東江-東莞供水工程江庫聯網工程方案比選研究

張麗娟 韓江

摘要：為選擇東江-東莞供水工程的最優方案，對工程中東江與水庫聯網方案進行了研究。分析了鯉魚洲、沙角和鰲峙塘3個取水方案的優缺點，比較了松木山、蘆花坑等9座水庫間的環狀閉合、環狀不閉合和樹狀聯網方式的優劣。最終推薦采用沙角取水和環狀閉合水庫聯網的方式。推薦方案達到了抽引東江水入水庫調蓄的要求，可提高東莞市中部及沿海片區供水保證率，緩解供需矛盾。

關鍵詞：取水口; 供水保證率; 江庫聯網工程; 供水工程; 東莞市

中圖法分類號： TV212文獻標志碼： ADOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.02.029

1問題的提出

東莞市地處東江三角洲，人口稠密、經濟發達，分為石馬河片、中部及沿海片和水鄉片三部分。中部及沿海片位于東莞中部，包括莞城區、長安鎮、松山湖科技產業園等共15個鎮區，面積1 140.4 km?人口350.98萬人，地區生產總值439億元（占全市的38.0%）。隨著經濟的快速發展，該片區需水量劇增，供需矛盾日益加劇，缺水問題已成為經濟進一步發展的制約因素。該片84%的供水來自于東江，現水廠供水規模約206萬m?3/d。 據測算，95%年（如1991年）來水情況下，年缺水量52 102萬m?3，缺水率為53.4%。長安、虎門、大朗3個經濟發達鎮處于現狀供水系統末端，水量水壓長期不足，給人民生活生產帶來了嚴重影響。為此，《東莞市水資源綜合規劃水資源配置專題報告》[1]提出興建東江與水庫聯網供水工程（簡稱“江庫聯網工程”），將東江和東部片區既有的9座水庫聯合起來，抽引東江水入水庫調蓄，通過9座水庫聯網調度，提高東莞市中部及沿海片區供水保證率和應對水事故的能力，保障社會、經濟的可持續發展。

2工程概述

東江發源于江西省尋鄔縣的椏髻缽，于東莞市橋頭鎮的東江村流入東莞境內，境內干流長35 km，干流過石龍后分為北干流和南支流。東莞江庫聯網工程由東江取水泵站、輸水線路、2處加壓泵站（泰崗圩、同沙）和9座水庫（松木山、同沙、橫崗、水濂山、白坑、蘆花坑、蓮花山、馬尾和五點梅）組成，其中蓮花山、馬尾和五點梅3庫已互通[2]。工程總體布置見圖1。9座水庫總集水面積241.37 km?2。沙角取水泵站和泰崗圩加壓泵站抽水流量均為27 m?3/s，同沙加壓泵站抽水流量為10.6 m?3/s。根據各水庫受水區需水要求和后置聯網水庫所需調蓄要求，結合抽水過程，經長系列徑流調節分析，求得95%保證率的輸水能力作為輸水設計規模[3]。其中松木山-同沙段設計流量14.3m?3/s，橫崗-白坑段設計流量1.2 m?3/s。考慮來水、需水要求和水庫調蓄能力，按水量平衡方法進行水資源供需分析，得2020年聯網工程最大供水規模253萬m?3/d，各水庫年總供水量為4.22億m?3。

3方案比較

3.1取水口方案比選

東江取水工程由取水口（取水泵站）和輸水總干線組成。取水口和輸水線路選擇是否恰當，直接影響取水水質和水量，投資、施工運行管理及河流的綜合利用[4-5]。根據實際條件，該工程有3個取水口可供選擇，分別是鯉魚洲、沙角和鰲峙塘。影響取水方案選擇的主要因素是水質、輸水線路長度及施工難易程度和取水口條件等[6]。

3.1.1水 質

東莞市經濟發達，東江沿岸企業眾多、人口密集，極易發生東江突發水污染事件。東江三角洲潮汐屬不規則半日潮，約15 d為一個周期。受河道挖砂等人類活動的影響，河槽下切，潮汐動力增強，現狀咸潮已到達莞城區段。

鯉魚洲取水口位于東江的上游，至聯網水庫35 km，集水區面積347 km?該取水口由于接納的污染物少，水質良好，也不受咸潮影響。附近的石龍南站的水質監測數據顯示，除溶解氧、五日生化需氧量和氨氮為Ⅲ～Ⅳ類標準及鐵指標不達標外，其余指標均能達到Ⅰ～Ⅱ類標準。

沙角取水口位于鯉魚洲取水口下游5 km，其間有幾處企業排污口和一些居民生活污水排入東江，水質比鯉魚洲取水口差。附近的石龍北站水質監測數據表明，溶解氧為Ⅲ～Ⅳ類，氨氮為Ⅲ～劣Ⅴ類。該取水口也不會受到咸潮影響。

鰲峙塘取水口處于最下游，受沙河、寒溪水河雨洪污水匯入影響，且受咸潮威脅的可能性較大，水質難以保證。

3.1.2輸水總干線長度及施工難易程度

輸水總干線是從取水口到聯網水庫始端松木山水庫的線路（含沙角取水泵站和泰崗圩加壓泵站），沿東引運河、寒溪水、松木山水左岸，至松木山水庫。總干線采用箱涵輸水。

3個取水口方案輸水線路長短不一，建筑物種類、數量及地形條件不同。鯉魚洲取水口輸水總干線長35 km，為3方案之最，投資約為19.7億元，施工難度最大，與當地規劃的黃大仙公園不協調。沙角取水口總干線長30 km，投資15.5億元，施工條件相對較好，且對環境影響較小。鰲峙塘取水口總干線長16 km，投資約為11.4億元。

3.1.3取水口條件

取水口條件包括取水口的水力條件和工程地質條件[7-8]。沙角取水口位于東江南岸角新圍一村附近的沖積臺地上，臺面高程約8.40～12.70 m，前緣為沙角沙場。取水口位于河道凹岸，地面起伏較大，第四系松散覆蓋層厚約18 m，地下水位較高，存在開挖邊坡穩定問題，采用護岸及穩定岸線的工程措施后可以滿足取水條件要求。

鯉魚洲取水口臺面高程為9.20～13.50 m，呈兩級階梯狀，西北低，東南高，地下水位埋深2 m，也存在泵站施工開挖邊坡穩定問題。

鰲峙塘取水口泵站取水水流條件最好，臺面高程為6.64～8.50 m。地基土為全風化土，厚度大，岸坡及岸線穩定。

3個取水方案優缺點比較結果見表1。

表13個取水方案優缺點比較Tab.1Comparation of three pumping site schemes

取水口優點缺點

鯉魚洲處于最上游，水質最優，輻射范圍廣，取水口條件好輸水線路最長，投資高，拆遷征地及施工困難

沙角水質可以滿足供水的要求，輸水線路長度適中，供水范圍較廣，施工較容易取水口條件一般

鰲峙塘輸水線路最短，施工難度小，投資低，取水口條件好受咸潮和沿線排污影響，輻射范圍最小

經全面分析比較，沙角取水口條件最好，最終選定沙角取水口。

3.2水庫聯網方案優選

9座水庫的聯接方式和輸水線路，是需要研究的重點。

3.2.1聯網方式布置

根據水庫地形條件以及盡量減小對周邊建筑物干擾的原則，擬定了3種聯網方式，見圖2。

（1）聯網方式1。東江干流取水入松木山水庫后分兩路，一路向蓮花山、馬尾、五點梅、蘆花坑水庫輸水（簡稱東線），東線最大輸水流量為12.3 m?3/s;另一路向同沙、橫崗、蘆花坑水庫輸水（簡稱西線）。兩條線在蘆花坑水庫閉合，形成環狀閉合網絡，線路總長47.16 km。

（2）聯網方式2。東線與聯網方式1相同，西線到白坑水庫止，形成了環狀不閉合聯網。線路總長41.76 km。

（3）聯網方式3。東線與聯網方式1相同，西線由松木山向橫崗和水濂山水庫輸水，中間分支向同沙、白坑及蘆花坑輸水。松木山與同沙不相聯，聯網方式3形成樹狀不閉合網絡。線路總長為48.34 km。

3.2.2聯網方案比選

聯網方式1中，松木山等6座水庫的水均可通往蘆花坑、馬尾和五點梅3座水庫，可解決長安、虎門兩鎮的嚴重缺水問題，供水量比聯網不抽水時增加2.25億 m?3，生活供水保證率達97%。環狀閉合型聯網方式水量調配能力強，投資約11.5億元。

聯網方式2可形成環狀不閉合輸水線路，縮短了蘆花坑水庫至白坑水庫間的距離5.4 km，可減少投資約0.85億元，但水蓮山、白坑、同沙和橫崗4座水庫無法與蘆花坑水庫聯通，所儲備的水量無法用于蘆花坑下游的長安鎮和虎門鎮。

聯網方式3通過干、支輸水線路連通各個水庫，供水保證率和聯網方式1相同，但輸水線路長度增加1.14 km，增加投資約2.3億元。

從供水保證率、經濟、社會效益等因素綜合考慮，選取聯網方式1。

4結 語

本文對東江與水庫聯網工程取水與聯網方式選擇進行了分析研究，通過對比分析鯉魚洲、沙角和鰲峙塘3個取水方案及松木山、蘆花坑等9座水庫間的環狀閉合、環狀不閉合和樹狀不閉合3種不同聯網方式，最終選定沙角取水加環狀閉合的水庫聯網方式。通過實際運行效果證明所選方案是合理的，充分發揮了現有水庫調蓄能力，改善了供水水質，從而全面提高了東莞市中部及沿海片區供水保證率，可保障該片區社會、經濟可持續發展。

參考文獻：

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引用本文：張麗娟，韓江.東江-東莞供水工程江庫聯網工程方案比選研究[J].人民長江，2019，50（2）：166-168.

Scheme comparison of river-reservoir connection of Dongjiang River to Dongguan City water supply project

ZHANG Lijuan?，HAN Jiang?2

（1.School of Civil and Transportation， Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006， China;2.China Water Resources Pearl River Planning Surveying &Designing Co.， Ltd， Guangzhou 510507， China）

Abstract： To select the optimized scheme of Dongjiang River to Dongguan City water supply project， research was conducted on the scheme of river and reservoir connection. In the research， the merits and demerits of 3 water intake sites called Liyuzhou， Shajiao and Aositang are analyzed. 3 connection schemes of circular closure， circular non-closure， dendritic structure for 9 reservoirs called Songmushan， Luhuakeng etc. were compared. The scheme of water intake at Shajiao and circular closure was proposed， which can meet reservoirs impounding demand of pumping from the Dongjiang River， increase water supply guarantee？for the central area as well as coastal area of Dongguan City， and ease water supply and demand contradiction.

Key words：river and reservoir connection; water intake; connection type; guarantee ratio of water supply; Dongguan City