源神廟水庫供水工程用水合理性分析

范 萌

（晉中市水利勘測設(shè)計院有限公司，晉中 030600）

0 引言

平遙縣屬于全國嚴(yán)重缺水地區(qū)， 水資源緊缺已成為社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一，加強水資源管理、提高水的利用效率、實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用已經(jīng)成為平遙縣發(fā)展的必要條件。 用水合理性分析[1]是保證水資源合理開發(fā)利用、實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的重要環(huán)節(jié)，通過科學(xué)分析終端用水戶的用水情況，實施計劃用水，可有效促進用水方式由粗放轉(zhuǎn)向集約， 提高水資源使用效益， 解決水資源瓶頸制約， 推進節(jié)水型社會建設(shè)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式。

源神廟水庫供水工程， 是平遙縣東源供水有限公司城北集中供水工程（簡稱“東源供水工程”）和源神廟灌區(qū)的水源地。 水庫[2]位于黃河流域汾河水系一級支流惠濟河?xùn)|支的中游、 尹回水庫上游15km 處，五曲灣水庫的東北部（五曲灣水庫位于惠濟河西支中游），地處山西省晉中市平遙縣朱坑鄉(xiāng)源神廟村南，距世界文化遺產(chǎn)平遙縣城19km。水庫控制流域面積55km2， 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為30 年一遇、300年一遇校核，總庫容385.52 萬m3，是一座以供水為主，兼顧防洪、灌溉等綜合利用的?。?）型水庫[2]。

為了保證源神廟水庫供水工程水資源的合理開發(fā)利用、實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置，本文根據(jù)《水利水電建設(shè)項目水資源論證導(dǎo)則》（SL 525-2011）[3]與《建設(shè)項目水資源論證導(dǎo)則》（GB/T 35580-2017）[4]從生活用水、工業(yè)用水以及農(nóng)業(yè)用水3 方面，對源神廟水庫供水工程的用水合理性進行分析。

1 終端用水戶概況

東源供水工程位于平遙古城北部，汾河以東，南同蒲鐵路以北。 工程從源神廟水庫引水，解決平遙縣城北部居民（水庫下游45 個行政村，東城小區(qū)、海峰家園、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)平遙機電學(xué)院以及平遙中學(xué)）的生活用水，同時向平遙縣工業(yè)新區(qū)和山西耀光煤電有限責(zé)任公司供給生產(chǎn)用水， 是一項造福百姓的民心工程和效益工程[5]。 2018 年3 月15 日平遙縣水務(wù)局為平遙縣東源供水有限公司核發(fā)了取水許可證， 批準(zhǔn)水量為299.05 萬m3/年，目前許可證在有效期內(nèi)（有效期限至2023 年3 月15日）。

源神廟灌區(qū)位于平遙縣城東南部，設(shè)干、支、斗、農(nóng)四級固定渠道。 源神廟灌區(qū)建有以河代干渠1 條， 長7.929km； 干渠全部防滲， 渠底板用100# 砼防滲，下鋪一層防滲布，邊墻用80# 漿砌石防滲；干渠正常設(shè)計流量0.72m3/s，加大后設(shè)計流量0.972m3/s（加大系數(shù)為35%）。設(shè)支渠15 條，總長26.36km，采用100# 砼預(yù)制板防滲。 斗農(nóng)渠41 條，總長29.34km。 源神廟灌區(qū)設(shè)計灌溉面積為1 333.33 hm2，有效灌溉面積為473.33 hm2，灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.557。

2 分析方法

2.1 確定水平年

考慮水文情勢的資料條件， 避免特枯水年和特豐水年，選取2020 年為現(xiàn)狀水平年。 綜合考慮源神廟水庫供水工程的供水計劃、 國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃、流域水資源規(guī)劃等，確定本項目規(guī)劃水平年為2025 年。

2.2 實際用水情況分析方法

采用資料收集、分析方法，獲取現(xiàn)狀水平年東源供水工程與源神廟灌區(qū)的實際用水情況。

2.3 需水分析方法

2.3.1 生活與工業(yè)用水分析方法

（1）生活用水分析方法

根據(jù)《山西省用水定額 第4 部分：居民生活用水定額》 （DB 14/T 1049.4-2021）[6]，結(jié)合平遙縣的水資源狀況、 經(jīng)濟發(fā)展水平、 居民生活水平等因素，并參考平遙縣現(xiàn)狀居民生活用水情況，確定東源供水工程供水的城鎮(zhèn)居民用水指標(biāo)與農(nóng)村居民用水指標(biāo)。

現(xiàn)場調(diào)查， 明確現(xiàn)狀年東源供水的城鎮(zhèn)居民與農(nóng)村居民人口數(shù)，考慮居民人口變化情況，結(jié)合平遙縣人口自然增長率， 預(yù)測規(guī)劃水平年東源供水工程供水的人口數(shù)。

根據(jù)東源供水工程供水的城鎮(zhèn)居民與農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)、城鎮(zhèn)居民與農(nóng)村居民人口數(shù)，計算得出農(nóng)村生活需水量、城鎮(zhèn)生活需水量，最終確定規(guī)劃水平年生活用水量。

（2）工業(yè)用水分析方法

采用現(xiàn)場調(diào)查和資料收集分析方法， 明確工業(yè)新區(qū)內(nèi)從東源供水工程取水的已建、在建、擬建項目，明確各企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模、單位產(chǎn)品用水量以及各企業(yè)需水量， 確定工業(yè)新區(qū)內(nèi)企業(yè)需水量。 采用現(xiàn)場調(diào)查和資料收集分析方法明確山西耀光煤電有限責(zé)任公司需水量。 最終確定規(guī)劃水平年工業(yè)用水量。

（3） 管網(wǎng)漏失量分析方法

采用資料收集分析方法明確管網(wǎng)漏失率，結(jié)合生活用水量與工業(yè)用水量， 確定規(guī)劃水平年管網(wǎng)漏失量。

2.3.2 農(nóng)業(yè)用水分析方法

（1）確定灌溉設(shè)計保證率與農(nóng)作物種植比例

根據(jù)水文氣象、水土資源、作物組成、灌區(qū)規(guī)模、 灌溉方式及經(jīng)濟效益等因素綜合確定灌溉設(shè)計保證率為50%。 采用現(xiàn)場調(diào)查法，明確源神廟灌區(qū)的農(nóng)作物種植比例。

（2）確定灌溉制度

灌溉制度依據(jù)渠道防滲輸水灌溉工程及其相應(yīng)的灌溉設(shè)計保證率確定。 綜合灌區(qū)內(nèi)主要作物種植比例、生育階段、生育期需水量、生育期有效降雨量以及 《山西省用水定額第1 部分農(nóng)業(yè)用水定額》（DB14/T 1049.1-2020）[7]和當(dāng)?shù)厝罕娯S產(chǎn)經(jīng)驗，制定50%保證率下各種農(nóng)作物的灌溉制度。

（3）分析灌溉用水量

采用資料收集、分析方法，明確源神廟灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)。 根據(jù)灌區(qū)的農(nóng)作物灌溉制度（P=50%）與灌溉水利用系數(shù)，分析得出灌區(qū)灌溉毛需水量。 根據(jù)灌區(qū)有效灌溉面積與灌溉毛需水量，確定規(guī)劃水平年灌區(qū)灌溉年需水量。

3 結(jié)果與討論

3.1 實際用水情況分析

調(diào)查得知，2020 年現(xiàn)狀水平年東源供水工程從源神廟水庫的取水量為188.3 萬m3/a，取水量在取水許可證批準(zhǔn)水量之內(nèi)，取水量合理。

調(diào)查得知，2020 年現(xiàn)狀水平年為偏豐水年，源神廟灌區(qū)灌溉用水量指標(biāo)為2 856.6m3/hm2， 灌區(qū)灌溉取用水庫地表水量為135.21 萬m3/a， 地表水灌溉面積為473.33hm2。2020 年源神廟灌區(qū)農(nóng)作物的凈灌水定額在 《山西省用水定額第1 部分農(nóng)業(yè)用水定額》（DB14/T 1049.1-2020）中保證率為50%時Ⅱ區(qū)的定額值之內(nèi)[7]，因此，現(xiàn)狀年源神廟灌區(qū)灌溉取用地表水情況合理。

3.2 需水量分析

3.2.1 生活用水

2020 年現(xiàn)狀水平年，源神廟水庫下游45 個行政村的農(nóng)村居民人口數(shù)為72 643 人，東城小區(qū)、海峰家園、 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)平遙機電學(xué)院以及平遙中學(xué)的人口數(shù)為9 881 人， 且該地區(qū)暫無擴建計劃，人口變動不大，因此，2025 年規(guī)劃水平年，東源供水工程供水的城鎮(zhèn)居民人口數(shù)仍按9 881 人計。隨著三胎政策的實施，2020 至2025 年， 農(nóng)村人口自然增長率預(yù)計呈上升趨勢， 為了接近平遙縣農(nóng)村人口變化情況，本次選擇2018—2020 年平遙縣人口自然增長率3.29‰作為分析依據(jù)。 據(jù)此分析預(yù)測，2025 年規(guī)劃水平年東源供水工程供水的農(nóng)村居民人口數(shù)增長至72 882 人。

根據(jù)《山西省用水定額 第4 部分：居民生活用水定額》，對于50 萬人口以下小城市，城鎮(zhèn)居民生活綜合用水定額為180L/（p·d）； 采用農(nóng)村集中式供水的農(nóng)村居民生活用水定額為90L/（p·d）[6]。 平遙縣2020 年城鎮(zhèn)居民生活用水指標(biāo)為67L/（p·d），農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)為59L/（p·d）。 隨著洗衣機、熱水器和沐浴設(shè)備普及率的提高，農(nóng)村廁所革命的深入推進，人均用水量也會相應(yīng)提高，綜合考慮確定東源供水工程供水的城鎮(zhèn)居民用水指標(biāo)為100L/（p·d）、農(nóng)村居民生活用水指標(biāo)為70L/（p·d）。 規(guī)劃水平年居民生活用水情況如下：

3.2.2 工業(yè)用水

（1）工業(yè)新區(qū)企業(yè)需水量

平遙縣工業(yè)新區(qū)位于平遙縣城東北的南政鄉(xiāng)東游駕村和洪善鎮(zhèn)白家莊村之間， 沿108 國道建設(shè)，距縣城10km。園區(qū)內(nèi)企業(yè)類型主要為食品制造和機械加工，2020 年現(xiàn)狀水平年，園區(qū)內(nèi)已生產(chǎn)運營的企業(yè)共計11 家，除平遙縣某肉業(yè)有限公司采用自備井作為取水水源外，其余10 家企業(yè)均通過東源供水工程取水，在管網(wǎng)可達時，平遙縣該肉業(yè)有限公司也將通過東源供水工程取水， 預(yù)計2025年管網(wǎng)可達。2020 年現(xiàn)狀水平年，平遙縣某肉業(yè)有限公司用水量為3.35 萬m3/a，其余10 家企業(yè)年用水量總和為31.07 萬m3/a。11 家企業(yè)的單位產(chǎn)品用水量均在《山西省用水定額 第2 部分：工業(yè)用水定額》（DB 14/T 1049.2-2021）[8]中相關(guān)行業(yè)或類似產(chǎn)品用水定額的通用值之內(nèi)， 達到省內(nèi)已建同類企業(yè)的先進生產(chǎn)用水水平。

平遙日升昌置業(yè)有限公司牛肉加工標(biāo)準(zhǔn)化廠房項目為在建項目，擬通過東源供水工程取水，預(yù)計2025 年投入生產(chǎn)。項目生產(chǎn)規(guī)模為2.433 萬噸，單位產(chǎn)品用水量為16.00m3/t，用水指標(biāo)符合《山西省用水定額 第2 部分：工業(yè)用水定額》中屠宰及肉類產(chǎn)品加工行業(yè)肉制品加工業(yè)的先進值， 達到省內(nèi)已建同類企業(yè)的先進生產(chǎn)用水水平， 預(yù)測該項目需水量為38.93 萬m3/a。

綜上所述， 規(guī)劃水平年工業(yè)新區(qū)內(nèi)企業(yè)需水總量為73.35 萬m3/a。

（2）山西耀光煤電有限責(zé)任公司需水量

山西耀光煤電有限責(zé)任公司位于平遙縣朱坑鄉(xiāng)西善信村，屬于電力、熱力生產(chǎn)企業(yè)，電力生產(chǎn)規(guī)模為22 億千瓦時/年，熱力生產(chǎn)規(guī)模為450 萬吉焦/年。 企業(yè)已于2019 年1 月4 日取得取水許可證，許可證批復(fù)取水量為175.5 萬m3/a。 正常情況下，企業(yè)生產(chǎn)年取水量為173.7 萬m3/a，取水水源為瑞思污水處理有限公司中水； 生活年取水量為1.8 萬m3/a，取水水源為企業(yè)自備井。僅在中水水源非正常情況下， 通過東源供水工程管網(wǎng)向源神廟水庫取水19.6 萬m3/a，源神廟水庫為備用水源。

（3）工業(yè)用水量

規(guī)劃水平年工業(yè)新區(qū)內(nèi)企業(yè)與山西耀光煤電有限責(zé)任公司共同取用東源供水工程的水量為：

3.2.3 生活與工業(yè)用水總量

根據(jù)《平遙縣2020 年實行最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作自查報告》，管網(wǎng)全年平均漏損率為5%。 根據(jù)《國家發(fā)展改革委辦公廳 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于組織開展公共供水管網(wǎng)漏損治理試點建設(shè)的通知》（發(fā)改辦環(huán)資[2022]141 號），公共供水管網(wǎng)漏損率低于12%（2020 年） 的試點城市（縣城）建成區(qū)，2025 年漏損率不高于7%[9]。 可見，平遙縣城市公共供水管網(wǎng)漏損率已達較高水平，節(jié)水潛力不大，因此，管網(wǎng)漏損率按5%考慮。 規(guī)劃水平年管網(wǎng)漏失量為：

考慮了管網(wǎng)漏失量后的生活與工業(yè)用水總量為：

從可利用條件分析，設(shè)計保證率為95%時，源神廟水庫供水能力為360.1 萬m3/a，在考慮了下游河道生態(tài)需水量29.1 萬m3/a 之后， 水庫可供給的生活與工業(yè)用水總量為331.0 萬m3/a。 水庫能夠滿足城北居民生活用水和平遙縣工業(yè)新區(qū)、 山西耀光煤電有限責(zé)任公司的生產(chǎn)用水需求， 規(guī)劃水平年生活與工業(yè)用水量合理。

3.2.4 農(nóng)業(yè)用水

（1）灌溉保證率與農(nóng)作物種植比例

源神廟灌區(qū)采用渠灌灌溉技術(shù)， 灌區(qū)全部為農(nóng)灌用水，本項目的灌溉設(shè)計保證率取50%，符合《灌溉與排水工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50288-2018）[10]的要求。 灌區(qū)農(nóng)作物種植比例為： 玉米30%、 高粱5%、谷子5%、果樹50%、蔬菜等其它農(nóng)作物10%。

（2）灌溉制度

50%保證率下，灌區(qū)灌溉制度詳見表1。 灌溉制度中的灌溉定額嚴(yán)格執(zhí)行《山西省用水定額第1部分 農(nóng)業(yè)用水定額》（DB14/T 1049.1-2020） 中保證率為50%時Ⅱ區(qū)的定額值[7]。

表1 灌區(qū)農(nóng)作物灌溉制度表 （P=50%）

（3）灌溉用水量分析

源神廟灌區(qū)渠系水利用系數(shù)為0.612，田間水利用系數(shù)為0.91， 灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.557。根據(jù) 《國務(wù)院關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》（國發(fā)[2012]3 號），到2020 年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高到0.55 以上[11]。 由此可見，源神廟灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)達到國家要求。

根據(jù)灌區(qū)的農(nóng)作物灌溉制度（P=50%）與灌溉水利用系數(shù)， 分析得出源神廟灌區(qū)灌溉凈需水量為1 976.25m3/hm2， 灌溉毛需水量為3 548.03m3/hm2。 灌區(qū)逐月需水量過程詳見表2。

表2 源神廟灌區(qū)逐月需水量過程表 單位： m3/hm2

源神廟灌區(qū)有效灌溉面積為473.33hm2， 灌區(qū)灌溉毛需水量為3 548.03m3/hm2，則灌區(qū)灌溉年需水量為167.94 萬m3/a。設(shè)計保證率為50%時，源神廟水庫的供水能力為528.1 萬m3/a，考慮水庫下游河道生態(tài)需水量29.1 萬m3/a 之后， 源神廟水庫除了提供居民生活用水與工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水之外，還可為源神廟灌區(qū)供給168.0 萬m3/a 的農(nóng)業(yè)用水，滿足源神廟灌區(qū)的農(nóng)業(yè)用水需求， 規(guī)劃水平年農(nóng)業(yè)用水量合理。 源神廟灌區(qū)各種農(nóng)作物的需水情況為：玉米42.06 萬m3/a，高粱5.10 萬m3/a，谷子6.69 萬m3/a，果樹98.79 萬m3/a，蔬菜等其它農(nóng)作物15.30 萬m3/a。 50%保證率下，源神廟灌區(qū)農(nóng)作物需水情況詳見表3。

表3 源神廟灌區(qū)農(nóng)作物需水情況

4 結(jié)語

綜上所述， 源神廟水庫供水工程終端用水戶用水是合理的。 源神廟水庫供水工程的建設(shè)，解決了居民生活用水與工業(yè)用水需求， 同時充分利用了地表水資源發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉， 開拓了水資源的利用空間，提高了水源的社會經(jīng)濟效益，在很大程度上減少了地下水的開采，對地下水實施嚴(yán)格保護，改善了地下水環(huán)境， 促進了地下水資源可持續(xù)利用， 符合當(dāng)?shù)貐^(qū)域水資源優(yōu)化配置和可持續(xù)利用的要求。 在嚴(yán)格按照節(jié)水用水工藝設(shè)置的基礎(chǔ)上，源神廟水庫供水工程終端用水戶還應(yīng)采取推廣節(jié)水灌溉技術(shù)、 完善計量設(shè)施、 開展企業(yè)水平衡測試、加強管網(wǎng)檢查、加強水處理的運行管理和維護等節(jié)水措施，切實做到節(jié)水計劃到位、節(jié)水目標(biāo)到位、管水制度到位、節(jié)水措施到位。 □