寬甸縣供水方案探討

韓良凱

(丹東市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 丹東 118000)

1 區(qū)域概況

寬甸滿族自治縣位于中國(guó)遼寧省東南部，隸屬丹東市，地處遼寧省東部的鴨綠江畔，轄22個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。寬甸地處中緯度歐亞大陸東岸濕潤(rùn)氣候東亞季風(fēng)區(qū)，南溫帶的北界橫穿縣境北部。北部為季風(fēng)中溫帶大陸性氣候，中部和南部為季風(fēng)南溫帶大陸性氣候。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是：雨雪豐沛，暴雨特多，四季分明，冬季漫長(zhǎng)，全縣有大小河流549條，10km以上河流46條，5km以上的有133條，水系總長(zhǎng)2798.7km。其中流域面積50 km2以上的河流41條。

2 供水現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

2.1 寬甸縣城區(qū)供水現(xiàn)狀

現(xiàn)狀年(2017年)寬甸縣常住人口9.09萬(wàn)人，流動(dòng)人口0.82萬(wàn)人，城市供水人口為8.32萬(wàn)人，自來(lái)水供水普及率為84%。寬甸縣自來(lái)水公司供水系統(tǒng)始建于1978年，至今已有市政給水水源兩處，給水水源以提取江河水為主，少量抽取地下水?，F(xiàn)有市政水源工程設(shè)計(jì)取水能力2.47萬(wàn)m3/d，實(shí)際供水能力為1.2萬(wàn)m3/d。兩處水源分別為：1)蒲石河老道排水源，設(shè)計(jì)取水能力2.0萬(wàn)m3/d，實(shí)際供水能力為1萬(wàn)m3/d。2)黃椅山腳下的地下水源，有深井3眼，設(shè)計(jì)取水能力0.47萬(wàn)m3/d，實(shí)際供水能力為0.2萬(wàn)m3/d；凈水廠一座，設(shè)計(jì)水處理能力2.0萬(wàn)m3/d。目前寬甸縣市政取用的自來(lái)水，位于石湖溝鄉(xiāng)老道排村地表水水源。只有在應(yīng)急條件下才啟用位于黃椅山腳下的地下水源。近幾年連續(xù)枯水年冬季缺水，采用由下游城門(mén)洞庫(kù)區(qū)導(dǎo)水的方式，補(bǔ)充供水。冬季枯水期缺水量90萬(wàn)m3左右。

2.2 寬甸縣供水存在的主要問(wèn)題

1)現(xiàn)有水源供水保證程度低。

寬甸縣現(xiàn)有蒲石河老道排水源沒(méi)有調(diào)蓄能力，受天然河道來(lái)水影響。自來(lái)水公司三臺(tái)水泵只能運(yùn)轉(zhuǎn)一臺(tái)，每小時(shí)供水在500 m3左右，每天供水量1.2萬(wàn) m3，2008年城區(qū)實(shí)際用水量3.41 萬(wàn)m3/d，因?qū)挼榭h水源供水能力不足，不得不采取限時(shí)供水的措施。導(dǎo)致生活、生產(chǎn)用水非常困難。

2)凈水廠、輸配水管網(wǎng)急需更新改造。

凈水廠因運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，凈水工藝落后，設(shè)備陳舊，凈水設(shè)施年久失修，凈化工藝不配套。輸配水管網(wǎng)管材大多為鑄鐵管，極少部分是球墨鑄鐵管和UPVC管，由于運(yùn)行多年，致使爆管現(xiàn)象嚴(yán)重。

根據(jù)實(shí)際調(diào)查分析，凈水廠2017年自用水量占用水戶用水的7%，管網(wǎng)漏失水量占用水的10%左右，水廠自用水量以及管網(wǎng)漏失水量均不達(dá)標(biāo)。所以凈水廠、輸配水管網(wǎng)急需更新改造。

3)地下水源污染嚴(yán)重。

現(xiàn)狀地下水源位于城鎮(zhèn)內(nèi)，有自備水源107處，均有不同程度的污染，水質(zhì)不符合生活飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著寬甸縣工業(yè)的發(fā)展，城市人口的不斷增加，需水量日趨緊張，供需矛盾日益突出，而且寬甸縣地下水資源貧乏，可開(kāi)采量極少，所以為了滿足寬甸縣社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及城市發(fā)展需要，急需新建水源工程。

3 供水方案

根據(jù)寬甸縣近、遠(yuǎn)期的蓄水預(yù)測(cè)，初步擬定以下兩種供水方案。

3.1 串聯(lián)水庫(kù)方案

根據(jù)寬甸縣周邊水資源分布及現(xiàn)有工程建設(shè)情況，在老道排水源地上游設(shè)置攔河壩，以滿足供水需求?？紤]庫(kù)區(qū)淹沒(méi)土地情況，本著盡量少占用耕地的原則，采用低壩方案，初步擬定兩座小型水源壩址，分別位于蒲石河老道排小庫(kù)倉(cāng)溝漫水橋上游135 m處及老道排橋上游1220m處，兩壩相距2380m，壩高7.5m，庫(kù)容為92.49萬(wàn)m3，受冬季枯水期冰凍層影響及河床淤積，實(shí)際庫(kù)容為45.09萬(wàn)m3，不足90萬(wàn)m3。最多能解決現(xiàn)狀生活缺水量(1.5萬(wàn)m3/d)30天左右。不能解決冬季現(xiàn)狀供水問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，初步擬定擴(kuò)寬、挖深兩種方案，使庫(kù)容滿足供水要求。由于擴(kuò)寬方案占地7.33hm2，工程實(shí)施難度較大。故本次以挖深方案為主。

表1 各方案庫(kù)容統(tǒng)計(jì)表

挖深方案包括：翻板閘、堤防、混凝土管及河底開(kāi)挖。

3.1.1 翻板閘

依據(jù)蒲石河的地形、地質(zhì)等條件，確定在蒲石河老道排小庫(kù)倉(cāng)溝漫水橋上游135 m處及老道排橋上游1220m處修建兩座翻板閘。

1)樁號(hào)1+465處布置一座翻板閘。翻板閘軸線與河道正交，成“一”字行布置，為7孔10m×5.5m(寬×高)液壓翻板閘。順?biāo)鞣较蜓邔?5.0m，堰高2.0m。翻板閘基礎(chǔ)下設(shè)帷幕灌漿，帷幕灌漿深入不透水層以下1.0m。建閘后，回水長(zhǎng)度為2380 m。

2)樁號(hào)3+846處布置一座翻板閘。翻板閘軸線與河道正交，成“一”字行布置，為12孔10m×5.5m(寬×高)液壓翻板閘。順?biāo)鞣较蜓邔?5.0m。 堰高2.0m。翻板閘基礎(chǔ)下設(shè)帷幕灌漿，帷幕灌漿深入不透水層以下1.0m。建閘后，回水長(zhǎng)度為1550m。

3.1.2 堤防

左岸(1+822-2+315)段長(zhǎng)493m，現(xiàn)狀堤頂高程為271.36-272.91m，不滿足10a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)堤頂高程要求。對(duì)該段進(jìn)行加高培厚，迎、背水側(cè)坡比1∶2，堤頂寬3.0m。

3.1.3 涵管

為防止河面層結(jié)冰，河道斷流。在翻板閘堰下設(shè)置一根φ0.5混凝土管，管道長(zhǎng)3690m，涵管埋于河底以下1.4m深，保證冬季庫(kù)區(qū)水流到老道排水源地。

3.1.4 河底開(kāi)挖

對(duì)(1+465-3+846)、(3+846-5+396)3931m河底進(jìn)行開(kāi)挖，平均挖深2.0m，土方開(kāi)挖60.01萬(wàn)m3。

3.2 大川頭水利樞紐及輸水工程分期建設(shè)方案

大川頭水利樞紐及輸水工程是以寬甸縣城區(qū)供水為主的水利樞紐工程。壩址位于蒲石河上游，上游距大川頭鎮(zhèn)6.2km，下游距老道排橋2.8km，控制集水面積139km2，多年平均年徑流量8530萬(wàn)m3。本工程包含大川頭水利樞紐、輸水管線及凈水廠三部分組成。大川頭水利樞紐總庫(kù)容1506萬(wàn)m3，興利庫(kù)容1288萬(wàn)m3，死庫(kù)容60.5萬(wàn)m3，工程等別為Ⅲ等。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)50a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)500a一遇。規(guī)劃年年供水量2478萬(wàn)m3。

1)大川頭水利樞紐，由擋水壩段、取水壩段、沖砂閘、溢流壩段四部分組成。 攔河壩總長(zhǎng)345m，其中擋水壩段長(zhǎng)166m，取水壩段長(zhǎng)15m，沖砂閘壩段長(zhǎng)15m，溢流壩段長(zhǎng)149m。最大壩高27.6m。

2)輸水管線：以大川頭水庫(kù)為引水水源地，沿蒲石河灘地至北山公園凈水廠，輸水管線線路全長(zhǎng)10.125km。采用DN1000球墨鑄鐵管。交叉建筑物，主要有跨河、公路和村柏油路，總計(jì)11處。

3)在滿足工藝流程、處理效果的前提下，結(jié)合現(xiàn)有北山廠區(qū)地形條件，一、二及三期的有機(jī)結(jié)合。新建凈水廠總占地面積0.29hm2，其中 ，一、二、三期凈水間面積均為629.57m2。規(guī)格均為(40.1×15.7×9m)[1]。

初步擬定一期工程建設(shè)規(guī)模為5.8萬(wàn)m3/d，滿足近期用水要求，遠(yuǎn)期在一期工程基礎(chǔ)上，進(jìn)一步征占地，提高水庫(kù)供水能力，使供水規(guī)模達(dá)到6.79萬(wàn)m3/d，滿足寬甸縣遠(yuǎn)期供水要求。

表2 日供水量庫(kù)容水位統(tǒng)計(jì)表

4 經(jīng)濟(jì)比較

根據(jù)已建工程投資進(jìn)行投資估算，詳見(jiàn)表3、表4。

表3 串聯(lián)水庫(kù)

表4 大川頭水利樞紐及輸水工程

通過(guò)上表可知：串聯(lián)水庫(kù)方案投資較少，庫(kù)區(qū)水深淺，總庫(kù)容僅為152.5萬(wàn)m3，受冬季枯水期冰凍層影響及河床淤積，實(shí)際蓄水量?jī)H為97.76萬(wàn)m3。能解決現(xiàn)狀生活需水量(1.5萬(wàn)m3/d)60d左右。僅可以解決冬季現(xiàn)狀供水問(wèn)題，隨著城市的發(fā)展，人口的增加，寬甸縣供水能力不足的問(wèn)題依然存在。同時(shí)串聯(lián)翻板閘(3+846)閘址距離大川頭水庫(kù)選定壩址800m左右，對(duì)將來(lái)大川頭水庫(kù)建設(shè)有影響[2]。

5 結(jié) 論

綜上，大川頭水利樞紐及輸水工程投資較多，但可以采用分期建設(shè)實(shí)施的方案，逐步增大供水量，最終達(dá)到遠(yuǎn)期供水規(guī)模。既減少一次性投入過(guò)大，占地過(guò)多,又從根本上解決寬甸供水問(wèn)題。推薦大川頭水利樞紐及輸水工程分期建設(shè)方案。