某新建引水工程水源方案論證分析

黃麗琴

(江西省鄱陽縣水利局，江西 鄱陽 333100)

1 工程概況

項(xiàng)目所在縣城轄14鎮(zhèn)15鄉(xiāng)，545個行政村，總?cè)丝诩s120萬人，之前縣城供水主要采用采用地下水，近年來城建局實(shí)施了輸配水管網(wǎng)工程建設(shè)，同時實(shí)施了城區(qū)供水改擴(kuò)建工程，采用兩當(dāng)河崖頭段地表水為供水水源，修建攔水壩及輸配水管道，城區(qū)修建有三級翻板閘工程，提高河流水位回灌城區(qū)地下水，供城區(qū)使用，然而在泄洪時期或枯水期，取水井內(nèi)水量和水位依然無法保障，時有斷流現(xiàn)象發(fā)生，不能滿足正常的用水需求，同時隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和人口的不斷增加、旅游業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)狀供水能力遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)城區(qū)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水和城鎮(zhèn)居民生活需水的要求，急需通過新的水源工程解決近遠(yuǎn)期需水[1]。文章從縣城現(xiàn)狀水資源及供水情況出發(fā)，進(jìn)行存在的問題分析，并對新建引水工程進(jìn)行水源論證分析。

2 存在的問題分析

2.1 水資源開發(fā)利用存在的問題

1)現(xiàn)狀水源水量不足，城區(qū)水壓不足，供水缺乏保障。

縣城區(qū)供水水源為城區(qū)地下水，城區(qū)地下水含水層薄，基巖淺，存不住水，水量季節(jié)性變化大。城區(qū)修建有三級翻板閘工程，提高河流水位回灌城區(qū)地下水，供城區(qū)使用，然而在泄洪時期或枯水期，取水井內(nèi)水量和水位依然無法保障，時有斷流現(xiàn)象發(fā)生，不能滿足正常的用水需求。目前，在供水量不足的情況下，城區(qū)供水采用分時段、分片區(qū)供水的措施，供水不足對居民生活和縣城經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成重大影響?，F(xiàn)狀供水是通過通過水泵加壓由城區(qū)供水管網(wǎng)給城區(qū)用水戶供給，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，縣城規(guī)劃向西北部擴(kuò)展，然而縣城區(qū)地勢西北高東南低，西北部新建設(shè)的住宅小區(qū)白天無法正常供水，長此以往，若不徹底解決水量、水壓不足問題，難以保障居民正常的生活用水。

2)水源地缺乏保護(hù)，水污染嚴(yán)重。

縣城飲用水源地上游有一座金礦，對兩當(dāng)河水有一定的污染，縣城現(xiàn)狀水源地位于兩當(dāng)河，水源保護(hù)措施簡單，取水處上游兩岸分布有居民村莊，存在不同程度的人蓄飲水共用或牲畜踐踏，致使生態(tài)環(huán)境及水質(zhì)逐漸惡化，同時對地下水的開采沒有統(tǒng)一管理，隨意亂開采，對于節(jié)水降污問題的認(rèn)識不到位，迄今為止全縣的城鎮(zhèn)生活污水和企業(yè)生產(chǎn)廢水凈化處理不完善[2]。

3)處理設(shè)施簡單，出水水質(zhì)無保障。

目前，縣城凈水廠的主要供水設(shè)施有混合、絮凝、沉淀、過濾一體化設(shè)備二套、400m3高位水池二座和加氯間一座，凈水廠始建于20世紀(jì)70年代，運(yùn)行時間較長，盡管1998年實(shí)施了改造建設(shè)，設(shè)備老化亦很嚴(yán)重，臨河水質(zhì)污染嚴(yán)重，超出原有設(shè)備的負(fù)荷能力。處理后出水的水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，飲用人群膽結(jié)石病發(fā)率增加，這對當(dāng)?shù)厝罕姷纳硇慕】翟斐蓸O大危害。

2.2 受水區(qū)供水存在的問題

1)供水能力不滿足現(xiàn)城區(qū)需水，急需解決近遠(yuǎn)期需水。

現(xiàn)狀城區(qū)總需水量為59.50萬m3，其中縣城水廠和金洞水廠集中供水總量僅為41.06萬m3，其余部分由企事業(yè)單位及居民自行供給，人均綜合用水僅70L/人·日，與規(guī)范中縣城綜合生活用水定額110L/人·日相比，現(xiàn)狀缺水率達(dá)36%，不能滿足現(xiàn)狀正常生活、生產(chǎn)需水量59.50萬m3。根據(jù)用水預(yù)測，到2025年縣城區(qū)各行業(yè)總需水量達(dá)到87.25萬m3，遠(yuǎn)期2030年縣城區(qū)各行業(yè)總需水量達(dá)到110.78萬m3，急需解決近遠(yuǎn)期需水。

近年來，由于縣城建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和旅游業(yè)的大力開發(fā)，每年夏天旅游旺季經(jīng)常發(fā)生斷水(分時段供水)現(xiàn)象，如遇干旱期，城區(qū)生活需水問題會更加嚴(yán)重，因此，急需尋找新的水源，以解決這供水緊張問題。

2)現(xiàn)用水水質(zhì)無法保證。

城區(qū)現(xiàn)狀供水水源主要為兩當(dāng)河地下水(潛水)，由于水源上游有金礦、村莊，會使水質(zhì)逐漸惡化，水處理費(fèi)用較高，且供水量不足，如發(fā)生水源污染、地質(zhì)災(zāi)害等問題，影響到水源，水質(zhì)不能飲用，會給人民生活帶來很多問題。

3)供水管網(wǎng)老化短缺。

縣城供水管網(wǎng)雖經(jīng)2012年改造建設(shè)，但由于近年來城區(qū)建設(shè)飛速發(fā)展，加之已建供水管網(wǎng)沒有統(tǒng)一規(guī)劃，沒有形成環(huán)狀供水，供水安全性差，供水設(shè)施沒有隨縣城的發(fā)展而隨之完善。高層建筑的普及和人口的增加使原有管網(wǎng)不能滿足要求，供水壓力加大后故障發(fā)生頻繁，供水成本上漲，供水質(zhì)量下降?？h城城區(qū)部分區(qū)域沒有敷設(shè)供水管網(wǎng)，城區(qū)給水管網(wǎng)為枝狀，給水水點(diǎn)水壓不能滿足城區(qū)發(fā)展要求。

目前要解決以上問題，改善當(dāng)?shù)毓┧畻l件，要采取的措施有：①建設(shè)新的供水水源，并科學(xué)管理；②改造供水管網(wǎng)，本次著重解決新水源問題。

3 引水工程水源論證

3.1 引水工程供水任務(wù)及規(guī)模

本次引水工程從某溝段取水，引水至縣城新建凈水廠，以解決的縣城居民用水困難問題[3]。受水區(qū)規(guī)劃引水規(guī)模157.64萬m3，受水區(qū)規(guī)劃水平年引水規(guī)模計算表見表1。引水工程水量節(jié)點(diǎn)見圖1。

表1 受水區(qū)規(guī)劃水平年引水規(guī)模計算表

圖1 徐楊河引水工程水量節(jié)點(diǎn)圖(2025年)

3.2 水源的選定及論證

3.2.1 水源的選擇

1)地下水：

縣城現(xiàn)狀地下水的富水區(qū)單井最高日出水量僅為184m3，水量較小，兩當(dāng)河河床砂礫層較薄，僅有3-4m，大口徑方案顯然不可靠，故不宜采用地下水。

2)地表水：

縣城境內(nèi)地表水有嘉陵江水系及漢江水系，水源選擇分析如下： ①嘉陵江水源擬定從兩當(dāng)河匯入口上游側(cè)的嘉陵江右岸取水，水量滿足城區(qū)供水要求，但地勢相比于縣城較低，從此處引水，需在嘉陵江右岸修建提水泵站，河道枯水期水位高程約815m，提水泵站出水管后接輸水管道，壓力輸水管沿兩當(dāng)河河岸階地布置至安全貯水池，安全貯水池后接凈水廠。安全貯水池設(shè)計水位 1024m，故泵站幾何揚(yáng)程約為209m，輸水線路總長13.5km。該方案水量豐沛，但輸水管線較長，存在電力提水方案運(yùn)行管理費(fèi)用高、管理難度大的問題。②徐楊河孔家溝以上大多被原始森林覆蓋，生態(tài)植被好，水質(zhì)較好，而且地勢相比于縣城較高，取水樞紐處水位約1207m，有地形優(yōu)勢，輸水管線長約26.213km，可采用重力流輸水至縣城凈水廠。經(jīng)水文計算分析，徐楊河孔家溝段在枯水年即保證率在95%時年徑流量481萬m3，扣除生態(tài)流量后，水量可滿足縣城用水需求[3]。

綜合比較，本工程取水水源確定為徐楊河孔家溝段地表水為兩當(dāng)縣城區(qū)供水主水源，具有水質(zhì)較好，水量充沛，工程投資低，施工難度小，運(yùn)行費(fèi)較 低等優(yōu)點(diǎn)。

3.2.2 水源論證

3.2.2.1 水量

徐楊河引水工程設(shè)計水平年2025年取水規(guī)模為124.15萬m3，遠(yuǎn)期2030年取水規(guī)模為157.64萬m3，取水點(diǎn)從徐楊河孔家溝段引水，取水?dāng)嗝嬉陨狭饔蛎娣e64.4km2。經(jīng)水文計算分析，徐楊河孔家溝段在枯水年即保證率在95%時年徑流量481萬m3。

1)生態(tài)流量：

徐楊河道內(nèi)無依賴性水生生物，從取水?dāng)嗝娴叫鞐詈訁R入紅崖河匯口僅10km，區(qū)間內(nèi)還有眾多支流匯流，流域內(nèi)植被茂盛，屬于生態(tài)極好地區(qū)，因此枯水月份生態(tài)流量按同期均值的10%計算[4]，豐水時段按多年平均流量0.45m3/s 的10%計算，由此計算得取水?dāng)嗝嫔鷳B(tài)需水量95.48萬m3。

2)可供水量：

取水?dāng)嗝婵晒┧坑嬎闶窃诳紤]扣除上游用水后，考慮從斷面下泄生態(tài)流量，故取水?dāng)嗝婵晒┧堪聪率接嬎悖?/p>

95%保證率取水?dāng)嗝婵晒┧?95%河道來水-生態(tài)水量。

根據(jù)斷面處實(shí)際來水過程及下游水量平衡分析，95%保證率下取水?dāng)嗝婵晒┧繛?85.52萬m3?？h城區(qū)設(shè)計水平年2025年取水量124.15萬m3，遠(yuǎn)期2030年取水量為157.64萬m3，取水?dāng)嗝嫣幙晒┧?85.52萬m3?？h徐楊河引水工程建成后，設(shè)計水平年2025年徐楊河孔家溝取水?dāng)嗝娓挥嗨繛?61萬m3，遠(yuǎn)期2030年徐楊河孔家溝取水?dāng)嗝娓挥嗨繛?28萬m3，水量充足，可滿足要求。

3.2.2.2 水質(zhì)

水源地地表水均來自山區(qū)的降雨和冰雪融水，根據(jù)水樣水質(zhì)分析測試，徐楊河孔家溝水源總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌不符合，其余檢測項(xiàng)目符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求[4]。

3.2.3 工程總體布局

縣城供水工程是以城市供水為主的供水工程，供水主要對象為縣城，引水工程主要由徐楊河孔家溝水源取水樞紐工程、取水樞紐至安全貯水池輸水管道工程(穿管隧洞)、安全貯水池、凈水廠。取水樞紐、輸水工程、安全貯水池和凈水廠等永久性主要建筑物按4級建筑物設(shè)計，次要建筑物及臨時建筑物按5級建筑物設(shè)計。本工程水源地取水樞紐建在距徐楊河匯入紅崖河河口10km處的徐楊河孔家溝段，輸水管線沿徐楊河向下游徐楊河溝口、紅崖河后、靈官峽口布置，再沿經(jīng)過劉家溝的穿管隧洞(長1570m)至北崖溝，跨溝口后，跨兩當(dāng)河后分別至1#-4#安全貯水池。

4 結(jié)論和建議

結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)際情況，考慮到工程建設(shè)和縣城的實(shí)際情況，縣城供水工程設(shè)計水平年近期為2025年、遠(yuǎn)期為2030年。本工程取水樞紐徐楊河孔家溝處近期2025年引水量124.15萬m3/a、遠(yuǎn)期2030年引水量157.64萬m3/a，工程正式投用后，縣城水廠供水規(guī)模達(dá)到0.6萬m3/d，可滿足縣城區(qū)近期2025年及遠(yuǎn)期2030年供水需求。建議縣政府在工程建設(shè)及運(yùn)行期間加大力度進(jìn)行水源地保護(hù)措施建設(shè)，保障水資源不受外界污染。