蒙山縣新圩鎮(zhèn)供水和縣城區(qū)生態(tài)修復補水方案研究

閉祖良

（廣西水利電力勘測設計研究院有限責任公司，南寧 530023）

1 概述

蒙山縣位于廣西壯族自治區(qū)東部，屬梧州地級市管轄，是“全國最美生態(tài)旅游示范縣”、“中國長壽之鄉(xiāng)”、“中國中老年養(yǎng)生基地”、“國家生態(tài)文明建設示范縣”?？h域總面積1282 km2，轄6鎮(zhèn)3鄉(xiāng)。2017年末總人口20.23萬人；現(xiàn)有耕地面積為18.9萬畝，有效灌溉13.3萬畝；人均地區(qū)生產總值43 927元、農村居民人均純收入9481元，均略高于廣西人均水平。新圩鎮(zhèn)規(guī)劃為蒙山縣次中心城鎮(zhèn)，位于縣城西北部，總面積142 km2，轄9個村委，2017年總人口2.53萬人，其中鎮(zhèn)區(qū)人口3610人，城鎮(zhèn)化率14.27%?，F(xiàn)狀鎮(zhèn)區(qū)面積32.75 hm2；新圩鎮(zhèn)現(xiàn)有耕地3.39萬畝，其中有效灌溉面積1.16萬畝。

縣境內河流均屬珠江流域西江水系，較大的江河有24條，除南部垌江東流入桂江，六洛江流入藤縣大黎鎮(zhèn)外，其余均由縣東西兩側向中部匯入蒙江，再由蒙江從北向南流入藤縣濛江鎮(zhèn)注入西江。蒙江干流已建的梯級有天堂、能琴、石琢、江口、忠良、峽口、皮沖、古排、新古排等，水資源開發(fā)利用程度較高，已建的灌溉攔河壩主要有忠良壩、定蒙水壩等。古皂沖屬蒙江左岸一級支流，發(fā)源于金秀縣巴勒山一帶，于荷村一帶匯入忠良河，流域集水面積34.3 km3，河長19.0 km，平均坡降2.5‰，多年平均徑流0.99 m3/s。

2 區(qū)域供水存在的主要問題

（1）蒙山縣位于廣西東部，水資源量較豐沛，但時空分布很不均勻。時間上，降雨量主要集中在每年的5～9月份，其降雨量約占全年降雨量的75.6%，而枯水期則干旱缺水。受地形、地質及經濟發(fā)展等因素的影響，區(qū)域水資源開發(fā)利用程度較低，目前已開發(fā)利用水資源量為1.41億m3，占全縣多年平均地表水資源量12.57億m3的11.2%，水資源開發(fā)利用率較低，工程性缺水問題和水資源供需矛盾十分突出。

（2）新圩鎮(zhèn)供水水源不足，供水標準低。新圩鎮(zhèn)境內僅建有3座小型蓄水工程，集雨面積僅3.91 km2，水資源調控能力低。境內其余水源工程大部分通過筑壩引水或引山溪水，基本無調節(jié)能力。由于缺少調節(jié)性能較好的蓄水工程，區(qū)域水資源調控能力低，供水標準低，可靠性差，抗旱能力低，嚴重制約經濟社會的快速發(fā)展。

（3）灌溉保證率低。古皂水庫供水區(qū)下游的忠良河水利灌區(qū)目前僅通過筑壩引水灌溉，無調蓄能力，目前水田種植比例僅40%，農業(yè)灌溉保證率較低，在干旱季節(jié)及年份，無法保證農業(yè)灌溉的需求，嚴重制約著當地的農業(yè)發(fā)展。

（4）蒙山縣城區(qū)水系水生態(tài)環(huán)境退化嚴重。由于城市開發(fā)建設，穿過城區(qū)的部分河道被擠占，河流下墊面發(fā)生較大變化，且部分河段沿岸居民向河流傾倒生活、建筑垃圾，導致河道阻塞，常年沒有進行清淤及疏導，水塘與河流之間以及河流與河流之間連通不暢等，導致水生態(tài)環(huán)境較差。根據水質監(jiān)測成果，城區(qū)水系部分水質達到劣Ⅴ類。

3 供水水源選擇

3.1 區(qū)域水源狀況

從蒙山縣城、新圩鎮(zhèn)周邊水資源條件看，蒙山縣城區(qū)、新圩鎮(zhèn)附近可以向縣城、新圩鎮(zhèn)供水的水源有干流蒙江、支流茶山河茶山水庫、支流壬山河壬山水庫、支流古皂沖、新圩河等。

（1）干流蒙江。蒙江干流已建的水電站有天堂、能琴、石琢、江口、忠良、新圩、皮沖、古排、新古排等梯級，水資源開發(fā)利用程度較高。蒙江干流已建的灌溉攔河壩主要有忠良壩、定蒙水壩，灌溉對象分別為忠良河水利灌區(qū)（設計灌溉面積1.32萬畝，現(xiàn)狀有效灌溉面積1.06萬畝）、古排河水利灌區(qū)（灌溉面積0.599萬畝）。其中定蒙水壩壩址集雨面積252 km2，多年平均流量7.58 m3/s，合計2.39億m3。根據忠良壩水質監(jiān)測結果，河段水質為《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類標準，基本項目中鉛、糞大腸菌群、石油類均超標。可見蒙江干流上游河段忠良河水質較差，無法滿足飲用水標準。

（2）茶山河。蒙江左岸支流，目前已建成茶山水庫，是以供水、灌溉為主，兼顧發(fā)電等綜合利用效益的中型水利工程，主壩距離城區(qū)約3 km，是縣城現(xiàn)狀供水唯一水源。茶山水庫壩址以上集雨面積130 km2，多年平均流量3.70 m3/s，水庫總庫容6300萬m3，正常蓄水位211.60 m，有效庫容5120萬m3，死水位183 m，死庫容880萬m3，為多年調節(jié)水庫。茶山灌區(qū)設計灌溉面積5.31萬畝，現(xiàn)狀有效灌溉面積4.04萬畝。根據梧州市近幾年水質資料，茶山水庫水質達《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）Ⅱ類標準。

（3）壬山河。蒙江左岸茶山河的支流，集雨面積52.63 km2，多年平均流量1.51 m3/s，水量充沛。在建壬山水庫位于西河鎮(zhèn)壬山村那卜坪，集雨面積35.5 km2，年均徑流量3222萬m3。根據水質監(jiān)測結果，壬山河水質達《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）Ⅱ類標準。

（4）新圩河。新圩河是湄江左岸一級支流，集雨面積80.5 km2，多年平均來水量2.36 m3/s。流域內已建成六社、屯眾、六堯等小型水庫，這些水庫均以農田灌溉為主要工程任務，總集水面積3.91 km2，總庫容239萬m3，灌溉面積0.48萬畝。這3座水庫集雨面積很小，沒有向新圩鎮(zhèn)供水的潛力，故不考慮這3座水庫作新圩鎮(zhèn)供水水源。此外，新圩河流域內新圩鎮(zhèn)及下轄壯村、古定、謝村、四聯(lián)等村委均分布于河道兩岸，人口密集，建設水源工程將造成較大規(guī)模的人口搬遷和耕地征地，實施難度較大；且灌溉排水和農村生活污水直排入新圩河，面、點污染并存，水質沒有保障，難以作為供水水源。

（5）古皂沖。古皂沖是蒙江左岸支流，集雨面積34.3 km2，多年平均來水量1.06 m3/s。上游建有攔河壩，引水至新圩水電站發(fā)電，兼顧灌溉、新圩鎮(zhèn)供水。目前流域內尚未建有蓄水工程，流域內人煙稀少、植被茂盛，水質良好，符合城鎮(zhèn)市政飲用水標準，適合新建蓄水工程作為新圩鎮(zhèn)、縣城城區(qū)的供水水源。

3.2 新圩鎮(zhèn)供水水源選擇

3.2.1 新圩鎮(zhèn)供水水源選擇

從新圩鎮(zhèn)周邊水資源條件看，可以向鎮(zhèn)區(qū)供水的水源有干流蒙江、支流古皂沖、新圩河。蒙江干流上游河段忠良河水質較差、無法滿足飲用水標準，故不考慮利用蒙江干流上游河段忠良河作為供水水源；新圩河流域兩岸分布有較多村莊，人口密度大，建設水源工程將造成較大規(guī)模的人口搬遷和耕地征地，實施難度較大；且面、點污染并存，水質沒有保障，難以作為供水水源，故不考慮在新圩河新建水源工程；古皂沖流域內尚未建有蓄水工程，流域內人煙稀少、植被茂盛，水質良好，符合城鎮(zhèn)市政飲用水標準，適合新建蓄水工程作為新圩鎮(zhèn)的供水水源。

綜上所述，古皂沖是新圩鎮(zhèn)較為理想的正常供水水源，具有水質好、距離鎮(zhèn)區(qū)相對較近、水量豐富、可實現(xiàn)自流供水等優(yōu)點。通過新建古皂水庫，可提高向新圩鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)及周邊村屯生活、農業(yè)供水能力，提高新圩鎮(zhèn)供水安全保障，為新圩鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

3.2.2 灌溉供水水源選擇

古皂水庫灌溉范圍為壩址下游至定蒙壩以上區(qū)域（含現(xiàn)有萬畝灌片忠良河水利灌區(qū)），目前灌溉水源為新圩電站發(fā)電尾水和忠良河，水源無調蓄功能，灌溉保證率較低。規(guī)劃水平年擬先由現(xiàn)狀灌溉水源供水，不足部分由古皂沖擬建蓄水工程（古皂水庫）進行補充。

3.3 蒙山縣城區(qū)水系水源供水方案

3.3.1 蒙山縣城區(qū)水源供水方案

《蒙山縣城區(qū)供水水源工程規(guī)劃》通過對城區(qū)附近可供選擇的蒙江干流、長坪河、古皂沖、新圩河、壬山河、文爾河、文圩河等多個水源方案進行水量、水質、工程建設條件等方面綜合論證后，選擇壬山河、古皂沖作為供水水源比較方案，經兩水源經濟技術比較后推薦在壬山河上興建壬山水庫作為蒙山縣城區(qū)的供水水源，與現(xiàn)狀的茶山水庫形成雙水源聯(lián)合供水，兩水源互為應急備用。其水源配置情況見表1。

表1 蒙山縣城區(qū)規(guī)劃水平年供水方案成果表[1]

3.3.2 蒙山縣城水系水源供水方案

根據縣城周邊水資源條件，蒙山縣城水系可利用的水源主要有蒙江干流、茶山水庫、壬山水庫、支流古皂沖以及蒙山縣污水處理中水等。

（1）東岸水系水源配置方案。按優(yōu)先利用現(xiàn)有水源的原則，本次擬定蒙山縣城區(qū)東岸水系水源配置方案為茶山水庫+蒙山縣污水處理廠中水。①蒙山縣城區(qū)中水回用情況分析。根據《蒙山縣縣城總體規(guī)劃》（2011修改版），蒙山縣城區(qū)擬建污水處理廠位于縣城東南側。根據需水成果分析，2030年蒙山縣城區(qū)總供水規(guī)模為9.0萬m3/d，日變化系數取1.4，計算得日均供水量為6.43萬m3/d，年供水量為2347萬m3，根據《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50318-2017），城市污水排放系數取0.7～0.85，結合蒙山縣實際情況，本次取0.7，由此計算得年排污水量為1643萬m3，按照2030年再生水利用率提高到10%的目標，中水回用利用量約為164萬m3，這部分中水主要用于蒙山縣城區(qū)東岸水系生態(tài)補水；②茶山水庫可供水量分析。茶山水庫設計灌溉面積為5.31萬畝，其中東干渠灌溉面積為3.31萬畝，在滿足灌溉需水后，東干渠過流能力可滿足東岸水系生態(tài)需水流量1.43 m3/s要求。茶山水庫水資源配置情況見表2。

表2 茶山水庫水資源配置成果表 萬m3/d

由表2可知，茶山水庫在滿足縣城供水、周邊村鎮(zhèn)供水以及下游灌溉供水外，余水量僅為467萬m3，這部分水量主要為汛期棄水，通過水庫調蓄可利用的水量有限。

（2）西岸水系水源配置方案。縣城周邊在建的壬山水庫在滿足縣城供水、下游村鎮(zhèn)供水及灌溉供水外，已無多余水量；已建的茶山水庫在滿足縣城供水、周邊村鎮(zhèn)供水以及下游灌溉供水外，亦沒有多余的水量。故西岸水系生態(tài)補水的水源擬優(yōu)先考慮從蒙江上引水，不足部分擬由古皂沖新建的蓄水工程（古皂水庫）補充。

經現(xiàn)場調查，蒙江上的定蒙水壩已建有古排舊渠，其過水能力為1.4 m3/s，可滿足西岸水系的過流能力及自流補水的要求，故擬定蒙江引水斷面為定蒙水壩。

4 供水水源方案分析[2]

4.1 徑流調度原則

古皂水庫工程任務為：人飲供水為主，兼顧灌溉、生態(tài)供水等綜合利用。水庫徑流調節(jié)計算原則如下：

（1）古皂水庫供水時，優(yōu)先滿足河道內生態(tài)用水，若時段天然來流量小于生態(tài)基流量時，按天然來流量下放。

（2）古皂水庫供水時，考慮供水保證率的差異，依次按村鎮(zhèn)生活供水、農業(yè)灌溉用水、蒙山縣城西岸水系生態(tài)補水等順序進行滿足。其中，村鎮(zhèn)生活供水保證率為95%，農業(yè)灌溉保證率為85%，蒙山縣城西岸水系生態(tài)補水月保證率為90%。生活供水全部由古皂水庫供水；農業(yè)灌溉優(yōu)先考慮新圩水電站發(fā)電尾水、忠良壩及定蒙壩供水，不足時由古皂水庫進行補水灌溉；蒙山縣城區(qū)西岸水系生態(tài)需水首先由六妙河、張家江本流域水量滿足，不足部分依次由定蒙水壩、古皂水庫補水滿足。

（3）為保證村鎮(zhèn)、灌溉、城區(qū)生態(tài)補水供水，在計算過程中，因村屯生活供水保證率較高，且為了保證枯水期3～4個月的人飲用水需求，本次設置人飲專用庫容166萬m3，即當庫容小于等于38.4+166=204.4萬m3（對應高程為262.61 m）時候，允許灌溉供水出現(xiàn)破壞，停止蒙山縣城區(qū)西岸水系生態(tài)補水。

4.2 水量平衡分析

根據需水預測成果，2030年村鎮(zhèn)人飲需水為456.2萬m3（水庫斷面），灌溉考慮現(xiàn)有水源供水后多年平均需補水量為120.3萬m3，縣城西岸水系生態(tài)在考慮定蒙壩補水后多年平均需補水量為602萬m3。經水量平衡分析，古皂水庫需要的調節(jié)庫容為987萬m3，考慮泥沙淤積、放水管淹沒深度等，水庫相應最低水位為247.5 m，對應正常蓄水位為292 m。根據庫區(qū)地形地質條件、供水效益、水庫淹沒、生態(tài)補水效益等情況分析，擬定水庫正常蓄水位比較方案為290、292、294 m三個方案，蒙山縣城區(qū)西岸水系生態(tài)需水流量1.1 m3/s。經計算，水庫多年平均供水量分別為971、1003、1026萬m3。

4.3 正常蓄水位選擇

經綜合考慮庫區(qū)淹沒、水利用率以及滿足設計水平年供水區(qū)需水程度、生態(tài)補水保證程度等因素，最終推薦能滿足供水區(qū)設計水平年需要要求、水利用率較高、城區(qū)生態(tài)保證程度較高且單位投資相對較小的292 m方案。各方案投資比較見表3。

表1 古皂水庫方案水量平衡測算成果表

5 結語

蒙山縣城、新圩鎮(zhèn)附近可以向縣城、新圩鎮(zhèn)供水的水源有干流蒙江、支流茶山河茶山水庫、支流壬山河壬山水庫、支流古皂沖、新圩河等。蒙江干流上游河段忠良河水質較差、無法滿足飲用水標準；新圩河流域兩岸分布有較多村莊，人口密度大，建設水源工程將造成較大規(guī)模的人口搬遷和耕地征地，工程實施難度較大；且面、點污染并存，水質沒有保障，難以作為供水水源；在建的壬山水庫、已建的茶山水庫在滿足縣城供水、周邊村鎮(zhèn)供水、下游灌溉供水以及城區(qū)東岸水系生態(tài)補水外，亦沒有多余的水量。經綜合比較認為，古皂沖具有水質好、距離鎮(zhèn)區(qū)相對較近、水量豐富、可實現(xiàn)自流供水，且可兼顧蒙山縣城區(qū)西岸水系生態(tài)補水要求，是新圩鎮(zhèn)遠期較為理想的正常供水水源，也是蒙山縣城區(qū)西岸水系重要的補水水源。通過建設古皂水庫，可提高區(qū)域水資源利用率，增加水資源的調控能力，為蒙山縣城區(qū)生態(tài)補水提供水源保障，從根本上解決區(qū)域村鎮(zhèn)生活用水和農田灌溉水量不足、供水保證率低下這一水資源供需矛盾，對改善蒙山縣城區(qū)水環(huán)境和修復生態(tài)系統(tǒng)具有重要作用，可為當地經濟社會可持續(xù)發(fā)展提供強有力的水資源條件支撐。