泄洪，故考慮薛峰水庫(kù)至工程處區(qū)間7、8、9月徑流量在平水年不利用，因此水面工程起多年平均可利用徑流量分別為4360萬(wàn)m3，水面工程年需水量為1644萬(wàn)m3，因此從多年平均情況看，利用澽河水水量是有保證的，是本次水面工程蓄水和補(bǔ)水可以首先考慮的水源。

從75%、90%枯水年的情況看，水面工程起點(diǎn)、終點(diǎn)處天然徑流量為2120萬(wàn)m3、1571萬(wàn)m3和2460萬(wàn)m3、1821萬(wàn)m3，減去薛峰水庫(kù)年平均用水量2136萬(wàn)m3后，水面工程處的可利用徑流量已不能滿足年需水量1644萬(wàn)m3的要求，但考慮到薛峰水庫(kù)為多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，可調(diào)節(jié)豐水年的水量在枯水年時(shí)使用，平均調(diào)節(jié)水量按1800萬(wàn)m3，則經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)后，工程起點(diǎn)、終點(diǎn)處75%、90%枯水年可利用水量為3920萬(wàn)m3、3371萬(wàn)m3和4260萬(wàn)m3、3621萬(wàn)m3，減去薛峰水庫(kù)年平均用水量2136萬(wàn)m3后，水面工程起點(diǎn)、終點(diǎn)處的可利用徑流量為1784萬(wàn)m3、1235萬(wàn)m3和2124萬(wàn)m3、1485萬(wàn)m3，可見(jiàn)90%枯水年水量不滿足需求，缺水量158萬(wàn)m3。

對(duì)于枯水年的缺水量建議采用城市中水及橡膠壩的充水水源井補(bǔ)充水量，綜合分析水面工程的需水量是可以滿足的。3.2城市中水及井水水源

從以上分析計(jì)算可知，澽河水面工程河段枯水季節(jié)流量較小，枯水時(shí)段天然徑流量可能不滿足要求。但工程上段左岸為韓城市區(qū)，城市中水具有一定的可利用量，可以作為水景觀工程的補(bǔ)充水量。

城市中水是指經(jīng)過(guò)城市污水再生處理系統(tǒng)充分可靠的凈化處理，滿足特定用水途徑的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的凈化水。根據(jù)《韓城市城市規(guī)劃》，韓城市在澽水城區(qū)規(guī)劃建設(shè)污水處理廠一座，2016～2020年規(guī)模為1×104m3/d?？紤]到污水處理過(guò)程中的損耗，再生水廠規(guī)模為污水處理廠規(guī)模的70～80%，即為0.7× 104m3/d，可利用再生水量為產(chǎn)水量的90%，約為0.63× 104m3/d，再生水設(shè)計(jì)流量為0.073m3/s，即城市中水可補(bǔ)給水景觀工程的水量為0.073m3/s，日補(bǔ)給水量為0.63萬(wàn)m3，月補(bǔ)給水量約為18.9萬(wàn)m3（按30天計(jì)），年補(bǔ)給水量為230萬(wàn)m3。

從以上分析可知，韓城市澽水城區(qū)再生水廠年補(bǔ)給水量為230萬(wàn)m3，城市中水可補(bǔ)給水面工程的日補(bǔ)給水量為0.63萬(wàn)m3。

橡膠壩水井設(shè)計(jì)共4眼，每日可補(bǔ)水量為0.4萬(wàn)m3。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)工程需水量、蒸發(fā)滲漏損失水量的分析計(jì)算，提出了利用豐水期河道天然水量、城市中水重復(fù)利用、井水綜合水源供水方案，滿足了工程需求，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)約用水，對(duì)干旱缺水地區(qū)同類型工程具有很強(qiáng)的借鑒指導(dǎo)意義；

（2）修建水面工程時(shí)，應(yīng)考慮初次蓄水問(wèn)題；汛期為塌壩后重新蓄水問(wèn)題；運(yùn)行期間蒸發(fā)、滲漏水量損失，補(bǔ)水問(wèn)題；

（3）修建水面工程時(shí)，應(yīng)滿足河道以外工程需水量；

（4）水量分析計(jì)算時(shí)，要高效節(jié)約用水，可考慮中水重復(fù)利

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1673-9000（2017）04-0098-02

2017-06-14

徐亞萍（1980-），女，陜西西安人，助理工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作。