摘 要:優(yōu)化水資源調(diào)度配置,構(gòu)建水安全保障體系,對(duì)豐都縣南天湖片區(qū)的發(fā)展具有重要意義?;谪S都縣南天湖片區(qū)現(xiàn)狀人口、產(chǎn)業(yè)規(guī)模及分布,結(jié)合已建水源工程、供水工程以及區(qū)域內(nèi)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀,合理預(yù)測(cè)未來人口增長(zhǎng)規(guī)模及產(chǎn)業(yè)變化,從片區(qū)水量供需平衡分析、片區(qū)水資源供需矛盾、工程解決方法等方面對(duì)優(yōu)化重慶市豐都縣南天湖片區(qū)的水資源配置進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:水資源優(yōu)化配置;水量供需平衡;水安全保障;南天湖片區(qū)
中圖分類號(hào):TV213.4 " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A" " " " " "doi:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2025.0111
0 引言
豐都縣南天湖片區(qū)是由南天湖鎮(zhèn)、仙女湖鎮(zhèn)組成的南部高山旅游度假區(qū)的核心區(qū)域,總面積365 km2。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展尤其是旅游業(yè)的快速發(fā)展,片區(qū)內(nèi)供用水矛盾逐漸凸顯并日益嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,2021年片區(qū)供水缺口為19萬 m3,2022年極端干旱背景下供水缺口達(dá)420 m3,預(yù)計(jì)未來供水缺口會(huì)進(jìn)一步增大[1]。
本文以豐都縣南天湖片區(qū)水資源配置為研究對(duì)象,基于片區(qū)現(xiàn)狀人口、產(chǎn)業(yè)規(guī)模及分布,結(jié)合已建水源工程、供水工程以及區(qū)域內(nèi)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀,合理預(yù)測(cè)未來人口規(guī)模增長(zhǎng)及產(chǎn)業(yè)變化。通過水量供需平衡分析,找到片區(qū)水資源供需矛盾,初步提出工程解決方案,優(yōu)化水資源配置,構(gòu)建水安全保障體系。
1 豐都縣南天湖片區(qū)概況
1.1 人口及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
南天湖鎮(zhèn)、仙女湖鎮(zhèn)均為豐都南部高山避暑旅游發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)[2]。南天湖鎮(zhèn)幅員面積147 km2,下轄10個(gè)行政村(社區(qū))64個(gè)村民小組,戶籍人口1.70萬人。仙女湖鎮(zhèn)幅員面積218 km2,下轄1個(gè)居委會(huì)、9個(gè)行政村58個(gè)村(居)民小組,戶籍人口1.37萬人。除生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)外,片區(qū)內(nèi)還有煙草種植、畜禽養(yǎng)殖等骨干產(chǎn)業(yè)分布,目前片區(qū)內(nèi)共種植煙草6 360畝,養(yǎng)殖生豬2.2萬只、蛋雞37萬羽[3]。
1.2 已建水源工程
南天湖片區(qū)已建小型水庫4座(見表1)、山坪塘207座,已建水源工程可用水總量683萬m3[4]。
1.3 已建水廠及供區(qū)劃分
南天湖片區(qū)內(nèi)集中式供水的水廠共有10座,其中南天湖鎮(zhèn)2座、仙女湖鎮(zhèn)8座。根據(jù)現(xiàn)狀供水實(shí)際,將整個(gè)片區(qū)劃分為10個(gè)集中供區(qū)[4],詳見表2。
2 南天湖片區(qū)水資源優(yōu)化配置
2.1 水平年及人口發(fā)展預(yù)測(cè)
現(xiàn)狀水平年為2021年,規(guī)劃近期水平年為2025年,規(guī)劃遠(yuǎn)期水平年為2030年。
根據(jù)豐都縣2018年、2019年、2020年統(tǒng)計(jì)年鑒及其他相關(guān)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,合理預(yù)測(cè)片區(qū)內(nèi)未來人口發(fā)展規(guī)模及分布(見表3)。
2.2 用水定額
(1)南天湖場(chǎng)鎮(zhèn)供區(qū)、廂壩供區(qū)、南天湖景區(qū)供區(qū)旅游業(yè)發(fā)展迅速,采用城鎮(zhèn)生產(chǎn)生活需水量預(yù)測(cè)。旅游住宿人口用水定額120 L/(人·d),旅游不住宿人口用水定額30 L/(人·d),常住人口用水定額100 L/(人·d)。
(2)其他供區(qū)采用農(nóng)村人畜需水量預(yù)測(cè)。常住人口用水定額80 L/(人·d),大牲畜用水定額30 L/(頭·d),小牲畜用水定額5 L/(頭·d)。
(3)農(nóng)業(yè)灌溉定額。灌溉需水量(節(jié)水后):煙葉58.5 m3/畝,水稻337.2 m3/畝,玉米31 m3/畝,馬鈴薯20.7 m3/畝,蔬菜136 m3/畝。
2.3 水量供需平衡計(jì)算
考慮人口規(guī)模及產(chǎn)業(yè)逐年發(fā)展,但供水能力維持現(xiàn)狀水平不變的情況,基于10個(gè)供區(qū)進(jìn)行水量供需平衡分析。項(xiàng)目供水量為水庫及山塘壩的徑流,需水量包括人畜需水量和灌溉需水量。水量供需平衡計(jì)算采用典型年分析法,以月尾單位時(shí)段進(jìn)行用水調(diào)節(jié),根據(jù)各時(shí)段的來水量和用水量之差,得出各時(shí)段的余水量和水庫蓄水量。
經(jīng)計(jì)算:
(1)現(xiàn)狀年(2021年):片區(qū)內(nèi)需水量總?cè)笨?04.08萬m3,其中人畜需水量缺口18.98萬m3,灌溉需水量缺口185.1萬m3。
(2)規(guī)劃近期水平年(2025年):片區(qū)內(nèi)需水量總?cè)笨?08.46萬m3,其中人畜需水量缺口123.36萬m3,灌溉需水量缺口185.1萬m3(見表4)。
(3)規(guī)劃遠(yuǎn)期水平年(2030年):片區(qū)內(nèi)需水量總?cè)笨?88.8萬m3,其中人畜需水量缺口374.76萬m3,灌溉需水量缺口214.04萬m3。
(4)不考慮灌溉情況下,供需矛盾較突出的區(qū)域?yàn)閹麎?、南天湖景區(qū)、南天湖場(chǎng)鎮(zhèn)和竹子供區(qū)。
3 解決方案
由水量供需平衡計(jì)算可知:隨著人口規(guī)模及產(chǎn)業(yè)的逐年發(fā)展,南天湖片區(qū)內(nèi)的用水需求將逐步增大,若維持現(xiàn)狀供水能力不變,水資源供需矛盾將日益嚴(yán)重。預(yù)計(jì)2025年需水量總?cè)笨?09萬m3,相比于2021年增加了104萬m3;2030年需水量總?cè)笨?89萬m3,相比于2021年增加了385萬m3。
3.1 技術(shù)路線
通過片區(qū)內(nèi)新建水源工程、片區(qū)外調(diào)水工程以及片區(qū)內(nèi)完善水網(wǎng)工程等綜合措施來優(yōu)化水資源配置,解決南天湖片區(qū)的水資源供給短缺問題。
3.2 建設(shè)內(nèi)容
3.2.1 新建水源工程
片區(qū)內(nèi)新建蔡家溝水庫、郭家溝水庫、兩邊巖水庫、“池庫”工程。
(1)蔡家溝水庫。建設(shè)地位于仙女湖鎮(zhèn)硝廠溝村蔡家溝,多年平均徑流量151.53萬m3,可用水量128.8萬m3。擬建水庫總庫容24.79萬m3,正常蓄水位1 504.50 m,死水位1 486.50 m[5]。
(2)郭家溝水庫。建設(shè)地位于仙女湖鎮(zhèn)廂壩村6社郭家溝,多年平均徑流量475萬m3,可用水量403.75萬m3。擬建水庫總庫容90萬m3,正常蓄水位1 085 m,死水位1 038 m[6]。
(3)兩邊巖水庫。建設(shè)地位于仙女湖鎮(zhèn)竹子居委兩邊巖,多年平均徑流量223.97萬m3,可用水量190.37萬m3。擬建水庫總庫容50萬m3,正常蓄水位1 235 m,死水位1 188 m[7]。
(4)“池庫”工程。因地制宜,盡可能多地修建山坪塘、蓄水池,并串聯(lián)起來,形成“池庫”工程作為補(bǔ)充水源。擬在片區(qū)范圍內(nèi)新建山坪塘5座,總庫容20萬m3,可用水量35萬m3[1]。項(xiàng)目實(shí)施后,當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、增收將有很大程度提高,長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。
3.2.2 調(diào)水工程
片區(qū)外可供調(diào)水的水源工程有兩處,分別為思源水庫和接龍水庫。
(1)思源水庫調(diào)水工程。思源水庫為已建?。?)型水庫,總庫容140.2萬m3,興利庫容96.12萬m3,主要任務(wù)是農(nóng)村人畜供水、農(nóng)業(yè)灌溉[8]。思源水庫雖位于南天湖鎮(zhèn)境內(nèi),但因其受水區(qū)在三建鄉(xiāng),故將思源水庫調(diào)水入南天湖片區(qū)視為片區(qū)外調(diào)水。
通過新建泵站和配套管道從思源水庫調(diào)水至南天湖旅游服務(wù)區(qū)水廠,設(shè)計(jì)提水揚(yáng)程783 m,調(diào)水規(guī)模100萬m3/a。主要建設(shè)內(nèi)容包括新建4級(jí)提水泵站,總裝機(jī)容量1 160 kW;新建管線總長(zhǎng)19 km。
(2)接龍水庫調(diào)水工程。接龍水庫為武隆區(qū)已建中型水庫,總庫容1 110萬m3,興利庫容789萬m3,主要用途為農(nóng)業(yè)灌溉,兼顧旅游、農(nóng)村人畜飲水、沿途場(chǎng)鎮(zhèn)供水、發(fā)電等。
通過新建泵站和配套管道從接龍水庫調(diào)水至硝廠溝水庫,設(shè)計(jì)提水揚(yáng)程785 m,調(diào)水規(guī)模100萬m3/a。主要建設(shè)內(nèi)容包括新建3級(jí)提水泵站,總裝機(jī)容量1 680 kW;新建管線總長(zhǎng)16 km。
3.2.3 水網(wǎng)工程
片區(qū)內(nèi)水網(wǎng)工程的建設(shè)內(nèi)容主要包括水源工程之間的互聯(lián)互通及片區(qū)范圍內(nèi)的輸配水工程。不同建設(shè)方案下水網(wǎng)工程的布置及建設(shè)內(nèi)容有一定差別。
3.2.4 水廠擴(kuò)建工程
(1)沱沱壩水廠:現(xiàn)狀規(guī)模1 000 m3/d,擬擴(kuò)建至3 000 m3/d,匡算建設(shè)投資2 000萬元。
(2)南天湖旅游服務(wù)區(qū)水廠:現(xiàn)狀規(guī)模2 000 m3/d,擬擴(kuò)建至7 000 m3/d,匡算建設(shè)投資5 000萬元。
(3)仙女湖水廠:現(xiàn)狀規(guī)模2 000 m3/d,擬擴(kuò)建至12 000 m3/d,匡算建設(shè)投資10 000萬元。
(4)竹子水廠:現(xiàn)狀規(guī)模500 m3/d,擬擴(kuò)建至8 000 m3/d,匡算建設(shè)投資7 500萬元。
綜合以上建設(shè)內(nèi)容,提出建設(shè)方案組合(見表5、表6)。
對(duì)于可用水量而言,南天湖片區(qū)水資源配置建設(shè)組合方案1的可用水量最多,高達(dá)757.92萬m3,其次為方案2的可用水量,達(dá)567.55萬m3,方案3的可用水量次之,為319.17萬m3,而方案4、方案5的可用水量?jī)H為263.8萬m3。對(duì)于建設(shè)投資匡算而言,南天湖片區(qū)水資源配置建設(shè)組合方案1的建設(shè)投資匡算最高,達(dá)72 452萬元,其次分別為方案2(60 452萬元)、方案5(58 452萬元)、方案4(57 452萬元)、方案3(50 952萬元)。對(duì)于運(yùn)行費(fèi)用而言,南天湖片區(qū)水資源配置建設(shè)組合方案1的運(yùn)行費(fèi)用最低,僅為550萬元/a,其次為方案3,為650萬元/a,方案2為700萬元/a、方案4為925萬元/a,方案5的運(yùn)行費(fèi)用最高,達(dá)1 420萬元/a。作為比選方案,從思源水庫或武隆接龍水庫調(diào)水至南天湖片區(qū),建設(shè)投資6 000萬~6 500萬元,調(diào)水成本單價(jià)預(yù)計(jì)4.75元/m3左右,從武隆接龍水庫額外購水單價(jià)2元/m3,運(yùn)行費(fèi)用475萬~670萬元/a。調(diào)水工程的年運(yùn)行成本較高,且存在較多制約因素,不推薦。
4 結(jié)論與建議
4.1 結(jié)論
為解決南天湖片區(qū)的水資源供給短缺問題,通過綜合片區(qū)內(nèi)新建蔡家溝水庫、郭家溝水庫、兩邊巖水庫、“池庫”工程,片區(qū)外調(diào)水工程、水網(wǎng)工程、水廠擴(kuò)建工程等建設(shè)內(nèi)容,提出建設(shè)方案組合,以優(yōu)化水資源配置。經(jīng)過對(duì)各組合方案的綜合評(píng)估,思源水庫或接龍水庫至南天湖片區(qū)的調(diào)水方案被認(rèn)定為最優(yōu)選擇。該方案的年運(yùn)行費(fèi)用預(yù)計(jì)在475萬~670萬元/a,成本相對(duì)合理;建設(shè)投資6 000萬~6 500萬元。盡管該調(diào)水工程表現(xiàn)出較高的性價(jià)比,但需注意其年運(yùn)行成本較高且受到多種制約因素的影響,因此在最終決策中不推薦實(shí)施該方案??偟膩碚f,新建蔡家溝、郭家溝、竹子等水庫工程,并因地制宜盡、可能多地修建山坪塘、蓄水池等“池庫”工程,是提高片區(qū)可供水量的根本途徑。
4.2 建議
立足南天湖片區(qū)(仙女湖鎮(zhèn)和南天湖鎮(zhèn)),力爭(zhēng)到2025年建成蔡家溝水庫,新增可用水量129萬m3/a,可滿足2025年仙女湖鎮(zhèn)人畜用水量缺口106萬m3和南天湖鎮(zhèn)人畜用水量缺口18萬m3;力爭(zhēng)到2030年建成郭家溝水庫、竹子水庫,分別新增可用水量319萬、533萬m3/a,可滿足2030年仙女湖鎮(zhèn)人畜用水量缺口299萬m3和南天湖鎮(zhèn)人畜用水量缺口76萬m3。
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收稿日期:2023-02-08
作者簡(jiǎn)介:張?zhí)炀w,男,高級(jí)工程師,碩士,主要從事水利水電工程規(guī)劃、咨詢、設(shè)計(jì)工作。E-mail:154795286@qq.com
Abstract:Optimizing water resources allocation and building a water security system is significant to the development of Nantian Lake area in Fengdu County. In this paper we examined the scale and distribution of existing population and industries in Nantian Lake area of Fengdu County,and outlined the constructed water source project,water supply project,and the current situation of water resources development and utilization. On this basis,we made a reasonable prediction of population growth and industry changes in the future,and analyzed the balance and contradiction between water supply and demand in the Nantian Lake area. Additionally,we propose engineering solutions to optimize the water resources allocation for Nantian Lake Area.