南水北调向鲁山县城供水工程方案研究

□余培松（河南省南水北调中线工程建设管理局）□丁永杰（河南省水利勘测设计研究有限公司）□纪淑庆（灵宝市黄河河务局）

1.引言

鲁山县位于平顶山市西南部，淮河流域沙河上游。南水北调中线工程总干渠横贯鲁山县东部，在境内全长42.37 km。受自然地理条件限制，鲁山县水资源可利用量有限，特别是鲁山县城的供水紧缺，大量挤占水库灌区用水，城乡供水矛盾突出。随着工业化和城镇化进程加快，当地水资源不能保障需水增长的要求，迫切需要增加南水北调工程供水。南水北调中线工程调水145亿m3方案总体规划时，曾将鲁山县境总干渠右岸农业灌溉列入供水范围。目前实施的南水北调中线一期工程其供水目标主要供城市用水，考虑鲁山县城位于总干渠左岸且地势偏高，未将其列入供水范围。随着县域经济快速发展，鲁山县城区规模不断扩大，水资源短缺是成为制约城区发展主要因素之一。

为解决鲁山县缺水问题和经济社会发展对水资源的需求，研究在南水北调总干渠鲁山县段内增设分水口门，增加向鲁山县城供水是非常必要的。

2.水资源开发利用现状及存在问题

2.1 水资源量及现状

根据有关资料分析，鲁山县当地水资源多年平均可利用量为1.77亿m3，其中地表水可利用量为1.61亿m3，地下水可利用量为0.16亿m3。鲁山县现状年供水量为1.23亿m3，其中地表水供水1.07亿m3，地下水供水0.16亿m3。县城城区年供水量2074万m3，其中地表水供水由昭平台水库灌区引水1095万m3，开采地下水979万m3。在地下水供水量中，公共供水企业水井供水624万m3，自备井供水355万m3。

2.2 存在的主要问题

2.2.1 水资源紧缺，不能保障经济社会发展用水需求

鲁山县城区位于昭平台水库下游，为平原地貌，城区生活及工业用水主要靠打井解决，由于常年超采，浅层地下水位下降，根本不能满足城区居民生活和工业生产需要。位于县城西20 km的昭平台水库以防洪为主，汛期弃水量较多，利用率很低，近期新建的鲁阳电厂需要从昭平台水库取水1859万m3，限制了昭平台水库只能为鲁山县城年供水1000万m3左右。随着社会、经济的发展，城区人口迅速增加，以城市为依托的工业规模也将逐步增加，水资源需求的缺口会越来越大。

2.2.2 县城工业用水大量挤占农业用水

昭平台水库灌区1997-2001年灌溉平均供水量4262万m3，有效灌溉面积2.67万hm2，实灌面积1.67万hm2，加上水库向江河机械厂工业供水500万m3，昭平台水库年平均供水量4726万m3。2002-2008年平均灌溉供水量1502万m3，实灌面积0.48万hm2，昭平台水库年平均总供水量2240万m3，2008年增加了汇源化工集团用水，工业用水总量达到1590万m3。

昭平台水库灌溉供水量由1997-2001年的年均4262万m3减少到2002-2008年的年均1502万m3，工业用水大量挤占农业用水。

2.2.3 城区地下水超采

2008年鲁山县城区面积24 km2，建成区面积16.03 km2，按本区域地下水可开采量模数分析，可开采量为12.7万m3/km2，城区地下水每年可开采量约304.8万m3。2008年鲁山县城区自来水厂和企事业单位自备井实际开采地下水979万m3，地下水严重超采，而且随着社会和工农业发展，地下水超采随需水量增加有扩大的趋势，需要严格控制城区和工业园区地下水开采量，避免过度超采引发城区地面沉降等水文地质灾害。

3.南水北调供水量及工程布置

3.1 供需水平衡分析

经对鲁山县各水平年需水量和可供水量进行平衡分析，现状基准年全县需水量13606万m3，可供水量1.23亿m3，缺水量1306万m3，缺水率为9.6%，主要是农田灌溉缺水和城市挤占农业用水，实际灌溉面积未达到有效灌溉面积造成的缺水。2020年全县需水量1.57亿m3，可供水量为1.40亿m3，缺水量1631万m3，缺水率为10.4%；2030年全县需水量1.71亿m3，可供水量1.51亿m3，缺水量2034万m3，缺水率11.9%。缺水对全县经济社会发展有严重影响。

县城城区现状基准年由于昭平台水库向城市生活工业供水1590万m3，加上地下水供水，基本维持了城市用水；2020、2030年城市需水量为3448万、4483万m3，挖掘当地供水潜力，利用污水处理厂的中水，2020、2030年增加中水回用量548万、912万m3，城市可供水量为2267万、2631万m3，县城区缺水量2020年为1181万m3，2030年为1852万 m3。

3.2 供水需求量

县城现状供水量是在挤占昭平台水库灌区用水和超采城区地下水状况下维持的城市用水，根据鲁山县城市经济社会发展总体规划确定各用水部门规划水平年的发展目标，选定节水定额，预测城市2020年、2030年需水量，符合“先节水、后用水的原则”，在供水量预测中，充分挖掘当地水资源的供水潜力，增加非常规供水，利用城区污水处理厂处理的污水，增加中水回用量达548～912万m3，经过全县供需平衡分析，规划水平年全县缺水率仍有11%，难以通过其他工程措施和途径解决县城供需平衡问题。南水北调中线工程供水目标以城市生活工业供水为主，为此需要通过南水北调中线工程，保证县城的生活、生产和环境用水。

根据供需水平衡分析，县城区2020年缺水1181万m3，2030年缺水量1852万m3。河南省2001年5月完成的《河南省南水北调城市水资源规划报告》各地市对南水北调的需调水量以2010、2030年两个水平年的缺水量为基本依据，大部分地市提出的需调水量相当于2010、2030年缺水量的平均水平，鲁山县城2020、2030年两个水平年缺水量平均为1516万m3，建议鲁山县城年需调水量取1000万m3。由于南水北调水量指标已分配到受水区各省辖市，平顶山市政府同意在全市总水量不变的条件下，调整水量分配指标，增加鲁山县城供水量。在总干渠增设分水口门，流量按年调水量折算的平均流量为0.70 m3/s，考虑年用水季节变化及地区间水资源调配，分水口门设计流量适当留有余地采用1.0 m3/s。

3.3 供水工程布置

经方案比选，在鲁山县境内辛集镇张村东南总干渠左岸增设分水口门，该口门位于鲁山坡东北，南水北调总干渠沙河渡槽以北，由于修建沙河渡槽，该口门距离水厂最近，水厂地面高程约145 m。向鲁山县城供水工程布置，从总干渠分水口门引水（桩号为SH（3）13+800），经泵站加压后向西经魏庄，沿231省道在西肖楼折向西北，穿越231省道、焦枝铁路后向西偏南直达水厂，全长11.08 km，沿途穿越大浪河及其支流，穿越城区道路等。输水管道采用球墨铸铁管，管径0.8 m，设计流量0.5 m3/s，泵站扬程38.8 m，装机容量440 kW。

4.结语

鲁山县经济社会发展迅速，当地水资源可供水量不能保证经济社会发展用水需求。鲁山县城产业聚集区经济发展迅速，城市人口快速增长，现状供水大量挤占农业用水，供需矛盾突出。

根据供需水平衡分析，现状基准年全县缺水量1306万m3，主要是农田灌溉缺水和城市挤占农业用水；县城区由昭平台水库加上地下水供水，基本维持了城市用水。规划水平年2020年全县缺水量为1631万m3，县城缺水量为1181万m3；2030年全县缺水量为2034万m3，县城缺水量1852万m3。缺水对全县经济社会发展有严重影响，为保证城市发展的用水需求，增加南水北调中线工程供水是必要的。

南水北调中线工程总干渠横贯鲁山县南部，在境内全长42.37 km，部分渠段（沙河渡槽）距离县城只有3 km，区间地势开阔。在辛集镇张村南总干渠左岸增设分水口门，通过泵站加压向鲁山县供水，输水线路长11.08 km，提水扬程38.8 m，管道可沿道路铺设，交通便利，在技术上是可行的。