民勤县集中供水湖区饮水安全工程水源方案比选

穆 鑫

（甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃 兰州 734000）

民勤县集中供水湖区饮水安全工程水源方案比选

穆 鑫

（甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃 兰州 734000）

为彻底解决民勤县湖区四乡镇农村供水水源水质不达标问题，通过现场及资料调查、经济技术比较等方法，对民勤县境内可用地表水源及相应供水方案进行比选，通过比选认为以红崖山水库库水作为供水水源，其水量、水质均可满足供水要求，且供水方案经济效果最优。

集中供水；饮水安全工程；水源方案

1 概况

民勤县位于甘肃省河西走廊东端北部，石羊河流域下游，近年来，随着人口的不断增长，上中游水资源开发利用程度提高，进入民勤盆地的地表水量减少，加之民勤盆地过量开采地下水，导致地下水位急剧下降，地下水位下降，矿化度上升，以北部湖区四乡镇最为严重，矿化度普遍在1 g/L以上，局部地区高达3 g/L，部分供水站水质兼有溶解性总固体、总硬度、氯化物、硫酸盐等指标超标，严重影响群众身体健康，不适宜再作饮用水水源，因此，对现状供水工程水源进行置换已刻不容缓。

2 水源概况

根据调查，民勤县南部可资利用的水源有红崖山水库库水、西营水库库水（西营专用输水渠末端取水）以及民调输水渠黄河水。

2.1 红崖山水库库水

红崖山水库南距武威市区60 km，北距民勤县城30 km，是一座以保护和改善民勤生态为主，兼顾灌溉、旅游、水产养殖等综合效益的中型水库，担负着红崖山灌区13个乡镇，2个国营农林场农田及生态经济林草灌溉任务，现状实际灌溉面积66.06万亩，同时承担着有计划地向青土湖输送生态水量的任务[1]。

红崖山水库始建于1958年，经过一期、二期、三期扩建加固及除险加固，水库设计总库容9930万m3，有效库容6251万m3，防洪库容5703万m3，水域面积25 km2。自石羊河流域重点治理项目实施以来，水库年来水量均维持在2.5亿m3以上。

目前红崖山水库正在实施加高扩建工程，根据《甘肃省武威市民勤县红崖山水库加高扩建工程初步设计报告》，加高扩建后水库总库容1.48亿m3，兴利库容9030万m3，调洪库容2503万 m3，淤积库容3244万m3。

2.2 西营水库库水

西营河专用输水渠是为了确保平水年份民勤蔡旗断面下泄流量达到2.5亿m3而修建的，西营专用输水渠总长度50.398 km，始于西营灌区渠首进水闸，止于民勤县蔡旗水文站上游石羊河左岸[2]，根据《甘肃省石羊河流域重点治理项目西营河专用输水渠工程初步设计报告》西营专用输水渠调水过程见表1。

表1 西营专用输水渠调水过程

2.3 民调输水渠黄河水

景电二期向民勤输水工程东起黄河，西至民勤县蔡旗水文站上游，工程全长约260 km，根据《石羊河流域重点治理景电二期总干渠及民调干渠改造工程初步设计报告》，民调渠的调水过程见表2，由表可知，民调渠设计年有效输水天数198天。

表2 民调渠调水过程

通过对上述资料进行分析可以得出以下结论：

（1）本工程3处可用水源从总量上均能满足工程用水需求。

（2）若以西营水库库水和民调渠黄河水作为本工程水源，则需新建调蓄设施，经计算，在设计保证率条件下，两水源新建调蓄设施所需的最小净容积分别为177.98万m3和102.14 m3。

3 供水方案简介与经济比选

3.1 供水方案简介

根据工程采用的水源不同，本工程有5种可行方案：

方案一：红崖山水库供水方案

方案二：民调渠供水方案

方案三：红崖山水库和民调渠联合供水方案

方案四：西营水库供水方案

方案五：红崖山水库和西营水库联合供水方案

民调渠与西营专用输水渠均止于民勤县蔡旗水文站上游，两者与工程受水区距离相当，工程建设内容相近，而民调渠有效输水天数（198 d）远大西营专用输水渠有效输水时间（74 d），为便于后续方案比选，本次对前3种设计方案进行详细说明并后续对其进行经济技术比较。

方案一：红崖山水库供水方案

本方案以红崖山水库库水作为工程供水水源，拟在现状已建跃进渠进水口左岸扩建水闸1孔，自闸后铺设有压管道约2.0 km自流输水至水库下游新建净水厂，原水经净化处理后输水至水厂清水池，后自水厂清水池铺设管网自流输水至项目区已建供水站调蓄水池，见图1。

图1 方案一示意图

方案二：民调输水渠供水方案

本方案以西营水库库水作为工程供水水源，拟在现状已建民调渠末端新建取水口1座，自取水口铺设管道16 km自流输水至杨霸村东北侧新建调蓄水池（净容积183.36万m3），自调蓄水池铺设输水管道18km自流输水至水库下游新建净水厂，原水经净化处理后输水至水厂清水池，自水厂清水池铺设管网自流输水至项目区已建供水站调蓄水池，见图2。

图2 方案二示意图

方案三：红崖山水库库水和民调输水渠联合供水方案

本方案红崖山水库库水和民调渠黄河水联合作为工程供水水源，拟在红崖山水库下游新建净水厂1座，自红崖山水库与民调渠末端分别铺设1条至红崖山水库下游新建水厂，管道长度分别为2 km和34 km。在民调输水渠输水时段以民调渠黄河水作为水源，在其非输水时段，则以红崖山水库库水为水源，见图3。

图3 方案三示意图

3.2 水源经济比选

为便于供水方案经济比选，方案比选过程中采用如下假定：

（1）假定水厂位置不变，水厂处理工艺相同，则水厂部分及其后输水管网部分建设内容相同，本次只对水厂前部分进行经济比较。

（2）调蓄水池容积按净容积计算，不计入蒸发渗漏损失量

三种方案经济比较详见表3。

通过表3可以得出以下结论：

（1）方案一、方案二和方案三的投资分别为：190.00万元、8209.8万元和3198.2万元。

（2）方案二与方案三投资远高于方案一，差额分别为：8019.8万元和3004.2万元。

（3）三种方案从经济角度讲方案一最优，方案三次之，方案二最差。

表3 供水工程方案经济比选表

4 方案选定

（1）从水量上讲，本工程3处可选水源总水量均满足本工程用水需求，但西营专用输水渠及民调渠均为季节性输水渠道，来水在时间上分布很不均匀，要使其能满足本工程需求，分别需修建容积为177.98万m3和102.14 m3的调蓄设施，且由于两者距离受水区距离均较红崖山水库远，需增加长约30 km的输水管道，工程投资大。

（2）从水质上讲，根据武威市2012～2015年环境质量公报，自2012年以来红崖山水库与西营水库水质监测结果均为地表水Ⅲ类，而根据《甘肃省石羊河流域重点治理项目西营河专用输水渠工程初设设计报告》西营专用输水渠输水时段基本为汛期，输水水质情况有待进一步检验。民调输水渠为黄河水，根据2015年兰州市环境质量公报，景电工程取水口河段其水质亦为地表水Ⅲ类，其水泥沙含量较大，水处理工艺将更为复杂。红崖山水库库水虽缺乏相关长期的水质监测资料，就本工程单次检测结果来看，仅浊度、菌群指标超标，具备作为饮用水的条件。

（3）从工程投资上讲，无论采用西营水库、民调渠单独供水方案或者其一与红崖山水库联合供水方案，其工程投资均远高于以红崖山水库单独供水的设计方案。

综上，推荐以红崖山水库库水作为本工程供水水源。

5 结语

民勤县湖区四乡镇农村饮水安全工程建设时间相对较早，由于近年来民勤北部生态恶化形势最严峻，范围逐步向南延伸，速度呈加快之势。北部湖区地下水水质恶化严重，矿化度普遍在3 g/L以上，局部地区高达10 g/L，部分供水站水质兼有溶解性总固体、总硬度、氯化物、硫酸盐等指标超标，严重影响群众身体健康，不适宜再作饮用水水源。本文对民勤县现状可用水源进行了分析论证，择优选择了适合本工程实际的优质水源，工程的实施彻底解决了民勤县湖区四乡镇的饮水安全问题，取得了良好的效果，可为类似巩固提升工程提供借鉴。

[1]甘肃省水利水电勘测设计研究院.甘肃省武威市民勤县红崖山水库加高扩建工程初步设计报告[R].兰州：甘肃省水利水电勘测设计研究院，2013.

[2]甘肃省水利水电勘测设计研究院.甘肃省石羊河流域重点治理项目西营河专用输水渠工程初步设计报告[R].兰州：甘肃省水利水电勘测设计研究院，2010.

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2017-06-07

穆鑫（1983-），男，山西大同人，工程师，主要从事水利水电工程规划设计工作。