某應(yīng)急水源供水可靠性分析

某地現(xiàn)有市政水源設(shè)施規(guī)模小、設(shè)備陳舊、供水量小，且區(qū)域內(nèi)冬季供水嚴(yán)重緊張，加之地下水污染嚴(yán)重，導(dǎo)致居民生活、生產(chǎn)用水非常困難。據(jù)預(yù)測(cè)：到2020年，該地區(qū)城區(qū)總需水量5.65萬m3/d，而現(xiàn)狀水平年總供水規(guī)模為5.57萬m3/d。因此，建設(shè)應(yīng)急水源供水工程已非常必要。

1.某應(yīng)急水源設(shè)計(jì)方案

該地區(qū)某水庫(kù)建成于1964年，主要功能為農(nóng)田灌溉供水，但現(xiàn)如今水庫(kù)下游的水田基本上已全部改為旱田，因此可以借助水庫(kù)現(xiàn)有興利庫(kù)容提供該城區(qū)生活生產(chǎn)用水的開發(fā)。該水庫(kù)庫(kù)容約為980萬m3，該地區(qū)設(shè)計(jì)供水方案：現(xiàn)保留的水源自備井全部用于工業(yè)供水，剩余缺口由市政水源工程和某水庫(kù)聯(lián)合供水補(bǔ)充。其聯(lián)合供水具體方案為：水量先由市政水源供給，不足3.0萬m3/d時(shí)再由某水庫(kù)供給。

2.水庫(kù)供水保證率計(jì)算分析

供水保證率是指設(shè)計(jì)供水量在多年供水中能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)年數(shù)所占比重，由于供水水源受人口數(shù)量、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、城市規(guī)模等各種因素影響，所以供水保證率計(jì)算比較復(fù)雜，在此利用“可靠度分析法”來計(jì)算某水庫(kù)供水保證率。

2.1 可靠度分析法概述

針對(duì)水庫(kù)供水工程，其主要補(bǔ)充水源包括：上游來水、庫(kù)面降水，而主要消耗方面包括：排洪泄水、供水、蒸發(fā)和泄漏損失等，在此將這些參數(shù)納入一個(gè)系統(tǒng)中。水庫(kù)供水可靠度就是將實(shí)際供水量和設(shè)計(jì)供水量進(jìn)行比較，若前者大于后者，則計(jì)入可靠概率；若前者小于后者，則計(jì)入不可靠概率。其中，水庫(kù)供水保證率的核定計(jì)算公式見（2-1）。

式中：Z—設(shè)計(jì)和實(shí)際供水量差額，m3/d；

WSi—設(shè)計(jì)月供水量，m3/d；

WDi—實(shí)際月供水量，m3/d。

由公示可知：水庫(kù)供水可靠性分析的重要參考指標(biāo)就是設(shè)計(jì)月供水量和實(shí)際月供水量，因此需要對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)要進(jìn)行精確分析。

2.2 水庫(kù)供水能力計(jì)算

（1）水庫(kù)來水量分析。在此通過收集某水庫(kù)2010～2018年歷年逐月實(shí)測(cè)得到的月均入庫(kù)流量、出庫(kù)流量（泄洪量、蒸發(fā)量、灌溉用水等）資料數(shù)據(jù)，估算出該水庫(kù)多年年平均來水量約為869.5萬m3，表1為八一水庫(kù)7月某時(shí)段內(nèi)水庫(kù)入庫(kù)和出庫(kù)流量數(shù)據(jù)。

表1 某水庫(kù)7月某時(shí)段內(nèi)水庫(kù)入庫(kù)和出庫(kù)流量數(shù)據(jù)

表2 下游河道生態(tài)環(huán)境需水量標(biāo)準(zhǔn)

圖1 某水庫(kù)每月估算供水量折線圖

（2）水庫(kù)實(shí)際供水量估算。目前，某水庫(kù)主要耗水方面為下游河道生態(tài)環(huán)境需水（農(nóng)田灌溉取水會(huì)在水庫(kù)作為應(yīng)急水源后徹底禁止）。經(jīng)計(jì)算，某水庫(kù)下游最小生態(tài)環(huán)境用水約為0.032m3/s。

在此采用“tennant”算法，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見表2所示。本項(xiàng)目針對(duì)下游河道生態(tài)環(huán)境需水量問題，設(shè)計(jì)在汛期（4～9月份）選取多年平均流量的30%；在枯水期（10～3月份）選取多年平均流量的40%。某水庫(kù)下游年生態(tài)環(huán)境需水量約為100.92萬m3。

經(jīng)計(jì)算：某水庫(kù)作為該地區(qū)城區(qū)供水的應(yīng)急水源后，多年平均供水量約為515.3萬m3，其中最大年供水量為688.1萬m3，最小年供水量為426.4萬m3。能夠滿足的供水能力約為1.17～1.89萬m3/d。

2.3 水庫(kù)供水可靠度計(jì)算

根據(jù)當(dāng)?shù)亟?0年的發(fā)展規(guī)劃，2020～2030年間，城區(qū)總需水量平均在5.82萬m3/d，其中城區(qū)自備水源供水能力為2.1萬m3/d，市政供水能力平均在2.2萬m3/d，所以需要某水庫(kù)平均供水能力應(yīng)在1.52萬m3/d。但經(jīng)過統(tǒng)計(jì)：在12月～2月，市政供水能力達(dá)不到設(shè)計(jì)值，且某水庫(kù)供水量也較低，這三個(gè)月應(yīng)記作不可靠概率（統(tǒng)計(jì)圖見圖1所示）。

因此在一年十二個(gè)月份中，某水庫(kù)供水可靠月數(shù)能達(dá)到9個(gè)，所以其供水可靠度P=9/12=75%，該數(shù)值較低，所以需要相關(guān)管理部門切實(shí)做到“嚴(yán)格控水，嚴(yán)格收費(fèi)”，建立起健全的水資源供需制度。

3.結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)某水庫(kù)供水能力進(jìn)行計(jì)算，得出某地區(qū)城區(qū)在冬季時(shí)依然會(huì)存在供水緊張問題，目前只能貫徹落實(shí)完善的管控措施，徹底杜絕水資源浪費(fèi)現(xiàn)象，才能有效改善這個(gè)問題。