冉渡滩水库取用水合理性分析

杨 刚 李焕焕

（1遵义水利水电勘测设计研究院 2西北农林科技大学）

冉渡滩水库取用水合理性分析

杨 刚1李焕焕2

（1遵义水利水电勘测设计研究院 2西北农林科技大学）

冉渡滩水库工程主要以供水和灌溉为主，属中型水库。取用水合理性分析结果表明：设计总取水量9 400万m3/a，在保障城镇供水、工业园区用水、农村人畜饮水、农灌用水及水力发电用水情况下，水量利用系数为78.4%。水库取用水量适当，取水可靠性高，水源水量水质均有保障。

水资源 来水量 用水量 冉渡滩水库

冉渡滩水库坝址位于贵州省务川县丰乐镇庙坝村境内的马村坝河段，坝址距350县道1.5 km，距务川县城约48 km，距凤冈县城约46 km。坝址以上流域面积997 km2，干流长58.1 km，年均径流量7.14亿m3，年均流量22.6 m3/s。工程主要任务为供水（城镇供水、工业园区供水、农村人畜饮水）和灌溉，兼顾发电及其他。水库正常蓄水位738.00 m，发电限制水位730.00 m，死水位724.00 m。大坝最大坝高69.0 m，总库容5 480万m3，规模为中型，工程等别为Ⅲ等。输水总流量5.8 m3/s，设计灌溉面积3 573.33 hm2，设计灌溉流量2.46 m3/s。

1 区域水资源状况及开发利用现状

1.1 流域概况

冉渡滩水库位于洪渡河中游，流域内地势西北高、东南低，海拔高程234-1 456 m。流域形状呈羽毛状，西南角与湄江相邻，东南部为六池河，东北部为乌江干流。流域总面积3 677 km2，干流长205 km，天然落差1 047 m，河道平均比降5.1‰，河口多年平均流量90.9 m3/s。洪渡河属遵义市境内的流域面积2 879 km2，干流长 125 km，天然落差 340 m，出境处多年平均流量71.2 m3/s。洪渡河在遵义市境内流经凤冈、正安、湄潭、务川4县，较大一级支流有羊岗河、黄都河、车南河等。

1.2 区域水资源状况与开发利用现状

1.2.1 水资源状况

（1）分析范围内水资源总量。分析范围流域面积2 881 km2，地下水均向洪渡河及其支流排泄，不存在潜流和潜流蒸发量。从多年平均情况来看，本区水资源总量等于河川径流量。从流域面雨量变化来看，多年平均面降水量以绥阳场、凤冈、流渡、晏溪、杨家坪、丰乐、务川、江滨、镇南、涪洋、濯水、边山、德江等12站为代表，计算得面平均雨量为1 203 mm，江滨水文站以上流域面平均雨量为1 191 mm，二者相差甚微，故可不考虑面雨量修正[1]。分析范围内水资源总量，根据江滨水文站资料，采用水文比拟法计算为20.7亿m3，现状人均水资源量约为3 960 m3/人，相对于全国及贵州省人均水平而言，属较丰沛区域。分析范围内各设计频率水资源量，如表1所示。

表1 分析范围各频率水资源量

（2）取水水源论证范围内水资源总量。冉渡滩水库坝址以上流域多年平均面降水量以绥阳场、凤冈、流渡、堰溪、杨家坪等6站来代表，面平均降雨量为1 189 mm，与参证站基本一致，故可不考虑面雨量修正。取水水源论证范围内水资源总量，采用水文比拟法计算为7.13亿m3。取水水源论证范围内各设计频率水资源量，如表2所示。

表2 取水水源论证范围内各频率水资源量

（3）水资源质量。冉渡滩水库位于洪渡河中游，根据《贵州省水功能区划》，水库库区河段涉及“洪渡河正安保留区”，目标水质为Ⅱ级；大坝坝址至红毛洞电站河段涉及“洪渡河凤冈务川工业农业用水区”，目标水质为Ⅲ级。根据水质检测报告[2]，对照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），该河段现状水质属地表水Ⅱ类水质。

1.2.2 水资源开发利用现状

分析范围内水资源总量20.7亿m3，现状开发利用水量（不含水电站用水）12 510万m3，水资源开发利用率仅6.04%。从区域用水结构来看，用水是以农业灌溉为主，城镇用水和农村人畜用水次之，工业最少。由此可见，分析范围内水资源开发利用程度较低，水资源的开发利用潜力还很大。

2 工程取用水合理性分析

2.1 取水合理性分析

冉渡滩水库坝址处现状水平年多年平均来水量7.14亿m3，经分析计算，至规划水平年，坝址以上流域共计增加耗水量约270万m3，仅占坝址处年均径流量的0.38%，可忽略不计。冉渡滩水库工程以供水和灌溉为主，正常蓄水位库容4 490万m3，死库容1 660万m3，兴利库容2 830万m3，库容系数3.96%，属不完全年调节水库。经过水库调节后，完全满足工程设计取水量9 400万m3（P=95%频率，县城中心城区供水1 560万m3/a，工业园区供水6 150万m3/a，农村人畜饮水350万m3/a；P=80%频率，农田灌溉供水1 340万m3/a）的要求。

由于水库仅具备不完全年调节性能，供水取水量较大，加之下游有电站发电用水，水量交换频繁。水库上游流域污染源少，水质较好，水库蓄水造成富营养化的可能性很小，即使发电过程也不会改变水质状况和消耗太多水量，也不会改变区域水功能区的基本功能。从各方面来看，区域水资源条件均可满足冉渡滩水库项目取水要求。

2.2 用水合理性分析

近期、远期水平年，城市人口综合生活用水（包括城市居民日常生活用水和公共建筑用水）净定额采用210-220 L/人·d，其他用水量（包括浇洒道路、绿地、市政和仓储用水等）按城市综合生活用水量的15%考虑，城市供水管网漏失率采用10%-15%，日变化系数采用1.4，符合《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）的相关规定和区域实际情况，预测的县城中心城区需水量为1 830万m3/a。为对城市需水量进一步复核，特根据《城市综合用水量标准》（SL367-2006）的相关规定进行复核分析[3]。近期、远期水平年，城市人口综合用水定额采用270-280 L/人·d，预测的县城中心城区需水量为1 840万m3/a。两种方法所预测的成果基本一致，因此，推算的城市用水量为1 830万m3/a亦是合理的。

采用“地类面积法”计算，一、二、三类工业用地、公共设施用地、仓储用地、对外交通用地、工业防护用地、绿化及道路广场用地等地类用水定额分别为1.2 万 m3/km2·d、2.0 万 m3/km2·d、3.0 万 m3/km2·d、0.5 万 m3/km2·d、0.2 万 m3/km2·d、0.2 万m3/km2·d、0.3 万 m3/km2·d 和 0.2 万 m3/km2·d，符合《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）的规定。采用“工业产能法”计算，氧化铝、电解铝、铝加工、烧碱、石灰烧制、碳素阳极、钢球制造、水泥等门类产业，近远期用水定额分别为 8.0-7.0 t/m3、7.0-6.0 t/m3、15.0-8.0 t/m3、6.0 t/m3、0.9 t/m3、3.0 t/m3、0.3 t/m3和 0.6 t/m3。各门类产业用水定额，是根据产业规模、工艺结合《铝行业准入条件》（国家发展和改革委员会公告，2007年第64号）、《贵州省行业用水定额》（DB52/T725-2011）及邻近省市相关“行业用水定额”综合分析确定的。所以，各工业园区用水总量为7 860万m3也是基本合理的。

农村居民日用水定额采用80 L/人·d，集中饲养大牲畜用水定额采用55 L/头·d，小牲畜用水定额采用30 L/头·d，未预见水量及管网损失按15%计，公共建筑用水按居民生活用水的20%计，水厂自用水量按5%计，均满足《村镇供水工程设计规范》（SL687-2014）和《贵州省行业用水定额》等的有关要求。因此，农村人畜饮用水量333万m3/a亦是合理的。

冉渡滩水库灌区灌溉制度及模式较先进，渠道采用的防渗措施得当，灌溉定额合理，灌溉水利用系数也满足有关规范要求。经计算的多年平均灌溉用水量1 200万m3，P=80%灌溉用水量1 340万m3也是合理的。

冉渡滩水库发电限制水位为730.00 m（相应库容为2 620万m3），发电调节库容为1 870万m3，其多年平均发电用水量4.66亿m3，水量利用率可达65.3%。对不完全年调节水电站而言，水量利用是较为充分的。电站装机容量为2×8.0 MW，保证出力2.32MW（P＝80%），多年平均发电量为5910万kW·h，年利用时数3 690 h，加权平均净水头为54.0 m，水轮发电机综合出力系数A=8.3。与同类水电站比较，各项参数、指标的确定均较为合适。取用水量经过水轮发电机发电后全部回归河道，水量、水质及天然径流几乎不会发生变化。因此，冉渡滩水库电站的用水也是合理的。

3 工程取用水量分析

3.1 用水量分析

取水水源论证范围内（冉渡滩水库坝址以上流域）现状水平年（2012年）和规划水平年（2030年）总用水量及耗水量见表3。

表3 不同水平年总用水及耗水量

规划水平年与现状水平年相比较，在农灌用水方面，用水总量增加180万m3；在农村人畜饮水方面，由于城镇化的推进，农村人口减少，其用水量也减少，按降低至309万m3考虑[4]；区域内无县城以上城市分布，仅有8个集镇，未规划较大的工业园区，仅有少量必要的小规模乡镇企业分布，其用水主要依靠集镇人饮工程供给，所以在集镇用水方面较现状约增加402万m3。

由上述分析可知，至规划水平年（2030年），取水水源论证范围内，虽然有效灌溉面积增加较多，增加的灌溉用水主要依靠提高灌溉水利用系数和采用先进的灌溉制度与调整种植结构解决，与现状年用水量增加不大。流域内用耗水增加主要体现在随着生活水平提高，人均用水定额增加、集镇人口比重增大以及乡镇企业适当发展等方面[5]。总体而言，取水水源论证范围内共计增加用水量550万m3，占坝址处年均径流量比例很小，可按忽略不计考虑。

3.2 可供水量分析

水库在城乡生活用水方面，解决务川县城中心城区18万城市人口、9.2万农村人口及16.4万头牲畜用水问题；在工业用水方面，共计解决15.62 km2工业园区（镇南工业园区面积11.62 km2，大坪工业园区4.0 km2）用水问题；在农灌用水方面，共计解决3 573.33 hm2耕地灌溉用水问题；以及水力发电用水。工程设计年供水能力9 400万m3，完全可满足需要。

4 取水水源可靠性分析

4.1 水资源量

从水资源量方面看，冉渡滩水库坝址以上流域多年平均水资源总量7.14亿m3，工程设计年供水及灌溉总用水量9 400万m3，河道内水力发电供水4.66亿m3/a，总取水量5.6亿m3/a，占多年平均来水量的78.4%。经调节计算，洪渡河水资源量可满足冉渡滩水库多年平均供水量的要求。据前述可供水量分析可知，到规划水平年（2030年），上游流域内用水总体上变化不大，因此，冉渡滩水库工程的取水从水资源量方面看是可靠的。

4.2 水质

从水质方面看，根据水质调查和监测报告分析，所有检测项目指标均达到《地表水环境质量标准》中的Ⅱ类水质标准及集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值，完全满足城市生活、工业、农灌及水力发电用水的水质要求。且上游流域内无县城及以上城市分布，目前无工矿企业等污染源存在，至规划水平年也未规划较大规模的工业园区，坝址以上流域内总体人口稀少、农垦度也不高，属经济欠发达的山区，今后水质下降的可能性不大。水库建成后，通过采取将取水口以上流域划为水源地保护区加以保护、限制，同时还应加强库区附近居民生活污染源的治理力度，禁止污染源排入水库，以减少水源受污染的可能。流域内耕地面积较少，灌溉回归水量也较少，不致污染洪渡河水质。因此，取水水源水质基本上可得到保障。

4.3 取水口设置

从取水口设置的合理性方面看，冉渡滩水库具备成库条件，坝址河床较稳定，地形地质条件满足建坝的要求。从取水建筑物的设计布置方面看，其设计是切合实际的，布置是合理可行的，取水设施既能够满足本项目的取水需求，又能兼顾其他用水（生态用水）的取水需求。所以，取水口是合理可行且可靠的。

5 结论

综上所述，冉渡滩水库的取用水量适当，取水口位置设置合理，取水对其他用水户影响很小，用水虽对区域水资源量虽有一定影响，但考虑汛期最小下放5.0 m3/s，枯季最小下放生态用水2.26 m3/s，对下游河道生态影响不大。因此，冉渡滩水库的取水是可行的，也是合理的。水库建设符合“洪渡河干流红毛洞以上河段水资源利用开发规划”，符合国家及地方产业政策，采用的用水定额符合有关规程规范的要求，对保障务川县城居民生活及工业供水安全及对国家实施“农村人畜饮水安全战略”和“粮食安全战略”具有重要意义。

[1]姜广田.凌源市应急供水工程取用水合理性分析[J].水利技术监督，2015，23（2）：41-43.

[2]邱 静，黄本胜，马 瑞，等.滨海核电厂用水合理性分析[J].广东水利水电，2010（10）：4-8.

[3]彭 振.桦南县给水改扩建工程取用水合理性分析[J].水利科技与经济，2013，19（3）：92-94.

[4]邰 伟，王 宇.梅河口市阜康热源扩建工程取用水合理性分析[J].吉林水利，2014（12）：49-51.

[5]鞠 飞.阎王鼻子水库供水能力分析[J].水科学与工程技术，2016（3）：46-47.

TV62+1；TV213.9

C

1008-0120（2017）03-0021-03

高等学校博士学科点科研基金（201502SX005）

2017-07-27

杨 刚（1985-）：男，本科，工程师；通讯地址：陕西省咸阳市杨凌区水科所电气动力系，712100