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        某新建引水工程水源方案論證分析

        2021-11-24 00:32:50黃麗琴
        黑龍江水利科技 2021年11期
        關(guān)鍵詞:工程

        黃麗琴

        (江西省鄱陽(yáng)縣水利局,江西 鄱陽(yáng) 333100)

        1 工程概況

        項(xiàng)目所在縣城轄14鎮(zhèn)15鄉(xiāng),545個(gè)行政村,總?cè)丝诩s120萬(wàn)人,之前縣城供水主要采用采用地下水,近年來(lái)城建局實(shí)施了輸配水管網(wǎng)工程建設(shè),同時(shí)實(shí)施了城區(qū)供水改擴(kuò)建工程,采用兩當(dāng)河崖頭段地表水為供水水源,修建攔水壩及輸配水管道,城區(qū)修建有三級(jí)翻板閘工程,提高河流水位回灌城區(qū)地下水,供城區(qū)使用,然而在泄洪時(shí)期或枯水期,取水井內(nèi)水量和水位依然無(wú)法保障,時(shí)有斷流現(xiàn)象發(fā)生,不能滿足正常的用水需求,同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人口的不斷增加、旅游業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)狀供水能力遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)城區(qū)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水和城鎮(zhèn)居民生活需水的要求,急需通過(guò)新的水源工程解決近遠(yuǎn)期需水[1]。文章從縣城現(xiàn)狀水資源及供水情況出發(fā),進(jìn)行存在的問(wèn)題分析,并對(duì)新建引水工程進(jìn)行水源論證分析。

        2 存在的問(wèn)題分析

        2.1 水資源開(kāi)發(fā)利用存在的問(wèn)題

        1)現(xiàn)狀水源水量不足,城區(qū)水壓不足,供水缺乏保障。

        縣城區(qū)供水水源為城區(qū)地下水,城區(qū)地下水含水層薄,基巖淺,存不住水,水量季節(jié)性變化大。城區(qū)修建有三級(jí)翻板閘工程,提高河流水位回灌城區(qū)地下水,供城區(qū)使用,然而在泄洪時(shí)期或枯水期,取水井內(nèi)水量和水位依然無(wú)法保障,時(shí)有斷流現(xiàn)象發(fā)生,不能滿足正常的用水需求。目前,在供水量不足的情況下,城區(qū)供水采用分時(shí)段、分片區(qū)供水的措施,供水不足對(duì)居民生活和縣城經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成重大影響?,F(xiàn)狀供水是通過(guò)通過(guò)水泵加壓由城區(qū)供水管網(wǎng)給城區(qū)用水戶供給,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,縣城規(guī)劃向西北部擴(kuò)展,然而縣城區(qū)地勢(shì)西北高東南低,西北部新建設(shè)的住宅小區(qū)白天無(wú)法正常供水,長(zhǎng)此以往,若不徹底解決水量、水壓不足問(wèn)題,難以保障居民正常的生活用水。

        2)水源地缺乏保護(hù),水污染嚴(yán)重。

        縣城飲用水源地上游有一座金礦,對(duì)兩當(dāng)河水有一定的污染,縣城現(xiàn)狀水源地位于兩當(dāng)河,水源保護(hù)措施簡(jiǎn)單,取水處上游兩岸分布有居民村莊,存在不同程度的人蓄飲水共用或牲畜踐踏,致使生態(tài)環(huán)境及水質(zhì)逐漸惡化,同時(shí)對(duì)地下水的開(kāi)采沒(méi)有統(tǒng)一管理,隨意亂開(kāi)采,對(duì)于節(jié)水降污問(wèn)題的認(rèn)識(shí)不到位,迄今為止全縣的城鎮(zhèn)生活污水和企業(yè)生產(chǎn)廢水凈化處理不完善[2]。

        3)處理設(shè)施簡(jiǎn)單,出水水質(zhì)無(wú)保障。

        目前,縣城凈水廠的主要供水設(shè)施有混合、絮凝、沉淀、過(guò)濾一體化設(shè)備二套、400m3高位水池二座和加氯間一座,凈水廠始建于20世紀(jì)70年代,運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng),盡管1998年實(shí)施了改造建設(shè),設(shè)備老化亦很嚴(yán)重,臨河水質(zhì)污染嚴(yán)重,超出原有設(shè)備的負(fù)荷能力。處理后出水的水質(zhì)不達(dá)標(biāo),飲用人群膽結(jié)石病發(fā)率增加,這對(duì)當(dāng)?shù)厝罕姷纳硇慕】翟斐蓸O大危害。

        2.2 受水區(qū)供水存在的問(wèn)題

        1)供水能力不滿足現(xiàn)城區(qū)需水,急需解決近遠(yuǎn)期需水。

        現(xiàn)狀城區(qū)總需水量為59.50萬(wàn)m3,其中縣城水廠和金洞水廠集中供水總量?jī)H為41.06萬(wàn)m3,其余部分由企事業(yè)單位及居民自行供給,人均綜合用水僅70L/人·日,與規(guī)范中縣城綜合生活用水定額110L/人·日相比,現(xiàn)狀缺水率達(dá)36%,不能滿足現(xiàn)狀正常生活、生產(chǎn)需水量59.50萬(wàn)m3。根據(jù)用水預(yù)測(cè),到2025年縣城區(qū)各行業(yè)總需水量達(dá)到87.25萬(wàn)m3,遠(yuǎn)期2030年縣城區(qū)各行業(yè)總需水量達(dá)到110.78萬(wàn)m3,急需解決近遠(yuǎn)期需水。

        近年來(lái),由于縣城建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和旅游業(yè)的大力開(kāi)發(fā),每年夏天旅游旺季經(jīng)常發(fā)生斷水(分時(shí)段供水)現(xiàn)象,如遇干旱期,城區(qū)生活需水問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)重,因此,急需尋找新的水源,以解決這供水緊張問(wèn)題。

        2)現(xiàn)用水水質(zhì)無(wú)法保證。

        城區(qū)現(xiàn)狀供水水源主要為兩當(dāng)河地下水(潛水),由于水源上游有金礦、村莊,會(huì)使水質(zhì)逐漸惡化,水處理費(fèi)用較高,且供水量不足,如發(fā)生水源污染、地質(zhì)災(zāi)害等問(wèn)題,影響到水源,水質(zhì)不能飲用,會(huì)給人民生活帶來(lái)很多問(wèn)題。

        3)供水管網(wǎng)老化短缺。

        縣城供水管網(wǎng)雖經(jīng)2012年改造建設(shè),但由于近年來(lái)城區(qū)建設(shè)飛速發(fā)展,加之已建供水管網(wǎng)沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)劃,沒(méi)有形成環(huán)狀供水,供水安全性差,供水設(shè)施沒(méi)有隨縣城的發(fā)展而隨之完善。高層建筑的普及和人口的增加使原有管網(wǎng)不能滿足要求,供水壓力加大后故障發(fā)生頻繁,供水成本上漲,供水質(zhì)量下降。縣城城區(qū)部分區(qū)域沒(méi)有敷設(shè)供水管網(wǎng),城區(qū)給水管網(wǎng)為枝狀,給水水點(diǎn)水壓不能滿足城區(qū)發(fā)展要求。

        目前要解決以上問(wèn)題,改善當(dāng)?shù)毓┧畻l件,要采取的措施有:①建設(shè)新的供水水源,并科學(xué)管理;②改造供水管網(wǎng),本次著重解決新水源問(wèn)題。

        3 引水工程水源論證

        3.1 引水工程供水任務(wù)及規(guī)模

        本次引水工程從某溝段取水,引水至縣城新建凈水廠,以解決的縣城居民用水困難問(wèn)題[3]。受水區(qū)規(guī)劃引水規(guī)模157.64萬(wàn)m3,受水區(qū)規(guī)劃水平年引水規(guī)模計(jì)算表見(jiàn)表1。引水工程水量節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖1。

        表1 受水區(qū)規(guī)劃水平年引水規(guī)模計(jì)算表

        圖1 徐楊河引水工程水量節(jié)點(diǎn)圖(2025年)

        3.2 水源的選定及論證

        3.2.1 水源的選擇

        1)地下水:

        縣城現(xiàn)狀地下水的富水區(qū)單井最高日出水量?jī)H為184m3,水量較小,兩當(dāng)河河床砂礫層較薄,僅有3-4m,大口徑方案顯然不可靠,故不宜采用地下水。

        2)地表水:

        縣城境內(nèi)地表水有嘉陵江水系及漢江水系,水源選擇分析如下: ①嘉陵江水源擬定從兩當(dāng)河匯入口上游側(cè)的嘉陵江右岸取水,水量滿足城區(qū)供水要求,但地勢(shì)相比于縣城較低,從此處引水,需在嘉陵江右岸修建提水泵站,河道枯水期水位高程約815m,提水泵站出水管后接輸水管道,壓力輸水管沿兩當(dāng)河河岸階地布置至安全貯水池,安全貯水池后接凈水廠。安全貯水池設(shè)計(jì)水位 1024m,故泵站幾何揚(yáng)程約為209m,輸水線路總長(zhǎng)13.5km。該方案水量豐沛,但輸水管線較長(zhǎng),存在電力提水方案運(yùn)行管理費(fèi)用高、管理難度大的問(wèn)題。②徐楊河孔家溝以上大多被原始森林覆蓋,生態(tài)植被好,水質(zhì)較好,而且地勢(shì)相比于縣城較高,取水樞紐處水位約1207m,有地形優(yōu)勢(shì),輸水管線長(zhǎng)約26.213km,可采用重力流輸水至縣城凈水廠。經(jīng)水文計(jì)算分析,徐楊河孔家溝段在枯水年即保證率在95%時(shí)年徑流量481萬(wàn)m3,扣除生態(tài)流量后,水量可滿足縣城用水需求[3]。

        綜合比較,本工程取水水源確定為徐楊河孔家溝段地表水為兩當(dāng)縣城區(qū)供水主水源,具有水質(zhì)較好,水量充沛,工程投資低,施工難度小,運(yùn)行費(fèi)較 低等優(yōu)點(diǎn)。

        3.2.2 水源論證

        3.2.2.1 水量

        徐楊河引水工程設(shè)計(jì)水平年2025年取水規(guī)模為124.15萬(wàn)m3,遠(yuǎn)期2030年取水規(guī)模為157.64萬(wàn)m3,取水點(diǎn)從徐楊河孔家溝段引水,取水?dāng)嗝嬉陨狭饔蛎娣e64.4km2。經(jīng)水文計(jì)算分析,徐楊河孔家溝段在枯水年即保證率在95%時(shí)年徑流量481萬(wàn)m3。

        1)生態(tài)流量:

        徐楊河道內(nèi)無(wú)依賴性水生生物,從取水?dāng)嗝娴叫鞐詈訁R入紅崖河匯口僅10km,區(qū)間內(nèi)還有眾多支流匯流,流域內(nèi)植被茂盛,屬于生態(tài)極好地區(qū),因此枯水月份生態(tài)流量按同期均值的10%計(jì)算[4],豐水時(shí)段按多年平均流量0.45m3/s 的10%計(jì)算,由此計(jì)算得取水?dāng)嗝嫔鷳B(tài)需水量95.48萬(wàn)m3。

        2)可供水量:

        取水?dāng)嗝婵晒┧坑?jì)算是在考慮扣除上游用水后,考慮從斷面下泄生態(tài)流量,故取水?dāng)嗝婵晒┧堪聪率接?jì)算:

        95%保證率取水?dāng)嗝婵晒┧?95%河道來(lái)水-生態(tài)水量。

        根據(jù)斷面處實(shí)際來(lái)水過(guò)程及下游水量平衡分析,95%保證率下取水?dāng)嗝婵晒┧繛?85.52萬(wàn)m3。縣城區(qū)設(shè)計(jì)水平年2025年取水量124.15萬(wàn)m3,遠(yuǎn)期2030年取水量為157.64萬(wàn)m3,取水?dāng)嗝嫣幙晒┧?85.52萬(wàn)m3??h徐楊河引水工程建成后,設(shè)計(jì)水平年2025年徐楊河孔家溝取水?dāng)嗝娓挥嗨繛?61萬(wàn)m3,遠(yuǎn)期2030年徐楊河孔家溝取水?dāng)嗝娓挥嗨繛?28萬(wàn)m3,水量充足,可滿足要求。

        3.2.2.2 水質(zhì)

        水源地地表水均來(lái)自山區(qū)的降雨和冰雪融水,根據(jù)水樣水質(zhì)分析測(cè)試,徐楊河孔家溝水源總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌不符合,其余檢測(cè)項(xiàng)目符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求[4]。

        3.2.3 工程總體布局

        縣城供水工程是以城市供水為主的供水工程,供水主要對(duì)象為縣城,引水工程主要由徐楊河孔家溝水源取水樞紐工程、取水樞紐至安全貯水池輸水管道工程(穿管隧洞)、安全貯水池、凈水廠。取水樞紐、輸水工程、安全貯水池和凈水廠等永久性主要建筑物按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì),次要建筑物及臨時(shí)建筑物按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。本工程水源地取水樞紐建在距徐楊河匯入紅崖河河口10km處的徐楊河孔家溝段,輸水管線沿徐楊河向下游徐楊河溝口、紅崖河后、靈官峽口布置,再沿經(jīng)過(guò)劉家溝的穿管隧洞(長(zhǎng)1570m)至北崖溝,跨溝口后,跨兩當(dāng)河后分別至1#-4#安全貯水池。

        4 結(jié)論和建議

        結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)際情況,考慮到工程建設(shè)和縣城的實(shí)際情況,縣城供水工程設(shè)計(jì)水平年近期為2025年、遠(yuǎn)期為2030年。本工程取水樞紐徐楊河孔家溝處近期2025年引水量124.15萬(wàn)m3/a、遠(yuǎn)期2030年引水量157.64萬(wàn)m3/a,工程正式投用后,縣城水廠供水規(guī)模達(dá)到0.6萬(wàn)m3/d,可滿足縣城區(qū)近期2025年及遠(yuǎn)期2030年供水需求。建議縣政府在工程建設(shè)及運(yùn)行期間加大力度進(jìn)行水源地保護(hù)措施建設(shè),保障水資源不受外界污染。

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