曹建忠

寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全工程受水區(qū)水資源優(yōu)化配置

曹建忠

（寧夏水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 寧夏銀川 750004）

寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全工程屬跨流域調(diào)水的區(qū)域性水資源優(yōu)化配置工程，其受水區(qū)范圍之大、受益人口之多實(shí)屬國內(nèi)少見，尤其是當(dāng)?shù)厮可儋|(zhì)差，如何在充分利用當(dāng)?shù)厮幕A(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域調(diào)水工程統(tǒng)籌進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置是做好工程設(shè)計(jì)的前提。為此，本文進(jìn)行了深入的分析和探討，為類似工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了一定的參考價(jià)值。

寧夏中南部 城鄉(xiāng)飲水安全 水資源優(yōu)化配置

1 問題的提出

寧夏固原地區(qū)（寧夏中南部）城鄉(xiāng)飲水安全工程包括水源工程、受水區(qū)連通工程和配套工程三部分，屬跨流域調(diào)水的區(qū)域性水資源優(yōu)化配置工程。水源工程將寧夏固原地區(qū)南部六盤山東麓雨量較多、水量相對較豐沛的涇河流域地表水，經(jīng)攔截、調(diào)蓄，向北輸送到固原市南郊的中莊水庫，為受水區(qū)提供穩(wěn)定可靠的外調(diào)水源。連通工程以水源工程為“大水源”，通過連通管道向受水區(qū)配套工程的“小水源”供水。配套工程為受水區(qū)已建或規(guī)劃建設(shè)的農(nóng)村飲水工程，通過連通工程將水源工程的供水量經(jīng)配水管網(wǎng)供水入戶。

寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全工程的受水區(qū)包括固原市原州區(qū)、彭陽縣、西吉縣和中衛(wèi)市海原縣部分地區(qū)，共涉及一個市區(qū)、三個縣城，45個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、601個行政村。以2011年為基準(zhǔn)年，現(xiàn)狀農(nóng)村供水人口為86.41萬人，城鎮(zhèn)供水人口27.12萬人，總供水人口為113.53萬人。受水區(qū)范圍之大、受益人口之多實(shí)屬國內(nèi)少見。尤其是配套工程中的農(nóng)村集中供水工程系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，既包括2000年以前建設(shè)的氟改水工程、2001～2004年建設(shè)的解困工程、2005～2012年建設(shè)的農(nóng)村飲水安全工程和自來水入戶工程等，又包括“十二五”期間依靠面上資金擬建的農(nóng)村飲水安全工程；共涉及農(nóng)村集中供水工程181處。

受水區(qū)已建農(nóng)村集中供水工程以量少質(zhì)差的當(dāng)?shù)厮疄樗?，由于持續(xù)干旱造成水源枯竭、水質(zhì)惡化而急需補(bǔ)充或替換水源；規(guī)劃工程需要外調(diào)水源。受水區(qū)位于寧夏中南部，當(dāng)?shù)厮可儋|(zhì)差，如何在充分利用當(dāng)?shù)厮幕A(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域調(diào)水工程統(tǒng)籌進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置是做好工程設(shè)計(jì)的前提，為此需要認(rèn)真研究。

2 受水區(qū)需水預(yù)測10

本項(xiàng)目供水對象為城市生活、農(nóng)村生活和規(guī)模化養(yǎng)殖?，F(xiàn)狀2011年供水人口為113.53萬人，其中，農(nóng)村人口86.41萬人，城市人口27.12萬人。結(jié)合區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測規(guī)劃水平2025年供水總?cè)丝跒?31.51萬人，其中，城市供水人口50.32萬人，農(nóng)村供水人口為81.19萬人；養(yǎng)殖場的規(guī)模為20.57萬頭（只），其中，大家畜6.29萬頭、小家畜14.27萬只。

城鄉(xiāng)生活需水預(yù)測按城市居民和農(nóng)村居民分別進(jìn)行，采用人均日用水量方法計(jì)算。生活用水毛需水量計(jì)算中考慮管網(wǎng)損失和水廠自用水量，其中管網(wǎng)損失采用10%，水廠自用水量采用5%，均以日需水量為基礎(chǔ)。生活供水定額：城市居民采用120L/人?d，農(nóng)村居民采用50 L/人?d，大家畜40L/頭?d，小家畜5L/只?d。經(jīng)預(yù)測，規(guī)劃水平2025年受水區(qū)城鄉(xiāng)生活總需水量為4374萬m3，其中，城市居民生活為2535萬m3，農(nóng)村居民生活1704萬m3，規(guī)?；B(yǎng)殖136萬m3。

3 受水區(qū)水資源供需平衡

受水區(qū)可供水量包括城市水源地和農(nóng)村集中供水工程可供水量兩部分。其中2009年建成的東山坡引水工程屬調(diào)水工程，既是城市水源地，又是部分農(nóng)村集中供水工程的水源；在受水區(qū)水資源供需平衡時暫不考慮其可供水量，在受水區(qū)缺水量優(yōu)化配置時結(jié)合在建的中南部水源工程統(tǒng)籌配置。

受水區(qū)城市水源地現(xiàn)有6個，其中地表水水源地1個，為原州區(qū)海子峽水庫，地下水水源地5個，包括原州區(qū)彭堡水源地和三里鋪水源地、西吉縣沙崗子水源地、彭陽縣縣城水源地及海原縣李家莊水源地；海子峽、彭堡、沙崗子水源地歷史上為灌溉水源，現(xiàn)狀存在城鎮(zhèn)、農(nóng)業(yè)爭水現(xiàn)象，且地下水位持續(xù)下降、水量衰減、出現(xiàn)漏斗等現(xiàn)象，因此規(guī)劃水平年將其調(diào)整為城鎮(zhèn)生活的應(yīng)急水源，其供水能力不作為可供水量，只考慮原州區(qū)三里鋪、彭陽縣城和海原縣李家莊水源地的可供水量，共167萬m3。

受水區(qū)已建的144處農(nóng)村集中供水工程現(xiàn)狀總供水量369萬m3，其中，水質(zhì)達(dá)標(biāo)的165萬m3，水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的204萬m3；考慮到受水區(qū)當(dāng)?shù)厮Y源量少質(zhì)差，規(guī)劃工程均不再考慮當(dāng)?shù)厮?。?guī)劃水平年農(nóng)村集中供水工程可供水量只考慮水質(zhì)達(dá)標(biāo)的已建工程可供水量165萬m3（地表水100萬m3，地下水65萬m3），水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的全部替換水源。

預(yù)測規(guī)劃水平2025年受水區(qū)城鄉(xiāng)生活總可供水量為332萬m3，其中，當(dāng)?shù)氐乇硭?00萬m3，地下水232萬m3；農(nóng)村生活165萬m3，城市生活167萬m3。規(guī)劃水平2025年受水區(qū)城鄉(xiāng)生活總需水量為4374萬m3，可供水量為332萬m3，經(jīng)供需平衡分析，城鄉(xiāng)生活總?cè)彼繛?042萬m3，其中，彭陽縣790萬m3，西吉縣1704萬m3，原州區(qū)1056萬m3，海原縣492萬m3；城市生活缺水2368萬m3，農(nóng)村生活缺水1674萬m3。

4 受水區(qū)缺水量優(yōu)化配置

規(guī)劃水平2025年受水區(qū)城鄉(xiāng)生活總需水量為4374萬 m3，在充分利用了當(dāng)?shù)厮|(zhì)達(dá)標(biāo)的可供水量332萬m3后，城鄉(xiāng)生活總?cè)彼繛?042萬m3，將由東山坡引水工程和中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程按照“高水高用、低水低用、就近利用”的配置原則統(tǒng)籌解決。

4.1東山坡引水工程賀家灣水庫水量配置

固原市東山坡引水工程于2000年經(jīng)自治區(qū)發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)，2009年6月建成，設(shè)計(jì)年最大供水量2000萬m3，主要解決固原市城市工業(yè)及生活用水。引水水源位于涇源縣六盤山鎮(zhèn)東山坡，止于固原市南郊，引水及供水線路總長24.14km，設(shè)計(jì)引水流量0.50～1.0m3/s，建成截引點(diǎn)12處，在原州區(qū)開城鎮(zhèn)設(shè)賀家灣調(diào)節(jié)水庫，調(diào)節(jié)水庫總庫容320萬m3，其中調(diào)節(jié)庫容270萬m3。

賀家灣水庫可供水量為897萬m3，中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程配置方案為：扣除用于固原東部農(nóng)村飲水安全重點(diǎn)供水工程218萬m3，受水區(qū)可供水量為679萬m3，其中，固西引水工程配置132萬m3（西吉縣城114萬m3，原州區(qū)農(nóng)村生活18萬m3），固原市配置547萬m3（城市生活190萬m3，其他行業(yè)用水357萬m3）。

連通工程設(shè)計(jì)時，按照“高水高用、低水低用、就近利用”的配置原則對東山坡引水工程賀家灣水庫的可供水量重新進(jìn)行優(yōu)化配置如下：

（1）賀家灣水庫配置固東引水的218萬m3維持現(xiàn)狀，其中原州區(qū)176萬m3，彭陽縣42萬m3，均為農(nóng)村生活用水。

（2）賀家灣水庫配置固西引水的132萬m3維持現(xiàn)狀，其中西吉縣114萬m3，原州區(qū)18萬m3。根據(jù)西吉縣受水區(qū)供水范圍的分布及固西引水線路布置，按照“高水高用、低水低用”的配置原則，西吉縣的114萬m3優(yōu)先滿足固西引水片區(qū)103萬m3的農(nóng)村生活用水缺口，剩余的11萬m3配置到西吉縣城供城市生活。原州區(qū)分配的18萬m3仍維持現(xiàn)狀，供農(nóng)村生活。

（3）賀家灣水庫比中莊水庫高100m左右，而且靠彭陽縣比較近，同時受水區(qū)大部分地區(qū)地面高程低于賀家灣水庫；因此，相對于中莊水庫而言，從賀家灣水庫向彭陽縣供水運(yùn)行成本更低，更加節(jié)能。為此提出將賀家灣水庫分配固原市的547萬m3水量調(diào)配給彭陽縣，并優(yōu)先滿足北部地形較高的安家河片區(qū)農(nóng)村生活用水量缺口170萬m3，剩余水量377萬m3供給彭陽縣城市生活；這樣彭陽縣將有547萬m3的水量減少揚(yáng)程100m左右，年節(jié)約電費(fèi)約86萬元。賀家灣水庫原分配固原市的547萬m3水量通過水量置換的方式由中莊水庫供給，其中城市生活190萬m3，其他行業(yè)用水357萬m3。

通過以上優(yōu)化配置，東山坡引水工程賀家灣水庫供給受水區(qū)的水量為679萬m3，其中，彭陽縣547萬m3，西吉縣114萬m3，原州區(qū)18萬m3。配置彭陽縣的547萬m3中，城市生活377萬m3，農(nóng)村生活170萬m3；配置西吉縣的114萬m3中，城市生活11萬m3，農(nóng)村生活103萬m3；配置原州區(qū)的18萬m3均為農(nóng)村生活。賀家灣水庫原供給固原市的547萬m3置換到中莊水庫，其中城市生活190萬m3，其他行業(yè)用水357萬m3。

考慮東山坡引水工程賀家灣水庫水量優(yōu)化配置后，受水區(qū)城鄉(xiāng)生活缺水量由4042萬m3減少到3363萬m3，這部分缺水量全部由寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程解決。

4.2中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程中莊水庫水量配置

寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程以六盤山東麓的涇河水系為取水水源，新建7個取水點(diǎn)，多年平均年取水量3980萬m3。取水量經(jīng)74km的輸水線路輸送到固原南郊的中莊水庫進(jìn)行多年調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后多年平均年供水量3720萬m3，配置受水區(qū)城鄉(xiāng)生活缺水量3363萬m3后，剩余的357萬m3配置給固原市由賀家灣水庫置換到中莊水庫的其他行業(yè)用水。

計(jì)入賀家灣水庫置換到中莊水庫的其他行業(yè)用水357萬m3后，中莊水庫的配置水量為3720萬m3，其中，城市生活配置1980萬m3，其他行業(yè)置換用水配置357萬m3，村鎮(zhèn)生活配置1288萬m3，規(guī)?；B(yǎng)殖配置95萬m3。而區(qū)縣配置中，彭陽縣配置243萬m3，西吉縣配置1590萬m3，原州區(qū)配置1395萬m3，海原縣配置492萬m3。

賀家灣水庫的配置水量為679萬m3，其中，城市生活配置388萬m3，村鎮(zhèn)生活配置250萬m3，規(guī)?；B(yǎng)殖配置41萬m3。而區(qū)縣配置中，彭陽縣配置547萬m3，西吉縣配置114萬m3，原州區(qū)配置18萬m3。

中莊水庫和賀家灣水庫向受水區(qū)配置的總水量為4399萬m3，其中，城市生活配置2368萬m3，其他行業(yè)置換用水配置357萬m3，村鎮(zhèn)生活配置1538萬m3，規(guī)?；B(yǎng)殖配置136萬m3。而區(qū)縣配置中，彭陽縣配置790萬m3，西吉縣配置1704萬m3，原州區(qū)配置1413萬m3，海原縣配置492萬m3。

5 結(jié)語

寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全工程受水區(qū)范圍之大、受益人口之多實(shí)屬國內(nèi)少見，尤其是涉及到已建和規(guī)劃建設(shè)的181處農(nóng)村集中供水工程如何以中南部水源工程為“大水源”、通過連通工程供水到“小水源”、再通過配水管網(wǎng)供水入戶是非常復(fù)雜的問題，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)是解決區(qū)域水資源的優(yōu)化配置。本文在充分利用當(dāng)?shù)厮幕A(chǔ)上，將已建的東山坡引水工程和在建的中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程兩個外調(diào)供水工程聯(lián)合調(diào)度、統(tǒng)籌配置，既優(yōu)化了受水區(qū)水資源的配置，又充分體現(xiàn)了“高水高用、低水低用、就近利用”的原則，并達(dá)到節(jié)能降耗的目的，為工程設(shè)計(jì)提供了重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。

1. 《寧夏固原地區(qū)（寧夏中南部）城鄉(xiāng)飲水安全水源工程初步 設(shè)計(jì)報(bào)告》（寧夏水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，2012.08）。

2. 《寧夏固原地區(qū)（寧夏中南部）城鄉(xiāng)飲水安全連通工程可行性研究報(bào)告》（寧夏水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，2013.06）。

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.03.010

TV213

B

1672-2469（2014）03-0026-03

10作者簡介：曹建忠（1972年—），男，高級工程師。