二密镇供水工程取水量分析

许春生，刘凤海

(1.吉林省水文水资源局通化分局，吉林 通化 134001;2.吉林省德惠市松花江镇水利管理站，吉林 德惠 130309)

1 基本概况

二密镇供水工程位于通化县北部，是通化县北部重要的乡镇。西部与通化四棚乡接壤;东北部与大安镇相连，南部与快大镇毗邻。供水工程取水水源位于浑江流域右岸支流哈泥河一级支流二密河下游，水源取水口控制点以上流域面积60 km2，河道长度12 km，河道平均坡度8.6‰。流域植被较好，山地多为次生林覆盖。土壤分布:坡地为粘壤土，平地为壤土，河谷两岸多为农田。

二密镇属于北温带大陆性季风气候，四季气候变化分明，其特点是春季干燥多风，夏季温热多雨，秋季凉爽晴朗，日温差大，冬季严寒而漫长。日平均气温低于零度的时间，一般从11月中旬至翌年3月下旬，长达四个月之久。根据通化市气象站观测资料统计，多年平均降水量870.6 mm，降水量年内分配不均，每年6—9月份是该地区的主要雨季，其降水量可达全年的71%。历年平均年蒸发量为670.1 mm(E601蒸发器观测值)，历年平均气温4.9℃ ;极端最高气温35.3℃，发生在1972年7月 18日，极端最低气温度-36.3℃，发生在1952年2月3日。多年平均日照时数2 282.9 h，多年平均风速 1.8 m/s;历年瞬时最大风速 24 m/s，发生在1962年5月8日。

2 取水水源分析

2.1 资料的选用

工程所在区域二密河上没有设立水文站，在通化县的喇蛄河及赶马河上早期建有水文站，由于实测资料系列较短，因此选用浑江大罗圈沟河铁厂水文站、哈泥河八里哨水文站、浑江通化水文站实测径流资料作参考分析，铁厂站1973-2006年共34年完整的水文测验整编资料，该站为省级重要水文站、二类精度站。通化水文站1956-2008年共53年完整的水文测验整编资料，该站为国家重要水文站、一类精度站，哈泥河八里哨水文站1959-1984年共26年实测水文资料，该站为省级重要水文站、二类精度站。以上三个水文站资料完整、准确、可靠，可作为本次论证的补充资料。但考虑到资料相近、集水面积、气候条件、地形地貌等因素条件，主要选用铁厂水文站做为参证站、其它两站做为验证校核。

表1 水文站情况一览表

2.2 径流系列的代表性

参证站铁厂、通化、八里哨水文站水文资料，建站以来逐年成果均通过了省水文水资源局组织的年度资料水文审查，达到《水文资料整编规范》标准。

取用1973～2006年径流量系列进行统计参数分析，同时在《吉林省水文图集》中查得工程取水口以上二密河流域统计参数，成果见表1。参证站铁厂水文站所在流域与论证流域面积极为接近，自然地理和下垫面及气象条件极为相似，水文统计参数符合流域统计参数分布规律，可认为具有较好代表性。

表2 水文统计参数统计表

从年径流差积曲线看，在1973-2006系列包括了丰、平、枯水年，并有周期的变化规律，整个系列包含了2个周期，可认为该段系列具有很好的代表性。铁厂水文站1973-2006年径流差积曲线分析见下图1所示:

图1 铁厂站历年径流量差积曲线

2.3 来水量分析

根据铁厂水文站1973-2006年的径流量资料及《吉林省水文图集》中查得工程取水口以上二密河统计参数(采用P-Ⅲ型频率曲线)，多年平均径流量 W=0.24×108m3，Cv=0.40、Cs=2.5Cv，计算出参证水文站及取水水源各频率设计年径流成果，见表2。

表2 参证水文站及取水口以上设计天然年径流成果表108m3

2.4 用水量分析

根据二密镇净水厂供水工程项目要求，现状水平年2006年取水量为134×104m3/a，日取水0.368 3×104m3;近期规划水平年2010年取用水量为180×104m3/a，日取水0.493 8×104m3。远期规划水平年2020年取用水量为266×104m3/a，日取水 0.729 2 ×104m3。

取水口以上两山夹一沟，用水主要有两个自然村，人口稀少，没有水田及工厂。因此没有水田的灌溉用水量及工业用水量，只有少量的生活用水。90%保证率下，取水口以上天然来水量为0.127×108m3/a。

2.5 可供水量计算

90%保证率下，取水口以上流域(集水面积为60 km2)天然来水量为0.127×108m3/a，没有水田灌溉用水量及工业用水量，扣除生态用水量0.003 8×108m3后可供水量为0.123 ×108m3。

3 取水量可靠性和可行性分析

3.1 可靠性分析

取水口以上流域(集水面积60 km2)多年平均天然来水量为0.24×108m3，考虑生态用水，多年平均可供水量为0.236 2×108m3;现状水平年2006年取水量为134×104m3，日取水0.368 3×104m3;近期规划水平年2010年取用水量为180×104m3，日取水 0.493 8×104m3。远期规划水平年2020年取用水量为266×104m3，日取水0.729 2×104m3。占取水口上游多年平均天然来水量比例分别为5.6%、7.5% 、11.0% 。

通过分析计算，90%保证率下，取水口可供水量为0.127×108m3/a，满足现状水平年 2006年取用水量0.013 4×108m3/a要求，满足近期规划水平年2010年取用水量为0.018 0×104m3，满足远期规划水平年2020年取用水量0.026 6×108m3要求。虽然年用水总量满足用水要求，但由于取水口设在天然河道上，对水量没有调节作用，所以需对来水量进行月分配及日分配，即看典型年的各月来水量是否满足日取水要求，如不满足，看一年有多少天遭到破坏，破坏日由原水源提供多少供水量。月来水、供水过程余缺水计算如表3、表4。

二密河近期规划水平年2010年90%保证率按月水量供需平衡计算

表3 104m3

二密河远期规划水平年2020年90%保证率按月水量供需平衡计算

表4 104m3

考虑不利情况影响，选取铁厂水文站2000年作为典型年将取水口来水量按铁厂水文站2000年的分配比例对90%保证率取水口来水量进行月分配，并对现状水平年2006年和规划水平年2010、2020年90%保证率来水、用水和供水进行按月平衡分析(见图2、图3和图4)。现状水平年2006年只有2月份不能满足要求，缺水量为6.06×104m3，其它各月能满足要求。近期规划水平年2010年1月和2月不能满足要求，缺水量为3.247 ×104m3和9.698 ×104m3，12 月部分日期不能满足日取水量要求，缺水量为2.542×104m3，远期规划水平年2020年1月、2月、12月不能满足要求，缺水量为 10.541 ×104m3、16.525 ×104m3和 8.187 ×104m3，3月份有部分日期不能满足要求，缺水量为 3.757 ×104m3。

图2 典型年(2000年)90%保证率及2006年可供水量与用水量过程线

图3 典型年(2000年)90%保证率及2010年可供水量与用水量过程线

3.2 可行性分析

远期规划水平年2020年年取水量为266×104m3，日取水量0.729 2×104m3。通过以上统计分析，远期规划水平年2020年1月、2月、12月不能满足要求，缺水量为10.541×104m3、16.525 ×104m3和 8.187 ×104m3，3 月份有部分日期不能满足要求，缺水量为3.757×104m3，达不到90%保证率，若要达到90%保证率，缺水日可从原水源取水，缺少量能够通过原水源进行补偿供给。因此，双水源互为补充后取水完全能够得到保证，取水量可行。

图4 典型年(2000年)90%保证率及2010年可供水量与用水量过程线

4 结语

根据选取水源所在区域的实地调查勘测和水资源开发利用情况，遵循水资源的合理配置、高效利用和有效保护原则，充分利用现有的水文资料成果，在分析资料代表性、可靠性和可行性的基础上，推算取水口断面的来水量，结合二密镇下游工业需水量、流域综合规划和水资源分配、预留生态水量等来确定水资源供需平衡情况，分析现状与规划水平年取水水源不同保证率的来水量、可供水量和用水量以及水资源供需平衡情况，从而确定供水水源和原供水水源并用才能保证二密镇供水工程的取水量。