塔什庫爾干縣城區(qū)供水平衡與用水合理性分析

孫本國

（新疆維吾爾自治區(qū)水文局水文實驗站,新疆 烏魯木齊 830000）

塔什庫爾干縣供排水工程項目,在塔什庫爾干河支流辛滾溝河取地表水,為縣城生活取地表水,計算設(shè)計年取水量為116.5 萬m3,日取水量約為0.35 萬m3。塔什庫爾干縣供排水工程的建設(shè)解決了塔什庫爾干縣城居民飲水安全問題,改善當(dāng)?shù)鼐用耧嬎畻l件,保障當(dāng)?shù)厝罕姷纳眢w健康及生命安全,促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。屬于鼓勵類“城鄉(xiāng)供水水源工程” 和“農(nóng)村引水安全工程”,符合國家產(chǎn)業(yè)要求。

1 區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

1.1 塔什庫爾干水資源概況

塔什庫爾干塔吉克自治縣隸屬于新疆喀什地區(qū)管轄,全縣共有10 鄉(xiāng)、2 鎮(zhèn)、2 場、一個開發(fā)區(qū)。全縣總?cè)丝?0999人,年工業(yè)總產(chǎn)值12088 萬元。人工加天然灌溉面積 73.18 萬畝,其中耕地8.7 萬畝、林地32.37 萬畝、牧草地32.1 萬畝。塔什庫爾干河是新疆塔里木盆地西部葉爾羌河的主要支流之一,由明鐵蓋河和紅旗拉甫河匯合而成。在下坂地水庫壩址以上還有塔河曼支流和瓦恰支流匯入。塔什庫爾干河干流總長298 km,流域面積9980 km2,流域內(nèi)主要為高、中山區(qū),高山區(qū)海拔在5000 m以上。

塔什庫爾干河以冰雪融水補給為主,河流水量汛期主要由氣溫升高,冰雪融化補給,枯水期依靠穩(wěn)定的泉水、地下水補給。徑流沿程變化明顯,高、中山區(qū)是徑流的主要補給區(qū),低山丘陵區(qū)為徑流“轉(zhuǎn)運區(qū)”,徑流量隨集水面積的增大而增加不多,徑流深由上游向下游逐漸遞減。徑流的另一個特點是年際變化不大,年內(nèi)分配不均。河流含沙量小,水質(zhì)良好。

辛滾溝是塔什庫爾干河的一條支流,位于縣城西部、塔什庫爾干河干流左岸,塔什庫爾干縣城就位于該溝出山口以后的沖洪積扇上。該溝發(fā)源于現(xiàn)代冰川,河源海拔高程超過 5000 m,溝口海拔3200 m~3300 m。該溝為常年流水溝,徑流以融冰化雪水補給為主,流量隨季節(jié)而變化,一般3月有水,流量較小,4 月出谷地后滲失于谷地、洼地砂礫卵石層中,5月~9 月流量較大,可匯入塔什庫爾干主河道,9 月以后基本斷流。

塔什庫爾干縣地處山區(qū),冰川積雪資源十分豐富,塔什庫爾干縣地表水資源量為35.89 億m3,通過對塔什庫爾河上伊爾列黑站實測年徑流系列分析,多年平均徑流量為10.89億m3。其中1961 年為豐水年,年徑流量14.45 億m3,2009年為枯水年,年徑流量7.606 億m3,年徑流最大變幅為年徑流均值的1.89 倍,年際變化相對較大。伊爾列黑站春季（3月~5月）徑流量占全年的11.0%,夏季（6月~8月）占59.9%,秋季（9月~11月）占18.6%,冬季（12月~2月）只占 10.5%。連續(xù)最大四個月徑流為5月~8 月,占全年徑流量的69.6%。

1.2 塔什庫爾干水資源開發(fā)利用程度

在塔什庫爾干河建成10處引水渠首,安裝水量監(jiān)測設(shè)施,1處下板地水利樞紐工程。

塔什庫爾干縣地表水控制指標(biāo)2020 年是5798萬m3,2030 年是5798 萬m3,生活用水控制指標(biāo) 2020 年是555.59 萬m3,2030年是598.35萬m3。設(shè)計年縣城水廠供水人口1.971萬, 計算年用水量116.5萬m3。對分析范圍塔什庫爾干河灌區(qū)進行水量平衡分析。十個灌區(qū)農(nóng)業(yè)需水量4792.4萬m3、4個鄉(xiāng)分散農(nóng)業(yè)需水量112.6萬m3,工業(yè)需水量295萬m3、生活需水量598萬m3,合計需水量5798萬m3。按用水總量控制,地表水控制水量5798萬m3,沒有地下水調(diào)節(jié),合計是5798萬m3。平衡后沒有缺水。

2 項目取用水合理性分析

2.1 取水合理性分析

塔什庫爾干縣飲水水源選用辛滾溝上游。對生活飲用水,供水工程必須向用戶提供符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的安全衛(wèi)生水。水源水質(zhì)較好,水質(zhì)經(jīng)過濾消毒處理完全能達到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。生活飲用水源的感官性狀指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)均符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）的有關(guān)要求。

從塔什庫爾干河支流辛滾溝河取地表水,取水工程主要包括：水源地工程、輸水管線工程和防洪工程。工程在河床新建溢流堰和泄洪沖沙閘聯(lián)合運行,通過鉛絲石籠和地埋桁架集水,在溢流堰和泄洪閘下面的輸水廊道輸送至集水井,通過管道從集水井取水輸送至下游水廠,為確保管線安全,采用雙線布置,輸水管單根道長2.0 km。辛滾溝出山口以下河段,其洪水特性除具有塔什庫爾干河流域的洪水特性：作為大洪水的融雪型洪水,具有洪峰一日一峰的特點,并且洪量較大,持續(xù)時間較長；作為塔什庫爾干河左岸支流,其山口以下河段延續(xù)了其山區(qū)河道縱坡大的特點,根據(jù)實測地形圖量算,山口以下河段的河道縱坡達到20‰~40‰,洪水傳播速度快,洪峰衰減率相對較小,即洪峰峰型的沿途坦化率較小。

取水口處水源地地層巖性為砂礫石,滲透系數(shù)199.87 m/d,地下水埋深5 m~8 m；適宜埋置滲水篩管擴大水源地。經(jīng)過對現(xiàn)狀水源地放水口放水量、水域面積等數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,放水口放水量為1.2 m3/s~2.0 m3/s 時,河床內(nèi)地表水在溢流堰前50%滲入桁架,水廠抽水量為0.6 m3/s~1.0 m3/s,水量滿足下游的需水量。取水口供水可靠性高、水質(zhì)較好。取水口位置設(shè)置較為合理。本建設(shè)項目取用水為塔什庫爾干縣建成生活用水工程,符合國家有關(guān)政策,其取水要求是合理的。本供水工程是采取地表水,供排水工程設(shè)計水平年生活用水總量控制指標(biāo) 116.5 萬m3,占塔什庫爾干縣地表水用水控制指標(biāo)2030 年5798 萬m3的2.0%,占生活用水量為598 萬m3的19.5%,符合控制指標(biāo)的要求。

2.2 用水合理性分析

本次是縣城中心水廠供水水廠,用水項包括：綜合生活用水（包括居民生活用水和公共設(shè)施用水）、工業(yè)企業(yè)用水、澆灑市政道路、廣場和綠地用水量、管網(wǎng)漏失水量、未預(yù)見用水量、消防用水6 個部分。

1）綜合生活用水（包括居民生活用水和公共設(shè)施用水）：按最高日綜合用水定額標(biāo)準(zhǔn)按新疆三類地區(qū)Ⅱ型小城是 110 L/（人·d）~210 L/（人·d）, 因為用水總量控制,本次用水定額 135 L/（人·d）,計算設(shè)計年生活用水量 88.3 萬m3。

2）工業(yè)企業(yè)用水量：因為用水總量控制,按綜合生活用水量的10%計算,設(shè)計年企業(yè)用水量 8.8 萬m3。

3）澆灑市政道路、廣場和綠地用水量：因為縣城已經(jīng)建成污水處理廠并生產(chǎn)中水,可以利用中水澆灑市政道路、廣場和綠地,本次不用計算。

4）管網(wǎng)漏失水量：按綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、澆灑市政道路、廣場和綠地用水量之和的 10%計算,設(shè)計年用水量9.7萬m3。

5）未預(yù)見用水量：按綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、澆灑市政道路、廣場和綠地用水量、管網(wǎng)漏失水量之和的 8%~12%計算,本次按 10%計算,設(shè)計年用水量 9.7 萬m3。

生活和企業(yè)排水量合計是 66.21 萬m3全部排入市政污水管網(wǎng),進入污水廠進行處理,產(chǎn)生的中水用于綠化灌溉。均符合規(guī)范要求。

3 用水過程和水量平衡分析

3.1 各用水環(huán)節(jié)水量分析

1）綜合生活用水（包括居民生活用水和公共設(shè)施用水）：按最高日綜合用水定額標(biāo)準(zhǔn)按新疆三類地區(qū)Ⅱ型小城是110 L/（人·d）~210 L/（人·d）?？h城現(xiàn)狀年供水人口1.6 萬人,設(shè)計年供水人口 1.971萬人,用水定額確定為135 L/（人·d）。計算生活用水量,現(xiàn)狀年Q1=2160 m3/d,設(shè)計年Q1=2661 m3/d。

2）工業(yè)企業(yè)用水量：工業(yè)企業(yè)用水量按綜合生活用水量的 10% 計算,本次按 10%計算。 現(xiàn)狀年Q2=Q1×10%=216 m3/d,設(shè)計年Q2=Q1×10%=266.1 m3/d。

3）澆灑市政道路、廣場和綠地用水量：因為縣城已經(jīng)建成污水處理廠并生產(chǎn)中水,可以利用中水澆灑市政道路、廣場和綠地,本次不用計算。

4）管網(wǎng)漏失水量：按綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、澆灑市政道路、廣場和綠地用水量之和的 10%計算,本次按 10%計算。 則水廠管網(wǎng)漏失水量為： 現(xiàn)狀年Q4=（Q1+Q2+Q3）×10%=237.6（m3/d） 設(shè)計年Q4=（Q1+Q2+Q3）×10%=292.7 m3/d。

5）未預(yù)見用水量：按綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、澆灑市政道路、廣場和綠地用水量、管網(wǎng)漏失水量之和的 8%~12%計算,本次按 10%計算。則本工程未預(yù)見水量為: 現(xiàn)狀年Q5=（Q1+Q2+Q3）×10%=237.6（m3/d）,設(shè)計年Q5=（Q1+Q2+Q3）×10%=292.7 m3/d。

6）總供水量現(xiàn)狀年Q1==Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=2851.2 m3/d。設(shè)計年Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=3512.3 m3/d。

7）年用水量取水按全天不間斷考慮,用水日變化系數(shù)取 1.1,現(xiàn)狀年取水量為 2851.2/1.1×365/10000=94.6 萬m3,設(shè)計年取水量為 3512.3/1.1×365/10000=116.5萬m3,供排水水廠用水量見表1。

表1 供排水水廠用水量計算表

8）消防用水：不單獨計列。僅根據(jù)消防用水量復(fù)核各分水廠清水池容積,滿足消防用水量即可,小于消防用水量的,按消防用水量確定清水池容積。

3.2 水量平衡分析

項目設(shè)計年用水量116.5萬m3,其中生活用水量88.3萬m3,全是新水量,排水量按70%計算是61.8萬m3,耗水量按30%計算是26.49萬m3。企業(yè)用水量是8.8萬m3,全是新水量,排水量按50%計算是4.4 萬m3,耗水量按50%計算是4.4 萬m3。管網(wǎng)漏損水量和未預(yù)見水量19萬m3,全是新水量,排水量按0計算是0萬m3,耗水量按100%計算是19.4萬m3。生活和企業(yè)排水量合計是66.21萬m3（折算成日排放量0.18萬m3）,全部排入市政污水管網(wǎng),進入污水廠進行處理 （日處理能0.4萬m3）,產(chǎn)生的中水用于綠化灌溉,項目水量平衡見表2、圖 1。

表2 項目水量平衡表 單位：萬m3/a

圖1 項目水量平衡圖

4 結(jié)語

開發(fā)、利用水資源,應(yīng)當(dāng)首先滿足城鄉(xiāng)居民生活用水,并兼顧農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境用水以及航運等需要。本建設(shè)項目取用水方案是取用項目區(qū)的地表水,是為項目區(qū)縣城建成一套完善的飲水安全工程,建設(shè)項目符合國家有關(guān)政策,有利于促進和解決人民群眾最關(guān)心、 最迫切需要解決的飲水安全問題。本供水工程是采取地表水,供排水工程設(shè)計水平年生活用水量116.5萬m3,占塔什庫爾干縣地表水用水控制指標(biāo)2030年5798萬m3的2.0%,占生活用水控制指標(biāo)598萬m3的19.5%,符合控制指標(biāo)的要求,本建設(shè)項目取用水是合理的。取水口地表水取水量占塔什庫爾干縣地表水用水控制指標(biāo)2030年的2.0%,符合控制指標(biāo)的要求。供水水源的水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,可做為生活用水水源?？梢娙∷怯斜ＷC的,取水是可靠。建設(shè)項目符合國家有關(guān)政策,有利于促進和解決人民群眾最關(guān)心、最迫切需要解決的飲水安全問題。其取水要求是可行的。塔什庫爾干縣要建立水源動態(tài)觀測網(wǎng),從水質(zhì)、水量上對其進行長期監(jiān)測,以便正確、合理地取水。對水源地應(yīng)進行環(huán)境保護,協(xié)調(diào)人畜飲用供水及農(nóng)業(yè)供水關(guān)系,做到水資源統(tǒng)籌規(guī)劃,合理開發(fā)。