北票市大板鎮(zhèn)應(yīng)急水源供水可靠性和水質(zhì)評(píng)價(jià)分析

武朝陽

(遼寧省朝陽市北票市基層水利管理總站，遼寧 北票 122100)

0 引 言

1 二道溝水庫應(yīng)急水源設(shè)計(jì)方案

二道溝水庫于上世紀(jì)60年代投入使用，承擔(dān)的主要任務(wù)是農(nóng)業(yè)灌溉。隨著其周邊節(jié)水灌溉的發(fā)展，供水壓力顯著減輕，因此使其成為大板鎮(zhèn)及周邊區(qū)域的應(yīng)急水源成為可能。現(xiàn)在二道溝水庫的興利庫容約為890×104m3，具體供水方案設(shè)計(jì)如下：①現(xiàn)有本地供水設(shè)施全部保障項(xiàng)目區(qū)的工業(yè)用水；②供水缺口由二道溝水庫供水來補(bǔ)充。其中本地供水能力見表1。由表1可知，本地實(shí)際供水與設(shè)計(jì)供水能力相比缺口最高可達(dá)1.77×104m3/d(12-2月份)，因此設(shè)計(jì)二道溝供水能力最大應(yīng)為2.0×104m3/d。

表1 本地現(xiàn)有供水能力 /104 m3·d-1

2 二道溝水庫供水保證率計(jì)算分析

供水保證率是評(píng)價(jià)供水水源可靠性的最關(guān)鍵指標(biāo)，而且受很多動(dòng)態(tài)因素影響，包括區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模、人口變化等。本文利用“可靠度分析法”，來計(jì)算二道溝水庫供水保證率[1]。

2.1 可靠度分析法概述

二道溝水庫水源補(bǔ)充方式為上游來水和降雨，水量消耗包括排洪、供水、滲漏等，這些主要參數(shù)是計(jì)算其供水可靠度的基礎(chǔ)[2]。供水可靠度由設(shè)計(jì)月供水量和實(shí)際月供水量作差，當(dāng)差額為正值時(shí)，則認(rèn)為是可靠；當(dāng)差額為負(fù)值時(shí)，則認(rèn)為不可靠，具體計(jì)算式見式(1)[3]。由式(1)可知，水庫供水可靠度主要看WSi和WDi，因此需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析。

Z=g(X)=WSi-WDi

(1)

式中：Z為設(shè)計(jì)和實(shí)際供水量差額，m3/d；WSi為設(shè)計(jì)月供水量，m3/d；WDi為實(shí)際月供水量，m3/d。

2.2 二道溝水庫供水能力計(jì)算

2.2.1 水庫來水量分析

本項(xiàng)目通過調(diào)查和統(tǒng)計(jì)二道溝水庫近10年逐月實(shí)測的入庫流量、出庫流量等資料數(shù)據(jù)(部分見表2)，估算得出水庫多年年平均來水量約為880.4×104m3。

表2 二道溝水庫7月份某時(shí)段內(nèi)水庫入庫和出庫流量數(shù)據(jù)

2.2.2 水庫實(shí)際供水量估算

經(jīng)調(diào)查，目前二道溝水庫作為大板鎮(zhèn)及周邊區(qū)域供水水源后，其主要耗水方面為下游河道生態(tài)供水，按照最小供水量計(jì)算即可(取值2 765 m3/d)[3]。本文采用“tennant”算法，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見表3。最終設(shè)計(jì)在汛期時(shí)(4-9月份)，河道生態(tài)需水量為平均流量的30%；在枯水期時(shí)(10-3月份)，為平均流量的40%。經(jīng)計(jì)算，二道溝水庫下游總生態(tài)需水量約為100.92×104m3。

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表3 下游河道生態(tài)環(huán)境需水量標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)計(jì)算，二道溝水庫可為大板鎮(zhèn)及周邊區(qū)域年平均供水量約520×104m3。其中，最大供水量為690×104m3/年；最小供水量為420×104m3/年，能夠滿足的供水能力約為1.17×104～1.89×104m3/d。

2.3 二道溝水庫供水可靠度計(jì)算

根據(jù)大板鎮(zhèn)及周邊區(qū)域近10年的發(fā)展規(guī)劃，其日平均需水量可達(dá)5.73×104m3/d，其中需要二道溝水庫水源工程供水1.72×104m3/d。但結(jié)合相關(guān)資料可知，在冬季，二道溝水庫供水量也較低，因此在12～2月份這3個(gè)月應(yīng)記作不可靠概率，統(tǒng)計(jì)圖見圖1。

圖1 二道溝水庫每月估算供水量折線圖

在一年12個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，二道溝水庫的供水可靠度P=75%，冬季用水會(huì)存在緊張局面。為了解決該問題，最有效的辦法是建立和健全“水費(fèi)收取”制度，喚起民眾節(jié)約用水意識(shí)，使水資源利用率得到保證[4]。

3 白石水庫供水水質(zhì)分析

供水水質(zhì)是評(píng)價(jià)水源的重要參數(shù)，若水質(zhì)較差，會(huì)給后期水質(zhì)處理帶來很大問題，而且也會(huì)提高供水成本。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)在不同時(shí)期(汛期和枯水期)、不同水深對(duì)白石水庫進(jìn)行水樣采集，然后通過專業(yè)檢測手段來對(duì)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1 水樣采集和檢測指標(biāo)分析

3.1.1 水樣采集

本項(xiàng)目共設(shè)計(jì)4個(gè)取水樣深度，分別為0、10、15和20 m，按照“由表到底”順序采樣。每個(gè)深度水樣共采集500 ml，并分為5瓶分裝，做好標(biāo)記[5]。其中，檢測溶解氧的水樣現(xiàn)場添加1 ml硫酸錳和2 ml堿性碘化鉀進(jìn)行固定；檢測高錳酸鉀的水樣現(xiàn)場添加0.5 ml濃硫酸進(jìn)行固定。

3.1.2 檢測指標(biāo)

本項(xiàng)目共選取10種指標(biāo)作為檢測白石水庫水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，見表4，而檢測方法也對(duì)應(yīng)如下。檢測時(shí)每個(gè)樣品檢測5次，將誤差較大的結(jié)果舍去，之后取剩余檢測數(shù)值的平均數(shù)[6]。

表4 白石水庫水質(zhì)檢測指標(biāo)和方法

3.2 白石水庫水質(zhì)檢測結(jié)果分析

3.2.1 水樣檢測結(jié)果

通過對(duì)采集樣品進(jìn)行檢測，各指標(biāo)結(jié)果見表5。由表5可知：①白石水庫水質(zhì)總體較好，平均是指達(dá)標(biāo)率約為85%(以Ⅲ類水質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn))；②水中的總氮量超標(biāo)嚴(yán)重，超過了Ⅲ類生活用水標(biāo)準(zhǔn)；③溶解氧和pH兩項(xiàng)指標(biāo)合格率不超過90%；④水庫水中溶解氧存在明顯的季節(jié)性，在12-2月份，水中的溶氧量能達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)注，而6-9月份甚至?xí)霈F(xiàn)低于Ⅴ類水的情況。

表5 白石水庫水質(zhì)檢測結(jié)果數(shù)據(jù)

3.2.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)

本項(xiàng)目通過“模糊評(píng)價(jià)法”對(duì)白石水庫水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，數(shù)據(jù)信息涵蓋2002-2018年，評(píng)價(jià)結(jié)果見圖2。由圖2曲線可知：①多年白石水庫平均水質(zhì)處于Ⅱ～Ⅲ類之間，總體而言是較為理想的水源地；②水庫水質(zhì)6-9月份有一個(gè)明顯的變壞過程，說明夏季時(shí)期上游水量增大，且水中微生物數(shù)量多；③2017和2018年水庫水質(zhì)比多年平均值要明顯變差，說明近幾年水庫相關(guān)管理工作存在漏洞，污染問題沒有得到解決。

圖2 白石水庫多年平均水質(zhì)月變化

4 結(jié) 語

二道溝水庫供水工程的投入使用可大大緩解大板鎮(zhèn)及周邊區(qū)域的用水緊張問題，但除了加大供水量之外，有關(guān)部門還要嚴(yán)格對(duì)供水設(shè)備、水費(fèi)收取等工作進(jìn)行管控，一方面避免漏水浪費(fèi)，另一方面可以回收成本，為后續(xù)維修、保養(yǎng)等打好基礎(chǔ)。之后通過對(duì)白石水庫水質(zhì)進(jìn)行分析，得出其總體來看是一個(gè)較為理想的水源地，不過個(gè)別指標(biāo)(總氮量、溶解氧、錳、鐵等)存在合格率較低問題，因此應(yīng)加大對(duì)水源地環(huán)境的監(jiān)管力度。