重庆彭水县供水方案研究

唐 寅

1 电站蓄水影响

1.1 下游受影响河段概况

彭水水电站初期蓄水受影响河段为乌江干流彭水电站坝址—河口河段。该河段位于乌江干流下游,全长147 km,水位落差78.6 m,平均比降0.53‰,区间流域面积18 920 km2。河段内流域面积2 000 km2以上的支流从上游至下游依次有右岸的郁江、左岸的芙蓉江和大溪河,且芙蓉江上建有江口电站。

1.2 取水口最低取水水位

乌江沿线取水口(施工临时取水口除外)已建成长则十几年,短则5年～6年,且多数较为简易,各单位均未保留原始设计施工资料。但是2006年夏由于干旱乌江彭水段出现最低水位时,取水浮船或缆车均无法取水,通过人工挖渠引水的办法才勉强维持取水设备的运行,若乌江水位再降低,则无法取水。

2006年大旱后彭水水文站实测数据为最低水位204.71 m,相应流量为270 m3/s。彭水境内各河段相应最小流量按河段下游出口处集水面积与相近水文站的集水面积比的一次方计算。彭水水电站坝址以下河段从上至下为:彭水水电站坝址—郁江河口上;郁江河口下—芙蓉江河口上。两河段2006年9月最小流量分别为 270 m3/s,289 m3/s。此枯水期间,由于流量较小,再加上受断面、糙率等基本资料限制,对河道的水位按河道坡降计算,可得取水口最低取水水位,见表1。

1.3 蓄水对取水口影响

1)影响时间。蓄水断流对下游取水影响发生在整个蓄水过程中。根据按75%保证率来水情况,蓄水对彭水坝址—白马河段的影响时间为12.1 d;此时段对白马以下河段取水无影响。2)影响范围及程度。由于各取水口取水量远远小于乌江主流流量,因此蓄水断流对供水影响主要考虑水位影响。根据《泵站设计规范》规定:从河流、湖泊或水库取水时,取水源保证率为95%～97%的日平均或旬平均水位[2]。对于此蓄水方案,江口电站仅能保证不少于1台机组满发电时下泄水量,不可能弃水补偿。通过对白马—郁江口之间的水面线进行计算可知:虽然江口电站这种运用方式对芙蓉江河口以下河段的取水有帮助作用,但水面线不能达到取水口最低取水水位,在不采取措施的情况下,仍无法正常取水。3)对取水水质影响。在水库初期蓄水过程中,由于大坝不能下泄水量,致使下游河段水量减少,尤其是坝址—郁江口河段,只有少量的长溪河来水、郁江回水和区间流量,基本处于干枯状态。因郁江河口上、下游有城区生活污水和生产废水排放,这些污(废)水排入乌江后对下游取水水质是否有影响,应予以重视并需认真研究。

表1 彭水境内乌江沿线取水口最低取水水位 m

2 对策

2.1 采取工程措施的取水口

除彭水县城外,地方工业企业不但为地方提供税收和就业岗位,多数在干旱季节还肩负县政府指令的抗旱任务,对地方社会稳定起着重要作用。因此对这些企业应采取必要的工程措施解决供水问题,避免因停水而影响生产。由于这些企业的取水口均位于郁江河口下游,在郁江水量75%保证率情况下有38.3 m3/s的流量,在90%保证率情况下仍有46 m3/s的流量。另外,从中嘴镇取水口开始,又有芙蓉江江口电站的下泄水量汇入干流,使之水量增加。采取适当的工程措施解决这些企业的供水问题,具体工程措施见图1。

工程措施:当乌江水位降低、各取水口无法正常取水、搁浅于江滩时,先将取水浮船底部垫平,将缆车放置在最低位置;制作一个水箱将取水口置于水箱内;在靠近取水口的主流区设置潜水泵,将乌江水输送至水箱内,同时启动原取水泵站抽水。

2.2 彭水县城区供水对策

彭水县城区人口密度大、对供水水质和水量要求较高。由于县自来水公司取水浮船位于郁江河口上游,蓄水期间无法正常取水,致使城区供水受影响范围较大,影响程度也最为严重,因此应予以重视并单独研究对彭水县城区的供水对策。

彭水县自来水公司供水水源主要是附近溶洞水,乌江水是备用水源。但由于近年来用水量增加,再加上溶洞水供水量下降,从2006年开始,已有11个月从乌江取水。

根据蓄水断流影响范围研究结果,在干流截断时,郁江河口以上水面线由观音阁水位193.25 m向上游平推,水面范围向上游延伸至4.63 km,彭水县自来水公司取水口(浮船)处在该范围内,但已是郁江回水区的末端,远不能满足取水浮船的正常取水要求。另外,由于坝址—郁江口河段只有少量的郁江回水和长溪河来水,且基本处于静止状态,因此该河段水体的自净能力较差,污水经过混合稀释和天然净化后仍不能满足《生活饮用水水源水质标准》的要求。

对彭水县自来水公司取水浮船面临的特殊情况提出两种方案,经比较后推荐合理方案。

1)减量供水、区外调水方案。a.降低用水定额。在正常情况下,彭水县城区居民生活用水定额为200 L/(人·d)～250 L/(人·d)。根据文献[3]规定,对于小于50万人口的中、小城市,居民生活用水最低标准为 70 L/(人·d)～110 L/(人·d),建议在蓄水期间将县城居民生活用水定额降低至100 L/(人·d),保证最低生活水需求,此项措施需县政府做好协调工作。b.从城区外水源调水。彭水县城区目前有人口约8万人,在降低用水定额的情况下,仍有约1 000 m3/d的供水缺口。此时,建议租用运水车从彭水工地生活水系统取自来水向县自来水公司清水池送水。每台运水车按装水20 m3,送水一次用时2 h计算,租用6台车,每车每天送水8次～10次即可满足供水要求。建议在此期间城区采用定时供水制,早中晚各一次。城区再配置2台～3台5 m3的运水车用于城区内自来水调配,此项措施可委托县政府组织实施。该方案应注意自来水公司取水浮船的安全防护,可以采取两种措施:a.浮船停在原位情况下,应注意及时收放锚具,船底用枕木或砂袋垫平,避免搁浅时河床尖石穿破船底,保证该船在搁浅和起浮过程中的安全;b.将浮船拖至郁江河口处停泊,大坝恢复供水后再拖回原位。

2)工程方案。该方案是将自来水公司取水浮船拖至郁江河口取水。取水浮船就位后,从出水管上接一根DN300 mm的钢管沿右岸滩地铺设至现状停泊点,再与原管道连接。输水钢管长约1.7 km,局部设置砖砌支墩。因输水线路加长水头损失增大,浮船上水泵扬程不能满足供水水压要求,需在管道上串接管道泵增压[3]。

3)方案比较。减量供水、区外调水方案和工程方案均能满足蓄水期间彭水县城应急供水的要求。其中,采用减量供水、区外调水方案造成城区供水处于非正常状态,协调管理复杂、难度较大,但可节省投资。工程方案虽然投资较高,但因该方案较为简单,易于操作、实施,协调难度小,不影响城区正常供水,因此推荐采用该方案。

3 结语

通过以上方案比较,采取工程措施,在彭水水电站蓄水的12.1 d中,顺利的度过了乌江干流脱流的状况,很好的解决了彭水县当地生活和生产用水困难的问题,保证了当地人民生活和生产的稳定有序。彭水电站的成功蓄水,不仅为当地人民的生活、生产提供了新的发展契机,也使得西部电力紧张的局面得到缓和。

[1]SL 285-2003,水利水电工程进水口设计规范[S].

[2]GB/T 50265-97,泵站设计规范[S].

[3]GB 50013-2006,室外给水设计规范[S].