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(1.四川省水文水资源勘测局,成都,610031;2.四川沃土项目投资管理有限公司,成都,611731)
内江市中心城区水资源配置的合理性分析
王萍1,赵大金2
(1.四川省水文水资源勘测局,成都,610031;2.四川沃土项目投资管理有限公司,成都,611731)
本文进一步查清内江市中心城区水资源及其分布,根据相关规划、不同时期水资源条件,分别采用不同的水资源配置方案,以缓解内江市中心城区水资源供需矛盾,促进和保障人口、资源、环境和经济协调发展。并从不同角度分析内江市中心城区水资源配置的合理性,为内江市第三水厂一期工程沱江水源取水许可的审批提供依据。
水资源 配置 分析 内江市
内江市中心城区2025年规划城市用地范围为200km2,涉及内江市市中区、东兴区管辖的全部街道办事处及10个乡镇,以下简称供水区。
供水区人均水资源294m3/人·a,仅为全省平均2887m3/人·a的10%,按国际标准,属极度缺水区。
内江市作为省政府规划的特大城市,近年来城市建设和经济发展迅猛,城市化率快速提高,供水量逐年增加。但供、需水未能完全同步,致使城市供需矛盾常发生,且出现供水安全隐患。针对供水区水量供给日渐不足,应急能力形势严峻的问题,新建内江市第三水厂,刻不容缓地提上了内江市政府的工作日程。
2.1 自然地理与社会经济概况
内江市位于四川盆地东南部,沱江下游中段,介于东经104°15′~105°26′、北纬29°11′~30°02′之间。市区主要座落在中浅丘及沱江Ⅰ、Ⅱ级阶地上,是典型的四川盆地东南部红层丘陵区,地形总体北高南低,海拔320m~340m。
据《内江统计年鉴》2013年末全市幅员面积5385km2,户籍人口426.84万人,全市实现地区生产总值1069.34亿元。
2.2 气象
内江市属亚热带湿润季风气候。气候温和、雨量适中、光热充足。气温平均15°C~28°C,最高41°C,最低-5.4°C。无霜期330d,水面蒸发量569.1mm。
2.3 水文
供水区主要河流有沱江及其一级支流清流河、小青龙河。沱江干流穿越中心城区。清流河是沱江一级支流,长122km,流域面积1554km2,平均流量15.8m3/s。小青龙河系沱江一级支流,长40.3km,流域面积405km2,平均流量3.44m3/s。
3.1 内江市降水量及其分布
1954年~2013年,平均年降水量内江市市中区945.5mm,东兴区980.9mm。6月~9月降水量占年降水量的69.9%,12月~翌年2月占年降水量的4.26%,最大年降水量1571.5mm,最小年降水量525.5mm。
3.2 水资源及其特征
3.2.1 地表水资源及其特性
据沱江干流登瀛岩水文站1954年~2013年资料,区域径流主要由降雨形成,主汛期6月~9月径流量占全年的69.6%,12月~翌年2月占7.03%。多年平均流量295.2m3/s,多年平均年径流深642.7mm。
以水资源四级区套县(区)计算分区分析:市中区、东兴区多年平均年径流深267.9mm,仅为沱江流域平均年径流深的69.7%。计算分区地表水资源见表1。
3.2.2 地下水资源及其分布特征
经计算,内江市市中区、东兴区多年平均年地下水资源量分别为1023万m3、3119万m3。见表1。
3.2.3 水资源总量
水资源总量指当地降水形成的地表产流量与降水入渗补给地下水量之和。水资源总量用下式计算:
W=RS+Pr=R+Pr-Rg
式中:W为水资源总量;RS为地表水资源量;Pr为降水入渗补给量;R为河川径流量;Rg为河川基流量。
内江市地下水资源量均为重复量。经计算,内江市中区、东兴区多年平均年水资源总量分别为10345万m3、31651万m3。多年平均地表水资源量模数26.8万m3/km2·a,小于长江流域平均56万m3/km2·a。见表1。
3.2.4 人均水资源量
供水区人均水资源量294m3/人·a,仅为全省平均2887m3/人·a的10%,属极度缺水区。见表1。
表1 内江市市中区东兴区水资源量
3.2.5 过境水资源
经计算,供水区过境水资源量950700万m3,其中沱江829000万m3;球溪河、濛溪河、清流河121700万m3。
3.2.6 当地水资源可利用量
采用地表水可利用量与浅层地下水可开采量相加,扣除重复量,估算水资源可利用量。经计算供水区多年平均水资源可利用量21418万m3/a,占当地水资源量的51%。
3.2.7 过境水资源可利用量
可利用量是在估算必须满足河道内生态环境需水量和难以控制利用的汛期洪水量的基础上确定。
河道内生态需水量,采用多年平均流量的10%。汛期难于控制利用的洪水量根据流域最下游控制节点以上总的调蓄能力和水量消耗程度综合分析计算。经计算,供水区沱江河段可利用量131800万m3/a,占过境水量13.9%。
4.1 供水现状
据《内江市水资源公报》,2013年供用水量,市中区13955.28万m3,东兴区14643.68万m3。
供水区,2013年末户籍人口57.96万人,常住人口60.49万人,常住人口中36.99万人(城镇35.6万人,农村1.39万人)用水,现状年2013年由内江城区水厂和内江第二水厂提供。内江城区水厂水源为沱江,供水规模5.0万m3/d;内江第二水厂水源为濛溪河、沱江,供水规模10万m3/d。
2013年农村居民生活用水定额80L/人·d,日供水规模1550m3,城镇人口综合用水指标320L/人·d,供水区平均日用水量已达到11.5万m3。日变化系数1.3,最高日用水已达到14.96万m3,最高日取水16.2万m3,其中从沱江最高日取水15.1万m3、从濛溪河取1.12万m3/d。近年来,由于供水区城市化加快,用水量显著增加,已达到现有水厂生产能力极限,急需增加内江市的自来水供应能力。
4.2 需水预测及供水规划
内江市城市规模,2020年为大城市、2025年为特大城市,依据《城市综合用水量标准》(SL367-2006),2020年、2025年人口综合用水指标分别为301L/人·d~411L/人·d、301L/人·d~425L/人·d。
4.2.1 内江市第三水厂一期工程
金沙江水源工程建成前,内江城区水厂、内江第二水厂、内江市第三水厂(一期)联合供水,可为供水区常住人口66.93万人供水,其中城镇56.58万人,农村10.35万人。城镇单位人口综合用水指标320L/人·d,农村生活用水定额90L/人·d。平均日需水量19.04万m3,最高日需水量25万m3,内江城区水厂、内江第二水厂15万m3/d总供水规模不变,尚有最高日供水量10万m3的缺口,将由拟建的第三水厂(一期)承担。
4.2.2 2025年规划水平年
供水区至2025年总供水人口96万人,其中城镇人口85.64万人、农村人口10.35万人,城镇单位人口综合用水量指标为350L/人·d,农村生活用水定额95L/人·d。平均日需水30.96万m3,最高日需水40万m3。内江第二水厂、内江市第三水厂为供水区供水,内江城区水厂作为应急备用。内江第二水厂供水10万m3/d,第三水厂供水30万m3/d,供水区总供水40万m3/d,满足供水区规划水平年需水要求。
内江市第三水厂一期工程先从沱江取水,金沙江向家坝水源工程建成后,将全部置换本项目沱江水源,沱江水源仅作为供水区补充备用。
5.1 沱江水源
5.1.1 沱江来水量计算
登瀛岩水文站位于本项目取水口上游69.2km,选择登瀛岩水文站最小流量,作为本项目取水水源计算依据,并用水文比拟法移算至取水口断面。取水口断面径流设计成果见表2。在计算本项目取水口断面可供水量时,扣除本项目取水口断面与登瀛岩水文站间的沱江干流取水户共33户的取水流量0.18m3/s。经计算,本项目取水口断面最枯流量≥3.78m3/s。
表2 取水口断面年平均流量、最小流量统计参数及设计成果
5.1.2 沱江来水可供水量计算
本项目减水河段最小下泄生态流量为3.78m3/s,取水口断面95%保证率的最小流量为11.3m3/s。现状该河段除主要的取用水户内江第二水厂、内江城区水厂和天官堂水电站、沱灌工程外,无其它大的取用水户。
水资源配置原则:在取水口断面来水流量95%保证率最小流量条件下,扣除登瀛岩水文站与本项目取水口间的用水户取水流量、最小生态流量后,应当优先保证内江第二水厂、内江城区水厂、沱灌工程和本项目取水。
取水断面95%保证率最小流量条件下,本项目保证流量≥5.33m3/s。见表3。
表3 本项目保证流量计算 单位:m3/s
2025年内江城区水厂、内江第二水厂保持现有规模。规划新建的内江市第三水厂工程分两期,一期10万m3/d,二期增加20万m3/d,达30万m3/d总供水规模。
金沙江水源工程建成前,内江市第三水厂一期水源为沱江,最高日用水量10万m3,水厂自用水量按最高日用水量的5%计算,最高日取水10.5万m3,日变化系数1.3,平均日取水8.08万m3,年取水2949万m3,平均日供水量7.69万m3。
5.2 向家坝水电站金沙江水源
据规划,向家坝灌区一期工程2021年建成通水到内江。届时内江市第三水厂每年以设计引水流量3.2m3/s,平均日取水27.6万m3,年取水量1.01亿m3向供水区供水。满足水厂的取水量要求。
5.3 水质
2014年8月,内江市环境监测站对内江市第三水厂取水口处进行了水质全指标分析,取水口处水质满足《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》Ⅲ类水质。
6.1 地下水资源
内江市多年平均地下水产水模数为2.50万m3/km2·a,属红层地下水资源贫水区,不能满足内江市第三水厂大型水源地要求。
6.2 地表水资源
6.2.1 沱江水源
本项目沱江取水口断面多年平均流量302m3/s,多年平均年径流量952387万m3/a,95%保证率最小流量为11.3m3/s。本项目年取水量2949万m3/a,占取水口断面多年平均年径流量的0.31%。从水量、水质来看,沱江干流本项目取水口河段来水能满足本项目取水要求。
6.2.2 清流河
清流河水质好,但水量少,仅能保证5万m3/d的供水规模,为椑木片区的供水水源。
6.2.3 小青龙河
小青龙河因水量、水质得不到保障,不能作为水厂的水源,可作为工业自备水源。
6.2.4 向家坝金沙江水源
2020年后增加向家坝水库调水工程,向内江城区设计引水流量3.2m3/s,年供水量1.01亿m3。该水源满足供水区2020年后大部分用水要求,适合作为供水区主水源。
6.3 水源选择的合理性
相关规划均推荐金沙江水源工程建成后,采用金沙江水源作为内江市第三水厂主水源。因此,选择第三水厂最终的主水源为金沙江,补充和备用水源为沱江。
6.4 新增取水的合理性
供水区现状总用水量28599万m3,分别加上本项目沱江年取水量2949万m3、规划水平年2025年内江市第三水厂供水规模30m3/d,年取水量为38611m3,取用水总量分别低于2020年、2030年内江市市中区、东兴区用水总量控制指标红线,故新增内江市第三水厂沱江取水、金沙江水源取水是合理的。
内江市第三水厂最终的主水源为金沙江,补充和备用水源为沱江。沱江、金沙江水源,水质、水量分别满足内江市第三水厂一、二期取水要求。供水区取水总量,分别低于2020年、2030年用水总量控制指标红线,需水预测采用的指标,接近《城市综合用水量标准》下限。综上内江市第三水厂取水符合水资源合理配置要求,内江市中心城区水资源配置是合理的。
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