李亞玲
(丹鳳縣水務局 陜西 丹鳳 726200)
丹鳳縣位于秦嶺東南麓,屬北亞熱帶半濕潤和東部季風暖溫帶過度性氣候區,多年平均降雨量687.4mm??偯娣e2438km2,轄16個鎮,208個村,總人口30.2萬人。耕地面積23萬畝。縣城常住人口6.8萬人。依據《丹鳳縣城總體規劃》,2025年城區人口將達到14萬人,遠期2030年將達到21.5萬人。
丹鳳縣城供水工程始建于1982年,1984年投入使用,日供水量800t。水源井建在城西丹江北岸,為大口井,共3眼。水質類型為TCD3-Ca型。供水范圍1.5km2,供水人口2.6萬人,自來水普及率65%。由于水源井補給河道,河床下切地下水位下降,供水能力逐年銳減。隨著社會事業的迅速發展,城區人口不斷增加,用水量相應增加。2004年,新建城東水廠,水源為龍潭水庫,總庫容272萬m3,水庫上游無工礦企業,水質符合生活飲用水標準,供水能力5000t/d,供水人口4.2萬人。從2008起,縣城供水出現緊缺狀況,每遇春旱、伏旱和春節前后的用水高峰期,均需啟用丹江河岸應急水源井為城區補充水量。
近年來,隨著城區規模的不斷擴大,城區用水量急劇增長,供需矛盾非常突出。目前城區面積達到6.7km2,現狀人口6.8萬人,日需水量達到0.8萬m3~1.2萬m3。縣城居民生活用水及工業用水,一部分依靠自來水廠供水,一部分只能用自備水源井實行自供水。在正常年份龍潭水庫蓄水量基本能夠滿足供水需求;遇干旱年份,水庫來水量減少,蓄水量不能滿足供水需求,城區供水受到嚴重影響。特別是2013年6月~2014年7月,為歷史上最為缺水的時段,龍潭水庫上游斷流,無水可供。而原有的自備水源井因河床下切,來水量不足,只有采取新建應急水源井的辦法經過簡單消毒處理直接供水,無法保證水質符合生活飲用水水質標準,供水安全隱患較大。
依據《丹鳳縣城總體規劃》,2025年城區人口將增加到14萬人,遠期2030年將達到21.5萬人。城區范圍不斷擴大,西至棣花鎮丹鳳界,東至龍駒寨鎮鹿池社區,即將達到22.7km2。建設中的龍駒現代服務區、棣花文化旅游區和商鎮精深工業加工區已初具規模,堯柏水泥、東河工業園區等企業已經投產,恒大產業園、華茂牧業畜產品加工廠等一批企業即將投產,已經建成500戶以上的小區4處。新規劃的縣城正在作為陜南移民搬遷重點區域實施,作為丹鳳縣政治經濟文化活動中心,流動人口呈逐年增加趨勢,縣城用水量將會大幅度增加,工程性缺水嚴重,供需水矛盾將日益突出,開辟新的水源迫在眉睫。
現狀供水設施遠遠落后于城區發展需要,城東水廠供水人口4.2萬人,水處理設施為5000t/d。城區現狀人口6.8萬人,日需水量12000t,供水能力明顯不足。加之,原水處理設備無廠房及相應預處理設施,水處理易受到外界因素影響各種水處理工藝指數極不穩定,達不到衛生供水要求,同時缺少水質監測、預警及自動控制設施。
原供水工程建于上世紀80年代,城區范圍小,人口少,資金短缺,標準低。城鎮建設上,只重視道路、房屋建設,忽視了供水設施建設。城區供水管網已不能適應城區現代化建設需求,主要表現在以下三個方面:①城區配水管網系統不配套,布置不合理,部分供水區沒有形成環狀供水管網,供水保證率低;②新城區大部分區域無配套供水管網,管網覆蓋率低,滿足不了用水需求;③老城區管網管徑小,管材為鑄鐵管,已連續運行30年多年,老化腐蝕嚴重,爆管漏損率高,經常造成路面塌陷,危及建筑物安全。部分管網雖然經過改造,但仍有少部分老管道因被建筑物壓蓋等原因不能實施改造,因此,危及建筑物及供水安全。
位于縣城西北部約20km的魚嶺水庫水源充足,但水源經省級水質檢測部門檢測有砷、銻等元素超標,水質不達標,不能利用。位于縣城以東約30km的武關河流域于2014年3月被批準為國家級水生野生動物保護區,上游為桃坪原始森林分布區,區域生態環境良好,無廠礦企業,水質無污染,水量有保證。通過方案比較,武關河水可以作為丹鳳縣城供水的最佳水源,設想在武關河中游黑龍灣修建低壩引水,通過輸水管道引至龍潭水庫,年補充水量926萬m3。
3.1.1 武關河補充水量分析
擬在北趙川鎮武關河中游上黑龍灣處修建引水低壩1座,直接引調水補充到龍潭水庫。擬選壩址處以上流域面積約為539km2。
根據《商洛地區實用水文手冊》查得武關河流域多年平均徑流深Y=220mm,則多年平均流量為W=Y×F/105=11858萬m3。
又查水文手冊“年徑流深變系數等直線圖”得Cv=0.6,按Cs/Cv=2,查“皮爾遜Ⅲ型曲線的模比系數Kp值表”,當保證率P=95%時,Kp=0.26,計算設計年徑流量Wp=Kp×W=0.26×11858=3083萬 m3。
采用同河下游武關水文站典型年降水量年內月分配比例進行年徑流量年內分配,成果見表1。
3.1.2 城區用水量預測
(1)供水范圍。

表1 P=95%徑流量年內分配表

表2 不同分區最高日用水量計算表

表3 P=95%徑流量年內分配表
城區供水范圍包括龍駒及周邊的鹿池、河南、西河等地,西邊延伸到商鎮、棣花一帶,根據《丹鳳縣城總體規劃》,遠期預測供水區人口將增加到21.5萬人。
(2)用水量標準。
根據《室外給水設計規范》GB50013-2006表4.0.3.2綜合生活用水定額,結合本縣城經濟發展及居民生活水平,擬定綜合生活用水定額最高日標準為150L/人·d。
澆灑道路用水可按澆灑面積以2.0L/m2·d計算;澆灑綠地用水可按澆灑面積以 1.0L/m2·d 計算。
城鎮配水管網的漏失水量按綜合生活用水、工業企業用水、澆灑道路用水和綠地用水之和的10%計算。
未預見水量按綜合生活用水、工業企業用水、澆灑道路用水和綠地用水、管網漏失水量之和來計算。
最高日城市綜合生活用水的時變化系數采用1.4;日變化系數采用1.35。
(3)用水量預測。
城區用水量包括:綜合生活用水(包括居民生活用水和公共建筑用水)、工業企業用水、澆灑道路和綠地用水、管網漏失水量、未預見水量、消防用水。
綜合生活用水量按人口標準計算,工業生產用水量根據實際調查分析推算確定,預測年最高日用水量為1850m3/d。
經計算,供水區最高日預測用水量為41925m3/d。不同分區最高日用水量計算詳見表2。
3.1.3 現狀水源龍潭水庫95%保證率來水量計算
龍潭水庫屬涌峪河流域,地處丹江交匯口以上2km,控制流域面積40km2,流域內無實測水文資料。
(1)年徑流量計算。
查《商洛地區實用水文手冊》圖8“多年平均年徑流深等值線圖”,查得該流域多年平均徑流深Y=200mm,多年平均徑流量為:W=Y·F/105=800(萬 m3)。查圖 9“年徑流深變差系數等值線圖”得 Cv=0.6,取Cs/Cv=2,查“皮爾遜Ⅲ型曲線的模比系數Kp值表”,Kp為0.26,計算P=95%的設計年徑流量。

(2)設計徑流量年內分配。
分析該流域特點,不屬地下水補給,徑流量與降水關系密切,故用丹鳳雨量站典型年降水量年內月分配比例進行徑流量年內分配,成果見表3。
3.1.4 供需水量平衡分析
龍潭水庫設計年徑流量為208萬m3,武關河擬建引水壩處設計年徑流量為3083萬m3。
丹鳳縣城遠期年預測需水量為41925×365/1.35=1134萬m3,則年需從武關河調水926萬m3。
如果縣城用水量繼續增加,可調水量相應增加,武關河水源有保證。
由于城東水廠現有日處理能力為5000t/d,而縣城現日需水量為12000m3/d,依據《丹鳳縣城總體規劃》遠期預測需水量為42000m3/d,因此必須擴建改造城東水廠,增加水處理能力,近期增加至25000 m3/d,遠期增加至42000m3/d。即在原有供水能力的基礎上新增建凈水構筑物、調節構筑物、消毒設施、水質監測、預警及自動控制設施,擴建鋼結構廠房及磚混結構控制中心辦公樓。
目前老城區供水管網管道老化、管徑偏小、且布局不合理;新城區大部分區域無配套供水管網,供水設施不能滿足供水需求,因此,改造城區供水管網,保證供水安全是當務之急。首先編制城區供水管網改造實施方案。根據城區布局、現狀人口分布和發展預測人口,通過水力計算確定技術參數,完成施工圖設計。其次,嚴格按照管網設計進行管網改造。改善管網瓶頸,優化管網布局,擴大主、支管道口徑。引進新技術、采用新材料,建設城區供水管網,節約成本,延長管道使用壽命。
丹鳳縣經濟欠發達,供水基礎設施落后。隨著社會經濟的迅速發展和城市化進程的推進,縣城人口的急劇增加,對縣城供水提出了更高的要求?,F有的供水設施不能滿足正常供水需求,水源供水量不足。通過分析丹鳳縣城供水存在的問題,提出從武關河調水設想、擴建改造城東水廠和改造城區供水管網實施方案,可有效解決城區用水供需矛盾問題。陜西水利