对新时乡集中供水方案优化比选的几点思考

陈海妮

（礼泉县水利工作队 咸阳 礼泉 713200）

农村供水工程作为新农村建设与区域经济发展的重要基础设施,是提高农村地区人民生活水平、缩小城乡差别、建设社会主义新农村的重要物质条件，也是保障饮水安全、提高城乡供水保障能力、改善供水水质、保护饮用水源、维护人民群众的健康生命、生产发展、生活富裕、生态良好的显著标志。本文通过对新时乡自然和生产供水现状和人畜饮水存在问题进行简要阐述，对其项目建设中水源、水质和地质条件进行分析，力争使水源利用和投资规模合理化。

1 新时乡自然概况

新时乡位于礼泉县城南部，东邻药王洞，北靠礼泉城区，西与乾县接壤，南与礼泉县史德镇相连，距礼泉县城约5km，全乡辖21个村，2.95万人，总土地面积5.9万亩，供水区域南北长6.5km，东西宽5.3km，总面积34.45km2。区内地形平坦，西北略高于东南，属暖温带半干旱季风气候，年平均气温12.9℃，极端最高温度41.6℃，最低-20℃。冻土深度350mm；多年平均降水量为537mm；雨量多集中在7月、8月、9月三个月，日最大降水81.6mm，常年主导风向为东风、东北风，最大风速16m/s，平均风速2.4m/s，区内四季分明，光热资源丰富。

2 新时乡供水现状及存在问题

新时乡群众长期以来一直饮用30m～40m的自凿土井水，饮用方便，无费用负担，但是对该区及周边群众现饮的浅层土井水和100m～250m的灌溉井水分别进行了取样化验。结果显示：浅层地下水除硫酸盐、溶解性总固体、细菌总数、总α值超标外，氟含量均在1.64mg/L以上，深层地下水铬（六价）均在0.092mg/L以上，分别超出国家生活饮用水卫生标准近2倍（水质化验报告单附后），致使该区域氟斑牙发病率为95%以上；有10多名50岁左右的中年妇女有不同程度的氟骨症现象，患者手、膝、肢、脊关节变形、肿大，疼痛，有个别严重者基本丧失劳动能力，饮水不安全已经对群众的身心健康构成了严重威胁。

3 新时乡供水项目建设的条件

3.1 地表水资源条件

新时乡地表水资源要借助外域水源，该区域地处宝鸡峡引渭灌区。泔河水库和泔河二库为灌区两座中型调节水库。该区能利用的地表水源只有泔河水库，该水库总库容6160万m3、兴利库容2680万m3，位于县城北，距新时乡供水区北约13km左右。新时乡供水工程日需用水量 0.0986万m3，年需水量 24万 m3，是泔河水库兴利库容的0.0024%和0.86%，比例很小，从该水库取水解决新时乡集中供水工程供水量不会影响到水库灌溉能力。

3.2 地下水资源条件

根据《陕西省礼泉县水资源评价及开发利用现状分析》资料可以看出：新时乡水资源量为220万m3，可开采量为163.63万m3。该区年生活用水量为24万m3，占全县可开采量的0.048%，占南部台塬区可开采量的0.58%，占北部山区可开采量的2.89%，占本区域可开采量的14.21%。同时作为第二个要考虑的地下水资源是北部山区昭陵乡尧召村村北，地下水属岩溶地下水，天然资源量4.27×104m3/d，数值模拟区域开采资源量3.0×104m3/d，目前已开凿4眼深机井，通过输水管道已向礼泉县城区供水，开采量仅为1.0×104m3/d，富余水量仍然有2.0×104m3/d，是新时乡供水区需要供水量986.4m3/d的20倍。

3.3 新时乡工程地质条件

新时乡供水区域地层为第四系，岩性以黄土为主的土状堆积，覆盖于前第三系之上，下伏有黄土状砂质粘土、含结核、夹数层故土壤。地质为祁吕贺兰“山”字形构造。岩层相对较稳定，地层产状平缓、构造简单，无大型断裂构造，工程区属构造相对稳定地区。根据《中国地震动参数区划图》标准，工程区地震动峰值加速度a=0.05g,地震动反应谱特征周期为T=0.045s，相应的地震基本裂度为Ⅶ级，地质条件稳定，总之通过对新时乡地表水和地下水以及地质条件进行分析，可以看出，新时乡供水项目具备工程建设条件。

4 新时乡供水区域水源的选择

4.1 水资源选择应坚持的原则

参照《村镇供水工程设计规范》，新时乡最高日供水量为951.74m3/d、输水管道最高日最高时供水量为56.77m3/h，年供水量为23.16万m3，所以说选择水淅时要确保水源水量要充沛可靠，依据《室外给水设计规范》和《陕西省村镇供水工程初步设计要点》规定：用地表水作为饮水工程供水水源时，其设计枯水期流量的保证率应不低于90%，以地下水作水源时，其取水量应小于可开采量。其二是水源水质或经处理后的水质应符合国家饮用水水质标准。其三是水源应安全、经济以及便于水源保护等因素。

4.2 水资源的水质条件

根据《陕西省礼泉县水资源评价及开发利用现状分析》成果，作为第一水源的泔河二库水源，无毒理性元素，水质良好；作为第二水源的供水区域浅层地下水，水量蕴涵丰富，单井出水量在50m3以上，水中硫酸盐、溶解性总固体、细菌总数、总α值超标，氟含量1.64mg/l以上，矿化度大于1.0g/L；深层地下水单井出水量在80m3以上，水中铬（六价）在0.092mg/l，超出国家生活饮用水卫生标准，该区域地下水不能直接主活饮用；作为第三水源的礼泉县北部山区昭陵乡尧召村村北地下水，该水属岩溶水，目前各项指标匀符合《国家生活饮用水卫生标准》，可以直接饮用。

4.3 地表水水源选择及配套工程建设

从泔河水库取水解决工程的供水水源，可取水量完全能够满足供水工程的供水保证率。需建取水建筑物一座、水处理厂一处、加压泵站一座、压力管道约13km,管道穿越主要公路3处、穿越干支渠2处，经过测算水源工程费565万元，工程建安费560万元，水处理设备费25万元，制水成本2.33万元。

4.4 供水区域地下水水源选择

由于项目区浅层地下水氟含量超标，深层地下水六价铬含量超标，要采用项目区地下水，需开凿母子井一处，同时取用深、浅层地下水进行掺和，以降低浅层地下水氟、深层地下水铬含量。在开凿期间，要分层取样化验，留存相对良好的水，将浅层地下水和深层地下水提至地面水池进行掺和，这种方案工艺复杂，施工技术要求高，工程投资大，工程建后运行管理不方便，且掺和后水质仍然存在不合格可能，经过测算水源工程费46.1万元，工程建安费126.10万元，水处理设备费80万元，（水处理设备费和制水成本只考虑除氟设备和除氟费用），制水成本2.56万元。

4.5 利用地下岩溶水作为集中供水工程的水源

利用昭陵乡尧召村村北地下岩溶水作为新时乡集中供水工程的水源。该地下水是礼泉县城区水源地。礼泉县对昭陵乡尧召村村北水资源量的远期规划是：供县城供水的开采量为2.0×104m3/d,其余1.0×104m3/d水资源量为北部山区居民生活饮用。目前已建成供城区供水的水源井4眼，出水能力达10000m3/d，以DN400的球墨铸铁管送至县城城区一水厂。礼泉县城区现状用水6800m3/d，城市发展规划用水量为：2015年用水 10000 m3/d，2018年用水 12000 m3/d，2025年用水20000m3/d。设计项目现状年用水量仅占已开采富余量3200m3的1.68%,设计水平年用水仅占城区规划开采富余量8000m3的1.54%。尧召村北至县城城区一水厂的输水管设计流量为740m3/h，目前实际输水流量为310m3/h，输水能力富裕量大。但城区水源地已开采量满足不了新时乡设计水平年的用水，需在水源地处新开辟一眼水源井，增加尧召村北至城区管道的输水量，经过测算水源工程费114.91万元，工程建安费114.91万元，制水成本2.27万元。

4.6 新时乡集中供水工程水源方案的比选

从水源工程投资和制水成本两方面比较可以看出：从泔河水库取水，投资大，管理要按水源工程和配水工程设立管理管机构，相应的管理人员增多，管理用费大，制水成本高；在该项目区开凿母子井取水，虽水源井的投资相对低，但成井工艺难度大，井水仍需配套相应设备进行处理，增加了水处理设备费，总投资低于从泔河水库取水，略高于从城区供水水源地取水；利用礼泉县北部山区昭陵乡尧召村村北地下水，水质有保证，投资小，制水成本最低。通过以上分析比较，确定利用昭陵乡尧召村村北地下岩溶水作为新时乡集中供水的主水源为最优方案。

5 结论

新时乡集中供水工程水源方案的最后确定，在尧召村村北新开辟一眼水源井，增加尧召水厂至城区段管道输水量，成为新时乡集中供水工程的主水源。在礼泉县城区水源地--昭陵乡尧召村村北新开凿一眼深机井，增加城区供水工程水源地至城区段输水管道的输水量。供水区的西庄头、花寨、坡上、大寒四村从输水管道直接引伸管网，直接重力配水，其他受益区在用水高峰期通过水厂加压供水，加压水头和供水量由变频恒压智能无线供水设备控制，平时用水不经过水厂加压，通过管道直接向新时乡供水。供水项目的建成可以从根本上解决新时乡群众的饮水条件，并为加快农业产业结构调整、培育特色主导产业发挥了重要的推动作用。陕西水利