北票市大板镇应急水源供水可靠性和水质评价分析

武朝阳

(辽宁省朝阳市北票市基层水利管理总站，辽宁 北票 122100)

0 引 言

1 二道沟水库应急水源设计方案

二道沟水库于上世纪60年代投入使用，承担的主要任务是农业灌溉。随着其周边节水灌溉的发展，供水压力显著减轻，因此使其成为大板镇及周边区域的应急水源成为可能。现在二道沟水库的兴利库容约为890×104m3，具体供水方案设计如下：①现有本地供水设施全部保障项目区的工业用水；②供水缺口由二道沟水库供水来补充。其中本地供水能力见表1。由表1可知，本地实际供水与设计供水能力相比缺口最高可达1.77×104m3/d(12-2月份)，因此设计二道沟供水能力最大应为2.0×104m3/d。

表1 本地现有供水能力 /104 m3·d-1

2 二道沟水库供水保证率计算分析

供水保证率是评价供水水源可靠性的最关键指标，而且受很多动态因素影响，包括区域经济发展规模、人口变化等。本文利用“可靠度分析法”，来计算二道沟水库供水保证率[1]。

2.1 可靠度分析法概述

二道沟水库水源补充方式为上游来水和降雨，水量消耗包括排洪、供水、渗漏等，这些主要参数是计算其供水可靠度的基础[2]。供水可靠度由设计月供水量和实际月供水量作差，当差额为正值时，则认为是可靠；当差额为负值时，则认为不可靠，具体计算式见式(1)[3]。由式(1)可知，水库供水可靠度主要看WSi和WDi，因此需要对其进行详细分析。

Z=g(X)=WSi-WDi

(1)

式中：Z为设计和实际供水量差额，m3/d；WSi为设计月供水量，m3/d；WDi为实际月供水量，m3/d。

2.2 二道沟水库供水能力计算

2.2.1 水库来水量分析

本项目通过调查和统计二道沟水库近10年逐月实测的入库流量、出库流量等资料数据(部分见表2)，估算得出水库多年年平均来水量约为880.4×104m3。

表2 二道沟水库7月份某时段内水库入库和出库流量数据

2.2.2 水库实际供水量估算

经调查，目前二道沟水库作为大板镇及周边区域供水水源后，其主要耗水方面为下游河道生态供水，按照最小供水量计算即可(取值2 765 m3/d)[3]。本文采用“tennant”算法，相关标准见表3。最终设计在汛期时(4-9月份)，河道生态需水量为平均流量的30%；在枯水期时(10-3月份)，为平均流量的40%。经计算，二道沟水库下游总生态需水量约为100.92×104m3。

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表3 下游河道生态环境需水量标准

经计算，二道沟水库可为大板镇及周边区域年平均供水量约520×104m3。其中，最大供水量为690×104m3/年；最小供水量为420×104m3/年，能够满足的供水能力约为1.17×104～1.89×104m3/d。

2.3 二道沟水库供水可靠度计算

根据大板镇及周边区域近10年的发展规划，其日平均需水量可达5.73×104m3/d，其中需要二道沟水库水源工程供水1.72×104m3/d。但结合相关资料可知，在冬季，二道沟水库供水量也较低，因此在12～2月份这3个月应记作不可靠概率，统计图见图1。

图1 二道沟水库每月估算供水量折线图

在一年12个月的时间内，二道沟水库的供水可靠度P=75%，冬季用水会存在紧张局面。为了解决该问题，最有效的办法是建立和健全“水费收取”制度，唤起民众节约用水意识，使水资源利用率得到保证[4]。

3 白石水库供水水质分析

供水水质是评价水源的重要参数，若水质较差，会给后期水质处理带来很大问题，而且也会提高供水成本。本项目设计在不同时期(汛期和枯水期)、不同水深对白石水库进行水样采集，然后通过专业检测手段来对水质进行评价。

3.1 水样采集和检测指标分析

3.1.1 水样采集

本项目共设计4个取水样深度，分别为0、10、15和20 m，按照“由表到底”顺序采样。每个深度水样共采集500 ml，并分为5瓶分装，做好标记[5]。其中，检测溶解氧的水样现场添加1 ml硫酸锰和2 ml碱性碘化钾进行固定；检测高锰酸钾的水样现场添加0.5 ml浓硫酸进行固定。

3.1.2 检测指标

本项目共选取10种指标作为检测白石水库水质的标准，见表4，而检测方法也对应如下。检测时每个样品检测5次，将误差较大的结果舍去，之后取剩余检测数值的平均数[6]。

表4 白石水库水质检测指标和方法

3.2 白石水库水质检测结果分析

3.2.1 水样检测结果

通过对采集样品进行检测，各指标结果见表5。由表5可知：①白石水库水质总体较好，平均是指达标率约为85%(以Ⅲ类水质为标准)；②水中的总氮量超标严重，超过了Ⅲ类生活用水标准；③溶解氧和pH两项指标合格率不超过90%；④水库水中溶解氧存在明显的季节性，在12-2月份，水中的溶氧量能达到Ⅲ类水质标注，而6-9月份甚至会出现低于Ⅴ类水的情况。

表5 白石水库水质检测结果数据

3.2.2 水质评价

本项目通过“模糊评价法”对白石水库水质进行综合评价，数据信息涵盖2002-2018年，评价结果见图2。由图2曲线可知：①多年白石水库平均水质处于Ⅱ～Ⅲ类之间，总体而言是较为理想的水源地；②水库水质6-9月份有一个明显的变坏过程，说明夏季时期上游水量增大，且水中微生物数量多；③2017和2018年水库水质比多年平均值要明显变差，说明近几年水库相关管理工作存在漏洞，污染问题没有得到解决。

图2 白石水库多年平均水质月变化

4 结 语

二道沟水库供水工程的投入使用可大大缓解大板镇及周边区域的用水紧张问题，但除了加大供水量之外，有关部门还要严格对供水设备、水费收取等工作进行管控，一方面避免漏水浪费，另一方面可以回收成本，为后续维修、保养等打好基础。之后通过对白石水库水质进行分析，得出其总体来看是一个较为理想的水源地，不过个别指标(总氮量、溶解氧、锰、铁等)存在合格率较低问题，因此应加大对水源地环境的监管力度。