韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水景觀工程水量分析

徐亞萍

（陜西水環境工程勘測設計研究院，陜西西安710018）

韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水景觀工程水量分析

徐亞萍

（陜西水環境工程勘測設計研究院，陜西西安710018）

澽河年內分配不均，年際變化大，因枯水期來流量小，加之上游修建水庫、區域灌溉用水等原因，入黃段徑流量小，在該段修建蓄水水面工程，水量問題是水面工程是否成功的關鍵條件，是決定工程規模及運行的首要工作。通過分析計算壩袋充水需水量、蓄水區需水量、防洪安全泄洪塌壩及水體循環更新需水量、水面蒸發增損量、滲漏損失量、河道外工程需水量，得出工程區總需水量，澽河枯水期天然徑流量不滿足要求。提出城市中水重復利用、井水綜合水源供水方案，可滿足工程需求，實現高效、節約用水。

澽河；水面景觀；需水量；城市中水

1 概況

韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水景觀工程位于韓城古城以南的澽水河川道內，治理河道長度約13.8km。

在澽河下游澗南村以下河段建設0#橡膠壩、3#橡膠壩和4#橡膠壩三處橡膠壩工程，建設1#跌水及2#跌水兩處跌水工程，利用現狀已成的1#、2#兩座橡膠壩工程，達到抬升澽河水面高程，滿足景區通航、親水景觀建設等的要求，將韓城深厚的歷史文化與得天獨厚的澽河入黃口三角洲地帶自然環境相融合，打造出獨具特色的韓城澽河水面生態景觀示范區。

2 工程需水量

韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水景觀工程建設的主要目的是形成水面景觀。工程建成后有初次蓄水問題；汛期為保證韓城市澽河防洪安全，遇大洪水需塌壩行洪，洪水過后有重新蓄水問題；運行期間，因蒸發、滲漏引起水量損失，有補水問題，因此，需進行用水量計算分析。

由于本次設計在河道以外還建設有司馬湖等水景觀，故水面工程需水量包括河道內水面景觀需水量及河道外水面景觀需水量兩部分。

2.1 河道內水景觀工程需水量

（1）壩袋充水需水量

根據本次布設橡膠壩工程確定的壩高，查閱橡膠壩袋參數計算表，確定壩袋充水量，本次設計橡膠壩工程壩袋總充水量為0.81萬m3，詳見表1。

表1 橡膠壩壩袋充水量

考慮汛期（6～9月）為保證防洪安全在洪水期塌壩二次，非汛期（10月～次年5月）為保證水質滿足要求調節壩袋高度耗水，全年按塌壩四次，則水面工程壩袋充水需水量為3.23萬m3。

（2）橡膠壩蓄水區需水量

橡膠壩建成后，蓄水區寬度在77.5～268m之間，0#橡膠壩正常蓄水深度為1.5～0.3m，回水長度504m；1#、2#橡膠壩、1#跌坎正常蓄水深度為2.5～0.3m，回水長度分布為697、717、388m；2#跌坎、3#橡膠壩正常蓄水深度為3.0～1.2m，回水長度分布為430、3161m。4#橡膠壩正常蓄水深度為2.0～1.2m，回水長度6829m。總回水長度為12.7km，總水面面積163萬m2，總蓄水量為211萬m3。詳見表2。

表2 澽河水面工程橡膠蓄水區用水量

考慮汛期（6～9月）為保證防洪安全泄洪塌壩二次，非汛期（10月～次年5月）為滿足水體循環更新要求更新水量二次，則水面工程運行年需水量為847萬m3。

（3）蒸發損失

澽河毓秀橋至入黃口段無實測水面蒸發資料，韓城氣象站位于設計流域附近，故可借用韓城氣象站水面蒸發實測資料進行分析計算。根據韓城氣象站實測蒸發資料，韓城氣象站多年平均水面蒸發量為1134.3mm，水面工程蒸發增損量為691.0mm。

根據水面工程處蒸發增損年內月分配計算成果，依據河道中形成的水面面積，計算蓄水區月水面蒸發增損量見表3，年蒸發損失水量為113萬m3。

（4）滲漏損失量

據本次地勘工作揭示該段河床及河漫灘均為第四系沖、洪積成因的細砂、中砂和圓礫層。各巖層巖性特征自上而下為：細砂、中砂、圓礫、砂巖或泥巖。近河地帶地下水埋深0.5～3.15m。根據蓄水區地質情況，河道兩岸護坡基礎較深，且采取了防滲處理措施，蓄水區兩岸滲漏量較小。橡膠壩基礎下河床為砂礫石或細砂層，滲透性強。因此，必須對蓄水區壩基采取截滲措施，防止向下游滲漏。防滲后的蓄水區滲漏損失量參照水庫月滲漏量估算公式W月滲=K2W蓄（m3）（K2取5%），估算月滲漏量10.54萬m3，全年滲漏損失126.5萬m3。

經分析計算，河道內水面工程年需水量為：壩袋充水量為3.23萬m3，總河道內水面蓄水量為847萬m3，蒸發損失量112.8萬m3，滲漏損失量126.5萬m3，合計河道內水景觀工程運行年需水量合計為1089.53萬m3。

2.2 河道外水景觀工程需水量

澽河河道外還安排在澽河右岸建設司馬湖等水面景觀，規劃水域面積為189.02萬m2，蓄水體積為264.63萬m3。

河道外景觀水系需水量與河道內需水量基本相同，計算方法類似。由于河道外不存在防洪安全問題，故每年僅考慮為保證水質滿足要求循環一次。經分析計算，河道外規劃水域運行蓄水量為264.63萬m3，蒸發損失量130.61萬m3，滲漏損失量158.78萬m3，河道外水景觀工程運行年需水量合計為554.0萬m3。

2.3 工程總需水量

經分析計算，韓城市澽河毓秀橋至入黃口段水面工程河道內年需水量為1089.53萬m3，河道外年需水量為554.0萬m3，合計為1643.53萬m3。

表3 水面工程蓄水區水面蒸發增損量計算成果表

3 蓄水水源分析

3.1 澽河水源

澽河是水面工程河段最大的水源。根據工程上游牛心水文站和薛峰水庫壩址實測徑流資料分析計算，本工程起點處多年平均天然徑流量為7282萬m3，但由于水面工程上游修建有薛峰水庫，該水庫承擔著農業灌溉和城市供水的任務，部分徑流量已被使用。從近期1995～2014年共20年實測資料分析，薛峰水庫多年平均用水量為2136萬m3。將水面工程起點處多年平均天然徑流量減去薛峰水庫年平均用水量為2136萬m3，即為水面工程起點處多年平均設計徑流量，其值為5146萬m3。

經分析，薛峰水庫興利庫容為3024萬m3，具有多年調節功能，平水年及枯水年基本能調控汛期全部洪水資源，故可不考慮其洪水期棄水；薛峰水庫以下河道，汛期為保證防洪安全在超過橡膠壩安全溢流量后需塌壩泄洪，故考慮薛峰水庫至工程處區間7、8、9月徑流量在平水年不利用，因此水面工程起多年平均可利用徑流量分別為4360萬m3，水面工程年需水量為1644萬m3，因此從多年平均情況看，利用澽河水水量是有保證的，是本次水面工程蓄水和補水可以首先考慮的水源。

從75%、90%枯水年的情況看，水面工程起點、終點處天然徑流量為2120萬m3、1571萬m3和2460萬m3、1821萬m3，減去薛峰水庫年平均用水量2136萬m3后，水面工程處的可利用徑流量已不能滿足年需水量1644萬m3的要求，但考慮到薛峰水庫為多年調節水庫，可調節豐水年的水量在枯水年時使用，平均調節水量按1800萬m3，則經水庫調節后，工程起點、終點處75%、90%枯水年可利用水量為3920萬m3、3371萬m3和4260萬m3、3621萬m3，減去薛峰水庫年平均用水量2136萬m3后，水面工程起點、終點處的可利用徑流量為1784萬m3、1235萬m3和2124萬m3、1485萬m3，可見90%枯水年水量不滿足需求，缺水量158萬m3。

對于枯水年的缺水量建議采用城市中水及橡膠壩的充水水源井補充水量，綜合分析水面工程的需水量是可以滿足的。3.2城市中水及井水水源

從以上分析計算可知，澽河水面工程河段枯水季節流量較小，枯水時段天然徑流量可能不滿足要求。但工程上段左岸為韓城市區，城市中水具有一定的可利用量，可以作為水景觀工程的補充水量。

城市中水是指經過城市污水再生處理系統充分可靠的凈化處理，滿足特定用水途徑的水質標準要求的凈化水。根據《韓城市城市規劃》，韓城市在澽水城區規劃建設污水處理廠一座，2016～2020年規模為1×104m3/d?？紤]到污水處理過程中的損耗，再生水廠規模為污水處理廠規模的70～80%，即為0.7× 104m3/d，可利用再生水量為產水量的90%，約為0.63× 104m3/d，再生水設計流量為0.073m3/s，即城市中水可補給水景觀工程的水量為0.073m3/s，日補給水量為0.63萬m3，月補給水量約為18.9萬m3（按30天計），年補給水量為230萬m3。

從以上分析可知，韓城市澽水城區再生水廠年補給水量為230萬m3，城市中水可補給水面工程的日補給水量為0.63萬m3。

橡膠壩水井設計共4眼，每日可補水量為0.4萬m3。

4 結論

（1）通過對工程需水量、蒸發滲漏損失水量的分析計算，提出了利用豐水期河道天然水量、城市中水重復利用、井水綜合水源供水方案，滿足了工程需求，實現了高效、節約用水，對干旱缺水地區同類型工程具有很強的借鑒指導意義；

（2）修建水面工程時，應考慮初次蓄水問題；汛期為塌壩后重新蓄水問題；運行期間蒸發、滲漏水量損失，補水問題；

（3）修建水面工程時，應滿足河道以外工程需水量；

（4）水量分析計算時，要高效節約用水，可考慮中水重復利

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1673-9000（2017）04-0098-02

2017-06-14

徐亞萍（1980-），女，陜西西安人，助理工程師，主要從事水利工程設計工作。