陜西省洛川縣秦關及土基集中供水工程水源選擇及合理性分析

馮翠平

（陜西省洛川縣水務局水利工作隊，陜西 延安 727400）

洛川縣地處陜西省北部，黃土高原南部，洛河中游，屬黃土高原溝壑區。秦關鄉和土基鎮位于洛川縣城以東南約23 km處，現有供水站1個—南月合供水站，建于1993年，由于無凈化消毒工藝，其水質難以滿足生活飲用水衛生標準。此外，水源泵站年久失修，水泵及配電設備舊損嚴重，出水量嚴重下降，且故障頻現，難以正常運行。塬面管網管接頭松脫現象嚴重，導致較大的水量漏失。目前，供水站已不能發揮原有的供水能力，現有供水范圍內用水量無法保障，嚴重影響著生產生活和社會經濟的發展。供水工程的修建是當地群眾最關心、最迫切的現實需求。

1 秦關、土基集中供水工程概述

洛川縣秦關、土基集中供水工程擬提供秦關鄉和土基鎮共42個村組，總人數18469人的安全用水。該工程供水規模為水廠最高日供水能力，即居民生活用水量、公共建筑用水量、管網漏失水量和未預見用水量之和[1]。通過相關數據分析計算得知，洛川縣秦關、土基集中供水工程的供水總量為1170 m3/d。

2 集中供水工程水源選擇

2.1 水源選擇的原則

（1）水量豐富，水質良好的水源；

（2）優先選擇水量滿足所建供水工程的需水量，且無需處理或經簡單工藝處理后可供使用的水源；

（3）對于農村集中供水工程的特點，在滿足工程需求的基礎上，應選取工程建設成本較低的水源；

（4）若供水工程水源是地表水，則需保證其枯水期保證率不得低于90%[2][3]；

（5）水源可通過管網延伸供水的水源。

2.2 水源選擇

秦關、土基集中供水工程可就近利用的水源有地下水和地表水，但地下水埋藏在100 m以下，出水量小，開采利用成本大且無法滿足項目區對水量的需求，故選擇地表水作為供水水源。該供水工程的地表水資源主要來源有洛河一級支流黃連河和馬茹溝，其中，馬茹溝水量經水文計算，日保證率P=90%的日徑流量為619 m3/d，不能滿足供水項目設計日取水量1170 m3/d的要求；黃連河水量較豐富，可滿足本工程的需水量要求[4][5]。

黃連河是洛河的一級支流，全流域面積248.6 km2，河長37 km，平均比降為12.9‰，取水點控制流域面積為199 km2，河長28 km，平均比降為16.3‰。黃連河河段取水位置有兩處可供選擇：黨家塔村附近溝底河段、劉星村河段。黨家塔村附近溝底河段的優點是可利用20世紀80年代建成的“黨家塔抽水灌溉工程”的滾水壩、引水口及上塬管坡。劉星村河段的優點是相對于黨家塔村附近溝底河段可減少提水高度約60 m，減少一級加壓泵站；其缺點相對于黨家塔村附近溝底河段需修建約80 m長漿砌石壩一座及修整開挖1300 m上塬管坡。按照設計運行年限10年計算，黨家塔村附近溝底河段比劉星村河段節約資金約82萬人民幣。故從經濟上考慮，黨家塔村附近溝底河段優于劉星村河段。從技術上分析，利用黨家塔附近已建成的滾水壩可縮短工期，且劉星村河段壓力管線地形較為復雜，跨越兩個小溝，施工難度較大。因此，該供水工程項目設計推薦選用黨家塔村附近溝底河段作為水源的取水位置。

3 水源合理性分析

3.1 日保證流量分析

由于黃連河黨家塔村附近溝底河段無實測徑流資料，只能通過間接途徑推求其日保證流量，即以黃陵水文站為參證站。根據“延安市實用水文手冊”，采用下式計算黨家塔村附近溝底河段的日保證流量[6]：

式中：qp、QP為某設計保證率的設計站和參證站的日平均流量，m3/s；f、F 為設計站和參證站控制流域面積，km2；h、H 為設計站和參證站的多年平均徑流深，mm。

當設計保證率取90%時，由“延安市實用水文手冊”的黃陵水文站Qp=0.904 m3/s，H=57 mm，代入上式，計算得本工程站址日保證率P=90%時的保證流量=0.0501 m3/s，即日保證率P=90%的日徑流量WP=90%=4332 m3。

3.2 典型年枯水期日徑流量分析

以黃陵水文站為參證站推求枯水期日徑流量，由“延安市水文手冊”提供的黃陵站典型年年徑流量的年內分配見表1：

參照《村鎮供水工程技術規范（SL310-2004）》和“陜西省村鎮供水工程初步設計要點”，在對地表水源進行分析時，是以干旱年枯水期作為時段的，干旱年的保證率為90%。在徑流分析中，只需要確定干旱年枯水期的徑流日分配流量，而不必對徑流年內分配進行嚴格意義上的分析。

表1 黃陵站典型年年徑流量年內分配表

從表1可以看出，黃陵水文站在頻率P=75%時，12月份的徑流量占全年比例最小，只有4.8%，而P=95%時，8月份的徑流量占全年比例最小，僅有4.4%，兩者比例比較接近。在該地區，一般枯水期主要出現在12月～2月，因此，從水文現象的基本規律和供水安全角度考慮，當P=90%時，取12月份為枯水期，徑流量取全年的4.8%，相應的月徑流量為4.8%×336.71×104=16.16×104m3。由于枯水期的徑流主要補給來源是深層地下水，徑流量相對穩定，枯水期的日平均流量可用月平均流量代替，則日徑流量為 16.16×104/31=5214 m3[6]。

3.3 水源水質分析

黃連河流域各溝谷坡面經多年人工植樹造林，溝坡植被狀況逐漸好轉，基本被植被所覆蓋，流域內無工業企業及人為污染的影響。水源水樣的化驗結果表明，水源水質符合《生活飲用水水源水質標準》（CJ3020）的要求[7]。

黃連河按日保證流量分析可知，黃連河在工程取水點處日保證率P=90%時的日徑流量為4332 m3/d；在典型年枯水期工程取水點處P=90%枯水期的日徑流量為5214 m3/d。洛川縣秦關、土基集中供水工程的供水總量為1170 m3/d，兩種水文分析計算的河水流量均大于該工程的供水總量，取水保證率可得到滿足，且水質符合要求。

4 結論

為滿足洛川縣秦關、土基鎮42個村組，總人數18469人的用水安全需求，結合該縣為蘋果種植主導產業區等現實情況，確定秦關、土基集中供水工程的供水總量為1170 m3/d。在此基礎上，重點討論該集中供水工程水源的選擇，并分析選擇該水源的合理性。依據水質、水量等水源選擇的原則，推薦選擇黃連河黨家塔村附近溝底河段作為該供水站的水源。通過對黃連河黨家塔村附近溝底河段日保證流量和典型年枯水期日徑流量進行計算得出，確定選擇水源在水量上滿足供水工程的需求，且水質符合《生活飲用水水源水質標準》，故水源選擇合理。該集中供水站的建設對積極推進農村安全飲水工程的建設，解決洛川縣秦關、土基鎮居民用水的需求具有重要的現實意義。