商州區(qū)應(yīng)急水源工程水資源供需平衡分析

王 婷

（商州區(qū)水利局,陜西 商洛 726000）

1 概況

商州城區(qū)現(xiàn)有單一水源地為二龍山水庫。隨著商州城市人口規(guī)模和工業(yè)規(guī)模的不斷增長(zhǎng),單一水源不僅不能滿足未來的需要、嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康快速發(fā)展,而且一旦水源發(fā)生危險(xiǎn),就會(huì)造成社會(huì)的恐慌,引起嚴(yán)重的社會(huì)后果。南秦水庫是商州區(qū)第二大水庫,是南秦城市新區(qū)和高鐵站的水源,需首先滿足南秦城市新區(qū)和高鐵站的日常用水需求,同時(shí)在特定情況下應(yīng)急用水期同時(shí)保障商州中心城區(qū)和南秦新區(qū)應(yīng)急備用期的水量供給,故需對(duì)南秦水庫作為商州城區(qū)應(yīng)急水源的可行性進(jìn)行分析。

2 供水對(duì)象及水源確定

2.1 供水人口

根據(jù)《商州區(qū)城市總體規(guī)劃》,綜合確定設(shè)計(jì)中商州區(qū)中心城區(qū)的人口自然增長(zhǎng)率為4‰。工程現(xiàn)狀水平年為2020年人口399567 人,設(shè)計(jì)水平年為2025 年426614 人,遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年為2035 年529138 人。

2.2 水源地選擇

目前,商州區(qū)周邊較大水系有丹江和南秦河,南秦河為丹江的一級(jí)支流。二龍山水庫位于丹江上游,目前已經(jīng)承擔(dān)向商州城區(qū)供水的任務(wù)。南秦水庫位于南秦河中游,目前為南秦新區(qū)供水。兩座水庫的匯水面積區(qū)域相對(duì)獨(dú)立,不會(huì)互為污染。采用南秦河中游已建成的南秦水庫為商州中心城市的應(yīng)急備用水源地。經(jīng)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果表明：監(jiān)測(cè)期間南秦水庫水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果優(yōu)于Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn),滿足商州城區(qū)應(yīng)急水源的水質(zhì)要求。

3 需水量預(yù)測(cè)

城鎮(zhèn)供水規(guī)?？刹捎镁C合用水定額法、分類計(jì)算法和數(shù)理統(tǒng)計(jì)法等方法進(jìn)行確定。由于不同年份的預(yù)測(cè)人數(shù)不同,為避免贅述,因此在列式計(jì)算時(shí)均以2025 年設(shè)計(jì)水平年的人口預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,2035 年遠(yuǎn)景規(guī)劃年的人口預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)用同樣方法計(jì)算,最終數(shù)據(jù)一同列表。

3.1 南秦新區(qū)正常供水需水量預(yù)測(cè)

根據(jù)《城市供水應(yīng)急和備用水源工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJT 282-2019）、《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50013-2018）,正常供水狀況下,城市用水量計(jì)算如下。

（1）居民生活用水量

商州區(qū)常住人口大于20 萬,屬于Ⅰ型小城市,選取用水定額范圍為120 L/（人·d）～230 L/（人·d）,結(jié)合實(shí)際情況,本次設(shè)計(jì)取200 L/（人·d）,人數(shù)按照前章2025 年設(shè)計(jì)水平年總?cè)丝?9472 人確定,并以此進(jìn)行計(jì)算。

（2）工業(yè)企業(yè)用水量

由于缺乏工業(yè)用水資料,此次設(shè)計(jì)中工業(yè)企業(yè)用水量按照居民生活用水量的25%記取。

（3）市政及綠化用水量

根據(jù)規(guī)范,澆撒市政道路、廣場(chǎng)和綠地用水量應(yīng)根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。澆撒道路和廣場(chǎng)用水可根據(jù)澆撒面積按2.0 L/（m2·d）～3.0 L/（m2·d）計(jì)算,澆撒綠地用水可根據(jù)澆撒面積按1.0 L/（m2·d）～3.0 L/（m2·d）。

澆撒道路及廣場(chǎng)面積取13 hm2,取2.5 L/（m2·d）,澆撒綠地總面積取50 hm2取2 L/（m2·d）。

（4）管網(wǎng)漏失水量

根據(jù)規(guī)范,城市管網(wǎng)的基本漏失水量按照綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、市政綠化用水量之和的10%計(jì)算：

（5）未預(yù)見水量

根據(jù)規(guī)范,未預(yù)見水量應(yīng)根據(jù)水量預(yù)測(cè)時(shí)難以預(yù)見因素的程度決定,宜采用綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)用水、市政綠化用水、管網(wǎng)漏失用水量之和的8%～12%計(jì)算,本次設(shè)計(jì)取10%。

（6）水廠自用水量

南秦新區(qū)規(guī)劃有南秦水廠1 座,應(yīng)考慮水廠的自用水。水廠自用水量按最高日綜合用水量的5%-10%計(jì)取,本工程取最高日綜合用水量的5%。

（7）最高日總用水總量

（8）年需水量計(jì)算

根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50013-2018）和《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB 50282-2016),南秦新區(qū)2025 年設(shè)計(jì)年用水量如下：

式中：k 為日變化系數(shù),本次設(shè)計(jì)取1.3。

3.2 商州中心城區(qū)正常供水時(shí)需水量預(yù)測(cè)

中心城區(qū)正常供水時(shí)需水量計(jì)算方法和南秦新區(qū)需水量計(jì)算方法相同。人數(shù)P 按照前章2025 年設(shè)計(jì)水平年總?cè)丝?27142 人確定,取水定額q 取200 L/（人·d）。

計(jì)算過程如下：

中心城區(qū)2025 年設(shè)計(jì)年用水量如下：

3.3 中心城區(qū)應(yīng)急備用期需水量預(yù)測(cè)

根據(jù)《城市供水應(yīng)急和備用水源工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJT 282-2019）,水源風(fēng)險(xiǎn)期城市平均日綜合用水量可按下式計(jì)算確定：

式中：Q'為風(fēng)險(xiǎn)期城市平均日綜合用水量,m3/d；qi為不同類別用水平均日用水量,m3/d；ki為不同類別的供水壓縮比,%。

水源風(fēng)險(xiǎn)期供水壓縮比ki應(yīng)根據(jù)氣候條件、水源條件、城市性質(zhì)和規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、居民生活水平等因素確定。居民生活用水指標(biāo)不應(yīng)低于80 L/（人·d）。綜合中心城區(qū)實(shí)際情況,本次水源風(fēng)險(xiǎn)期供水壓縮比ki居民生活用水按30%取值,工業(yè)用水按40%取值,市政綠化用水按60%取值。

水源風(fēng)險(xiǎn)期應(yīng)急水源所需提供的水量可按下式計(jì)算：V=Q'×t=55583.54×40=222.33 萬m3（對(duì)應(yīng)流量Q=0.64 m3/s）式中：V 為應(yīng)急水源所需提供的水量,；t 為水源風(fēng)險(xiǎn)期,本次設(shè)計(jì)取40 d。

3.4 各種情況下的需水量預(yù)測(cè)

根據(jù)上述方法,對(duì)不同設(shè)計(jì)年份不同用水時(shí)期下,中心城區(qū)和南秦新區(qū)的需水量進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算成果見表1。

表1 需水量預(yù)測(cè)計(jì)算表

4 供需平衡分析

4.1 年供需平衡分析

設(shè)計(jì)水平年（2025 年）中心城區(qū)應(yīng)急期用水量222.33 萬m3/a；設(shè)計(jì)水平年（2025 年）南秦新區(qū)應(yīng)急期用水量68.18 萬m3/a,設(shè)計(jì)水平年（2025 年）總需水量為290.51 萬m3/a。展望年（2035年）中心城區(qū)應(yīng)急期用水量259.88萬m3/a；展望年（2035年）南秦新區(qū)應(yīng)急期用水量98.77 萬m3/a,展望年（2035 年）總需水量為358.64 萬m3/a。

根據(jù)《商州區(qū)南秦水庫除險(xiǎn)加固主體工程實(shí)施方案》,南秦水庫多年平均年徑流量為0.9 億m3,總庫容984 萬m3（含淤積庫容417 萬m3）,調(diào)節(jié)庫容243 萬m3。

從年來水總量來說,南秦水庫多年平均年徑流0.9 億m3遠(yuǎn)大于計(jì)算的總需水量0.165 億m3,但由于水資源時(shí)空分配不均,南秦水庫調(diào)蓄作用有限,水資源的利用率得不到充分保證。因此需要按月分配,并進(jìn)行供需平衡分析。

4.2 月供需平衡分析

（1）月需水量

設(shè)計(jì)水平年（2025 年）中心城區(qū)應(yīng)急期30 d 需水量為：

設(shè)計(jì)水平年（2025 年）南秦新區(qū)、高鐵站應(yīng)急期30d 用水量為：

故設(shè)計(jì)水平年（2025 年）應(yīng)急期月總需水量為：

展望年（2035 年）中心城區(qū)應(yīng)急期30d 需水量為：

展望年（2035 年）南秦新區(qū)、高鐵站正常30 d 用水量為：

故展望年（2035 年）應(yīng)急期月總需水量為：

（2）月來水量

根據(jù)前文第三章南秦水庫的月徑流量和月蒸發(fā)量,計(jì)算出每月剩余徑流量。

根據(jù)《商州區(qū)南秦水庫除險(xiǎn)加固主體工程實(shí)施方案》,南秦水庫多年平均年徑流量為0.9 億m3,總庫容984 萬m3（含淤積庫容417 萬m3）,調(diào)節(jié)庫容243 萬m3,死庫容90 萬m3。

經(jīng)過表2 的調(diào)節(jié)計(jì)算,南秦水庫來水9220 萬m3,水庫蒸發(fā)滲漏損失52.39 萬m3,群眾生產(chǎn)生活需用水3227.76 萬m3,經(jīng)平衡分析計(jì)算余水5939.85 萬m3,棄水5938.23 萬m3。

表2 南秦水庫月可供水量調(diào)節(jié)計(jì)算表 單位：萬m3

（3）水量分析

根據(jù)表2 的計(jì)算結(jié)果,南秦水庫通過水庫水量調(diào)節(jié),所有月份均可滿足展望年（2035 年）南秦新區(qū)和中心城區(qū)應(yīng)急期用水。

5 結(jié)語

城市應(yīng)急備用水源是城市抵御突發(fā)性污染事件、應(yīng)對(duì)干旱等極端天氣最有效的措施,通過分析探討,南秦水庫通過水庫水量調(diào)節(jié)后,在滿足南秦新區(qū)用水需求情況,所有月份水量均可滿足商州中心城區(qū)設(shè)計(jì)水平年（2025 年）和展望規(guī)劃年（2035 年）的應(yīng)急期用水要求,可作為商州中心城區(qū)應(yīng)急水源地。