对扶风县新城区供水水源选择方案的思考
2014-08-15张红
张 红
(扶风县自来水公司 陕西 扶风 722200)
1 县域概况
扶风县位于陕西省关中平原西部,地理坐标为东经 107°45′~108°03′,北 纬 34°12′ ~34°37′ , 总 面 积745.8km2。东北与永寿、乾县交界,东与武功县、杨陵区连接,南与周至、眉县毗邻,西与岐山县接壤,北及麟游县地界。县域地形总势为西北高东南底,自北而南呈山、塬、川三种地形:①北部乔山低山丘陵区,海拔高 850m~1330m,“V”型沟谷发育,面积占22%。②中部黄土台塬区,由山前洪积扇和黄土台塬构成,海拔高程520m~850m,地势较平坦开阔,由于水流侵蚀,形成槽型和碟型凹地,面积占65.5%。③南部渭河阶地区,海拔高程450m~495m,地势平坦,不同程度发育有一、二、三级阶段,面积占16.5%。
境内水系比较发达,有大小河流9条,属渭河水系。渭河是境内最大的河流,自西向东穿越县城南部,扶风全段18.4km,流域面积206.6km2,常流量147m3/s。韦河系渭河二级支流,是本县内第二条较大的过境河,自西向东穿越县城中部,扶风段全长42.7km,流域面积454.9km2,常游流量1m3/s~5m3/s。此外还有七星河、美水河、太川河、清水河、纪家沟河、黑沟河。多数发源于本县北部山区,汇入渭河。全县8条河流径流量46.6亿m3。
2 县城供水现状及存在的问题
扶风县县城是全县政治、经济、文化、商贸、信息中心。但是县城目前供水设施严重滞后于其他基础设施建设,现状供水需求已非常突出,因此急需解决老城区水厂供水量不足的问题,缓解新城区目前的供需水量矛盾,满足县城居民、工业企业和城市发展的需求。目前城区供水分为新城区和旧城区。供水区总人口为3.8万人,供水人口2.73万,1万余人使用自备井,供水普及率仅为79%,供水水源采用地下浅层承压水。供水现状分别为:
(1)县城新区供水人口为1.53万人,水源主要来自旧城区水厂,日供水能力2000m3/d。随着新城区快速发展,人口不断的增长,供水规模已不能满足需要,急需新建一座水厂。根据扶风县城总体规划,新城区水厂位于扶法路与北二路交汇处。
(2)旧城区供水人口2.22万人,供水设施复杂,用水量较多。现有两个水厂(县城西水厂和县城东水厂)和一座高位水池,开采的均为浅层承压水,水质优良。西水厂目前有水源井3眼,配套潜水泵3台,型号为200QJ80-66,装机总容量45kW,厂内建有300m3清水池一座,加压泵3台,扬程32m,水厂采用二氧化氯发生器进行消毒;东水厂有水源井2眼,配套潜水泵2台,型号为200QJ50-120,装机总容量40kW,厂内建有400m3清水池,加压泵2台,扬程32m,采用二氧化氯发生器进行消毒;还有一座400m3高位水池,就近有一口井。县城旧区目前共有6眼地下井,日供水总能力5000m3,清水池总容积1100m3。供水管网由于使用期较长,供水管道出现了不同程度的老化、破损、漏水、爆管等现象,供水保证效率低且供水管网为单一水源(地下水),无法满足城区居民生产生活用水。
3 供水水源选择
根据县域水文地质特征,供水水源可同时选择地下水和地表水水源。
供水水源地选择要从水资源、水环境、水生态、水景观、水安全的角度,满足多方面的要求,尽可能利用现有设施,就近取水,同时考虑远期水体水质的改善和水厂的改造,做到既能保障应急期间的水量、水质要求,又能节约工程投资。
3.1 地下浅层承压水水源的选择分析
扶风县新城区水源地地处黄土台塬中北部,第四系地层厚度达400m左右,上覆厚度115m左右的黄土层,其下伏为冲洪积、冲湖积相砂、砂质粘土、粘土层。按含水层特征,可分为潜水、浅层承压水、深层承压水。潜水的特征:潜水主要埋芷于黄土上部,属黄土孔洞裂隙水,含水层厚度差异较大,水位埋深20m~70m,单井出水量5m3/d~20m3/d。以大气降水和灌溉水入渗补给为主,因水量小,埋芷浅,易污染,不宜做城镇供水水源。
浅层承压水特征:主要埋芷于Q1中洪积相地层之中,深度115m~200m之间,有4~6个含水层组,单层厚4m~12m,累计厚度35m~45m,水头埋深40m~90m,含水层岩性为中粗砂夹砂石,其埋藏分布规律是:塬区由北向南含水层次增多,承压水头埋深由深而浅,单井出水量50m3/d~80 m3/d。水质良好。补给来自于北部乔山区降水入渗、洪积扇区的灌溉水及河流水入渗,排泄于黄土塬边至渭河河谷阶地区。承压水径流方向在天然流场中大致由北向南,随承压水头高差由高至低运移。
深层承压含水层仅在法门寺地热井中揭露,垂深250m~385m,之间共有六层含水层,总厚度26m~85m,含水层岩性为中粗砂夹砂石,各含水层间为砂质粘土或粘土层所隔。从含水层厚度及岩性的分析来看,其单井导水系数等均优于浅层承压水。但尚缺少抽水试验资料。
根据《扶风县城区供水工程可行性研究报告》,供水项目区取浅层承压水。在开采条件下,年侧向径流补给量为977.62万m3,年可开采量为711.75万m3,水源地浅层承压水水质类型为HCO3SO4-Na.Mg及HCO3-Ca.Na.Mg型水,矿化度小于1.0g/L,为淡水。各项指标均符合国家卫生部生活饮用水标准,水质良好。分析说明项目区地下水源质和量是可靠的,完全可以作为扶风县城区供水——地下水水源地井群布设的依据。根据近期用水量,新城区地下水供水规模需6000m3/d,因此还需开采地下水源,需新打4眼水源井,井深162m,井管采用钢管,井管内径200mm,采用缠丝型滤水管。水源井在新城区水源地布设开采,为了便于水源井的维护、管理,同时保证水源的卫生安全,必须在水源地建井泵房4座。
3.2 渭河、韦水河、七星河等地表水源的选择分析
(1)扶风县境内的地表水有渭河、韦水河、七星河、美水河、太川河等。其中渭河、韦水河属过境河,虽然渭河在扶风段的多年平均流量达147m3/s,但由于渭河处于县境南部边缘且地势低下,故很难开发利用。韦水河自西向东穿过县城,多年平均流量5m3/s,单就自然条件看,拦蓄韦水河向县城供水甚为理想,但由于受上游造纸厂等工厂所排放的污水影响,水质严重污染,因此不宜作为城市供水水源。其他河流中七星河距县城较近,它发源于北部山区,自北向南,经法门、七里桥、县城东关注入韦水河,水质未遭受污染,可以作为地表水源,但是全年平均流量偏少,无法满足县城供水需求。
(2)距县城北9km法门镇庄白村处,1967年兴建了官务水库,水库枢纽以上流域面积116.5km2,大坝高 19m,坝顶高程 616.24m,总库容460万m3,有效库容256万m3。官务水库原为灌溉引水水库,自冯家山干渠发挥效益后,由于冯北干水灌溉,水库已基本闲置,未发挥兴利功能。流域上游为北部低山区,下游为农耕区,无污染,因而水质较好,水质化验表明为Ⅱ类水质,是县城供水的理想地表水源。将官务水库水通过铺设DN500PE引水管道采用重力流送至新城区水厂,在新城区新建日供水能力1.25万m3的水厂,原水在水厂经加药处理后,根据实际需要优先供给新、旧城区,不足的水量再通过在新城区附近就近逐步扩大开采地下水予以补给,旧城区水量近期满足发展需要,则无需再开采地下水。根据《水资源论证报告》,在95%的保证率下,年可开发利用地表水为256万m3,故每天可供7095m3水。使得县城供水更加科学合理、安全。
4 结论
根据新城区用水需求及各水源地水量、水质和供水建设投资等方面的对比、论证、分析结果,建议采用方案为:扶风县城区近期供水可开采浅层承压水为水源,同时在开采地下水的基础上,加快开发利用正在建设的官务水库地表水水源引水管道工程,采用地表水与地下水联合供水的形式,有效保障水资源的合理与可持续利用。因此,扶风县城区供水工程采用优先开发利用地表水(官务水库)及同时逐步扩大开发地下水(作为应急水源)两种水源方式为县城供水。
随着县域经济的快速发展,县城区域不断扩容和人口数量的快速增长,人们现代生活理念的不断增强,同时也因为污染等各种突发危险因素发生概率的增多,建立城区应急水源,提高区域应对能力,为城区的发展和稳定提供重要保障,已成为城市工作的重点。陕西水利