马蹄水库取用水及退水方案合理性水资源论证

(遵义水利水电勘测设计研究院，贵州 遵义 563000)

马蹄水库位于贵州省遵义市播州区马蹄集镇北面黑水河上，水库大坝为重力坝，坝顶高程892.00m，最大坝高39.50m，水库校核(P=0.2%)洪水位890.99m，设计(P=2%)洪水位890.02m，正常蓄水位890.00m；水库总库容1310万m3，兴利库容1102万m3，马蹄水库是一座工程等别为Ⅲ等的以经济开发区供水、集镇供水、农村人饮及农田灌溉为主的中型多年调节水库。

马蹄水库多年平均供水量1830万m3/a(经开区供水量1294万m3/a、集镇供水量446万m3/a、农村人饮供水量63.5万m3/a、多年平均灌溉供水量26.5万m3/a)；水库设计供水能力1835万m3/a(P=95%经开区供水1294万m3/a、P=95%集镇供水量446万m3/a、P=95%农村人饮供水量63.5万m3/a、P=80%灌溉供水量31.5万m3/a)，水量利用率47%。

1 区域水资源状况及开发利用现状

1.1 流域概况

马蹄水库所在河流黑水河发源于播州区枫香镇青坑村梨树坪，山顶海拔1410m，水库自东北向西南流，经田湾、山花山、马登、上温水、下温水等地，于新桥处纳右岸石桥沟后，自西北向东南流约0.50km纳右岸较大支流关河，再经黑水桥、底庄坝等地，于高炉处汇入偏岩河，汇口处海拔772m。黑水河穿行于中、低山峡谷，流域水系较为发育，主要支流有右岸的石桥沟、关河等，水系呈树枝状展布。根据水文地质调查，在流域的西北面有洪关坝闭流区，闭流区流域面积27.4km2，该区地表水经∈1q层K11溶洞进入地下伏流后由K10溶洞流出，再经K9溶洞流进地下暗河，最终在∈1q层与∈2g分界线附近的K6溶洞溢出，排入库区右岸支流关河。黑水河流域面积148km2(其中明流区流域面积121km2、闭流区流域面积27.40km2)，多年平均径流量5920万m3，河长26.7km，流域形状系数0.17，主河道加权平均坡降12‰。

1.2 水资源状况

1.2.1 区域水资源总量

分析范围流域面积为508km2，地下水向分析范围内的黑水河、白腊河、浒洋水、石关河及各河流支流排泄，项目区水资源总量基本等于河川径流量。根据贵州省1956—2000年同步期降水量和年径流深均值等值线图，结合周边雨量站进行分析，得多年平均面降雨量为969.80mm。区域径流以木孔水文站(流域面积999km2，多年平均流量13.50m3/s，多年平均面降雨量1004.40mm)为参证站，采用水文比拟法并结合降雨修正来推求[1-2]，经计算分析范围内水资源总量为2.03亿m3。分析范围内各设计频率水资源量见表1。

表1 分析范围各设计频率水资源量

1.2.2 水资源特点

在年际变化上，径流变差系数Cv=0.31，最大、最小年径流量为多年平均径流量的1.67倍和0.42倍。在年内分配上，丰水期共6个月(每年5—10月)径流量占全年径流量的77%，枯水期6个月(11—次年4月)径流量占全年径流量的23%，径流年内分配也不均匀。分析范围水资源量2.03亿m3、总人口19.3万、耕地17.9万亩，人均占有水资源量1052m3，约是遵义市2015年人均水资源量(2393m3)的44%、贵州省2015年人均水资源量(2900m3)的36%，为全国2015年人均水资源量(2200m3)的48%，亩均占有水资源量1134m3。人均占有水资源量较地区和全国为低，属水资源较缺乏的区域。根据水质检测结果，取水河段现状水质优良，各项检测指标均能达到Ⅲ类水质。

1.3 水资源开发利用现状

分析范围内水资源总量2.03亿m3，2015年供水工程设计供水能力为2358万m3，无向分析范围外供水,水资源开发利用率仅为12%，开发利用程度较低，具有较大水资源开发利用潜力。为促进区域经济的发展，有条件和必要对项目区水资源进行进一步的开发利用，同时需积极改变用水结构以促进区域经济社会健康发展[1]。

2 工程取用水合理性分析

2.1 取水合理性分析

马蹄水库坝址处多年平均设计径流量3930万m3。工程任务为经济开发区供水、集镇供水、农村人饮及农田灌溉。经水库调节后，马蹄水库供水能力能满足工程设计取水量1835万m3(P=95%经开区供水1294万m3/a、P=95%集镇供水量446万m3/a、P=95%农村人饮供水量63.5万m3/a、P=80%农田灌溉供水量31.5万m3/a)需求。水库属多年调节水库，供水、取水量均较大，但库容系数仅为28%，水量交换较为频繁[3]；水库上游污染源很少，为Ⅲ类水质。区域水资源现状条件能满足马蹄水库项目的取水需求。《遵义市播州区和平(鸭溪)经济开发区及周边区域供水配置方案》在对区域周边河流及区域内现有水源工程调查的基础上本着节约用水的思路确定了合理需水量并考虑了再生水利用，进而对区内可开发利用水资源进行进一步研究，提出了拟建的水源工程方案。经分析计算，马蹄水库与规划的其他水源工程相结合方案可满足区域用水要求，因此，其水源配置方案是合理的。

2.2 用水合理性分析

马蹄水库工程采用“不同类别用地用水量指标法”计算了工业用水量，工业用地、居住用地、公共设施用地等地类用水定额分别为1.5万m3/(km2·d)、1.0万m3/(km2·d)、0.3万m3/(km2·d)。分析表明：马蹄水库提供的工业园区用水量1294万m3/a、集镇用水量446万m3/a、农村人饮用水量63.5万m3/a和P=80%灌溉用水量31.5万m3/a均是合理的。

2.3 工程水量平衡分析

经开区、集镇及农村人饮供水保证率取95%，灌溉保证率取80%。马蹄水库多年平均入库径流量3930万m3，水库正常蓄水位库容1220万m3，兴利库容1102万m3，库容系数28%，属多年调节水库。在考虑生态用水、水库蒸发渗漏损失的情况下，经长系列水利调节计算，马蹄水库设计总供水量1835万m3，多年平均供水量1830万m3。工程取用水量分析成果见表2。

表2 水量平衡分析成果 单位：万m3/a

由表2可知：马蹄水库P=80%年入库径流量2850万m3/a，下放生态用水429万m3/a，水库蒸发渗漏损失122万m3/a，水库供水量1835万m3/a，溢洪道退水464万m3/a；马蹄水库P=95%年入库径流量2110万m3，通过水库调蓄跨年度调入水量268万m3，下放生态用水429万m3/a，水库蒸发渗漏损失122万m3/a，水库供水量1827万m3/a，无溢洪道退水。马蹄水库多年平均入库径流量3930万m3/a，下放生态用水429万m3/a，水库蒸发渗漏损失122万m3/a，水库供水量1830万m3/a，溢洪道退水(即弃水)1549万m3/a。

2.4 取水可靠性分析

分析表明：马蹄水库的取用水量适中，取水口选址合理。取水对区域水资源可利用量有一定影响，但水库多年平均取水量为1830万m3/a，占分析范围内多年平均径流量2.03亿m3的9%，比重小，取水对其他用水户和生态用水影响较小。马蹄水库取水水质良好，取水口布置合理，取水水源可靠性高。

3 工程退水方案合理性分析

3.1 退水总量分析

马蹄水库建设期生产用水退水总量为13.8万m3(其中，大坝枢纽区为9.0万m3，输水工程区为4.8万m3)，生活用水退水总量为4.18万m3(其中，大坝枢纽区为2.58万m3，输水工程区为1.6万m3)。运行期经开区用水退水总量为721万m3/a(其中，居民生活、公共设施及商业用水退水量为317万m3/a，工业用水等退水量为404万m3/a)；集镇用水退水总量为290万m3/a(其中，马蹄集镇84.5万m3/a，泮水集镇87.8万m3/a，枫香集镇118万m3/a)；农村人饮用水退水总量6.35万m3/a；农灌用水退水量9.28万m3/a。

退水分析中，建设期生产用水退水量按用水量的20%计，生活用水退水量按用水量的80%计；运行期经开区居民生活、公共设施及商业用水退水量按用水量的65%计，工业用水退水量按用水量的50%计；运行期集镇用水退水量按用水量的65%计，农村人饮用水退水量按用水量的10%计，农灌用水退水量水田按用水量35%计、旱地按用水量10%计。退水总量分析计算是合理的。

3.2 退水方案合理性分析

建设期退水方案：马蹄水库大坝枢纽区生产用水退水采用三级沉淀法处理后全部回用；输水工程区退水量小且较为分散，废水采用三级沉淀法处理后回用，不进入河道[4]；生活废水采用厌氧生物滤池法处理达标后回用于生产和施工道路浇洒，绿地除尘或附近农灌，不进入河道。

运行期退水方案：经开区工业污废水需企业自行处理达到工业用水的复用标准，其余排入园区污水管网的污水排放标准应符合《污水排入城市下水道水质标准》(CJ 343—2010)的相关要求[5]；经开区废污水经污水处理厂处理后出水符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级A标准后排放。集镇用水退水经各污水处理厂处理达标后排放；农村人饮退水进入旱厕或小型人工湿地，不进入河道；农田灌溉用水退水属面源污染，退水难以集中收集处理，不必考虑退水处理方案。

3.3 退水口合理性分析

马蹄水库项目建设期间大坝枢纽区和输水工程区的生产、生活污废水经达标处理后回用，不设退水口；马蹄水库建成供水后，经开区和集镇用水退水按规划将纳入集镇污水处理厂处理，退水经达标后统一排放，污水处理厂入河排污口由专课论证确定，以保证退水口河段水质满足水功能区水质要求。

3.4 分析结果综述

综上所述，马蹄水库的退水总量分析是合理的，建设期退水对水功能区的影响很小且是暂时性的，运行期污水经污水处理厂处理后达标排放，要求受纳水体在接纳经处理的污水后水质类别不改变，因此，退水方案是合理可行的。

4 结 语

马蹄水库属水利基础设施项目，符合国家产业政策，属于民生工程。水库多年平均取水量1830万m3/a，占马蹄水库坝址多年平均入库径流量(3930万m3)的47%；下放生态用水量393万m3/a，占径流量的10%。马蹄水库取水可靠性高、取水量适中、取水口布置合理且水质有保障。水库建设期退水总量18万m3，运行期退水总量1027万m3/a，退水经污水处理厂处理达标后排放，退水口河段水质满足水功能区水质要求，退水方案合理可行。水库取用水及退水对分析范围内其他用水户和河道生态环境影响较小，项目取用水及退水方案是合理可行的。