博樂市邊境區(qū)飲水工程水資源供需平衡分析

楊 磊

（新疆博爾塔拉水文勘測(cè)局,新疆 博州 833400）

博樂市小營(yíng)盤鎮(zhèn)、青得里鎮(zhèn)、第五師84團(tuán)、烏圖布拉格鎮(zhèn)以北為博樂市邊境地區(qū),為保障邊境沿線護(hù)邊站點(diǎn)人員及抵邊村村民飲用水安全,根據(jù)當(dāng)?shù)厮礂l件,規(guī)劃采用沿線山溪水及哈拉吐魯克水庫(kù)、保爾德河水作為飲用水源,建設(shè)飲水工程。為確保項(xiàng)目科學(xué)建設(shè)和順利實(shí)施,需對(duì)飲水工程的水資源供需平衡進(jìn)行分析。

1 需水量分析

博樂市位于新疆西北部、天山西段北麓準(zhǔn)噶爾盆地西南端,北倚阿拉套山與哈薩克斯坦國(guó)相望,國(guó)境線長(zhǎng)106.6 km。受水區(qū)為博樂市北邊境地區(qū)及抵邊村,供水人口5423 人。通過調(diào)查,本次執(zhí)勤點(diǎn)、抵邊村生活用水與家庭經(jīng)濟(jì)條件及生活習(xí)慣關(guān)系密切,多數(shù)用戶為一個(gè)水嘴用水,主要是做飯和飲用水、衛(wèi)生間、洗衣、淋浴等用水,一般在70 L/（人·d）~80 L/（人·d）。

本項(xiàng)目為待建人飲項(xiàng)目,據(jù)調(diào)查,現(xiàn)狀年2017年項(xiàng)目總?cè)∷?6.7 萬m3/a,其中水廠自用水量0.92 萬m3/a,公共設(shè)施用水量0.8 萬m3/a,入戶水表統(tǒng)計(jì)水量為15.9 萬m3/a,管網(wǎng)漏失水量為1.67萬m3/a,則需水量為19.29 m3/a。實(shí)際水廠供水規(guī)模為18.4 m3/a,供水人口為5423 人,計(jì)算得出現(xiàn)狀年人均用水量為80 m3/（d·人）,人均取水量為84.37 L/（d·人）。要滿足群眾用水需求,解決用水缺口,則人均用水量80 L/（d·人）不變,人均取水量需97.5 L/（d·人）,年供水規(guī)模應(yīng)為19.3萬m3/a。

2 水源方案比選

2.1 地表水源

項(xiàng)目區(qū)有豐富的地表水資源,在阿拉套山南坡,有若干條大小不等的山溝,全年平均徑流量0.19 億m3左右,主要山溝已修建了牧業(yè)引水渠道,而山泉水因難以引用,目前只供當(dāng)?shù)啬翗I(yè)人、畜飲用。

（1）阿克賽溝。冬季流量0.1 m3/s、夏季流量0.2 m3/s,夏季當(dāng)?shù)? 戶牧民通過臨時(shí)水利措施灌溉草料地210畝,引水0.15 m3/s,剩余0.05 m3/s。全年平均徑流量473.04 萬m3左右。河水由東偏北流向西偏南,出山口5 km后滲入地下補(bǔ)充地下水。

（2）青稞稞溝。冬季流量0.1 m3/s、夏季流量0.25 m3/s,夏季當(dāng)?shù)? 戶牧民通過臨時(shí)水利措施灌溉草料地引水0.15 m3/s,剩余0.1 m3/s。全年平均徑流量551.9萬m3左右。河水由北流向南,出山口3 km后滲入地下補(bǔ)充地下水。

（3）哈拉吐魯克河。發(fā)源于博樂谷地北面的阿拉套山南坡,河長(zhǎng)約52.5 km,流域面積188 km2,有支流數(shù)條,河床為卵礫石組成,坡降1/20~1/60,為典型的山溪性河流,洪水期推移質(zhì)甚多,并挾帶大量懸移質(zhì)和漂浮物。哈拉吐魯克河河源有少量永久冰川積雪,徑流量以冰雪消融降雨補(bǔ)給為主,6月~8月為洪水期,7 月水量最大,9 月以后隨著氣溫下降,徑流逐漸減少,冬季完全由地下水補(bǔ)給,多年平均徑流量1.3 億m3,年內(nèi)變化特點(diǎn)是春、秋、冬季水量較小,夏季水量集中,6 月、7 月、8 三個(gè)月的水量占全年水量的67.74%,該河水量的年內(nèi)分配規(guī)律對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為有利。現(xiàn)哈拉吐魯克水庫(kù)已修建完成投入運(yùn)行,為該項(xiàng)目取水奠定了良好的物資基礎(chǔ)。

（4）保爾德河。發(fā)源于阿拉套山南坡,海拔高程3400 m以上,位于哈拉吐魯克河以東,取北東轉(zhuǎn)北南流向,流域面積256 km2,河長(zhǎng)約51.9 km,屬典型山溪性河流,多年平均徑流量0.81 億m3,年內(nèi)變化特點(diǎn)與哈拉吐魯克河一致,該河的水現(xiàn)狀主要用于牧業(yè)及人、畜飲用。博樂市的分水比例為12%。

根據(jù)博州人民政府《關(guān)于印發(fā)各縣市“三條紅線”控制指標(biāo)的通知》及博樂市現(xiàn)狀用水分析,地表水尚有1.0219 億m3潛力可以挖掘。項(xiàng)目區(qū)水量和高程有利于滿足本項(xiàng)目工程自壓供水,所以采用地表水解決項(xiàng)目區(qū)供水問題,是科學(xué)合理和完全可行的。

2.2 地下水源

博樂市現(xiàn)狀地下水開采量為2.2018 億m3,根據(jù)博州市“三條紅線”控制指標(biāo),地下水允許開采量1.026 億m3,現(xiàn)狀地下水到設(shè)計(jì)水平年需壓減開采量1.1758 億m3,博樂市總體地下水已無開發(fā)利用空間；且項(xiàng)目區(qū)基巖埋深較淺,缺乏地下水貯水構(gòu)造,補(bǔ)給來源少,導(dǎo)致本項(xiàng)目區(qū)地下水貧乏,機(jī)井取水供水保證率低,沒有開采價(jià)值。項(xiàng)目取水工程量和難度較大,后期運(yùn)行管理成本高,單位供水量造價(jià)較高。綜上分析認(rèn)為,項(xiàng)目取用地下水不可行。

2.3 水源地確定

本項(xiàng)目為待建人飲供水項(xiàng)目,項(xiàng)目年取水量為19.3 萬m3,項(xiàng)目建設(shè)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和地方政策,是新疆博樂市護(hù)邊和新農(nóng)村建設(shè)示范項(xiàng)目,是政府大力支持的項(xiàng)目。各河溝地表水水質(zhì)較好,均滿足人飲水質(zhì)要求。地下水質(zhì)硬度較大,不滿足人飲要求。從項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)、周邊供水條件分析和比選,取用地表水源作為供水水源,在技術(shù)上可行,且經(jīng)濟(jì)合理,推薦采用。

3 取水可靠性分析

3.1 取水口位置分析

根據(jù)地形地貌特征,本著科學(xué)、合理的原則,盡可能使工程施工難度小,工程造價(jià)及運(yùn)行成本低,工程效益高。盡可能避開大的洪水溝；盡可能達(dá)到自壓供水目的。從各地表水源地采取分段取水方案,共取水19.328 萬m3/a。

①第一段（供20~27號(hào)執(zhí)勤點(diǎn)100人）：取水口位置E81°40′13.26″、N45°11′18.62″,高程1619 m；從阿克賽溝取水,取水量0.35萬m3/a（0.4 m3/h）。該段河道未發(fā)現(xiàn)不利結(jié)構(gòu)面組合而形成規(guī)模較大的不穩(wěn)定體,根據(jù)地形、地質(zhì)條件引水系統(tǒng)布置在左岸。河谷呈“U”型,地形平坦、開闊,滿足取水要求。

②第二段（供16~19號(hào)執(zhí)勤點(diǎn)50人）；取水口位置E81°43′38.37″、N45°11′30.15″,高程1571 m；從青稞稞溝取水,取水量0.183萬m3/a（0.2 m3/h）。該河段岸坡穩(wěn)定條件較好,根據(jù)地形、地質(zhì)條件引水系統(tǒng)布置在左岸,取水口在穩(wěn)定性上是滿足要求的。

③第三段（供8~15號(hào)執(zhí)勤點(diǎn)、小營(yíng)盤鎮(zhèn)明格陶勒哈村1660人）：取水口位置E81°46′10.67″、N45°08′40.08″,高程1176 m；從哈拉吐魯克水庫(kù)供水工程調(diào)節(jié)池取水,取水量5.88萬m3/a（6.72 m3/h）。

④第四段（1~7號(hào)執(zhí)勤點(diǎn)90人）：取水口位置E81°53′36.03″、N45°06′51.28″,高程1086 m；從阿拉山口城鄉(xiāng)一體化1號(hào)消力池取水；取水量0.315 萬m3/a（0.36 m3/h）。

⑤第五段（保爾德東1~12號(hào)執(zhí)勤點(diǎn)、實(shí)訓(xùn)基地、青得里鎮(zhèn)顧里木圖牧業(yè)村、克爾根卓牧業(yè)村、烏圖布拉格鎮(zhèn)卡勒嘎西牧業(yè)村共3523人）：取水口位置E81°59′24.9″、N45°07′28.29″,高程1068 m；從保爾德新渠首調(diào)節(jié)池取水,取水量12.6萬m3/a（14.27 m3/h）。由于取水量較小,加之為冰下水泵提水,取水河道未發(fā)現(xiàn)不利結(jié)構(gòu)面組合而形成規(guī)模較大的不穩(wěn)定體,岸坡穩(wěn)定條件較好。根據(jù)地形、地質(zhì)條件提水系統(tǒng)布置在右岸。

3.2 取水口與現(xiàn)有取水口的關(guān)系

（1）擬建的第三段取水口位于哈拉吐魯克水庫(kù)供水工程（阿拉山口供水與生態(tài)建設(shè)工程）調(diào)節(jié)池,從調(diào)節(jié)池內(nèi)取水,取水量5.88萬m3/a（6.72 m3/h）。阿拉山口供水與生態(tài)建設(shè)工程引水渠首上游約500 m處,是阿拉山口供水與生態(tài)建設(shè)工程配套的樞紐工程,也是哈拉吐魯克河規(guī)劃的“一庫(kù)二級(jí)”工程中的龍頭水庫(kù),其壩址上游約2 km處設(shè)有哈拉吐魯克水文站,其壩址下游約2 km處有哈拉吐魯克干渠引水渠首及水管站。

阿拉山口引水樞紐工程是位于哈拉吐魯克水庫(kù)工程下游的一座為滿足阿拉山口市、博樂市用水的引水工程,為減少水庫(kù)沖沙和泄洪對(duì)下游阿拉山口引水樞紐前造成淤積和局部沖刷等不利影響,將泄洪系統(tǒng)出口布置在阿拉山口引水樞紐的下游河道右岸。故工程取水口不會(huì)對(duì)下游取水口造成不利影響；水庫(kù)建成后,對(duì)洪水有顯著的削減作用,有利于下游取水口的運(yùn)行。

（2）擬建的第四段取水口位于阿拉山口城鄉(xiāng)一體化工程1號(hào)消力池,從池內(nèi)取水,取水量0.315萬m3/a（0.36 m3/h）。目前沒有現(xiàn)有取水口。

3.3 水資源供需平衡分析

（1）阿克賽溝：最小流量0.05 m3/s（180 m3/h）即夏季牧民采取臨時(shí)措施引用0.15 m3/s后剩余的水量。本項(xiàng)目取水0.4 m3/h、占最小流量的0.22%。可見項(xiàng)目運(yùn)行期水量是有保證的。

（2）青稞稞溝：最小流量0.05 m3/s（180 m3/h）,即夏季牧民采取臨時(shí)措施引用0.15 m3/s后剩余的水量。本項(xiàng)目取水0.2 m3/h,占最小流量的0.11%。可見項(xiàng)目運(yùn)行期水量是有保證的。

（3）哈拉吐魯克水庫(kù)工程灌溉供水設(shè)計(jì)保證率75%,灌溉需哈拉吐魯克河水量6563萬m3（其中博河中Ⅲ灌區(qū)新增供水1189萬m3）,工業(yè)供水保證率95%,阿拉山口市、金三角工業(yè)園區(qū)、博樂市城區(qū)及6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)的供水布局整合為統(tǒng)一的供水系統(tǒng)。2020年需地表供水量為5682萬m3（其中水庫(kù)新增供水1427萬m3）,根據(jù)水文分析計(jì)算成果,哈拉吐魯克水庫(kù)工程壩址斷面多年平均徑流量1.216億m3,采用長(zhǎng)系列調(diào)節(jié)計(jì)算。進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí),優(yōu)先滿足阿拉山口、博樂市城區(qū)及6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)的用水然后灌溉。經(jīng)計(jì)算,調(diào)節(jié)庫(kù)容為2610萬m3（泥沙淤積30年后）,灌溉保證率為76.36%,滿足灌溉供水量6563萬m3的75%設(shè)計(jì)保證率要求；阿拉山口、博樂市城區(qū)及6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)、金三角工業(yè)園區(qū)用水設(shè)計(jì)保證率為95%,滿足工業(yè)新增供水1189 萬m3的95%設(shè)計(jì)保證率要求。水庫(kù)下泄流量大部分年份大于河道生態(tài)基流的要求,即水庫(kù)下泄水量大于1821.20 萬m3的生態(tài)基流要求。

哈拉吐魯克水庫(kù)工程壩址斷面的出庫(kù)水量是可以滿足阿拉山口、博樂市城區(qū)及6 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)居民生活、金三角工業(yè)園區(qū)和灌溉、工業(yè)供水的需求。因此,從水庫(kù)運(yùn)行期水量看,哈拉吐魯克水庫(kù)工程的取水是可靠的。

（4）保爾德河：是博爾塔拉河北岸的一級(jí)支流,發(fā)源于阿拉套山南坡,河流由北向南進(jìn)入雙河市84 團(tuán)境內(nèi),無地表水進(jìn)入博河,水量散失于沖積～洪積扇,以地下水的形式補(bǔ)給博河。流域面積342 km2,河長(zhǎng)42 km,多年平均徑流量0.79億m3,滿足取水要求。

通過分水源分段取水方案,共取水19.328 萬m3/a,和邊境村民需水19.3 萬m3/a相比,在水資源供需上是基本平衡的,所以此供水水源是可行的。

4 結(jié)語

經(jīng)過對(duì)博樂市邊境區(qū)農(nóng)村飲水需水量和水源情況分析,以及取水可靠性探討,可知,以阿克賽溝、青稞稞溝、哈拉吐魯克水庫(kù)、保爾德河為供水源地,采取分段取水進(jìn)行農(nóng)村供水,供水和需水在水量上基本平衡,完全滿足群眾需求,可供工程建設(shè)進(jìn)行參考。