防洪調(diào)蓄湖引水工程引水規(guī)模論證

帥志勇

（南昌縣贛撫平原水資源保護(hù)中心，江西 南昌 330200）

1 引水規(guī)模論證

1.1 一工段年取水狀況分析

根據(jù)某中心2017年的研究成果，統(tǒng)計(jì)某站2000年以來(lái)，逐年各種取水情況的天數(shù)以及百分比，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖1，各年全天可取水、半天可取水及不可取水等情況分別占比73%、8%和19%。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，多年平均可取水天數(shù)為296 d，占全年81%，其中全天可取水天數(shù)268 d，占全年73%，遠(yuǎn)大于半天可取水天數(shù)。2003 年可取水天數(shù)最少，因2003 年為徑流由豐轉(zhuǎn)枯的第一年，含氯度相對(duì)較高。2008年可取水天數(shù)最多，因該年在連續(xù)枯水年份中徑流有所增加，使得該年含氯度相對(duì)較低。

圖1 某站各年各種取水情況分布圖

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行排序，并計(jì)算各種取水情況的保證率，可知，在10%的保證率下，全天可取水天數(shù)可達(dá)309 d，大致相當(dāng)于2007年全天可取水水平（306 d）；不可取水天數(shù)有125 d，相當(dāng)于2011年不可取水水平（122 d）。在50%的保證率下，全天可取水天數(shù)有272 d，相當(dāng)于2005年全天可取水水平（272 d）；不可取水天數(shù)有65 d，相當(dāng)于2006年不可取水水平（65 d）。在90%的保證率下，全天可取水天數(shù)有204 d，相當(dāng)于2000 年全天可取水水平（204 d）；不可取水天數(shù)有30 d，大致相當(dāng)于2015年不可取水水平（31 d）。

目前中國(guó)尚沒(méi)有環(huán)境用水保證率標(biāo)準(zhǔn)，參考《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，濕潤(rùn)地區(qū)以水稻為主的灌溉設(shè)計(jì)保證率為80%～95%，因環(huán)境用水功能低于灌溉用水，故本報(bào)告中保證率取其下限80%。可見(jiàn)在80%保證率時(shí)，該工程全年可取水（包括全天、半天可取水）天數(shù)237 d，占全年65%。

1.2 一工段月取水情況分析

1.2.1 全天可取水天數(shù)

根據(jù)取水指標(biāo)說(shuō)明，統(tǒng)計(jì)某站2000年以來(lái)，逐年逐月全天可取水情況的天數(shù)以及百分比。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，3-6月份全天可取水天數(shù)最高，可達(dá)26-28 d；1-2 月、7 月、12 月全天可取水天數(shù)次之，為23-24 d；8-11 月全天可取水天數(shù)最少，為14-19 d，而其中又?jǐn)?shù)10月為全年中全天可取水天數(shù)最少月份。

根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果，計(jì)算逐月全天可取水情況保證率，根據(jù)結(jié)果可知，在10%、50%和90%的保證率下，月全天可取水天數(shù)分別為22-31 d、14-24 d、4-23 d，全年總天數(shù)分別為348 d、286 d、137 d，分別占全年可取水天數(shù)的95%、78%、38%。根據(jù)上半年和下半年各保證率全天可取水天數(shù)（圖2和圖3），上半年取水條件好于下半年。上半年，保證率在30%～50%以下時(shí)，都能滿足整月全天可取水；在70%保證率及以上時(shí)，可取水天數(shù)隨著保證率的升高而急速下降，但在90%保證率時(shí)可取水天數(shù)仍有11-23 d。下半年，可取水天數(shù)隨著保證率的升高而勻速下降，在90%保證率時(shí)，為5-14 d；取水條件仍是10月最差，9月次之。

圖2 上半年各保證率全天可取水天數(shù)圖

圖3 下半年各保證率全天可取水天數(shù)圖

1.2.2 半天可取水天數(shù)

根據(jù)取水指標(biāo)說(shuō)明，統(tǒng)計(jì)該站2000年以來(lái)，逐年逐月半天可取水情況的天數(shù)以及百分比。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，2-6月份半天可取水天數(shù)較少，平均為1 d；9月份半天可取水平天數(shù)最多，有4 d，其余月份半天可取水天數(shù)為2-3 d。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，逐月計(jì)算半天可取水情況保證率的情況下，在10%、50%、90%的保證率下，月半天可取水天數(shù)分別為4-10 d、0-3 d、0 d，全年總天數(shù)為77 d，分別占全年可取水天數(shù)的21%、5%和0%，即在90%的保證率下全為全天可取水或不可取水。

根據(jù)上半年和下半年各保證率全天可取水天數(shù)的統(tǒng)計(jì)可見(jiàn)，下半年半天可取水天數(shù)明顯比上半年多。上半年，在50%～70%保證率以上時(shí)，半天可取水天數(shù)基本都為0 d，下半年在90%保證率時(shí)才基本沒(méi)有半天可取水情況的出現(xiàn)。但總的來(lái)講，半天可取水的天數(shù)在全年里還是不多的，在平均水平下，即50%保證率時(shí)，全年半天可取水天數(shù)一共18 d，占全年的5%。

1.2.3 不可取水天數(shù)

根據(jù)取水指標(biāo)說(shuō)明，統(tǒng)計(jì)該站2000年以來(lái)，逐年逐月不可取水情況的天數(shù)以及百分比。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，1-6月份不可取水天數(shù)相對(duì)較少僅為1-4 d；7、12 月不可取水天數(shù)一般為5 d；8-11 月份不可取水平天數(shù)為9-14 d，與全天可取水天數(shù)分布相對(duì)應(yīng)，10 月份不可取水天數(shù)最多。根據(jù)逐月不可取水情況保證率的計(jì)算結(jié)果，在10%、50%、90%的保證率下，月全天可取水天數(shù)分別為22-31 d、14-24 d、4-23 d，分別占全年總天數(shù)的95%、78%、38%。上半年和下半年各保證率全天可取水天數(shù)的分析結(jié)果表明，上半年在50%保證率及以上時(shí)，不可取水天數(shù)均為0，整月均能取水；保證率為20%～10%時(shí)，不可取水天數(shù)急劇上升，10%保證率時(shí)，天數(shù)為6-19 d。下半年可取水天數(shù)隨著保證率的升高而勻速下降；下半年不可取水天數(shù)相對(duì)較多，在50%保證率下，不可取水天數(shù)有3-14 d，最差的10 月份有14 d 不可取水；在10%保證率時(shí)不可取水天數(shù)為15-25 d。總體而言，在保證率50%的平均水平下，全年不可取水天數(shù)一共有44 d，只占全年的12%。

1.3 一工段引水改善水質(zhì)方案

在全天可引水條件下，該防洪調(diào)蓄湖及周邊調(diào)蓄湖最大需水規(guī)模為6.50 萬(wàn)t/d。此次考慮從一工段引水，同時(shí)改善該湖及以西周邊河網(wǎng)水質(zhì)，因此，還需考慮河道需水。整體需水量根據(jù)該湖及周邊河網(wǎng)蓄量放大，計(jì)算得到該湖及輸水河道最大需水規(guī)模為26×104t/d，即3 m3/s。由于一工段泥沙、含氯度變化復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)全天引水。故在引水規(guī)模確定時(shí)，需要進(jìn)一步分析不同時(shí)期的可引水時(shí)間。

根據(jù)以往含氯度、含沙量和水質(zhì)濃度的同步監(jiān)測(cè)情況，含氯度、含沙量和水質(zhì)濃度的同步變化與潮位、徑流量均有一定的關(guān)系：一般小潮期間潮差較小，含氯度和含沙量最小，水質(zhì)濃度也相對(duì)較低；隨著潮差的增大，含氯度和含沙量升高，水質(zhì)濃度波動(dòng)變大，濃度值也有升高的趨勢(shì)。同時(shí)徑流量越大，相應(yīng)的含氯度和含沙量也越小。同時(shí)含氯度對(duì)水生動(dòng)植物有一定的影響，一般認(rèn)為較高的含氯度會(huì)抑制植物和魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)繁殖。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，集中式生活飲用水地表水源地含氯度應(yīng)在0.25 g/L以下。該湖引水時(shí)應(yīng)盡量選擇含氯度較低的時(shí)段，以改善較高含氯度，故確定該湖的外江引水條件為含氯度不大于0.25 mg/L。

2 結(jié)論

在文中所進(jìn)行的外排工程—防洪調(diào)蓄湖引水工程引水規(guī)模論證的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步參考國(guó)內(nèi)主要湖泊、城市的換水周期，建議該湖換水周期為30 d，引水泵站每天運(yùn)行時(shí)間約2 h，增強(qiáng)湖區(qū)的水體流動(dòng)性，經(jīng)計(jì)算，該湖的引水規(guī)模將達(dá)到5 m3/s。遠(yuǎn)期一工段引水工程周邊調(diào)蓄湖均建成后，通過(guò)一工段引水泵站引入并通過(guò)沉淀河道沉淀后，經(jīng)由三工段橫河改善整個(gè)片區(qū)的水質(zhì)。遠(yuǎn)期當(dāng)湖區(qū)水質(zhì)劣于Ⅳ類(lèi)時(shí)，立即啟用引水泵站，將水質(zhì)提升后的三工段橫河的河道水引入該湖及周邊調(diào)蓄湖。外排工程—防洪調(diào)蓄湖引水工程按照文中論證所確定的引水規(guī)模，能有效提高區(qū)域排澇調(diào)蓄能力并兼顧改善區(qū)域水環(huán)境。