牛 盟，楊元波，靳小強，袁 凱

(陜西瀚泰水利水電勘測設(shè)計有限公司，陜西 西安 710000)

1 縣城供水工程概況

1.1 現(xiàn)狀供水水源概況

嵐皋縣縣城目前的供水水源位于四季河干流蒼水村，日引水能力16 900 m3；供水水廠主要包括堰溪水廠和方埡水廠，供水規(guī)模合計為15 700 m3/d；應(yīng)急備用水源位于藺河口電站調(diào)壓井，供水規(guī)模為3 500 m3/d。工程主要由取水樞紐(溢流壩、進水閘、沖沙閘)、沉砂池、減壓池及輸水管道組成。水源地建成后，堰溪水廠及方埡水廠均采用該水源供水，原供水水源已廢棄。

堰溪水廠建成于1996年，原設(shè)計供水規(guī)模2 000 m3/d，取水樞紐位于堰溪河，2011年進行水廠、管網(wǎng)改擴建，水廠擴建規(guī)模2 000 m3/d，總供水規(guī)模達到4 000 m3/d。1996年建廠時水廠占地面積1.4畝，主要由凈化構(gòu)筑物、宿辦樓等組成。凈化構(gòu)筑物主要包含進水系統(tǒng)、反應(yīng)池、沉淀池、過濾池、排污系統(tǒng)；宿辦樓建筑面積119 m2，主要包含消毒、化驗辦公室各1間、宿舍3間。2011年改擴建時新增了設(shè)備廠房153 m2，管理房67 m2，安裝B2Ⅱ-50型一體化凈水器2套。

方埡水廠建成于2004年，原設(shè)計供水規(guī)模為5 300 m3/d，取水樞紐位于方埡電站取水渠道。2017年水廠擴建規(guī)模6 400 m3/d，總供水規(guī)模達到11 700 m3/d。2004年建廠時水廠占地面積3 333.4 m2，主要由凈水構(gòu)筑物、清水池及辦公樓組成。凈水構(gòu)筑物包含反應(yīng)池、沉淀池、過濾池及排污系統(tǒng)；清水池容積2 000 m3，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；辦公樓建筑面積430 m2，磚混結(jié)構(gòu)，主要包含化驗間、檢修間、消毒間、辦公室、值班休息室等。2017年改擴建時增設(shè)160 m3/h反應(yīng)沉淀池2座、160 m3/h重力無閥濾池2座，600 m3清水池2座。

1.2 供水對象

根據(jù)《陜西省嵐皋縣方埡水廠擴建工程初步設(shè)計報告》、《嵐皋縣堰溪水廠及管網(wǎng)改造工程實施方案》等設(shè)計成果，供水對象為嵐皋縣縣城，供水人口5萬人。

1.3 水廠規(guī)模

根據(jù)本工程供水對象與規(guī)模，按照《防洪標準》(GB50201-2014)、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)，確定本工程為小(2)型供水工程，工程等別為Ⅴ等，主要水工建筑物為5級，次要建筑物級別為5級[1]。

2 取水水源論證分析

2.1 供水水源方案比選及合理性分析

根據(jù)縣城地理環(huán)境、水源條件等因素，可作為取水水源的有堰溪溝、四季河和平溪河三條河流。

堰溪溝作為堰溪水廠原取水水源，流域無實測資料，輸水口以上流域面積僅為5 km2，根據(jù)《安康市水文手冊》介紹的方法計算出多年平均徑流量為340萬 m3。上游植被良好，水質(zhì)無污染，地勢較高，可采用自流輸水方式輸水，投資少。涌過堰溪水廠近些年的運行情況看，實際來水流量較小，用水保證率低，同時在用水高峰期存在與農(nóng)業(yè)灌溉爭水的問題。2018年項目改造后，取水水源改為四季河取水口[2]。

四季河總流域面積171 km2，河長41.6 km，河道平均比降42.9‰。流域植被茂盛，上游有大片的原始森林、覆蓋率高，對徑流起著很好的調(diào)節(jié)作用，徑流年內(nèi)分配均勻，水量充沛，枯水期基流比較穩(wěn)定。方埡水廠取水口上游人口稀少且無污染源，是生活飲用水的理想水源。取水口以上流域面積為53.96 km2，多年平均徑流總量0.385億 m3。

平溪河為嵐河二級支流，河流出口距縣城中心4.0 km，流域總面積35.4 km2，主河道長11.4 km，平均比降66.3‰。流域內(nèi)人口稀少，植被覆蓋率大，水土保持良好，徑流穩(wěn)定，水質(zhì)無污染，河道比降大，滿足自流輸水條件。流域內(nèi)無水文站，無徑流實測資料，所有的水文特征值需用間接方法推求。用嵐河下游佐龍水文站的實測資料及《安康市水文手冊》介紹的方法計算出設(shè)計頻率為95%的來水流量為0.06 m3/s，來水量過小，且需建低壩取水，輸水長度較長，一次性投資較大，且遠景發(fā)展將無水可取。

綜上所述，上述三種取水方案中，方案一中堰溪溝流域面積較小，實際來水量較小，用水保證率低；方案三中平溪河來水量也不能滿足用水要求，引水管線較長，一次性投資大，未來將面臨無水可??；通過綜合比較，方案二從四季河取水，具有水量充足穩(wěn)定，水質(zhì)無污染，從四季河蒼水村上游500 m處的四季河取水口取水，供水成本低，一次性投資小等優(yōu)點，符合縣城供水長期規(guī)劃，故確定采用四季河作為取水水源。

2.2 可供水量論證

2.2.1 水源基本情況

四季河總流域面積171 km2，河長41.6 km，河道平均比降42.9‰。流域植被茂盛，上游有大片的原始森林、覆蓋率高，對徑流起著很好的調(diào)節(jié)作用，徑流年內(nèi)分配均勻，水量充沛，枯水期基流比較穩(wěn)定。方埡水廠取水口上游人口稀少且無污染源，是生活飲用水的理想水源。位于四季鎮(zhèn)蒼水村，取水口以上流域面積為53.96 km2。

2.2.2 水文資料

四季河流域無水文站和雨量站，距壩址較近的下游嵐河干流設(shè)有佐龍溝水文站，該站于1958年12月由陜西省水文總隊設(shè)立，屬國家基本站，1959年1月-1965年2月基本觀測斷面設(shè)于佐龍鄉(xiāng)附近稱佐龍站，控制流域面積1 836 km2，占全流域面積的86.3%。1966年1月基本觀測斷面向上游遷移1 200 m至碾盤灣稱佐龍(二)站，觀測資料至1980年底。由于安康水庫回水淹沒佐龍溝以上，該站與1981年1月上遷至六口鄉(xiāng)附近稱六口站，觀測資料自1981年1月至今，控制流域面積1 749 km2，占全流域面積的82.1%。兩水文站皆為國家基本站，測驗規(guī)范，計算方法合理，成果可靠。

2.2.3 觀測代表站基本資料評價

本工程所用的觀測代表站六口站具有1959-2018年60 a的實測長系列水文資料，并且均已整片刊布。雖然參證站與設(shè)計流域面積相差較大，但畢竟兩者同屬于同一流域，下墊面和氣候條件比較接近。同時本流域地處山區(qū)，社會經(jīng)濟發(fā)展較慢，人類活動對本流域影響相對較小，流域內(nèi)降雨、蒸發(fā)、氣溫和植被等長期保持著相對穩(wěn)定性，影響參證站和工程處徑流的主要因素在近幾十年內(nèi)是一致的。因此本次計算采用六口站作為參證站。

六口站及其前身佐龍站皆為國家基本站，測驗規(guī)范，計算方法合理，成果具有可靠性。同時參證站流域地處山區(qū)，社會經(jīng)濟發(fā)展較慢，人類活動對本流域的影響相對較小，參證站實測成果具有一致性。六口水文站1959-2018年60年的徑流連續(xù)系列中，特豐年份有1963年和1964年，年徑流量分別為22.32億 m3、21.51億 m3，分別為多年平均徑流量的1.69倍和1.63倍；特枯年份有1997年和1998年，年徑流量分別為7.9億 m3、8.43億 m3，分別為多年平均徑流量的0.6倍和0.64倍；平水年份有1973年和1987年，年徑流量分別為13.51億 m3、13.17億 m3，接近多年平均徑流量；上述分析說明，六口站1959-2018年60年徑流連續(xù)系列資料代表性較好。

2.2.4 多年平均徑流量

根據(jù)六口水文參證站1959-2008年50年徑流系列資料統(tǒng)計，按水文比擬法計算得四季河蒼水飲用水源地四季河壩址多年平均徑流量0.385億 m3。徑流年內(nèi)分配見表1。

表1 四季河取水口多年平均徑流量年內(nèi)分配表 億m3

表2 四季河取水口日平均流量保證率成果表 m3/s

2.2.5 多年平均流量

水源為徑流式輸水，對參證站60年的日平均流量進行分級排隊，統(tǒng)計出每一流量分級間的日平均流量出現(xiàn)天數(shù)，進行相應(yīng)頻率分析，計算出參證站的日平均流量保證率，見表2和圖1。

圖1 四季河取水口日平均流量保證率曲線

2.2.6 生態(tài)流量

四季河取水口取水后水源用于縣城供水，因此在取水口下游河段內(nèi)水源得不到補充，減水河段確定為四季河取水口以下河段，河段長度27 km。根據(jù)六口水文站2009-2018年10 a各年最枯月平均流量，按照水文比擬法計算四季河取水口各年最枯月平均流量，得出生態(tài)流量為0.24 m3/s。

2.2.7 供水優(yōu)先順序

根據(jù)《中華人民共和國水法》第二十一條：開發(fā)、利用水資源，應(yīng)當首先滿足城鄉(xiāng)居民生活用水，并兼顧農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境用水以及航運等需要?？紤]到四季河取水口下游干流灌溉面積較小，以及近年來移民安置，本項目供水的優(yōu)先順序依次為生活用水、工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水、農(nóng)業(yè)用水[3]。水廠供水規(guī)模為15 990 m3/d，取水流量為0.185 m3/s?？鄢畯S取水后生態(tài)流量保證率為67%。

2.2.8 輸水能力

四季河取水口輸水管道為DN400PE管，輸水流量為0.196 m3/s。滿足水廠用水需求。

2.2.9 可供水量

按照生活、生產(chǎn)用水優(yōu)先的原則，計算95%保證率水源可供水量，得出水源95%保證率年可供水量為568萬 m3。

2.3 水質(zhì)評價

根據(jù)《2019第四季度嵐皋縣飲用水水源地檢測報告》(2020年1月)，水源水質(zhì)檢測結(jié)果符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)限值要求。

2.4 取水口合理性分析

四季河取水口位于四季鎮(zhèn)蒼水村段，取水口以上流域面積為53.96 km2，多年平均徑流總量0.385億 m3。取水口處95%保證率年可供水量為568萬 m3，能夠滿足水廠供水需求，因此取水口的設(shè)置是合理的。

2.5 取水口可靠性分析

取水口所在位置巖石出露，地質(zhì)條件良好，同時也屬于水源保護區(qū)，不會有其他建設(shè)項目的影響；取水口上游人跡稀少，無污染排放，水質(zhì)也能得到保障。因此取水口的設(shè)置是可靠的。

3 結(jié)語

通過對嵐皋縣城供水擴建工程取水水源論證研究分析結(jié)果看，從四季河蒼水村上游500 m處的四季河取水口取水，具有水量充足穩(wěn)定，水質(zhì)無污染的優(yōu)點，從水源取水口處徑流計算成果分析可知，取水口處95%保證率年可供水量為568萬 m3，水廠年需水量449萬 m3，水源可供水量滿足要求，取水口設(shè)置合理可靠，可滿足長期供水需求。