遼寧寬甸縣城區(qū)雙水源聯(lián)合應(yīng)急供水方案比選

金 鑫

（水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 83000）

遼寧寬甸縣城區(qū)現(xiàn)有LDP水源工程庫(kù)容很小，尤其在冬季，只有0.83萬m3的庫(kù)容，沒有調(diào)蓄能力，受天然河道來水影響比較嚴(yán)重。冬季氣溫寒冷少雨，取水泵站下游水位明顯下降，部分地段寬度在3～4m，該城區(qū)自來水公司4臺(tái)水泵只能運(yùn)轉(zhuǎn)1臺(tái)，每小時(shí)供水在500t，每天供水量1.2萬t，正常供水量2.5萬t。近3年城區(qū)冬季實(shí)際用水量3.3萬～4.0萬m3/d，需水源提供水量為4.29萬m3/d，因遼寧寬甸縣水源供水能力不足，地下水源污染嚴(yán)重，生活、生產(chǎn)用水非常困難。

1 現(xiàn)有水源工程供水規(guī)模

遼寧寬甸縣城區(qū)現(xiàn)狀供水水源有市政水源（LDP水源和HYS地下水源）和自備水源兩處，其中市政水源供水能力3.47萬m3/d，自備水源供水能力2.1萬m3/d?，F(xiàn)狀水平年總供水規(guī)模5.57m3/d。根據(jù)遼寧寬甸縣城市發(fā)展預(yù)測(cè)，到2020年遼寧寬甸縣城區(qū)總需水量5.65萬m3/d，其中生活需水、工業(yè)需水和環(huán)境需水分別為2.29萬，2.81萬，0.55萬m3/d。

從現(xiàn)有水源供水規(guī)模分析，自備水源全年平均供水2.1萬m3/d保持不變，污水處理水量0.55萬m3/d用于環(huán)境水量，HYS地下水源考慮周邊地下水污染超標(biāo)，計(jì)劃進(jìn)行廢除，不再作為本次應(yīng)急供水的水源。剩余3.0萬m3/d水量由LDP水源與BY水庫(kù)聯(lián)合供水，通過徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，BY水庫(kù)年供水量110.4萬m3（0.30萬m3/d），LDP水源年供水量983萬m3（2.70萬m3/d）可滿足應(yīng)急用水要求。因此應(yīng)急水平年的供水規(guī)模為5.10萬m3/d。

2 應(yīng)急供水工程

利水調(diào)節(jié)采用年保證率不低于90%，通過時(shí)長(zhǎng)系列月變化進(jìn)行水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算。應(yīng)急供水原則為滿足向遼寧寬甸縣城區(qū)供水及下游河道最小生態(tài)環(huán)境用水要求，采用LDP水源與BY水庫(kù)聯(lián)合供水。根據(jù)遼寧寬甸縣城區(qū)應(yīng)急水平年供水原則及計(jì)算方法可知，應(yīng)急水平年日需水量5.65萬m3，除環(huán)境用水0.55萬m3由污水處理回用外，剩余5.1萬m3由自備水源，LDP水源和BY水庫(kù)提供水量，自備水源均勻供水，供水能力2.1萬m3/d，因此需LDP水源和BY水庫(kù)聯(lián)合供水量3.0萬m3/d。因LDP水源為無調(diào)節(jié)能力水源，且最大供水能力3.0萬m3/d，所以聯(lián)合供水時(shí)，水量先由LDP水源供給，不足3.0萬m3/d時(shí)再由BY水庫(kù)供給。

3 聯(lián)合供水最大供水能力確定

為使LDP水源與BY水庫(kù)聯(lián)合供水能力得到最大潛力的發(fā)揮，在不低于90%供水保證率下，現(xiàn)分兩種情況進(jìn)行分析。

3.1 供水能力

在LDP水源和BY水庫(kù)供水不受現(xiàn)有供水設(shè)備能力情況下進(jìn)行計(jì)算，以地區(qū)37年系列的徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，在滿足遼寧寬甸縣城區(qū)不低于90%以上保證率的情況下確定BY水庫(kù)的供水能力［1-4］。假設(shè)采用方案1（5.0萬m3/d）供水；方案2（5.5萬m3/d）供水；方案3（6.0萬m3/d）供水 3種聯(lián)合供水方案進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，不同方案調(diào)節(jié)計(jì)算如表1。

表1 BY水庫(kù)不同供水方案徑流調(diào)節(jié)結(jié)果

由表1可知：

（1）方案1（5.0萬m3/d）供水。BY水庫(kù)年均供水量336.2萬m3（0.92萬m3/d），年最大供水量620.7萬m3（1.70萬m3/d），年最小供水量95.1萬m3（0.26萬m3/d），破壞正常供水2a，年供水保證率為92%，水庫(kù)達(dá)到正常水位7a，達(dá)到汛限水位31a，達(dá)到死水位2a。

LDP水源最大日供水能力為5.0萬m3/d，需增加2.0萬m3/d的供水設(shè)備。

（2）方案2（5.5萬m3/d）供水。BY水庫(kù)年均供水量405.6萬m3（1.11萬m3/d），年最大供水量704.8萬m3（1.93萬m3/d），年最小供水量135.3萬m3（0.37萬m3/d），破壞正常供水3a，年供水保證率90%，水庫(kù)達(dá)到正常水位4a，達(dá)到汛限水位31a，達(dá)到死水位3a。LDP水源最大日供水能力5.5萬m3/d，需增加2.5萬m3/d的供水設(shè)備。

（3）方案3（6.0萬m3/d）供水。BY水庫(kù)年均供水量467.2萬m3（1.28萬m3/d），年最大供水量807.7萬m3（2.21萬m3/d），年最小供水量186.9萬m3（0.51萬m3/d），破壞正常供水7a，年供水保證率79%，水庫(kù)達(dá)到正常水位3a，達(dá)到汛限水位30a，達(dá)到死水位年數(shù)7a。

LDP水源最大日供水能力6.0萬m3/d，需增加3.0萬m3/d 的供水設(shè)備。

綜合3種方案可知，方案3供水量最大，但年保證率僅79%，低于供水保證率90%的要求。同時(shí)，方案3破壞正常供水年份最多，破壞深度較大，應(yīng)予以排除。方案1與方案2均能滿足供水保證率要求，正常年份供水破壞深度在規(guī)定范圍之內(nèi)，但方案2較方案1年供水量多69.4萬m3，考慮到本工程的應(yīng)急供水性質(zhì)，推薦采用方案2（5.5萬m3/d）的供水能力更為恰當(dāng)。

3.2 供水方案

在LDP水源現(xiàn)有供水能力3.0萬m3/d不變的情況下，通過LDP水源與BY水庫(kù)聯(lián)合供水調(diào)節(jié)，進(jìn)一步挖潛BY水庫(kù)最大供水能力，即：將BY水庫(kù)與LDP水源聯(lián)合供水達(dá)3.0萬m3/d水量外，BY水庫(kù)剩余興利庫(kù)容通過均勻供水形式參與到該水庫(kù)長(zhǎng)系列徑流調(diào)節(jié)，得到該水庫(kù)的最大供水能力［5-7］。本次選取兩種方案進(jìn)行調(diào)節(jié)。方案1（1.15萬m3/d）供水；方案2（1.20萬m3/d）供水，不同方案調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果如表2。

表2 不同均勻供水方案徑流調(diào)節(jié)結(jié)果

由表2可知：

（1）方案1（1.15萬m3/d）供水。BY水庫(kù)年均供水量515.3萬m3（1.41萬m3/d），年最大供水量688.1萬m3（1.89萬m3/d），年最小供水量426.4萬m3（1.17萬m3/d），破壞正常供水2a，年供水保證率92%，水庫(kù)達(dá)正常水位1a，達(dá)汛限水位27a，達(dá)死水位2a。

（2）方案2（1.20萬m3/d）供水。BY水庫(kù)年均供水量531.0萬m3（1.45萬m3/d），年最大供水量690.6萬m3（1.89萬m3/d），年最小供水量444.6萬m3（1.22萬m3/d），破壞正常供水3a，年供水保證率89.5%，水庫(kù)達(dá)正常水位1a，達(dá)汛限水位27a，達(dá)死水位3a。

綜合兩種方案可知，方案2供水量較大，但年保證率僅89.5%，低于供水保證率90%的要求。同時(shí)，方案2破壞正常供水年份最多，破壞深度較大；方案1年供水保證率92.1%，滿足城鎮(zhèn)供水保證率（90%），正常年份供水破壞深度在規(guī)定范圍之內(nèi)，且方案1較方案2年少供水量15.7萬m3，推薦采用方案1（1.15萬m3/d）均勻供水能力更為恰當(dāng)。

3.3 綜合比選

（1）在受現(xiàn)有供水設(shè)備限制的情況下，LDP水源和BY水庫(kù)聯(lián)合供水能力采用5.5萬m3/d，加上自備水源2.1萬m3/d，遠(yuǎn)期最大供水規(guī)模7.6萬m3/d。

（2）在保持LDP水源現(xiàn)有供水設(shè)備最大供水能力條件下，將BY水庫(kù)盡可能挖潛，使其供水能力得到最大。

LDP水源和BY水庫(kù)聯(lián)合供水能力采用4.15萬m3/d，加上自備水源2.1 萬m3/d，遠(yuǎn)期最大供水規(guī)模為6.25萬m3/d。因本項(xiàng)目為應(yīng)急供水工程，綜合考慮工程投資條件因素，確定遠(yuǎn)期最大供水規(guī)模確定為6.25萬m3/d，未來每年可向遼寧寬甸縣城區(qū)提供2281.25萬m3的用水保障，其中BY水庫(kù)年均供水量515.3萬m3（1.41萬m3/d）。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）受地區(qū)水源條件的限制，遼寧寬甸縣供水能力不足，生活和生產(chǎn)用水較為困難。結(jié)合地區(qū)水源條件及當(dāng)?shù)睾恿饔蛞?guī)劃，確定采用BY水庫(kù)作為遼寧寬甸縣城區(qū)應(yīng)急供水水源。

（2）在保持現(xiàn)有自備水源條件下，以地區(qū)多年徑流數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過LDP水源與BY水庫(kù)聯(lián)合供水調(diào)節(jié)方案，確定BY水庫(kù)最大供水能力，可為類似工程設(shè)計(jì)提供借鑒。