龙四立
(广西水利电力勘测设计研究院,南宁 530023)
广西田林县城区供水水源选择研究
龙四立
(广西水利电力勘测设计研究院,南宁 530023)
田林县城区目前用水主要依靠启文水库,水源单一,供水能力不足。通过分析田林县城区周边水资源状况和开发利用条件,结合水源水量水质情况、城区发展规划、经济合理可行等因素,对不同水源工程方案进行综合比较,最终推荐以启文水库扩建后和那罕引水工程联合供水方案。
供水规划;启文水库;那罕引水工程;联合供水;供水规模;田林县
田林县位于桂西北,行政区域总面积为5 524 km2,县城距百色市64 km,是典型的山区贫困县,下辖4个镇,10个乡。2012年末总人口25.54万人,其中城镇人口4.6万人,县城4.41万人;现有耕地面积31.5万亩,主要以水稻、玉米、甘蔗等农作物为主,主要经济作物为八渡笋;农村人均纯收入为4 589元,低于广西农民人均纯收入6 008元。
县境内河流较多,分为右江和红水河两大水系,流域面积100 km2以上的河流有12条。南部支流汇入右江,北部支流汇入红水河。河流来水量主要由大气降雨形成,水量丰富,但季节差异明显,年内分布不均。城区位于右江流域乐里河水系,发源于田林县板桃乡的米花岭南麓,东南走向,流经板桃、潞城、县城区,于乐里镇新建村东关屯出境,在百色市阳圩镇供元村汇入右江干流,全长130 km,流域面积1 416 km2,其中田林县城以上571 km2,河长79 km,落差282 m,河道平均坡降3.6‰。乐里河干支流上有启文水库、丰厚水库、平宜水库等小型水库。
启文水库位于田林县城区4 km处的启文河上,那罕引水工程位于利固河那罕村断面,距离田林县城区约25 km(见图1)。
根据《田林县县城总体规划(2012~2030)》,至2020年、2030年,城区人口规模分别为6.6万人、8.0万人。依据城市发展布局,采用综合用水量指标法和分项目用水量指标法对供水区需水量进行预测,经综合分析,推荐分项用水量指标法成果,即田林县城区2020年、2030年日均需水量分别为1.74万m3/d、2.84万m3/d;根据城区应急需水预测成果,2020年、2030年田林县城区应急需水分别为0.86万m3/d、1.42万m3/d,城区有从乐里河干流提水应急工程1处,取水规模0.53万m3/d,未来仍有约0.36万m3/d~0.92万m3/d的缺口,且枯水期乐里河干流的水量无法保证。本次研究拟定田林县城区的供水水源为启文水库工程及那罕引水工程,两者互为备用,方能满足2030年城区应急用水需求。
田林县城区现有水源工程启文水库建设标准低、规模小,城区供水安全保障程度低,不能有效解决干旱缺水问题,严重制约经济发展,影响人民群众的正常生活,一旦发生极端灾害天气或突发水污染事故时,县城区的供水安全将受到严重威胁。因此,必须从战略高度出发,科学合理地规划建设符合当地实际的水源工程,从根本上解决干旱缺水等供水安全问题,为经济社会的可持续发展提供有力的水源支撑。
图1 乐里河水系及供水方案示意图
田林县雨量时空分布差异较大,乐里河流域多年平均径流深仅在200~400 mm之间,干旱季节缺水严重,枯水期(11月~次年4月)仅占年均来流量的14%。启文水库作为县城现状唯一供水水源,自身调节能力有限,特旱期间只能通过临时抽取乐里河水进行应急,而受城区上游2个乡(镇)、18个村共2.2万人及1.24万亩农田用水影响,存在极大的安全危机。据预测,至2030年城区最高日需水规模达3.98万m3/d,现状最高日供水能力1.0万m3/d,远不能满足远期2030年用水需求。
从城区周边水资源条件看,可向城区供水的水源主要有乐里河干流、启文河、丰厚河、利周河及南盘江。
(1)乐里河干流。丰、枯水期流量相差较大,由于生产生活污染,下游水质逐年恶化,乐里河不能满足县城需水量及供水安全要求。此外,乐里河上游村屯及连片农田沿河两岸分布,南昆铁路、百隆高速公路以及连接各乡与县城的主要道路均沿河而布,建库代价巨大;
(2)丰厚河。河口附近建有丰厚水库,坝址距县城约25 km,坝址以上集水面积76 km2,有效库容613万m3,是一座以灌溉为主,兼顾防洪等综合利用的小(1)型水库。根据《潞城旺吉工业片区控制性详细规划》,丰厚水库的供水任务将调整为灌溉、农村人饮及旺吉工业园区用水供水水源,经水量平衡分析,丰厚水库在保证自身供水任务的情况下,难以再承担向田林县城区正常供水任务;
(3)启文河。启文水库距县城区4 km,坝址控制集水面积72.8 km2,多年平均来水量2 677万m3,有效库容90万m3,坝址上游沿岸植被良好,上游启文村人口约800人,耕地1 200亩,水质主要受农业“三氮”影响,但处理成本不高,是城区较为理想的供水水源,可通过扩容满足城区需水要求;
(4)利周河。发源于老山南麓,上游为岑王老山国家级自然保护区,生态植被良好,是县境内利周河等河流水源涵养地之一。根据调查走访,未出现断流现象,特枯年份那罕断面最枯来水量可达0.2 m3/s;那罕村以上人烟稀少,水质优良,可实现向县城区自流供水,是较理想的供水水源;
(5)南盘江调水工程。进水口位于隆林县沙梨镇那东河与南盘江交汇处上游约6 km的南盘江右岸,进水口高程382 m,出水口位于田林县潞城乡营盘村乐里河三岔河口处,出水口高程365 m,采用隧洞引水方式,隧洞全长60 km,仅考虑城区供水(3.98万m3/d),按隧洞的最小施工断面要求1.5 m(宽)×1.8 m(高)计算即可满足,总投资为3.2亿元,该方案虽然为田林县未来发展提供较为可靠的水源保障,但投资大、论证复杂[1]。
根据启文水库库区地形地质条件和水库淹没等情况分析,水库扩容敏感因素主要为库区淹没问题,水库上游启文村居民大片耕地高程分布在363m以上,根据调查分析,该片耕地为库区村屯村民的基本农田。如果只考虑启文水库单水源向城区供水,达到日均可供水量2.84万m3/d,则需有效库容1 050万m3,对应正常蓄水位371 m,库区上游基本农田全部被淹,部分居民需搬迁,工程投资高达3.0亿元,且仍无法实现双水源供水目标和那罕引水工程沿途村镇供水需求,同时征地补偿标准和搬迁安置方式是移民的主要关注点,也是主要的社会稳定风险因素。如果移民对占地补偿标准和搬迁安置方式不认同,将增加项目实施的难度,增加与移民沟通协调的资金和时间成本,影响工程进度。因此,从减少淹没损失及社会维稳考虑,水库最高正常蓄水位以不超过363 m为宜。
经综合分析,单一水源均不能满足域区供水需求,故可考虑联合给县城供水,而启文水库和那罕引水工程是较理想的供水水源。
4.1 供水能力分析
(1)启文水库。近期在未建设那罕引水工程的情况下,启文水库扩容工程须保障县城区2020年需水(1.74万m3/d,城区断面)要求,经水量平衡分析,启文水库所需有效库容为495万m3,再考虑淤积高程、取水口布置等因素,相应水库最低水位为358 m;据库区地形地质条件和水库淹没等情况分析,水库扩容敏感因素主要为库区淹没问题,水库最高正常蓄水位以不超过363 m为宜。经初步分析,拟定水库正常蓄水位比较方案为358 m、361 m、363 m方案,水库向城区供水的日均可供水量分别为1.85万m3/d(城区断面,下同)、2.03万m3/d、2.15万m3/d。
(2)那罕引水方案。多年平均可引水量为1 754万m3。引水规模下限以满足城区2030年应急需水为原则,取1.5万m3/d;上限以满足城区2030年城区需水为原则,取3.5万m3/d,因此,拟定引水规模分别为3.5万m3/d、2.0万m3/d、1.5万m3/d,相应的可引水量分别为735万m3、545万m3、493万m3,但受季节影响较明显,可引水量主要集中在丰水期。
4.2 方案研究
4.2.1 联合供水原则
(1)遵循供水的公平、有效和可持续原则,在区域范围内统一进行水资源的合理配置;
(2)为充分利用启文水库的调节能力,提高城区用水保证率,联合供水时,在利周河有富余水可引时,优先利用利周河水,不足部分由启文水库供水;
(3)那罕引水工程首先要保证利周河下游沿河两岸村屯的生产、生活、生态用水。下游用水首先由下游区间来水进行供水,不足时由引水工程进行补水,只能引取大于环境流量且下游不缺水时的部分余水量,主要集中在丰水期,因此,引水后对下游影响较小;
(4)那罕引水供水口采用三叉口形式,即可以直接向县城直接供水也可以将水引至启文水库进行调节,而一旦发生突发事件,立刻关闭引水管控制阀门,切断两水源之间的联系,满足应急供水要求。
4.2.2 方案组合
通过启文水库与那罕引水工程进行联合调度,在满足下游供水要求、尽量满足城区供水需求的情况下选定投资最少、社会风险最小的最优方案。利周河那罕断面处于自然保护区边缘,只能采取低坝方案,这就要求启文水库有较大的调节库容,充分利用水资源,才能保障城区供水安全。同时,依据优水多用原则,应充分利用利周河富余水量,因此丰水期优先引用利周河优质水源,将启文河来水储存在启文水库,提高水库抗连续干旱风险。
联合供水方案比选以正常蓄水位方案相应于不同的设计引水流量,以满足2030年城区需水要求进行组合,将各方案满足城市供水日保证率97%相应的供水量作为效益比较,经综合考虑库区淹没、管径投资及引水对利周河流域的影响等因素,推荐总投资最省的、那罕引水管径适中且对利周河流域影响相对较小的方案,即启文水库正常蓄水位361 m方案与利周河那罕引水规模2.0万m3/d联合供水方案。具体见表1~2。
田林县城周边可供选择的水源有乐里河干流、丰厚水库、平宜水库、启文水库、利周河以及红水河调水。从红水河流域调水操作难度大、投资成本高,且不符合“优先开发利用本流域水资源”的原则;丰厚水库、平宜水库有自身的供水任务,向城区供水的潜力不大;乐里河来水量季节变化大,成库条件差,加上上游沿岸人类活动影响,水质难有保障。经综合比较认为,启文河水量充沛,水质优良,可以通过启文水库扩容工程加大供水能力;利周河水质优良、枯水季节来水量稳定,且可自流至县城水厂,是较为理想的供水水源。
在研究中,坚持“以人为本,合理利用水资源,为区域经济可持续发展、环境改善、社会和谐提供可靠的保证”的理念,在研究解决田林县城区供水安全问题的同时,还要保障现状其他用水户的发展用水。从区域角度出发,按照优水优用原则,同时也保障了利周河下游用水,实现区域水资源的优化配置。
表1 启文水库、那罕引水工程供水方案比较表
表2 田林县城区规划水平年供水方案汇总表(城区断面)
[1] 广西水利电力勘测设计研究院.广西田林县城区供水水源规划[R].南宁:广西水利电力勘测设计研究院,2014.
(责任编辑:刘征湛)
Study and selection of water sources for urban area of Tianlin County
LONG Si-li
(Guangxi Water and Power Design Institute,Nanning 530023,China)
Qiwen Reservoir is the major water source for the urban area of Tianlin County,although its water supply capability is not enough.Based on analysis of the water resources of surrounding areas as well as the development and utilization conditions,multiple water source proposals were compared in respects of water quantity and quality,city development planning and construction cost before the joint water supply scheme was recommended,incorporat⁃ing expansion of Qiwen Reservoir with Nahan Water Diversion Project.
Water supply planning;Qiwen Reservoir;Nahan Water Diversion Project;joint water supply;water supply scale;Tianlin County
TV213.2
B
1003-1510(2016)01-0009-04
2015-11-13
龙四立(1982-)男,广西金城江人,广西水利电力勘测设计研究院工程师,学士,主要从事水利水电工程规划设计工作。