东江-东莞供水工程江库联网工程方案比选研究

张丽娟 韩江

摘要：为选择东江-东莞供水工程的最优方案，对工程中东江与水库联网方案进行了研究。分析了鲤鱼洲、沙角和鳌峙塘3个取水方案的优缺点，比较了松木山、芦花坑等9座水库间的环状闭合、环状不闭合和树状联网方式的优劣。最终推荐采用沙角取水和环状闭合水库联网的方式。推荐方案达到了抽引东江水入水库调蓄的要求，可提高东莞市中部及沿海片区供水保证率，缓解供需矛盾。

关键词：取水口; 供水保证率; 江库联网工程; 供水工程; 东莞市

中图法分类号： TV212文献标志码： ADOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.02.029

1问题的提出

东莞市地处东江三角洲，人口稠密、经济发达，分为石马河片、中部及沿海片和水乡片三部分。中部及沿海片位于东莞中部，包括莞城区、长安镇、松山湖科技产业园等共15个镇区，面积1 140.4 km 人口350.98万人，地区生产总值439亿元（占全市的38.0%）。随着经济的快速发展，该片区需水量剧增，供需矛盾日益加剧，缺水问题已成为经济进一步发展的制约因素。该片84%的供水来自于东江，现水厂供水规模约206万m 3/d。 据测算，95%年（如1991年）来水情况下，年缺水量52 102万m 3，缺水率为53.4%。长安、虎门、大朗3个经济发达镇处于现状供水系统末端，水量水压长期不足，给人民生活生产带来了严重影响。为此，《东莞市水资源综合规划水资源配置专题报告》[1]提出兴建东江与水库联网供水工程（简称“江库联网工程”），将东江和东部片区既有的9座水库联合起来，抽引东江水入水库调蓄，通过9座水库联网调度，提高东莞市中部及沿海片區供水保证率和应对水事故的能力，保障社会、经济的可持续发展。

2工程概述

东江发源于江西省寻邬县的桠髻钵，于东莞市桥头镇的东江村流入东莞境内，境内干流长35 km，干流过石龙后分为北干流和南支流。东莞江库联网工程由东江取水泵站、输水线路、2处加压泵站（泰岗圩、同沙）和9座水库（松木山、同沙、横岗、水濂山、白坑、芦花坑、莲花山、马尾和五点梅）组成，其中莲花山、马尾和五点梅3库已互通[2]。工程总体布置见图1。9座水库总集水面积241.37 km 2。沙角取水泵站和泰岗圩加压泵站抽水流量均为27 m 3/s，同沙加压泵站抽水流量为10.6 m 3/s。根据各水库受水区需水要求和后置联网水库所需调蓄要求，结合抽水过程，经长系列径流调节分析，求得95%保证率的输水能力作为输水设计规模[3]。其中松木山-同沙段设计流量14.3m 3/s，横岗-白坑段设计流量1.2 m 3/s。考虑来水、需水要求和水库调蓄能力，按水量平衡方法进行水资源供需分析，得2020年联网工程最大供水规模253万m 3/d，各水库年总供水量为4.22亿m 3。

3方案比较

3.1取水口方案比选

东江取水工程由取水口（取水泵站）和输水总干线组成。取水口和输水线路选择是否恰当，直接影响取水水质和水量，投资、施工运行管理及河流的综合利用[4-5]。根据实际条件，该工程有3个取水口可供选择，分别是鲤鱼洲、沙角和鳌峙塘。影响取水方案选择的主要因素是水质、输水线路长度及施工难易程度和取水口条件等[6]。

3.1.1水 质

东莞市经济发达，东江沿岸企业众多、人口密集，极易发生东江突发水污染事件。东江三角洲潮汐属不规则半日潮，约15 d为一个周期。受河道挖砂等人类活动的影响，河槽下切，潮汐动力增强，现状咸潮已到达莞城区段。

鲤鱼洲取水口位于东江的上游，至联网水库35 km，集水区面积347 km 该取水口由于接纳的污染物少，水质良好，也不受咸潮影响。附近的石龙南站的水质监测数据显示，除溶解氧、五日生化需氧量和氨氮为Ⅲ～Ⅳ类标准及铁指标不达标外，其余指标均能达到Ⅰ～Ⅱ类标准。

沙角取水口位于鲤鱼洲取水口下游5 km，其间有几处企业排污口和一些居民生活污水排入东江，水质比鲤鱼洲取水口差。附近的石龙北站水质监测数据表明，溶解氧为Ⅲ～Ⅳ类，氨氮为Ⅲ～劣Ⅴ类。该取水口也不会受到咸潮影响。

鳌峙塘取水口处于最下游，受沙河、寒溪水河雨洪污水汇入影响，且受咸潮威胁的可能性较大，水质难以保证。

3.1.2输水总干线长度及施工难易程度

输水总干线是从取水口到联网水库始端松木山水库的线路（含沙角取水泵站和泰岗圩加压泵站），沿东引运河、寒溪水、松木山水左岸，至松木山水库。总干线采用箱涵输水。

3个取水口方案输水线路长短不一，建筑物种类、数量及地形条件不同。鲤鱼洲取水口输水总干线长35 km，为3方案之最，投资约为19.7亿元，施工难度最大，与当地规划的黄大仙公园不协调。沙角取水口总干线长30 km，投资15.5亿元，施工条件相对较好，且对环境影响较小。鳌峙塘取水口总干线长16 km，投资约为11.4亿元。

3.1.3取水口条件

取水口条件包括取水口的水力条件和工程地质条件[7-8]。沙角取水口位于东江南岸角新围一村附近的冲积台地上，台面高程约8.40～12.70 m，前缘为沙角沙场。取水口位于河道凹岸，地面起伏较大，第四系松散覆盖层厚约18 m，地下水位较高，存在开挖边坡稳定问题，采用护岸及稳定岸线的工程措施后可以满足取水条件要求。

鲤鱼洲取水口台面高程为9.20～13.50 m，呈两级阶梯状，西北低，东南高，地下水位埋深2 m，也存在泵站施工开挖边坡稳定问题。

鳌峙塘取水口泵站取水水流条件最好，台面高程为6.64～8.50 m。地基土为全风化土，厚度大，岸坡及岸线稳定。

3个取水方案优缺点比较结果见表1。

表13个取水方案优缺点比较Tab.1Comparation of three pumping site schemes

取水口优点缺点

鲤鱼洲处于最上游，水质最优，辐射范围广，取水口条件好输水线路最长，投资高，拆迁征地及施工困难

沙角水质可以满足供水的要求，输水线路长度适中，供水范围较广，施工较容易取水口条件一般

鳌峙塘输水线路最短，施工难度小，投资低，取水口条件好受咸潮和沿线排污影响，辐射范围最小

经全面分析比较，沙角取水口条件最好，最终选定沙角取水口。

3.2水库联网方案优选

9座水库的联接方式和输水线路，是需要研究的重点。

3.2.1联网方式布置

根据水库地形条件以及尽量减小对周边建筑物干扰的原则，拟定了3种联网方式，见图2。

（1）联网方式1。东江干流取水入松木山水库后分两路，一路向莲花山、马尾、五点梅、芦花坑水库输水（简称东线），东线最大输水流量为12.3 m 3/s;另一路向同沙、横岗、芦花坑水库输水（简称西线）。两条线在芦花坑水库闭合，形成环状闭合网络，线路总长47.16 km。

（2）联网方式2。东线与联网方式1相同，西线到白坑水库止，形成了环状不闭合联网。线路总长41.76 km。

（3）联网方式3。东线与联网方式1相同，西线由松木山向横岗和水濂山水库输水，中间分支向同沙、白坑及芦花坑输水。松木山与同沙不相联，联网方式3形成树状不闭合网络。线路总长为48.34 km。

3.2.2联网方案比选

联网方式1中，松木山等6座水库的水均可通往芦花坑、马尾和五点梅3座水库，可解决长安、虎门两镇的严重缺水问题，供水量比联网不抽水时增加2.25亿 m 3，生活供水保证率达97%。环状闭合型联网方式水量调配能力强，投资约11.5亿元。

联网方式2可形成环状不闭合输水线路，缩短了芦花坑水库至白坑水库间的距离5.4 km，可减少投资约0.85亿元，但水莲山、白坑、同沙和横岗4座水库无法与芦花坑水庫联通，所储备的水量无法用于芦花坑下游的长安镇和虎门镇。

联网方式3通过干、支输水线路连通各个水库，供水保证率和联网方式1相同，但输水线路长度增加1.14 km，增加投资约2.3亿元。

从供水保证率、经济、社会效益等因素综合考虑，选取联网方式1。

4结 语

本文对东江与水库联网工程取水与联网方式选择进行了分析研究，通过对比分析鲤鱼洲、沙角和鳌峙塘3个取水方案及松木山、芦花坑等9座水库间的环状闭合、环状不闭合和树状不闭合3种不同联网方式，最终选定沙角取水加环状闭合的水库联网方式。通过实际运行效果证明所选方案是合理的，充分发挥了现有水库调蓄能力，改善了供水水质，从而全面提高了东莞市中部及沿海片区供水保证率，可保障该片区社会、经济可持续发展。

参考文献：

[1]中水珠江规划勘测设计有限公司，东莞市水务局.东莞市水资源综合规划水资源配置专题报告[R].广州：中水珠江规划勘测设计有限公司，2007.

[2]中水珠江规划勘测设计有限公司.东莞市东江与水库联网供水水源一期工程初步设计[R].广州：中水珠江规划勘测设计有限公司，2010.

[3]张丽娟，韩江.东莞市江库联网工程发挥作用的思考[J].南水北调与水利科技，2015，13（5）：1000-1002.

[4]杨文海，路志强.基于改进密切值法的城市供水方案综合评价[J].人民长江，2013，44（7）：16-19.

[5]罗伟伟，邹东国，张建国，等.多态不确定条件下的城市供水调度模型研究[J].人民长江，2015，46（3）：60-63.

[6]黄强，金文婷，刘任远.实现水量交换的深圳市中西部水库群优化调度研究[J].西安理工大学学报，2014，30（2）：127-132.

[7]叶健，高金良，刁美玲.分形理论在城市供水管网规划中的应用研究[J].工程设计学报，2014，21（6）：562-565.

[8]苗红昌，张立春.南水北调河南受水区供水配套工程总体设计理念[J].人民长江，2013，44（16）：95-99.

引用本文：张丽娟，韩江.东江-东莞供水工程江库联网工程方案比选研究[J].人民长江，2019，50（2）：166-168.

Scheme comparison of river-reservoir connection of Dongjiang River to Dongguan City water supply project

ZHANG Lijuan ，HAN Jiang 2

（1.School of Civil and Transportation， Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006， China;2.China Water Resources Pearl River Planning Surveying &Designing Co.， Ltd， Guangzhou 510507， China）

Abstract： To select the optimized scheme of Dongjiang River to Dongguan City water supply project， research was conducted on the scheme of river and reservoir connection. In the research， the merits and demerits of 3 water intake sites called Liyuzhou， Shajiao and Aositang are analyzed. 3 connection schemes of circular closure， circular non-closure， dendritic structure for 9 reservoirs called Songmushan， Luhuakeng etc. were compared. The scheme of water intake at Shajiao and circular closure was proposed， which can meet reservoirs impounding demand of pumping from the Dongjiang River， increase water supply guarantee？for the central area as well as coastal area of Dongguan City， and ease water supply and demand contradiction.

Key words：river and reservoir connection; water intake; connection type; guarantee ratio of water supply; Dongguan City