横峰县城市供水工程水源论证

吴尔槐

(上饶市科信水土保持监测有限公司，江西 上饶 334000)

1 问题的提出

原横峰县自来水厂始建于20世纪80年代，为政府投资建设供水项目，其主要的水资源处理工艺为过滤和消毒；水厂设计规模3×104m3/d，实际供水规模只有1.5×104m3/d，岑港河是其主要水源。供水范围包括县城、工业园区及农业产业园区。供水总人口约6.8万人。水厂输水管网主要为水泥混凝土管、PE管及少量铸铁管，总长度45.4km，原供水管道存在严重老化和爆管等问题，水量漏损率达18%。随着横峰县社会经济的不断的发展，工业增长及人民生活水平的提高，需水量迅速增加，原水厂供水规模已无法满足县城发展需要。

根据横峰县城市供水工程可行性研究报告相关内容，结合横峰县农村自来水工程规划以及横峰县人口分布情况和当地经济发展布局，考虑水体水质状况，结合水源所处位置、可供水量大小、地形条件等，以黄源水库为县城的供水水源。黄源水库位于信江岑港河支流铺水上游，其上游开发利用程度不高，水库所在流域植被良好，目前水库上游基本无较大污染源，只有部分农业生产污染，上游没有工业，库区内居民从山泉或直接从河道取用生活用水，水库上游水资源开发利用程度较低。

2 水源论证

2.1 需水量测算

根据横峰县城镇发展规划，其需水量主要由生活需水量、工业用水量、生态需水量等部分组成。根据规划，2030年人口总数将达到12.78万人，结合其农村供水工程规划报告，横峰县综合生活用水指标为210L/cap·d，生活用水量2.68×104m3/d，市政用水量0.05×104m3/d，工业用水1.94×104m3/d。则横峰县2030年需水量预测结果详见表1。

表1 横峰县2030年需水量预测结果 104m3/d

2.2 可供水量计算

2.2.1 来水量计算

黄源水库坝址所控制流域面积为16.1km2，其项源水文站控制流域面积为其2.6倍，本次取水口断面来水量分析的设计依据站选取项源水文站。项源水文站实测流量资料系列长度仅为24a，且其与铁路坪水文站同期实测流量资料相关系数达0.947，具有较好的相关性，故以铁路坪水文站插补延长项源水文站缺测年份流量资料系列，采用铁路坪水文站月分配模式，系列长度符合设计要求[1]。

针对插补延长后项源水文站1970年3月-2014年2月共45a的水文系列资料，通过水文比拟法[2]将其径流移用至黄源水库坝址控制流域，具体公式如下：

(1)

式中：QH为黄源水库坝址径流，m3/s；Ki为设计站和参证站年面雨量比；FH为黄源水库坝址集雨面积，km2，取16.1km2；FX为项源水文站控制流域面积，km2，取41.9km2；QX为项源水文站径流，m3/s。

将已知参数值代入式(1)后可以求得黄源水库坝址以上年径流量均值为0.66m3/s，总径流量2079×104m3，年径流深均值为1291.7mm。坝址系列年平均流量过程因包括的丰、枯、平等年份，故具备代表性，且文章分析结果与已经批复的黄源水库除险加固初设报告结果较为接近，故文章计算结果合理。根据相关资料进行黄源水库不同频率下年流量均值分析，分析成果具体见表2。

表2 黄源水库不同频率下年流量均值 m3/s

在所推算的径流系列中选择年径流量、枯水期径流量分别与设计年径流量和设计枯水期径流量接近且枯水期长、径流量小的年份为典型年。结合以上对取水口断面流量资料系列的分析，将偏丰水年典型年、平水年典型年、偏枯水年典型年和特枯水年典型年分别确定为1988年、1980年、1974年和1971年。各典型年取水口断面来水量及年内分配情况详见表3所示。

表3 各典型年取水口断面来水量及年内分配情况

2.2.2 水库用水量计算

黄源水库兴建的主要目的为防洪、灌溉等，考虑新增为城镇生产生活用水水源，故水库用水量应从农业灌溉和城镇供水两个主要方面考虑。根据水库设计灌溉范围，其设计灌溉面积为533.33hm2，农业灌溉范围包括青板、龙门畈、岑阳等乡镇。考虑到横峰县境内水资源较为匮乏，黄源水库城镇设计引水规模为2×104t/d。考虑到区域水资源的稀缺性，故不考虑黄源水库发电用水。

1)灌溉用水量：

按照横峰县农田灌溉规划，多年综合净灌溉定额为445.2m3/0.06hm2，干渠、支渠、斗/农渠及灌区综合渠系水利用系数分别为0.83、0.85、0.92和0.65，田间水综合利用系数0.94，灌溉水利用系数0.61，灌溉保证率设计值85%，1-12月各月份综合毛灌溉定额为23m3/0.06hm2、13.1m3/0.06hm2、3.2m3/0.06hm2、23.2m3/0.06hm2、38.4m3/0.06hm2、53.7m3/0.06hm2、135.1m3/0.06hm2、134m3/0.06hm2、136.7m3/0.06hm2、103.5m3/0.06hm2、30.6m3/0.06hm2、35.2m3/0.06hm2，全年综合毛灌溉定额合计为729.7m3/0.06hm2。

2)下游生态用水及水量损失：

采用非现场测定的Tennant标准设定法进行黄源水库下游河道生态用水量测算，河道流量推荐值主要以事先确定的年流量均值百分数为基础[3]。黄源水库坝址处多年流量均值0.66m3/s，以所测得的10%推荐基流量0.066m3/s和径流量208×104m3为黄源水库坝址以下河道生态需水量最小值。

引起黄源水库水量损失的原因主要有库面蒸发、大坝渗漏等，借鉴参考当地类似水库工程资料，应按照水库月容积1%进行黄源水库水量损失的估算。

2.2.3 可供水量计算

黄源水库除险加固后正常蓄水位151.0m，对应库容946.7×104m3，死水位124.5m，对应库容55.6×104m3。水库水量消耗量主要包括农业灌溉、城镇供水及水量损失三部分。试算结果表明，黄源水库新增2×104t/d的供水规模下，灌溉533.33hm2农田的保证率为77.8%，比85%的设计保证率低，主要原因在于年内水量分布不均及水库库容所限。若占用枯水年部分生态流量，则灌溉保证率能达到85%的设计水平。整体而言，黄源水库新增2×104t/d的引水规模对下游农业灌溉及生态用水并无较大影响，此次横峰县城市供水取水方案具有可行性。

3 供水保障措施

为保证横峰县城市供水，必须加强黄源水库各用水部门之间的协调，尤其在枯水期内必须达成供水协议，加强水资源调度，保证农业灌溉和城镇供水等基本水资源需求。此外，在黄源水库灌区内按规划已经新建天堂岭、蛇形湾和形源坞等水库，扩大灌区内农业灌溉用水来源，新建水库工程特征详见表4。

表4 新建天堂岭、蛇形湾和形源坞水库工程特性

结合黄源水库长系列调节成果来看，水库会产生一定量弃水，应当尽快优化水库调度运行方式，并适当加高水库大坝。黄源水库灌区范围内，若新建灌溉替代工程完工后可使黄源水库所承担的灌溉面积从现状533.33hm2缩小为200hm2，水库可供水量也将提升至3×104t/d。

4 结 论

综上所述，原横峰县自来水厂供水能力已无法满足其人口增长及工业发展对用水量的需求，为此，以开发利用程度不高、植被良好、上游基本无较大污染源的黄源水库为供水水源，经过论证，黄源水库设计新增供水规模达2×104t/d，待水库灌区内规划灌溉替代水源新建完成后，黄源水库可供水量将提升至3×104t/d，无论在水量还是水质方面均能保证横峰县城市可靠供水。