連云港市東溫莊水庫向日照市嵐山區(qū)增供水可行性分析

孔 艷 ，杜寶義 ，劉廣東 ，季培培 ，陳 達

（1.連云港市市區(qū)水工程管理處，江蘇 連云港 222003；2.連云港市水利規(guī)劃設(shè)計院有限公司，江蘇 連云港 222003；3.連云港市臨洪水利工程管理處，江蘇 連云港 222003）

1 日照市嵐山區(qū)概況

山東省日照市地處山東半島南翼、魯蘇兩省交界，黃海之濱。日照市嵐山區(qū)位于日照市南部，東濱黃海，西臨臨沂市莒南縣和日照市莒縣，北連日照市東港區(qū)，南接江蘇省連云港市贛榆區(qū)，是山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)重點開發(fā)區(qū)域、魯南臨港產(chǎn)業(yè)核心區(qū)、山東省鋼鐵精品基地所在地，是日照的城市副中心、臨港工業(yè)基地。

嵐山區(qū)年平均降雨量898 mm，多年平均水資源總量僅2.51億m3，人均占有量不足680 m3（不到全國人均占有量的1/4，遠低于世界公認的人均1000 m3的最低安全保障線），從水資源總量及人均占有量來看，嵐山區(qū)均屬水資源短缺地區(qū)。隨著山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)重點區(qū)域的開發(fā)建設(shè)，嵐山區(qū)規(guī)劃用水需求量將劇增，由于本地水源匱乏、無法滿足規(guī)劃供水需求，嵐山區(qū)規(guī)劃用水需求量較大，由于本地水源匱乏、無法滿足規(guī)劃供水需求，在本地節(jié)水、優(yōu)化水資源調(diào)配的同時，擬通過外流域調(diào)水以多途徑緩解供需水矛盾。

2 東溫莊水庫概況

東溫莊水庫位于連云港市贛榆區(qū)石橋鎮(zhèn)東溫莊村以北，地處江蘇省東北沿海蘇魯兩省交界地帶，是通榆河北延送水的配套調(diào)蓄工程。為解決贛榆區(qū)柘汪鎮(zhèn)及柘汪臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)淡水供應，保障區(qū)域經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，2011年在石橋鎮(zhèn)東溫莊村以北的龍北干渠西側(cè)新建東溫莊水庫，通過開挖龍北干渠約3.8 km彎段圍成的區(qū)域建庫蓄水，水庫于2015年建成蓄水。該水庫的建設(shè)可有效攔截洪水及非汛期徑流，增加當?shù)乜衫盟Y源量；抽引江淮水補庫存蓄，調(diào)節(jié)用水高峰期的供水需求。目前連云港境內(nèi)江淮水調(diào)水通道有東西兩條線路，西線通過淮沭河調(diào)淮水入薔薇河供東海、市區(qū)及贛榆用水；東線通過通榆河調(diào)江水入薔薇河供市區(qū)、贛榆用水。東、西線江淮水調(diào)入薔薇河后，向贛榆為相機供水。

東溫莊水庫工程的主要功能是為贛榆區(qū)石橋鎮(zhèn)、柘汪鎮(zhèn)及柘汪臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)生活、生產(chǎn)提供水源，兼顧區(qū)域防洪及下游農(nóng)業(yè)灌溉。東溫莊水庫工程屬小（1）型水庫，工程等別為Ⅳ等。東溫莊水庫下游防洪標準為20年一遇，水庫大壩按20年一遇設(shè)計、100年一遇洪水校核，相應設(shè)計洪水位12.77 m，校核洪水位12.89 m，防洪高水位12.77 m，汛限水位12.50 m。水庫設(shè)計總庫容973萬m3，近期興利庫容600萬m3、遠期699萬m3，調(diào)洪庫容79萬m3，近期死庫容294萬m3（相應死水位9.50 m），遠期死庫容195萬m3（相應死水位9.00 m），庫底高程8.00 m，中遠期多年平均可供水量5376萬m3。

柘汪片區(qū)現(xiàn)狀用水量約5萬m3/d。根據(jù)規(guī)劃，柘汪片區(qū)2020年基本建成，柘汪片區(qū)建成后總用水量約14.73萬m3/d；遠期考慮到節(jié)水等因素，總用水量基本同片區(qū)建成后的總用水量。因此，本次分析東溫莊水庫向柘汪片區(qū)供水規(guī)模按近期5萬m3/d、中遠期15萬m3/d考慮。

3 東溫莊水庫向日照市嵐山區(qū)增供水可行性分析

東溫莊水庫位于通榆河北延調(diào)水線路上，水庫水源相對較有保障、具備一定的調(diào)蓄能力，且與日照市相距較近（距日照市嵐山區(qū)直線距離僅11 km）。因此，本文研究擬充分利用東溫莊水庫的調(diào)蓄能力，在不影響水庫原供水區(qū)域（連云港市柘汪片區(qū)）日常供水的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化水庫運行調(diào)度方案及擴大調(diào)引江淮水量來挖掘水庫的供水潛力，向日照市增供部分水量，以緩解嵐山區(qū)的供需水矛盾問題，擴大通榆河北延送水線及東溫莊水庫的供水效益，加大區(qū)域合作力度，促進地方經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和社會的和諧穩(wěn)定。

3.1 供水原則

東溫莊水庫供水應優(yōu)先滿足原供水區(qū)域，在滿足原供水區(qū)域并有余力的前提下向增供水區(qū)域供水。

東溫莊水庫水源主要為從薔薇河調(diào)引江淮水，考慮薔薇河低水位（水位低于2.0 m）及突發(fā)性水污染事故等時段不能滿足調(diào)水要求，水庫調(diào)度運用時為原供水區(qū)域預留部分調(diào)蓄庫容，庫水位在滿足原供水區(qū)域調(diào)蓄庫容的基礎(chǔ)上方可向增供水區(qū)域供水。同時，為避免大溫莊翻水站泵站機組頻繁啟閉運行、盡量減少翻水量，本文分析設(shè)置大溫莊翻水站開機補庫水位及停機水位以優(yōu)化水庫運行調(diào)度方案。

3.2 供水方式及供水規(guī)模

東溫莊水庫向原供水區(qū)域及增供水區(qū)域供水均按常態(tài)供水考慮，其中原供水區(qū)域供水保證率為97%，增供水區(qū)域供水保證率為95%。原供水區(qū)域的供水規(guī)模按近期5萬m3/d、中遠期15萬m3/d考慮。

日照市嵐山區(qū)為東溫莊水庫的增供水區(qū)域。根據(jù)嵐山區(qū)用水缺口及東溫莊水庫工程調(diào)蓄能力等實際情況，確定東溫莊水庫向日照市嵐山區(qū)凈供水規(guī)模為10萬m3/d，用于工業(yè)用水?？紤]取水、輸水（管網(wǎng)漏損）及水廠制水等過程的水量損失，本次研究取水、輸水等過程的水量損失按10%考慮，由此計算得東溫莊水庫增供水規(guī)模為11萬m3/d。

3.3 預留供水庫容的調(diào)蓄天數(shù)

由于東溫莊水庫位于連云港市調(diào)引江淮水的末梢，調(diào)水線路長，部分時段無法調(diào)引江淮水補庫，需預留部分有效庫容進行調(diào)蓄，以滿足原供水區(qū)域的供水要求。

東溫莊水庫預留供水庫容的調(diào)蓄天數(shù)主要由無法從薔薇河調(diào)引江淮水的時段確定。經(jīng)分析，薔薇河由于受臨洪水位較低及上游來水污染影響等而不能向東溫莊水庫調(diào)水的因素較多。對上游來水發(fā)生突發(fā)性污染事件、新沂河行洪期間中斷向薔薇河送水等情況分析，可知上述情況影響薔薇河供水時段平均不超過14 d?？紤]適當留有余地并借鑒附近的薔薇湖等類似工程經(jīng)驗，本文研究東溫莊水庫預留供水庫容的調(diào)蓄天數(shù)確定為14 d。即東溫莊水庫庫水位在滿足原供水區(qū)域14 d調(diào)蓄庫容的基礎(chǔ)上，方可向增供水區(qū)域供水。

3.4 供水條件

3.4.1 水庫供水死水位確定

東溫莊水庫向原供水區(qū)域供水的死水位為9.0 m。按水庫有效庫容預留原供水區(qū)域14 d供水量的原則進行調(diào)蓄，近期向增供水區(qū)域供水的最低水位為9.42 m、中遠期為10.13 m。

3.4.2 大溫莊翻水站開停機水位確定

東溫莊水庫水源主要為大溫莊翻水站抽引江淮水入庫，為避免泵站機組頻繁啟閉運行、盡量減少翻水量，大溫莊翻水站開機水位按水庫在滿足原供水區(qū)域（供水保證率97%）和增供水區(qū)域（供水保證率95%）常態(tài)供水的同時，預留原供水區(qū)域和增供水區(qū)域14 d供水量調(diào)蓄庫容的原則確定；停機水位考慮一次抽水滿足原供水區(qū)域和增供水區(qū)域7 d供水量，即在開機水位的基礎(chǔ)上預留原供水區(qū)域和增供水區(qū)域7 d供水量調(diào)蓄庫容的原則確定。經(jīng)計算，大溫莊翻水站在原供水工況下近期開機水位、停機水位分別為9.42 m、9.63 m，中遠期開機水位、停機水位分別為10.13 m、10.69 m；在增供水工況下近期開機水位、停機水位分別為10.20 m、10.81 m，中遠期開機水位、停機水位分別為10.9 m、11.5 m。

3.5 日調(diào)節(jié)分析計算

（1）水庫多年日徑流調(diào)節(jié)計算原理

根據(jù)水量平衡原理，調(diào)節(jié)計算以水位作精度控制，控制精度小于1 cm，根據(jù)“Σ來水量-Σ出水量=庫容增量”進行水量平衡演算。試算時先假定一個水位，得假定庫容，根據(jù)庫容增量與上一天庫容得試算庫容，如假定庫容與試算庫容在1 cm水位級下誤差最小，則試算水位正確，進行下一天試算，如不符合，則從新假定水位試算。

（2）入庫徑流

東溫莊水庫徑流主要來源于四部分：①東溫莊水庫庫區(qū)降雨產(chǎn)流；②龍北干渠區(qū)域降雨產(chǎn)流；③龍北干渠渠首閘從石堰漫水閘上引龍河水入庫；④大溫莊翻水站提引北調(diào)江淮水補庫。

（3）水庫出水量

東溫莊水庫出水量共有4部分組成：①蒸發(fā)損失；②滲漏損失；③供水量，包括原供水區(qū)域（柘汪片區(qū)）及增供水區(qū)域（日照市嵐山區(qū)）的供水；④棄水，當水庫達到正常蓄水位后，庫區(qū)產(chǎn)流及龍北干渠產(chǎn)流超過正常蓄水量部分作為棄水排出。

（4）供需水平衡分析結(jié)果

根據(jù)徑流調(diào)節(jié)計算條件及原理進行多年日調(diào)節(jié)計算，得到不同工況下東溫莊水庫長系列日徑流調(diào)節(jié)計算統(tǒng)計成果見表1，東溫莊水庫原供水區(qū)域、增供水區(qū)域的供水保證率見表2。

表1 不同工況下東溫莊水庫多年日調(diào)節(jié)計算統(tǒng)計成果單位：萬m3

表2 不同工況下東溫莊水庫供水保證率成果表

由上述計算成果可知，東溫莊水庫供水水源主要為通過大溫莊翻水站抽引江淮水。原供水工況下近期、中遠期大溫莊翻水站多年平均抽引江淮水量分別為1081萬m3、4547萬m3，增供水工況下大溫莊翻水站多年平均抽引江淮水量分別為4918萬m3、8541萬m3；增供水后，大溫莊翻水站近期、中遠期多年平均抽引江淮水量分別增加3837萬m3、3993萬m3。由此可見，近期、中遠期增供水量基本為大溫莊翻水站抽引的江淮水。各供水工況下近期、中遠期，原供水區(qū)域和增供水區(qū)域的供水保證率均能滿足常態(tài)供水（原供水區(qū)域97%，增供水區(qū)域95%）要求。

4 東溫莊水庫水質(zhì)分析

由前文可知，東溫莊水庫徑流主要來源于四部分，因此，東溫莊水庫水質(zhì)分析主要針對薔薇河水質(zhì)、東溫莊水庫經(jīng)薔薇河調(diào)引江淮水沿線水質(zhì)、龍王河石堰漫水閘閘上水質(zhì)和東溫莊水庫匯水區(qū)徑流水質(zhì)。

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法（試行）》，水質(zhì)現(xiàn)狀評價采用單項指標法，即主要水質(zhì)指標檢測值與標準值進行比較，當某項指標超過目標水質(zhì)標準，即認為該項水質(zhì)指標超標，水體不符合相應的功能要求。水質(zhì)評價指標包括溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、總磷、氨氮、石油類、揮發(fā)酚、氟化物、六價鉻、銅、鉛、鋅、鎘、汞、總氰化物、糞大腸菌群、鐵、錳、氯化物、硫酸鹽共20項。

本次研究水質(zhì)評價主要采用連云港市環(huán)保局提供的監(jiān)測資料（采樣、分析單位為連云港市環(huán)境監(jiān)測站），并收集部分水利系統(tǒng)監(jiān)測資料作為補充。對相關(guān)水質(zhì)監(jiān)測斷面研究后可知，薔薇河作為東溫莊水庫的主要水源，薔薇河臨洪現(xiàn)狀水質(zhì)大部分時段可滿足水質(zhì)目標（Ⅲ類）要求，但仍有水質(zhì)不達標（Ⅳ類水）時段出現(xiàn)；東溫莊水庫調(diào)水線沿線各河道水質(zhì)現(xiàn)狀均不能穩(wěn)定滿足相應水質(zhì)目標（Ⅲ～Ⅳ類）要求，烏龍河、范河、朱稽河等現(xiàn)狀水質(zhì)較差；龍王河現(xiàn)狀水質(zhì)亦不能穩(wěn)定滿足水質(zhì)目標（Ⅳ類）要求；東溫莊水庫匯水區(qū)本地徑流水質(zhì)一般，基本能夠滿足水庫供水要求。東溫莊水庫工程建成后，在根據(jù)龍王河水質(zhì)情況相機調(diào)度引水，薔薇河向東溫莊水庫調(diào)水沿線水質(zhì)一般時段按規(guī)劃要求符合Ⅲ類水標準的情況下，東溫莊水庫水質(zhì)基本可達Ⅲ類水標準。

5 結(jié)語

利用通榆河北延送水線路及東溫莊水庫等既有水利工程，增做部分送水工程，通過優(yōu)化水庫運行調(diào)度方案及擴大調(diào)引江淮水量，以及薔薇河向東溫莊水庫調(diào)水沿線水質(zhì)在一般時段按規(guī)劃要求符合Ⅲ類水標準的情況下，向日照市嵐山區(qū)增供水11萬m3/d，基本滿足常態(tài)供水要求。增供水后，東溫莊水庫原供水區(qū)域（柘汪片區(qū)）供水也均能滿足要求，因此認為東溫莊水庫向日照市嵐山區(qū)增供水在技術(shù)角度是可行的。

但因原供水區(qū)域與增供水區(qū)域處于不同省份、不同流域，調(diào)水除技術(shù)問題外，還牽扯到方方面面的因素，如水量分配、水費征收、輸水線路、工程投資、運行管理等，這都有待以后進一步的研究和探討。