水庫(kù)應(yīng)急供水可靠性分析
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后溪應(yīng)急供水安全性分析
作為集中飲用水水源地的外度水庫(kù)，其水質(zhì)自2008年開(kāi)始進(jìn)行全年跟蹤檢測(cè)。水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告顯示:外度水庫(kù)水體常年超標(biāo)的污染物為T(mén)P和TN，是影響水質(zhì)的主要污染物，其他指標(biāo)基本符合Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。后溪水庫(kù)庫(kù)周及上游分布的村落及居民點(diǎn)稀少，生態(tài)環(huán)境整體保持良好，水質(zhì)良好且穩(wěn)定。后溪水庫(kù)水質(zhì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)只有2010年8～10月、2012年1～9月，指標(biāo)基本符合Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)整理，2010年以來(lái)外度水庫(kù)和后溪水庫(kù)主要污染物總磷和總氮對(duì)比如圖1所示。通過(guò)后溪水庫(kù)與外度水庫(kù)的污染物對(duì)比分析可以看出;外度水庫(kù)污染物總磷平均值0.072mg/L，最大值0.15mg/L;污染物總氮平均值1.121mg/L，最大值1.85mg/L。后溪水庫(kù)污染物總磷平均值0.033mg/L，最大值0.05mg/L;污染物總氮平均值0.596mg/L，最大值0.932mg/L。后溪水庫(kù)水質(zhì)總體上優(yōu)于外度水庫(kù)水質(zhì)，可作為外度水庫(kù)的應(yīng)急水源。一旦外度水庫(kù)水質(zhì)出現(xiàn)異常，可以通過(guò)后溪應(yīng)急供水管道直接向下游外度渠道提供源水，同時(shí)起到雙水源的供水保障作用。及時(shí)做好后溪應(yīng)急供水工程的建設(shè)，將明顯提高外度水庫(kù)的供水安全性，因此工程建設(shè)是十分必要的。
后溪應(yīng)急供水可靠性分析
1供水規(guī)模分析
后溪應(yīng)急供水管道工程是為解決外度供水安全而興建的，供水用戶(hù)主要有涵江自來(lái)水廠和西天尾自來(lái)水廠，供水范圍涉及外度水庫(kù)下游的涵江區(qū)、荔城區(qū)的西天尾鎮(zhèn)。根據(jù)用水戶(hù)的特點(diǎn)確定供水規(guī)模。涵江自來(lái)水廠目前日供水量7.6萬(wàn)m3/d，應(yīng)急時(shí)期限定生活生產(chǎn)用水日供水量6.08萬(wàn)m3/d。西天尾自來(lái)水廠目前日供水量2.40萬(wàn)m3/d，應(yīng)急時(shí)期限定生活生產(chǎn)用水日供水量1.92萬(wàn)m3/d。合計(jì)后溪供水主管道設(shè)計(jì)日輸水量8萬(wàn)m3/d，輸水能力為0.93m3/s。
2水量平衡及可靠性分析
后溪水庫(kù)具有良好的多年調(diào)節(jié)性能，作為外度水庫(kù)的儲(chǔ)備水源，可以對(duì)調(diào)節(jié)性能差的外度水庫(kù)進(jìn)行水量調(diào)節(jié)補(bǔ)償。為合理評(píng)價(jià)后溪水庫(kù)應(yīng)急供水方案，需進(jìn)行水量平衡及可靠性分析。后溪水庫(kù)運(yùn)行方式如下:優(yōu)先保證應(yīng)急供水需要，并考慮水庫(kù)下游100hm2農(nóng)田灌溉用水需要。當(dāng)水庫(kù)水位接近死水位且水庫(kù)來(lái)水流量小于用水流量時(shí)，后溪水庫(kù)應(yīng)急供水即停止，外度水庫(kù)下游應(yīng)急供水須從其它水庫(kù)調(diào)水。后溪水庫(kù)壩址徑流P=95%代表年選取2003年，根據(jù)萩蘆溪流域水源危機(jī)發(fā)生特點(diǎn)及水庫(kù)水位歷史運(yùn)行情況，對(duì)后溪水庫(kù)來(lái)水量和需水量進(jìn)行平衡計(jì)算。本流域供水危機(jī)通常發(fā)生在7～8月，故后溪水庫(kù)應(yīng)急供水開(kāi)始時(shí)間選擇7月。后溪水庫(kù)歷史運(yùn)行最低水位203.73m(相應(yīng)庫(kù)容為414萬(wàn)m3)，故后溪水庫(kù)汛前起始水位按203.73m考慮。根據(jù)逐月流量資料和應(yīng)急供水需水量進(jìn)行平衡分析計(jì)算表明，后溪水庫(kù)應(yīng)急供水量可滿(mǎn)足7月至次年1月連續(xù)7個(gè)月的應(yīng)急供水，此后外度水庫(kù)下游應(yīng)急供水須從其它水庫(kù)調(diào)水。應(yīng)急供水具有短期性的特點(diǎn)，水質(zhì)經(jīng)過(guò)7個(gè)月的修復(fù)，外度水庫(kù)一般可以恢復(fù)正常供水。P=95%水平年后溪水庫(kù)來(lái)水和用水調(diào)節(jié)成果見(jiàn)表1。若遇到極端情況，即后溪水庫(kù)水位接近死水位而外度水庫(kù)仍然無(wú)法進(jìn)行正常供水的情況，外度水庫(kù)下游應(yīng)急供水須從其它水庫(kù)調(diào)水。目前萩蘆溪流域中型水庫(kù)有后溪水庫(kù)、東方紅水庫(kù)，涵江可以由東方紅水庫(kù)作為備用水源進(jìn)行應(yīng)急供水，遠(yuǎn)期可以考慮與擬建的烏溪水庫(kù)至涵江水廠的供水管道在外度水庫(kù)下游并網(wǎng)，形成多水源和管網(wǎng)供水系統(tǒng)，統(tǒng)一調(diào)度，聯(lián)合供水，極大地提高應(yīng)急供水的可靠性。要按照萩蘆溪流域綜合規(guī)劃，加快外度水庫(kù)上游中型水庫(kù)的建設(shè)，做好水源點(diǎn)的開(kāi)發(fā)建設(shè)。按照“三灣三水源”及“三縱三橫”的莆田市水資源規(guī)劃配置格局，加強(qiáng)水源供水網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)供水水量互補(bǔ)，提高應(yīng)急供水的可靠性。
后溪應(yīng)急供水經(jīng)濟(jì)可行性分析
自后溪水庫(kù)引水到外度渠道，結(jié)合沿線(xiàn)周邊區(qū)域現(xiàn)狀，擬采用2種方案，管道線(xiàn)路規(guī)劃布置見(jiàn)圖2。方案一(后溪電站尾水渠取水方案):在后溪電站尾水渠處建一蓄水池作為供水管道的前池。水流經(jīng)電站機(jī)組發(fā)電后進(jìn)入蓄水池，再通過(guò)管道引走。該方案管道總長(zhǎng)9.081km，管材采用玻璃鋼管。經(jīng)管道水力計(jì)算，確定管內(nèi)徑為700mm，引水流量1.2m3/s，日供水可達(dá)10.4萬(wàn)m3/d。方案二(南陂電站壓力前池取水方案):水流經(jīng)后溪電站機(jī)組發(fā)電后，通過(guò)后溪水庫(kù)下游南陂電站的引水渠至南陂電站的壓力前池，擬建管道進(jìn)水口位于壓力前池另一側(cè)。該方案管道總長(zhǎng)7.067km，管材采用玻璃鋼管。經(jīng)管道水力計(jì)算，確定管內(nèi)徑為700mm，引水流量1.34m3/s，日供水可達(dá)11.58萬(wàn)m3/d。2個(gè)方案技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較如下:方案一需埋設(shè)DN700玻璃鋼管管道長(zhǎng)度為9.081km，方案二埋設(shè)DN700玻璃鋼管管道長(zhǎng)度為7.067km，后者比前者管道長(zhǎng)度減少2.014km。方案一工程總投資為1257.66萬(wàn)元，方案二工程總投資為1000.80萬(wàn)元，兩種方案投資相差較大，具體投資比較見(jiàn)表2。經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較分析，方案一存在投資高、線(xiàn)路長(zhǎng)、運(yùn)行維護(hù)困難的問(wèn)題，方案二充分利用現(xiàn)有輸水設(shè)施，線(xiàn)路短，施工簡(jiǎn)單，維修方便，造價(jià)較低。根據(jù)本工程開(kāi)發(fā)任務(wù)、供水規(guī)模，推薦方案二作為應(yīng)急供水工程的首選方案。該方案的后溪應(yīng)急供水工程起點(diǎn)位于南陂電站壓力前池開(kāi)口，終點(diǎn)在外度水庫(kù)進(jìn)水閘后，可以充分利用地形實(shí)現(xiàn)管道輸水，水位落差大，線(xiàn)路相對(duì)較短，無(wú)需設(shè)置抽水泵站，工程造價(jià)相對(duì)較低，且建成后運(yùn)行管理成本低，維修方便，工程建設(shè)條件較好，在經(jīng)濟(jì)上是可行的。
結(jié)語(yǔ)
萩蘆溪流域當(dāng)前所面臨的是水質(zhì)型缺水的困境，水質(zhì)型缺水具有供水危機(jī)短期性的特點(diǎn)，因此可以充分利用外度水庫(kù)上游后溪水庫(kù)相對(duì)優(yōu)質(zhì)的水資源作為應(yīng)急水源，保證供水的安全性。做好后溪應(yīng)急供水工程的建設(shè)，可以有效應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的突發(fā)性水污染事件，保障外度水庫(kù)供水安全。目前外度水庫(kù)上游的中型水庫(kù)只有后溪水庫(kù)，要按照萩蘆溪流域綜合規(guī)劃，加快外度水庫(kù)上游中型水庫(kù)的建設(shè)，適時(shí)進(jìn)行水源點(diǎn)的開(kāi)發(fā)建設(shè)，按照“三灣三水源”及“三縱三橫”的莆田市水資源規(guī)劃配置格局，加強(qiáng)水源地的聯(lián)合調(diào)度及水源供水網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)供水水量互補(bǔ)，提高應(yīng)急供水可靠性，保障供水安全。（本文作者：柯澄鳳 單位：莆田市萩蘆溪水電管理處）