冉渡灘水庫(kù)取用水合理性分析

楊 剛 李煥煥

（1遵義水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 2西北農(nóng)林科技大學(xué)）

冉渡灘水庫(kù)取用水合理性分析

楊 剛1李煥煥2

（1遵義水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 2西北農(nóng)林科技大學(xué)）

冉渡灘水庫(kù)工程主要以供水和灌溉為主，屬中型水庫(kù)。取用水合理性分析結(jié)果表明：設(shè)計(jì)總?cè)∷? 400萬m3/a，在保障城鎮(zhèn)供水、工業(yè)園區(qū)用水、農(nóng)村人畜飲水、農(nóng)灌用水及水力發(fā)電用水情況下，水量利用系數(shù)為78.4%。水庫(kù)取用水量適當(dāng)，取水可靠性高，水源水量水質(zhì)均有保障。

水資源 來水量 用水量 冉渡灘水庫(kù)

冉渡灘水庫(kù)壩址位于貴州省務(wù)川縣豐樂鎮(zhèn)廟壩村境內(nèi)的馬村壩河段，壩址距350縣道1.5 km，距務(wù)川縣城約48 km，距鳳岡縣城約46 km。壩址以上流域面積997 km2，干流長(zhǎng)58.1 km，年均徑流量7.14億m3，年均流量22.6 m3/s。工程主要任務(wù)為供水（城鎮(zhèn)供水、工業(yè)園區(qū)供水、農(nóng)村人畜飲水）和灌溉，兼顧發(fā)電及其他。水庫(kù)正常蓄水位738.00 m，發(fā)電限制水位730.00 m，死水位724.00 m。大壩最大壩高69.0 m，總庫(kù)容5 480萬m3，規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等。輸水總流量5.8 m3/s，設(shè)計(jì)灌溉面積3 573.33 hm2，設(shè)計(jì)灌溉流量2.46 m3/s。

1 區(qū)域水資源狀況及開發(fā)利用現(xiàn)狀

1.1 流域概況

冉渡灘水庫(kù)位于洪渡河中游，流域內(nèi)地勢(shì)西北高、東南低，海拔高程234-1 456 m。流域形狀呈羽毛狀，西南角與湄江相鄰，東南部為六池河，東北部為烏江干流。流域總面積3 677 km2，干流長(zhǎng)205 km，天然落差1 047 m，河道平均比降5.1‰，河口多年平均流量90.9 m3/s。洪渡河屬遵義市境內(nèi)的流域面積2 879 km2，干流長(zhǎng) 125 km，天然落差 340 m，出境處多年平均流量71.2 m3/s。洪渡河在遵義市境內(nèi)流經(jīng)鳳岡、正安、湄潭、務(wù)川4縣，較大一級(jí)支流有羊崗河、黃都河、車南河等。

1.2 區(qū)域水資源狀況與開發(fā)利用現(xiàn)狀

1.2.1 水資源狀況

（1）分析范圍內(nèi)水資源總量。分析范圍流域面積2 881 km2，地下水均向洪渡河及其支流排泄，不存在潛流和潛流蒸發(fā)量。從多年平均情況來看，本區(qū)水資源總量等于河川徑流量。從流域面雨量變化來看，多年平均面降水量以綏陽場(chǎng)、鳳岡、流渡、晏溪、楊家坪、豐樂、務(wù)川、江濱、鎮(zhèn)南、涪洋、濯水、邊山、德江等12站為代表，計(jì)算得面平均雨量為1 203 mm，江濱水文站以上流域面平均雨量為1 191 mm，二者相差甚微，故可不考慮面雨量修正[1]。分析范圍內(nèi)水資源總量，根據(jù)江濱水文站資料，采用水文比擬法計(jì)算為20.7億m3，現(xiàn)狀人均水資源量約為3 960 m3/人，相對(duì)于全國(guó)及貴州省人均水平而言，屬較豐沛區(qū)域。分析范圍內(nèi)各設(shè)計(jì)頻率水資源量，如表1所示。

表1 分析范圍各頻率水資源量

（2）取水水源論證范圍內(nèi)水資源總量。冉渡灘水庫(kù)壩址以上流域多年平均面降水量以綏陽場(chǎng)、鳳岡、流渡、堰溪、楊家坪等6站來代表，面平均降雨量為1 189 mm，與參證站基本一致，故可不考慮面雨量修正。取水水源論證范圍內(nèi)水資源總量，采用水文比擬法計(jì)算為7.13億m3。取水水源論證范圍內(nèi)各設(shè)計(jì)頻率水資源量，如表2所示。

表2 取水水源論證范圍內(nèi)各頻率水資源量

（3）水資源質(zhì)量。冉渡灘水庫(kù)位于洪渡河中游，根據(jù)《貴州省水功能區(qū)劃》，水庫(kù)庫(kù)區(qū)河段涉及“洪渡河正安保留區(qū)”，目標(biāo)水質(zhì)為Ⅱ級(jí)；大壩壩址至紅毛洞電站河段涉及“洪渡河鳳岡務(wù)川工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)”，目標(biāo)水質(zhì)為Ⅲ級(jí)。根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告[2]，對(duì)照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），該河段現(xiàn)狀水質(zhì)屬地表水Ⅱ類水質(zhì)。

1.2.2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

分析范圍內(nèi)水資源總量20.7億m3，現(xiàn)狀開發(fā)利用水量（不含水電站用水）12 510萬m3，水資源開發(fā)利用率僅6.04%。從區(qū)域用水結(jié)構(gòu)來看，用水是以農(nóng)業(yè)灌溉為主，城鎮(zhèn)用水和農(nóng)村人畜用水次之，工業(yè)最少。由此可見，分析范圍內(nèi)水資源開發(fā)利用程度較低，水資源的開發(fā)利用潛力還很大。

2 工程取用水合理性分析

2.1 取水合理性分析

冉渡灘水庫(kù)壩址處現(xiàn)狀水平年多年平均來水量7.14億m3，經(jīng)分析計(jì)算，至規(guī)劃水平年，壩址以上流域共計(jì)增加耗水量約270萬m3，僅占?jí)沃诽幠昃鶑搅髁康?.38%，可忽略不計(jì)。冉渡灘水庫(kù)工程以供水和灌溉為主，正常蓄水位庫(kù)容4 490萬m3，死庫(kù)容1 660萬m3，興利庫(kù)容2 830萬m3，庫(kù)容系數(shù)3.96%，屬不完全年調(diào)節(jié)水庫(kù)。經(jīng)過水庫(kù)調(diào)節(jié)后，完全滿足工程設(shè)計(jì)取水量9 400萬m3（P=95%頻率，縣城中心城區(qū)供水1 560萬m3/a，工業(yè)園區(qū)供水6 150萬m3/a，農(nóng)村人畜飲水350萬m3/a；P=80%頻率，農(nóng)田灌溉供水1 340萬m3/a）的要求。

由于水庫(kù)僅具備不完全年調(diào)節(jié)性能，供水取水量較大，加之下游有電站發(fā)電用水，水量交換頻繁。水庫(kù)上游流域污染源少，水質(zhì)較好，水庫(kù)蓄水造成富營(yíng)養(yǎng)化的可能性很小，即使發(fā)電過程也不會(huì)改變水質(zhì)狀況和消耗太多水量，也不會(huì)改變區(qū)域水功能區(qū)的基本功能。從各方面來看，區(qū)域水資源條件均可滿足冉渡灘水庫(kù)項(xiàng)目取水要求。

2.2 用水合理性分析

近期、遠(yuǎn)期水平年，城市人口綜合生活用水（包括城市居民日常生活用水和公共建筑用水）凈定額采用210-220 L/人·d，其他用水量（包括澆灑道路、綠地、市政和倉(cāng)儲(chǔ)用水等）按城市綜合生活用水量的15%考慮，城市供水管網(wǎng)漏失率采用10%-15%，日變化系數(shù)采用1.4，符合《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50282-98）的相關(guān)規(guī)定和區(qū)域?qū)嶋H情況，預(yù)測(cè)的縣城中心城區(qū)需水量為1 830萬m3/a。為對(duì)城市需水量進(jìn)一步復(fù)核，特根據(jù)《城市綜合用水量標(biāo)準(zhǔn)》（SL367-2006）的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行復(fù)核分析[3]。近期、遠(yuǎn)期水平年，城市人口綜合用水定額采用270-280 L/人·d，預(yù)測(cè)的縣城中心城區(qū)需水量為1 840萬m3/a。兩種方法所預(yù)測(cè)的成果基本一致，因此，推算的城市用水量為1 830萬m3/a亦是合理的。

采用“地類面積法”計(jì)算，一、二、三類工業(yè)用地、公共設(shè)施用地、倉(cāng)儲(chǔ)用地、對(duì)外交通用地、工業(yè)防護(hù)用地、綠化及道路廣場(chǎng)用地等地類用水定額分別為1.2 萬 m3/km2·d、2.0 萬 m3/km2·d、3.0 萬 m3/km2·d、0.5 萬 m3/km2·d、0.2 萬 m3/km2·d、0.2 萬m3/km2·d、0.3 萬 m3/km2·d 和 0.2 萬 m3/km2·d，符合《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50282-98）的規(guī)定。采用“工業(yè)產(chǎn)能法”計(jì)算，氧化鋁、電解鋁、鋁加工、燒堿、石灰燒制、碳素陽極、鋼球制造、水泥等門類產(chǎn)業(yè)，近遠(yuǎn)期用水定額分別為 8.0-7.0 t/m3、7.0-6.0 t/m3、15.0-8.0 t/m3、6.0 t/m3、0.9 t/m3、3.0 t/m3、0.3 t/m3和 0.6 t/m3。各門類產(chǎn)業(yè)用水定額，是根據(jù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模、工藝結(jié)合《鋁行業(yè)準(zhǔn)入條件》（國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)公告，2007年第64號(hào)）、《貴州省行業(yè)用水定額》（DB52/T725-2011）及鄰近省市相關(guān)“行業(yè)用水定額”綜合分析確定的。所以，各工業(yè)園區(qū)用水總量為7 860萬m3也是基本合理的。

農(nóng)村居民日用水定額采用80 L/人·d，集中飼養(yǎng)大牲畜用水定額采用55 L/頭·d，小牲畜用水定額采用30 L/頭·d，未預(yù)見水量及管網(wǎng)損失按15%計(jì)，公共建筑用水按居民生活用水的20%計(jì)，水廠自用水量按5%計(jì)，均滿足《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL687-2014）和《貴州省行業(yè)用水定額》等的有關(guān)要求。因此，農(nóng)村人畜飲用水量333萬m3/a亦是合理的。

冉渡灘水庫(kù)灌區(qū)灌溉制度及模式較先進(jìn)，渠道采用的防滲措施得當(dāng)，灌溉定額合理，灌溉水利用系數(shù)也滿足有關(guān)規(guī)范要求。經(jīng)計(jì)算的多年平均灌溉用水量1 200萬m3，P=80%灌溉用水量1 340萬m3也是合理的。

冉渡灘水庫(kù)發(fā)電限制水位為730.00 m（相應(yīng)庫(kù)容為2 620萬m3），發(fā)電調(diào)節(jié)庫(kù)容為1 870萬m3，其多年平均發(fā)電用水量4.66億m3，水量利用率可達(dá)65.3%。對(duì)不完全年調(diào)節(jié)水電站而言，水量利用是較為充分的。電站裝機(jī)容量為2×8.0 MW，保證出力2.32MW（P＝80%），多年平均發(fā)電量為5910萬kW·h，年利用時(shí)數(shù)3 690 h，加權(quán)平均凈水頭為54.0 m，水輪發(fā)電機(jī)綜合出力系數(shù)A=8.3。與同類水電站比較，各項(xiàng)參數(shù)、指標(biāo)的確定均較為合適。取用水量經(jīng)過水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電后全部回歸河道，水量、水質(zhì)及天然徑流幾乎不會(huì)發(fā)生變化。因此，冉渡灘水庫(kù)電站的用水也是合理的。

3 工程取用水量分析

3.1 用水量分析

取水水源論證范圍內(nèi)（冉渡灘水庫(kù)壩址以上流域）現(xiàn)狀水平年（2012年）和規(guī)劃水平年（2030年）總用水量及耗水量見表3。

表3 不同水平年總用水及耗水量

規(guī)劃水平年與現(xiàn)狀水平年相比較，在農(nóng)灌用水方面，用水總量增加180萬m3；在農(nóng)村人畜飲水方面，由于城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，農(nóng)村人口減少，其用水量也減少，按降低至309萬m3考慮[4]；區(qū)域內(nèi)無縣城以上城市分布，僅有8個(gè)集鎮(zhèn)，未規(guī)劃較大的工業(yè)園區(qū)，僅有少量必要的小規(guī)模鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)分布，其用水主要依靠集鎮(zhèn)人飲工程供給，所以在集鎮(zhèn)用水方面較現(xiàn)狀約增加402萬m3。

由上述分析可知，至規(guī)劃水平年（2030年），取水水源論證范圍內(nèi)，雖然有效灌溉面積增加較多，增加的灌溉用水主要依靠提高灌溉水利用系數(shù)和采用先進(jìn)的灌溉制度與調(diào)整種植結(jié)構(gòu)解決，與現(xiàn)狀年用水量增加不大。流域內(nèi)用耗水增加主要體現(xiàn)在隨著生活水平提高，人均用水定額增加、集鎮(zhèn)人口比重增大以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)適當(dāng)發(fā)展等方面[5]?？傮w而言，取水水源論證范圍內(nèi)共計(jì)增加用水量550萬m3，占?jí)沃诽幠昃鶑搅髁勘壤苄?，可按忽略不?jì)考慮。

3.2 可供水量分析

水庫(kù)在城鄉(xiāng)生活用水方面，解決務(wù)川縣城中心城區(qū)18萬城市人口、9.2萬農(nóng)村人口及16.4萬頭牲畜用水問題；在工業(yè)用水方面，共計(jì)解決15.62 km2工業(yè)園區(qū)（鎮(zhèn)南工業(yè)園區(qū)面積11.62 km2，大坪工業(yè)園區(qū)4.0 km2）用水問題；在農(nóng)灌用水方面，共計(jì)解決3 573.33 hm2耕地灌溉用水問題；以及水力發(fā)電用水。工程設(shè)計(jì)年供水能力9 400萬m3，完全可滿足需要。

4 取水水源可靠性分析

4.1 水資源量

從水資源量方面看，冉渡灘水庫(kù)壩址以上流域多年平均水資源總量7.14億m3，工程設(shè)計(jì)年供水及灌溉總用水量9 400萬m3，河道內(nèi)水力發(fā)電供水4.66億m3/a，總?cè)∷?.6億m3/a，占多年平均來水量的78.4%。經(jīng)調(diào)節(jié)計(jì)算，洪渡河水資源量可滿足冉渡灘水庫(kù)多年平均供水量的要求。據(jù)前述可供水量分析可知，到規(guī)劃水平年（2030年），上游流域內(nèi)用水總體上變化不大，因此，冉渡灘水庫(kù)工程的取水從水資源量方面看是可靠的。

4.2 水質(zhì)

從水質(zhì)方面看，根據(jù)水質(zhì)調(diào)查和監(jiān)測(cè)報(bào)告分析，所有檢測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及集中式生活飲用水地表水源地補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值，完全滿足城市生活、工業(yè)、農(nóng)灌及水力發(fā)電用水的水質(zhì)要求。且上游流域內(nèi)無縣城及以上城市分布，目前無工礦企業(yè)等污染源存在，至規(guī)劃水平年也未規(guī)劃較大規(guī)模的工業(yè)園區(qū)，壩址以上流域內(nèi)總體人口稀少、農(nóng)墾度也不高，屬經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的山區(qū)，今后水質(zhì)下降的可能性不大。水庫(kù)建成后，通過采取將取水口以上流域劃為水源地保護(hù)區(qū)加以保護(hù)、限制，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)庫(kù)區(qū)附近居民生活污染源的治理力度，禁止污染源排入水庫(kù)，以減少水源受污染的可能。流域內(nèi)耕地面積較少，灌溉回歸水量也較少，不致污染洪渡河水質(zhì)。因此，取水水源水質(zhì)基本上可得到保障。

4.3 取水口設(shè)置

從取水口設(shè)置的合理性方面看，冉渡灘水庫(kù)具備成庫(kù)條件，壩址河床較穩(wěn)定，地形地質(zhì)條件滿足建壩的要求。從取水建筑物的設(shè)計(jì)布置方面看，其設(shè)計(jì)是切合實(shí)際的，布置是合理可行的，取水設(shè)施既能夠滿足本項(xiàng)目的取水需求，又能兼顧其他用水（生態(tài)用水）的取水需求。所以，取水口是合理可行且可靠的。

5 結(jié)論

綜上所述，冉渡灘水庫(kù)的取用水量適當(dāng)，取水口位置設(shè)置合理，取水對(duì)其他用水戶影響很小，用水雖對(duì)區(qū)域水資源量雖有一定影響，但考慮汛期最小下放5.0 m3/s，枯季最小下放生態(tài)用水2.26 m3/s，對(duì)下游河道生態(tài)影響不大。因此，冉渡灘水庫(kù)的取水是可行的，也是合理的。水庫(kù)建設(shè)符合“洪渡河干流紅毛洞以上河段水資源利用開發(fā)規(guī)劃”，符合國(guó)家及地方產(chǎn)業(yè)政策，采用的用水定額符合有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，對(duì)保障務(wù)川縣城居民生活及工業(yè)供水安全及對(duì)國(guó)家實(shí)施“農(nóng)村人畜飲水安全戰(zhàn)略”和“糧食安全戰(zhàn)略”具有重要意義。

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TV62+1；TV213.9

C

1008-0120（2017）03-0021-03

高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)科研基金（201502SX005）

2017-07-27

楊 剛（1985-）：男，本科，工程師；通訊地址：陜西省咸陽市楊凌區(qū)水科所電氣動(dòng)力系，712100