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[摘要]結(jié)合策勒縣城鄉(xiāng)飲水現(xiàn)狀及存在的問題,分析策勒縣主要河流的各水源水量水質(zhì),并從供水方案、工程投資、水源保護(hù)措施以及水源保證率等方面進(jìn)行最終水源比選,提出努爾河可作為該工程最佳水源,從努爾水庫取水為最佳供水方案,最后分析推薦水源的可靠性,得到努爾水庫取水對工程運(yùn)行是可靠、有利的。
[關(guān)鍵詞]策勒縣;城鄉(xiāng)飲水安全;水量;水質(zhì);供水方案;奴爾河
1策勒縣城鄉(xiāng)飲水現(xiàn)狀及問題
策勒縣位于新疆維吾爾自治區(qū)南部、塔克拉瑪干大沙漠南緣,屬典型的暖溫帶大陸性干旱氣候。策勒縣通過十一五、十二五期間的擴(kuò)建、改建等飲水安全工程的實(shí)施現(xiàn)有水源水廠12座,均以地表水作為供水水源,供水總?cè)丝?2.3798萬人,年供水量406.2萬m3[1]。而策勒縣平原區(qū)有相當(dāng)一部分居民沒有吃上符合農(nóng)村生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水,并且有不少工程由于當(dāng)時資金和技術(shù)的限制,在運(yùn)行后出現(xiàn)種種問題。存在的主要問題有[1]:(1)水源水質(zhì)超標(biāo)。水質(zhì)達(dá)不到國家規(guī)定的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),地下水氟含量超標(biāo)值在1.6mg/L~1.7mg/L之間。(2)水工程簡陋,建設(shè)規(guī)模小、標(biāo)準(zhǔn)低,配套設(shè)施少,入戶率不高,沒有徹底解決人畜飲水安全問題,供水能力達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。(3)運(yùn)行成本過高。調(diào)查資料表明,策勒縣農(nóng)村水廠全年總支出為308.8058萬元,全年總售水量140萬m3,單方水成本價為2.31元/m3,而售水價格僅為0.9元/m3。(4)部分水廠已接近農(nóng)村水廠使用年限,機(jī)井建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,水質(zhì)發(fā)生改變,不能達(dá)到國家規(guī)定的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。(5)人畜飲水管理運(yùn)行體制沒有健全完善,工程建成后不能很好的運(yùn)行。為解決以上飲水安全問題,進(jìn)行策勒縣城鄉(xiāng)飲水安全工程建設(shè)項(xiàng)目,工程供水范圍包括策勒縣三鄉(xiāng)一鎮(zhèn)、天津工業(yè)園及奴爾鄉(xiāng)的城鄉(xiāng)居民及牲畜用水,工程現(xiàn)狀年為2017年,設(shè)計(jì)水平年為2030年。
2項(xiàng)目區(qū)水源水質(zhì)情況
2.1各水源水量
策勒縣地表徑流的年際變化不大,年內(nèi)分配不均。6月~8月為洪水期,水量占全年的76.9%,冬季徑流最小,水量占全年的2.89%,春季水量占全年的9.3%,秋季水量占全年的0.9%[2]。策勒縣主要河流徑流量見表1,河流月平均流量見表2。由于徑流在年內(nèi)分配不均,枯水期河水全部被灌區(qū)引盡,取水口下游河道變成干河。其余水量集中在夏季,通過河道下泄,在河道下游滲漏殆盡。
2.2各水源水質(zhì)情況
對可為本工程供水的幾條河流的水質(zhì)進(jìn)行最新的水質(zhì)化驗(yàn),結(jié)果顯示策勒河的兩個水樣存在氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度和放射性等指標(biāo)超標(biāo)[3]。恰哈河的水質(zhì)相對較好,努爾河的兩個水樣水質(zhì)也較好,但存在pH值超標(biāo),可以通過常規(guī)水處理措施解決。而策勒河的超標(biāo)指標(biāo)通過常規(guī)水處理措施難以解決。
3水源選擇
3.1水源初選
策勒縣境內(nèi)的幾條河流存在以下幾種情況:(1)策勒河水質(zhì)不達(dá)標(biāo);(2)薩依瓦克河、布藏河、阿克塞音河及卡爾蘇河水量不滿足要求;(3)烏魯克薩依河無調(diào)蓄工程,無法滿足供水工程全年均勻供水的要求;(4)恰哈河在水質(zhì)、水量上亦滿足工程的供水要求,且有勝利水庫作為調(diào)蓄工程;(5)奴爾河水質(zhì)、水量均滿足工程要求,加之有在建的努爾水庫,其調(diào)蓄功能能滿足工程的全年均勻供水的要求。根據(jù)策勒縣境內(nèi)河流的水量及水質(zhì),初選選擇兩個水源方案,即恰哈河和努爾河。
3.2水源選定
根據(jù)初選的水源方案,從工程經(jīng)濟(jì)性、水量保證率及水源保護(hù)等幾個方面進(jìn)行比選。(1)恰哈河水源方案恰哈河發(fā)源于昆侖山終端北坡,自出山口以上基本為樹干形狹長河段,源頭3000m以上區(qū)域才有大的支流發(fā)育,流域向東西展開,支流呈樹枝狀分布。恰哈河以冰雪融水和降水補(bǔ)給為主,地下水補(bǔ)給為輔。恰哈河無長期徑流觀測資料,只有兩年短期實(shí)測資料,徑流代表期段。根據(jù)《新疆和田地區(qū)策勒縣浪沙水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)報告》資料可知[4],恰哈河多年平均年徑流量0.911億m3。勝利水庫通過恰哈渠首引恰哈河水,總庫容2000萬m3,興利庫容為1930萬m3,主要解決策勒鄉(xiāng)、策勒鎮(zhèn)春旱問題,同時也擔(dān)負(fù)著向卡拉卡依電站供水的任務(wù)。勝利水庫在6月~7月水庫全部蓄滿,水庫蓄水庫水量為2390.07萬m3,3月~5月供給策勒鄉(xiāng)、策勒鎮(zhèn)灌溉用水1262萬m3,8月份的大河來水全部用于發(fā)電和蓄水損失,水庫供給恰拉卡依電站用水800萬m3,冬季水庫無放水任務(wù)。供水方案:從勝利水庫修建引水管線至擬建總水廠處,管線全長38.2km。(2)奴爾河水源方案奴爾河發(fā)源于昆侖山中段喀拉塔什山北坡,其徑流組成除包括有少部分泉水和低山區(qū)季節(jié)性積雪、降雨補(bǔ)給外,冰川消融是其主要補(bǔ)給源,屬消融補(bǔ)給型河流。努爾水文站位于奴爾河上游出山口位置,控制流域面積734km2,多年平均徑流量為1.708億m3,多年平均流量為5.41m3/s,最大年徑流量為1966年的2.294億m3,最小年徑流量為1965年的1.122億m3,最大與最小年徑流量比值為2.04,由此反映出徑流年際變化較小。從多年平均情況可知,冬季水量(12月~次年2月)只占年水量的3.1%,而夏季水量(6月~8月)占年水量的76.8%,奴爾河努爾水文站斷面,水文站以上集水面積734km2,多年平均流量為5.41m3/s,多年平均徑流量為1.708億m3。奴爾水利樞紐工程為堤壩式開發(fā),開發(fā)任務(wù)為灌溉兼顧發(fā)電。工程總庫容6900萬m3,調(diào)節(jié)庫容4500萬m3,正常蓄水位2497m,死水位2465m,裝機(jī)容量6.2MW,多年平均發(fā)電量0.21億kW•h,裝機(jī)利用小時數(shù)3309小時。大壩壩型為土石壩,奴爾水利樞紐工程等別為Ⅲ等工程,工程規(guī)模為中型。供水方案:從奴爾水庫修建引水管線至擬建總水廠處,管線全長87km。
3.3方案比選分析
(1)工程投資方面選擇恰哈河作為水源,利用勝利水庫作為調(diào)蓄工程,并修建引水管道的方案管道長度短,投資較省。(2)水源保護(hù)及措施方面勝利水庫為平原水庫,水庫引水渠長8.2km,勝利水庫引水口(勝利水庫渠首)位于恰哈鄉(xiāng)蘭貴村境內(nèi)的恰哈河河道上。若選擇恰哈河作為本工程水源,根據(jù)《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(HJ/T338-2007)中有關(guān)規(guī)定,需設(shè)置水源保護(hù)區(qū),則勝利水庫渠首以上2000m范圍內(nèi)河道均作為其準(zhǔn)保護(hù)區(qū),基本恰哈鄉(xiāng)均為水源保護(hù)區(qū),在恰哈鄉(xiāng)境內(nèi)實(shí)施水源保護(hù),困難較大。而選擇奴兒河作為水源方案,工程從奴爾水庫取水,奴爾水庫原工程任務(wù)就包含人畜供水,在對其水源保護(hù)措施方面已充分考慮,估水源保護(hù)方面,奴爾河作為水源較優(yōu),可實(shí)施性較強(qiáng)。(3)供水保證率方面勝利水庫興利庫容1900萬m3,其工程任務(wù)為在洪水期引洪水入庫,負(fù)責(zé)恰拉卡依電站用水及解決策勒鄉(xiāng)、策勒鎮(zhèn)3月~5月的春旱問題,其5月~6月水庫滿足放水任務(wù)后,水庫放至死水位,待至洪水期再引洪蓄庫,其在春旱至洪水期期間基本無多余水量供給人飲;奴爾水庫興利調(diào)節(jié)庫容4500萬m3,其工程任務(wù)中包含奴爾鄉(xiāng)、固達(dá)灌區(qū)的人畜用水,加之需下泄生態(tài)基流,可保證全年往下游輸水。其在供水保證率遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于勝利水庫。通過對工程投資方面、水源保護(hù)方面及供水保證率方面綜合比選,最終選擇奴爾河作為推薦水源。
4推薦水源的可靠性分析
4.1供水水量分析
根據(jù)徑流計(jì)算分析,奴爾河P=75%、95%時的天然徑流量分別為1.55億m3、1.23億m3;從年內(nèi)分配來看,在天然工況來水量最小月為95%時的1月份,最小平均流量為0.52m3/s。隨著奴爾水庫建成運(yùn)行后,其任務(wù)為先保證下游灌區(qū)人畜、灌溉及河道生態(tài)基流后利用其水量發(fā)電,故一級電站檢修時為機(jī)組輪流檢修,其可保證滿足本工程引水要求。
4.2供水水質(zhì)分析
奴爾河河水水質(zhì)較好,根據(jù)烏魯木齊市新建昌源水務(wù)科學(xué)研究院(有限公司)于2017年4月1日對奴爾河河水取水水樣分析結(jié)果來看,水質(zhì)僅有濁度超標(biāo),其它各項(xiàng)指標(biāo)均滿足飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
4.3地形條件分析
本工程管線取水點(diǎn)至布朗臺渠首段為河谷段,線路只能布置在河道內(nèi),現(xiàn)狀奴爾水庫~布朗臺渠首段河道左岸有水庫進(jìn)場道路,因此此段管線沿進(jìn)場道路布置,并沒有受到河谷段復(fù)雜地形的影響增加管線施工難度。工程取水水源為奴爾水庫(高程為2435m),奴爾鄉(xiāng)水廠的高程為2342m,末端總水廠高程為1535m,因此在奴爾水庫附近河道上已建工程處設(shè)引水點(diǎn)高程均能滿足重力流輸水要求,對整個工程的運(yùn)行有利的。
5結(jié)語
策勒縣城鄉(xiāng)飲水安全工程是覆蓋策勒縣平原區(qū)三鄉(xiāng)一鎮(zhèn)的供水工程,經(jīng)過水量水質(zhì)對比和輸水方案比選分析,推薦工程取水水源為奴爾水庫,可滿足項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀13.47萬城鄉(xiāng)居民、44.10萬頭牲畜和規(guī)劃年18.74萬城鄉(xiāng)居民、51.07萬頭牲畜飲水及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水需求,解決項(xiàng)目區(qū)存在的飲水安全問題,改善項(xiàng)目區(qū)飲水條件,提高供水保證率、提高居民的生活質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]策勒縣城鄉(xiāng)飲水安全工程可行性研究報告[R].2017.
[2]新疆和田地區(qū)策勒縣城鄉(xiāng)飲水安全工程初步設(shè)計(jì)報告[R].2018.
[3]GB3838-2002,地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.
[4]新疆和田地區(qū)策勒縣浪沙水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)報告[S].2017.
作者:李生福 單位:新疆金溝河流域管理局水利管理中心