潼關(guān)縣城擴(kuò)建供水工程水源選擇淺議

徐亞萍，程麗榮，王小永

（1.陜西水環(huán)境工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,陜西 西安 710018；2.陜西省江河水庫(kù)工作中心,陜西 西安 710018）

1 工程區(qū)概況

潼關(guān)縣位于黃河中游大拐彎處,陜西省的最東部,東與河南靈寶毗鄰,西、西北分別與華陰、大荔接壤,南與洛南依秦嶺為界,北與山西芮城隔黃河相望。縣城位于關(guān)中盆地東部,屬于黃土臺(tái)塬區(qū)和河流階地區(qū)。南鄰秦嶺中高山,山勢(shì)高峻陡峭,北緣一般標(biāo)高800 m～1000 m；高出北部平原區(qū)450 m～650 m,構(gòu)成了平原區(qū)的天然屏障。黃土臺(tái)塬區(qū)由于溝谷切割形成長(zhǎng)條狀的塬塊,塬面標(biāo)高500 m～850 m,溝谷多呈“V”字型,切割深度50 m～100 m,塬面支離破碎。地勢(shì)南高北低。

根據(jù)《潼關(guān)縣2020 年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》,水利供水工程年總供水量2289 萬(wàn)m3,其中農(nóng)業(yè)灌溉供水1619 萬(wàn)m3,工業(yè)供水9 萬(wàn)m3,城鄉(xiāng)居民生活供水337 萬(wàn)m3,城鎮(zhèn)公共供水242 萬(wàn)m3,生態(tài)環(huán)境供水25 萬(wàn)m3,林牧漁畜供水57 萬(wàn)m3。

潼關(guān)縣城區(qū)設(shè)計(jì)日供水能力12000 m3,供水人口 6.3萬(wàn)人?，F(xiàn)狀供水水源采用地下水提取,共有三個(gè)水源地,分別為縣城東側(cè)的一水廠潼洛川水源地、二水廠的段喜村水源地及三水廠的魚(yú)化屯水庫(kù)兩岸水源地,分別由潼關(guān)縣自來(lái)水公司的一、二、三水廠供水,現(xiàn)狀日供水規(guī)模共 9000 m3/d,其中一水廠 3眼水井,供水能力 2000 m3/d,建有3 座500 m3蓄水池,二水廠5 眼水井,供水能力 3000 m3/d,建有2 座600 m3蓄水池,三水廠3 眼水井,供水能力 4000 m3/d,建有4 座600 m3蓄水池。

2 存在的主要問(wèn)題

（1）自然地理因素造成城區(qū)經(jīng)常發(fā)生干旱災(zāi)害

潼關(guān)縣城區(qū)位于山前洪積扇區(qū),地下水埋藏較深,已全部用于縣城供水,無(wú)可利用地下水,周邊無(wú)可利用的地表徑流,干旱缺水嚴(yán)重,影響著區(qū)內(nèi)的人飲供水。據(jù)統(tǒng)計(jì),干旱平均每年1.8 次,其中大旱平均三年一次,中旱兩年一次,近20 年中,發(fā)生冬季連旱7 次,旱期持續(xù)多在80 天以上,嚴(yán)重的干旱導(dǎo)致區(qū)內(nèi)群眾吃水困難,靠到附近拉水,尤其是每年11 月～次年2 月份,表現(xiàn)更為突出。旱災(zāi)已嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。

（2）現(xiàn)狀水源供水能力不足

潼關(guān)縣城區(qū)目前屬資源性缺水,供水水源為地下水,水源井為二十世紀(jì)六七十年代建設(shè),目前由于地下水位下降,已抽空翻沙,出水量衰減,能耗大。

城區(qū)供水水源水量不足,供需矛盾日益突出,現(xiàn)狀水源井共 11 眼,目前正常運(yùn)行的機(jī)井 9 眼,一水廠 1#、二水廠的 5#、6#共 3 眼井由于井深較淺,且運(yùn)行 50 年,加之地下水水位下降等已抽空?qǐng)?bào)廢,一水廠 2#井井壁管破損,出泥出沙,三座水廠現(xiàn)狀日供水能力 9000 m3/d,雖滿足現(xiàn)狀需水要求,但不滿足設(shè)計(jì)水平年 2030 年城區(qū)人口 7.4 萬(wàn)人,最高日需水量 2.3 萬(wàn) m3/d 的用水要求,水量缺口達(dá) 1.4 萬(wàn)m3/d,缺水量 61%,供需矛盾日益突出。

（3）水廠調(diào)蓄能力不足

水廠建設(shè)運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng),一、二水廠的高壓配電系統(tǒng)因電路老化,需要進(jìn)行更換；按水源地保護(hù)環(huán)保要求三個(gè)制水廠的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控因資金短缺尚未安裝到位。

（4）需水量增大

隨著潼關(guān)縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,城區(qū)人民生活水平提高,以及工業(yè)快速發(fā)展,用水量增大,供需矛盾突出,通過(guò)擴(kuò)建供水工程緩解供需水的矛盾刻不容緩。

3 供水水源選擇分析

3.1 潼關(guān)縣水資源總量

依據(jù)《渭南地區(qū)水資源評(píng)價(jià)與水利區(qū)劃報(bào)告》,潼關(guān)縣地表水資源總量為 7354.7 萬(wàn)m3,可利用量為 4874.1 萬(wàn) m3。地表水資源按產(chǎn)流條件分為境內(nèi)自產(chǎn)水與過(guò)境客水兩部分。

依據(jù)《渭南地區(qū)水資源評(píng)價(jià)與水利區(qū)劃報(bào)告》,潼關(guān)縣地下水年總補(bǔ)給量4014 萬(wàn)m3,可開(kāi)采量1613 萬(wàn)m3。塬區(qū)地下水補(bǔ)給主要靠大氣降水和地表水補(bǔ)給,另外,秦嶺山區(qū)基巖裂隙水也以地下徑流的方式補(bǔ)給本地區(qū)的承壓水。城區(qū)3 處水源地地下水資源量為30080 m3/d,其中:以段喜村為中心的地下水資源量為13165 m3/d,潼洛川水源地水資源量為8915 m3/d,魚(yú)化屯水庫(kù)右岸水源地水資源量為 8000 m3/d。地下水允許開(kāi)采量為 19904.5 m3/d,其中：段喜村水源允許開(kāi)采量為7555.5 m3/d,潼洛川水源允許開(kāi)采量為5349 m3/d,魚(yú)化屯水庫(kù)右岸水源允許開(kāi)采量為7000 m3/d。三處水源地的開(kāi)采范圍分別為：潼洛川水源地長(zhǎng)3.0 km,寬0.5 km,面積1.5 km2；段喜村水源地以二水廠為中心,面積3.1 km2。

3.2 主要地表水水源現(xiàn)狀分析

（1）南山支流地表水：潼關(guān)縣城區(qū)周邊較大南山支流有潼河和雙橋河。潼河屬黃河水系,是渭河右岸一級(jí)支流,發(fā)源于潼關(guān)縣安樂(lè)鄉(xiāng)潼峪村南岔組的秦嶺北麓,由南向北流經(jīng)江子灣、侯家村、槐樹(shù)廟,于安樂(lè)村南出峪,繼續(xù)北流,經(jīng)南寨子、老虎城、南劉村,于周家村納禁溝河后繼續(xù)北流,于秦東鎮(zhèn)港口村附近匯入渭河,河道全長(zhǎng)29.7 km,流域面積111.1 km2,河道比降41.2‰。雙橋河發(fā)源于秦嶺北麓刀背梁,流經(jīng)太要鎮(zhèn)、桐峪鎮(zhèn)轄區(qū),在代字營(yíng)鎮(zhèn)坡頭村處進(jìn)入河南省境內(nèi),河流由北向南在靈寶市境內(nèi)匯入黃河。全流域面積331 km2,從太峪至入黃口,河道全長(zhǎng)28.4 km,河道比降為25.3‰。流域呈扇形,較大支流有太峪、善車峪、桐峪、西峪、烏家河、鐵溝河等,全流域流經(jīng)秦嶺山區(qū)和黃土丘陵溝壑區(qū)。其中陜西省境內(nèi)流域面積320 km2,主河道長(zhǎng)20.9 km,河道平均比降53.5‰。

（2）渭河地表水：渭河是黃河右岸最大的一級(jí)支流,發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥(niǎo)鼠山,由西向東至風(fēng)閣嶺進(jìn)入陜西省境內(nèi),出寶雞峽后入關(guān)中盆地,經(jīng)寶雞、咸陽(yáng)、西安、渭南等市,于潼關(guān)匯入黃河。全流域面積13.49 萬(wàn)km2,干流全長(zhǎng)818 km,河道平均比降1.3‰。渭河由西向北流經(jīng)潼關(guān)縣北部,境內(nèi)流程12 km,由高橋鄉(xiāng)桃林寨村北經(jīng)吊橋到花園右入黃河,河寬80 m～600 m,流域面積為321 km2,渭河華縣站水文站實(shí)測(cè)多年平均徑流量為73.7 億m3。

（3）港口抽黃地表水：黃河是中國(guó)第二大河流,全長(zhǎng)約5464 km,其流域面積79.5 萬(wàn)km2。黃河由西北向東南流經(jīng)潼關(guān)縣北部,由渭河灘地流經(jīng)花園后東折,經(jīng)老縣城、秦東鎮(zhèn)沙坡村進(jìn)入河南省境內(nèi),境內(nèi)流程18 km,平均河寬2 km。根據(jù)《中國(guó)河流泥沙公報(bào)》（2020 年）,黃河潼關(guān)站控制流域面積68.22 萬(wàn)km2,多年平均徑流量為335.3 億m3,多年平均輸沙量為9.21 億t,多年平均含沙量為27.5 kg/m3。

（4）現(xiàn)狀水庫(kù)：潼河支流上有魚(yú)化屯水庫(kù),是一座以灌溉為主,兼有防洪的V 等?。?）型水庫(kù),2011 年進(jìn)行了除險(xiǎn)加固。水庫(kù)樞紐防洪標(biāo)準(zhǔn)按20 年一遇洪水設(shè)計(jì),200 年一遇洪水校核。設(shè)計(jì)洪峰流量為17.1 m3/s,洪水總量為16.8 萬(wàn)m3；校核洪峰流量為61.6 m3/s,洪水總量為64.3 萬(wàn)m3。水庫(kù)死水位623.2 m,庫(kù)容10 萬(wàn)m3,正常蓄水位643.0 m,庫(kù)容83 萬(wàn)m3。

3.3 地下水水源現(xiàn)狀分析

潼關(guān)縣位于渭河斷陷谷地東南部,受秦嶺山前大斷裂影響,使其南部為基巖裂隙水區(qū)；北部為第四系松散堆積物孔隙水區(qū)。第四系松散堆積物孔隙水區(qū)又可進(jìn)一步分為黃土孔洞孔隙、裂隙水亞區(qū),太要洼地洪積冰積漂礫卵石孔隙水亞區(qū)、黃渭谷地沖積相砂礫石孔隙水亞區(qū)。

潼關(guān)縣境內(nèi)地下水補(bǔ)給來(lái)源以大氣降水入滲補(bǔ)給和河流滲漏補(bǔ)給為主,其次為渠道滲漏和田間滲漏回歸補(bǔ)給。受秦嶺北坡阻水性大斷裂作用,山區(qū)地下水通過(guò)各峪口河各基流補(bǔ)給塬區(qū)?？h境內(nèi)地下水由南向北、東呈輻射狀徑流。黃土臺(tái)塬區(qū)地下水主要向北徑流,其次還從塬中心向其兩邊溝谷中徑流；東部太要洼地地下水由南、西向東、北方向徑流。

地下水天然排泄途徑有泉水、側(cè)向徑流和蒸發(fā)三種。黃土臺(tái)塬區(qū)由于塬間沖溝切割,地下水以泉水形式排泄,補(bǔ)給地表水；太要洼地以側(cè)向徑流流出為主要排泄方式；黃渭階地以蒸發(fā)和側(cè)向徑流流出為主要排泄方式。

地下水按水力性質(zhì)分為潛水和承壓水。按富水性的差異可把潛水分為四級(jí)。黃渭河漫灘及渭河一級(jí)階地、太要洼地中部為極強(qiáng)-強(qiáng)富水帶；黃渭河二級(jí)階地、太要洼地西北邊緣為強(qiáng)富水帶；黃渭河三級(jí)階地、潼河階地、太要洼地靠山前地帶、二級(jí)黃土塬及一級(jí)黃土塬后部為弱富水帶。按富水性的差異,承壓水可分為兩級(jí)。黃渭階地、一級(jí)黃土塬和太要洼地中部為富水性；二級(jí)黃土塬和太要洼地山前地帶為弱富水性。

受水區(qū)潼關(guān)縣城關(guān)鎮(zhèn)屬黃土二級(jí)臺(tái)塬,區(qū)域內(nèi)含水層為下更新統(tǒng)洪堆積的含泥漂礫卵石層夾粘質(zhì)砂土,水位埋深73.2 m～207 m,含水層厚度為3.8 m～28 m,屬弱富水區(qū)。

4 供水水源的選定

南山支流地表水潼河上的魚(yú)化屯水庫(kù),以灌溉為主,由于魚(yú)化屯水庫(kù)匯流面積較小,且因區(qū)域采礦影響,現(xiàn)基本無(wú)來(lái)水,且?guī)斓赘珊?支流上再無(wú)其它大型蓄水工程,因此支流地表水不能滿足供水水源水量要求。

渭河地表水由于水質(zhì)有一定的污染,水質(zhì)一般為Ⅳ類,不適宜作為供水水源。

黃河水水量較大,經(jīng)對(duì)抽黃地表水化驗(yàn),結(jié)果表明各項(xiàng)指標(biāo)均符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中Ⅲ類水質(zhì)要求,可作為地表水水源。

潼關(guān)縣區(qū)域內(nèi)地下水開(kāi)采趨于飽和,且開(kāi)采深度較深,不適宜再增加開(kāi)采量,因此作為供水水源條件受限。

綜上所述,目前條件下,抽黃地表水作為潼關(guān)縣城區(qū)擴(kuò)建供水工程水源是適宜的。

5 供水水源輸水方案的可行性

利用港口抽黃灌區(qū)現(xiàn)有的零級(jí)站、一級(jí)站、花五站、西傲站、吳村灌溉渠道,在灌溉渠道的四知學(xué)校處新建引水閘,將水引至東側(cè)的山溝,在溝道內(nèi)修建沉沙池,對(duì)原水沉淀,在沉沙池內(nèi)修建提水泵站,將沉淀后的原水,輸送至現(xiàn)狀魚(yú)化屯水庫(kù)和現(xiàn)狀第三水廠,對(duì)魚(yú)化屯水庫(kù)進(jìn)行防滲改造,充分利用其興利庫(kù)容存儲(chǔ)水量,在水庫(kù)左岸邊修建提水泵站輸水至第三水廠,將第三水廠進(jìn)行改建,修建凈化設(shè)施,處理后的凈水,通過(guò)重力自流輸水管道輸送至城區(qū),接入現(xiàn)狀配水主干管。

6 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)潼關(guān)縣城供水工程現(xiàn)狀及存在問(wèn)題；提出了供水水源選擇方案及輸水方案的可行性；是解決當(dāng)?shù)厝彼畣?wèn)題的有效方案,是促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的基礎(chǔ)性工程。