華池縣水資源供需分析及合理配置研究

楊陽 胡愛萍

（1 隴東學(xué)院 土木工程學(xué)院，甘肅 慶陽 745000；2 甘肅省高校黃土工程性質(zhì)及工程應(yīng)用省級重點實驗室，甘肅 慶陽 745000）

華池縣隸屬于甘肅省慶陽市，位于甘肅省東部、慶陽市東北部，東北與陜西省的志丹、吳起、定邊接壤，西南與本市環(huán)縣、慶城、合水為鄰。地處東經(jīng)107°29’-108°33’，北緯36°07’-36°51’之間，轄4鎮(zhèn)11鄉(xiāng)，總土地面積3776平方公里，是慶陽市的次級中心城市，以石油開采服務(wù)和農(nóng)副產(chǎn)品加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，具有濃郁山水特色的生態(tài)型小城市，屬于較嚴(yán)重缺水地區(qū)，境內(nèi)有元城川河、柔遠川河、城壕川河、二將川河四條主要河流，年總徑流量在400萬立方米以上[1-5]。近年來，隨著城鎮(zhèn)化步伐的加快及城市工業(yè)的快速發(fā)展，華池縣人口逐年遞增，居民生活和工商基建需水量倍增，現(xiàn)有供水水源地已不能滿足城市可持續(xù)發(fā)展對水資源的需求，城市供水供需矛盾日益突出[6]。為解決華池縣供水可持續(xù)發(fā)展與城市供水日趨緊張的矛盾，在華池縣城市供水水源地現(xiàn)狀及資源量調(diào)查評價的基礎(chǔ)上依據(jù)城市近遠期規(guī)劃進行城市中遠期供水水資源供需平衡分析尤為必要，在此基礎(chǔ)上提出的城市供水資源優(yōu)化配置對于城市水源地規(guī)劃、建設(shè)、保護可提供理論依據(jù)，對促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會健康發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有重要意義。公里。水庫水源地流域面積91.28km2，流域平面形態(tài)呈長條形，流域南北長約20km，南北寬約5km。境內(nèi)分布上坪、黃岔、楊岔和楊西掌四個自然村36戶居民，區(qū)內(nèi)以梯田及林地為主，流域范圍內(nèi)分布長慶油田公司第二采油廠所有井場21個，采油井35口，注水井15口。 華池縣城市供水水源地位置及流域分布圖如圖1所示。

圖1 華池縣城市供水水源地位置及流域分布圖

1 水源地概況及水資源量

1.1 水源地概況

縣城供水水源地為柔遠鎮(zhèn)東溝王砭水庫和悅樂鎮(zhèn)鴨兒洼水庫兩處，配制水廠各一處。柔遠鎮(zhèn)東溝王砭水庫水源地為華池縣供排水公司第二水源，水源地流域面積70.02km2，流域東西長約10km，南北寬約8km。境內(nèi)分布劉溝、齊莊子和張川三個自然村28戶居民，區(qū)內(nèi)以梯田及林地為主，流域范圍內(nèi)分布長慶油田公司第二采油廠所有井場20個，采油井46口，注水井16口。悅樂鎮(zhèn)鴨兒洼水庫水源地水廠為縣城區(qū)自來水第二水源和制配水廠，位于縣悅樂鎮(zhèn)鴨兒洼村溫咀子自然村，距縣城10余

1.2 水資源量

根據(jù)已有資料，柔遠鎮(zhèn)東溝王砭水庫水源地流域多年平均徑流深度為24～28mm，悅樂鎮(zhèn)鴨兒洼水庫水源地流域多年平均徑流深度為28mm，華池縣多年平均徑流深度等值線及徑流變差系數(shù)分區(qū)如圖2所示，水源地流域范圍均位于 Cv=0.45～0.50、Cs/Cv=3.5 分區(qū)，根據(jù)下式進行不同保證率水源地流域范圍徑流量計算：

式中：Qkp—不同保證率徑流量（104m3）；

Q平—多年平均徑流量（104m3）；

Ekp—皮爾遜Ⅲ型曲線模比系數(shù)；

R平—多年平均徑流深度（mm）；

A—水源地流域面積（km2）。

圖2 華池縣多年平均徑流深度等值線及徑流變差系數(shù)分區(qū)圖

經(jīng)計算可得，王砭水庫水源地和鴨兒洼水庫水源地不同保證率下多年平均徑流量見表1所示。

表1 供水水源地流域不同保證率徑流量計算成果

2 華池縣需水量分析

華池縣縣城用水由華池縣供排水公司供給，公司擁有自來水注冊用戶3753戶（含IC卡智能表用戶2129戶），其中：居民3244戶，機關(guān)單位118戶，工商基建368戶，多種用水19戶，消防4戶，供給城區(qū)6.73km2內(nèi)約2.3萬人用水，供水普及率95%。

2012—2014年供水量分別為：2012年77.9×104m3、2013年84×104m3、2014年88.4×104m3，平均每年遞增6.53%。其中2014年供給城市居民生活用水51.37×104m3，占總供水量的58.11%；供給機關(guān)單位用水3×104m3，占總供水量的3.39%；供給工商基建用水 32.03×104m3，占總供水量的36.23%；供給多種用水2×104m3，占總供水量的2.27%。

表2 華池縣規(guī)劃期需水量預(yù)測

本文采用定額法,對華池縣水資源進行需水量的預(yù)測。預(yù)測過程中既要考慮城市居民生活用水,又要考慮工業(yè)用水量以及其他用水，其他用水主要包括：1）道路澆灑、綠化需水；2）管道漏失需水；3）管道未預(yù)見需水等。通過分析各項用水定額的變化特點、用水結(jié)構(gòu)和用水量的變化趨勢,確定不同規(guī)劃年的需水定額,并計算各方面的需水量。本文以2014年為現(xiàn)狀年,2020和2030年為規(guī)劃水平年，計算得到華池縣不同水平年需水總量見表2.

3 水資源供需平衡分析

水資源供需平衡分析的目的是分析水資源供需結(jié)構(gòu)、利用效率和工程布局的合理性，揭示水資源供需矛盾，探知水資源開發(fā)利用的途徑和潛力，為環(huán)境保護經(jīng)濟規(guī)劃和水資源管理的提供決策依據(jù)，對生態(tài)環(huán)境修復(fù)改善、社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和水資源可持續(xù)利用具有重要意義[7-10]。本文根據(jù)華池縣城市供水水源地不同保證率水資源量計算結(jié)果及不同保證率下華池縣可供水量和需水量的預(yù)測,對華池縣2020、2030年水資源供需平衡進行了分析計算,具體結(jié)果見表3。

表3 華池縣城市供水水資源供需平衡分析表（單位:104m3）

1）由不同規(guī)劃水平年在P=20%保證率情況下的供需平衡分析結(jié)果可知：在P=20%的情況下，華池縣2020年和2030年余水量分別達到了341.82萬m3和261.93萬m3能滿足城市供水的要求；

2）由不同規(guī)劃水平年在P=50%保證率情況下的供需平衡分析結(jié)果可知：在P=50%的情況下，華池縣2020年和2030年余水量分別達到了165.67萬m3和85.78萬m3能滿足城市供水的要求；

3）由不同規(guī)劃水平年在P=75%保證率情況下的供需平衡分析結(jié)果可知：在P=75% 的情況下，華池縣2020年余水量達到了73.41萬m3，能滿足城市供水的要求，但是2030年缺水量達到了6.48萬m3，不能滿足城市供水的要求；

4）由不同規(guī)劃水平年在P=95%保證率情況下的供需平衡分析結(jié)果可知：在P=95% 的情況下，華池縣2020年余水量達到了2.13萬m3，能滿足城市供水的要求，但是2030年缺水量達到了77.76萬m3，不能滿足城市供水的要求。

4 結(jié)論及建議

本研究以華池縣水資源現(xiàn)狀、資源量及遠景規(guī)劃為供水依據(jù)，以現(xiàn)狀年2014年為基礎(chǔ)，通過對華池縣規(guī)劃水平年2020年和2030年進行需水量預(yù)測，基于水資源供需平衡分析，對華池縣規(guī)劃水平年水資源供需平衡進行了研究，并給出了華池縣近期和遠期的水資源配置方案，可為當(dāng)?shù)厮Y源的可持續(xù)利用和發(fā)展提供依據(jù)。主要結(jié)論歸納如下：

1）華池縣城駐地柔遠鎮(zhèn)，位于全縣中部，城市用水由華池縣供排水公司供給，供水水源地為柔遠鎮(zhèn)東溝王砭水庫和悅樂鎮(zhèn)鴨兒洼水庫兩處?，F(xiàn)狀水平年（2014年）華池縣城市供水水源地能夠滿足城市現(xiàn)狀用水需求。預(yù)測華池縣城市需水量近期（2020年）為207.57×104m3，遠期（2030年）為287.46×104m3。水源地不同保證率水資源量能夠滿足城市近期需水量要求；水源地豐水年及平水年水資源量均能夠滿足城市遠期需水量要求，枯水年和特枯年水資源量不能滿足城市遠期需水量要求。

2）規(guī)劃水平年2020年水資源配置方案：至2020年，現(xiàn)狀水源地不同保證率資源量能夠滿足華池縣城市近期需水要求，華池縣城市需水由王砭水庫及鴨兒洼水庫水源供給，枯水期將土門溝水庫作為備用水源地，并劃分土門溝水庫水源地保護區(qū)。

3）規(guī)劃水平年2030年水資源配置方案：至2030年，豐水期及平水期城市需水由王砭水庫及鴨兒洼水庫水源供給，枯水期及特枯期將土門溝水庫作為備用水源地。