商南县清油河水库水资源论证分析

赵春霞

(商南县水务局，陕西 商洛 726300)

商南县清油河水库水资源论证分析

赵春霞

(商南县水务局，陕西 商洛 726300)

清油河水库以供水为主，兼顾防洪。文章通过对清油河流域水资源时空分布特点及开发利用现状的分析，论证了水库建设取水的合理性；并对水库的取水量、取水和退水方式进行研究，分析了该工程取水和退水对区域水资源及其他用水户的影响程度；论证了水库径流调节对水文情势、区域水资源、水环境、第三者权益以及减小河段最小下泄流量的影响。通过以上分析，论证清油河水库作为水源地开发利用的合理性，从而促进清油河流域水资源优化配置和可持续利用。

商南县；清油河水库；建设；水资源；开发利用；分析

1 概 况

清油河水库是一座拟修建在清油河干流上游的水源工程，位于陕西省商南县清油河镇团坪村下游0.6 km处。清油河水库枢纽由堆石混凝土重力坝非溢流坝段、溢流坝段、泄洪排砂底孔和引水孔等组成。受水区范围包含清油河镇、试马镇、城关街道办3个镇(办)和沿线的8个行政村(社区)。水库坝址以上控制集雨面积145 km2，多年平均径流量3263万m3，多年平均流量1.03 m3/s。水库工程规模为小(1)型。校核洪水位654.3 m，设计洪水位653 m，正常蓄水位652 m，死水位632 m。总库容984万m3，兴利库容692万m3，死库容160万m3。

2 项目区水资源开发利用现状及存在问题

2.1 水资源状况

清油河发源于秦岭南麓蟒岭商南县沙坪乡的苏沟，流域面积369 km2，主河道全长58 km，河道有效落差为895 m，河道平均比降为13.1 ‰。清油河水库坝址位于两岔河口下游0.5 km段，控制流域面积145 km2。该流域蓄水工程少，水质优良，满足用水要求。

2.2 水资源开发利用情况

2.2.1 受水区水利工程供水现状

受水区现有五眼泉和官坡两座水厂。五眼泉水厂始建于1979年，水源由5个泉眼组成，最高日供水能力为2000 m3/d。官坡水厂始建于1985年，以县河水库为水源，最高日可从该水库引水12 000 m3/d。试马水库位于清油河右岸的支流试马河中游，水库总库容264万m3[1]，灌溉200 hm2田地。捉马沟水库位于试马河右岸的支流捉马沟中游，水库总库容41.9万m3[2]，灌溉100 hm2田地。受水区各水利工程供水能力到2025年前维持不变。

2.2.2 受水区需、用水现状

受水区2014年用水量为916万m3，包括城镇综合用水、农村生活用水、牲畜用水、工业企业用水、浇洒道路绿地用水等，具体用水量见表1。

表1 受水区现状年用水量 万m3

而受水区2014年需水量为1079万m3。根据上述受水区现状年需水量和区内已有水源工程可供水量的分析，对受水区现状年进行一次供需平衡分析。可知，受水区城镇可供水量为573万m3，缺水量506万m3。商南县受水区缺水问题已经比较严重，未来随着社会和经济的发展，缺水现象会更加突出，因此迫切需要寻找新的供水水源来解决缺水问题。

2.3 水资源开发利用存在的问题

从清油河流域现状供水和用水调查分析，其开发利用中主要存在如下问题。

2.3.1 投入不足

商南县境内骨干水利工程均为二十世纪六、七十年代所建，不仅控制性蓄水工程少，工程配套不齐全，且经过多年运行，设施老化失修，抗旱应急能力不强。受投资体制和县财政困难影响，水利工程投入严重不足，水利发展速度慢，水资源短缺“瓶颈”制约了经济社会发展。

2.3.2 水资源地域分配不均

清油河水资源受降水、地形和气候的影响，川道区、中部和东部的低山、丘陵区有余水，北部和南部的深山区水量不足，水资源地域分配不均。县政府驻地城关镇是工业用水和民用水集中地区，且城市规模和市民总量快速增长，水资源呈现日益短缺局面。

2.3.3 城镇及矿区水体污染日渐严重

由于受管理体制和投入机制的制约，随着县域经济及城镇化的发展，水污染监督治理工作显得十分薄弱，水污染呈加剧趋势，主要集中在城镇及丹江南部深山矿区，县河城区段水质为Ⅲ类。

3 建设项目取用水合理性分析

3.1 取水合理性分析

根据商南县的发展规划，2025年清油河水库受水区常住人口将达到10.88万人，受水区生活需水将达到1210万m3。而受水区现状供水水源2025年只能给城区提供573万m3，缺口达637万m3，考虑水厂自身5%的水净化处理损失和水源工程3%的输水损失，受水区将缺水849万m3。再者，一旦县河水库发生突发性事件，县城供水难以保障，受水区将面临着居民无水可吃、工业生产停产的严峻局面，势必会影响社会稳定。因此，商南县城区必须开发新的水源工程来支持经济社会的可持续发展，清油河水库的建设符合国家产业政策。

清油河水库坝址处多年平均来水量3263万m3，下游干流上无控制性调蓄工程，清油河水资源开发利用程度较低，地表水具有开发利用潜力。因此，修建清油河水库可以对清油河上游河段进行丰枯调节，充分合理利用水资源，为商南县居民用水提供可靠水源，改善区域水资源条件。

3.2 用水合理性分析

3.2.1 生活生产用水

依据商南县经济社会发展的十三五规划纲要和商南县城总体规划(2006—2025年)，综合确定本次受水区内各行政区2014—2025年的各项社会经济发展指标见表2。

表2 商南县受水区经济发展指标预测表

备注：本次统计的社会经济数据是各行政区在受水区范围里的，不是各行政区的全部。

根据《行业用水定额》(陕西省地方标准DB 61/T 943-2014)、县城用水依据《室外给水设计规范》(GB 50013-2006)、集镇和农村用水依据《村镇供水工程设计规范》(SL 687-2014)等，综合确定商南县受水区规划水平年各用水部门的用水定额，分别计算受水区各行政区用水量见表3。根据城关街道办各用水部门的用水量成果，依据《室外给水设计规范》(GB 50013-2006)计算其设计需水量；根据试马镇和清油河镇各用水部门的用水量成果，依据《村镇供水工程设计规范》(SL 687-2014)计算其设计需水量，受水区各行政区需水量见表4。

表3 各水平年用水量预测成果 万m3

表4 各水平年需水量预测成果 万m3

受水区2025年需要供水工程提供水量1422万m3，现状供水工程只能提供水量573万m3，缺水口较大。

3.2.2 生态需水量

河道基流需水指维持河流生态系统一定形态和一定功能所需要保留的水量[3],其计算方法有3种：一是河道多年平均流量的10%；二是Q90法即90%频率下最小月平均径流量；三是取河道天然径流的10%。

(1)多年平均径流量的百分数。根据武关水文站1960—2014年55 a的天然年径流系列比拟计算，得到清油河流域多年平均径流量为3263万m3。根据多年平均河流最小生态需水量取年径流量10%，由此算出清油河最小生态环境年需水量为326.3万m3。

(2)最小月径流系列。在武关水文站1960—2014年55 a的天然月径流系列中，挑选每年最小的月径流，组成年最小月径流量系列，对此系列进行统计分析，取P=90%保证率值作为河道最小生态环境年需水量的月平均值，计算河道的生态环境年需水量。武关水文站P=90%保证率的月径流量为125.5万m3，据此计算清油河最小生态环境年需水量为311.0万m3。

(3)典型年最小月径流量。在武关水文站1960—2014年55 a的天然月径流系列中，选择能满足河道基本功能，未断流，又未出现较大生态环境问题的最枯月平均流量，作为河道最小生态需水量的月平均值。选择的典型年径流量与多年平均年径流量要接近，以典型年中最小月径流量作为最小生态环境需水量的月平均值，计算河道最小生态环境的年需水量。选择1988年为典型年，其最小月径流量为130.64万m3，据此计算清油河最小生态年需水量为323.7万m3。

为了保障河道内生态环境，取上述3种方法的最大值作为最终采用值，即清油河流域河道内最小生态环境需水量为326.3万m3。

3.3 合理取用水量

根据商南县的发展规划，2025年受水区常住人口将达到10.88万人，缺水849万m3。所以，规划清油河水库为商南县城提供95%保证率下的常规供水，规划水库总库容984万m3，其中兴利库容692万m3，死库容160万m3，供水任务为849万m3。

4 建设项目取退水影响分析

4.1 建设项目取水的影响分析

根据水库任务、功能，兴利调节计算成果，拟定清油河水库的运行调度方式如下：清油河水库建成后坝址下游形成了减水河段，其生态下泄流量为0.1035 m3/s，年均供水为0.2632 m3/s。水库运行应有科学的调度规划，在汛期应尽量多蓄水，即水库蓄至正常蓄水位，但同时应满足泄洪要求，保证坝身安全。

4.1.1 最小下泄流量及其合理性分析

根据径流分析结果，清油河水库坝址处多年径流均值为3263万m3。水库最小下泄流量为河流生态环境需水量。如前所述，本次工程建成后预留的生态流量为0.1035 m3/s，加上水库弃水和区间流量，可以保证下游河道生态需水的要求。因此，确定最小下泄流量为0.1035 m3/s是合理的。

4.1.2 对区域水资源的影响

清油河水库多年平均取水流量0.263 m3/s，仅占坝址以上多年天然平均流量的25.4%，而坝址上游无任何水利水电工程以及大型取水用户。拟建清油河水库作为水源工程建成后，调蓄丰水时段水量供枯水时段利用。水库丰水期满足供水后尚有弃水，对下游水资源影响较小；枯水期水库出流只维持生态基流，对下游水资源量有一定影响。

水库蓄水后，对河道水位的影响较明显，建库前为天然河道，水位变化与流量的关系密切，当来水流量大时水位高，当来水流量小时水位低。由于水库用水主要是兴利，因此大部分时间各月水位在正常蓄水位和死水位之间变化，变幅达20 m；汛期发生大洪水时，短时间内水库水位有可能达到设计或校核洪水位。水库建成后，河段内流速将发生一定变化，总体来说流速变缓，尤其在非汛期，整个水库水流基本为缓流。

库区蓄水后，由于水面加宽、水深加大、流速变慢，再加上大坝拦截作用，水中大部分泥沙将沉积在水库回水区的死库容内，其分布一般坝前泥沙较多，同时使坝下河水含沙量减少。在汛期洪水入库流量大，携带泥沙量也大，但通过冲砂孔冲淤，可使库区泥沙淤积量减少。

4.1.3 对第三者的影响

清油河流域坝址上下游无任何水利水电工程以及大型取水用户。本项目取水过程基本不产生污染物，所以取水不会对区域水资源、水库上游及移民区和水生生物造成不利影响，对下游用水户影响甚微，河道水体基本可维持水功能区原有特性。

4.2 建设项目退水影响分析

4.2.1 退水方案

清油河水库为非污染项目，运行期退水包括生态基流退水、泄洪退水。生态用水采用坝体设置的生态基流放水管下泄，运行期水库下泄生态基流流量为0.1035 m3/s。泄洪退水指水库水位达到正常蓄水位652 m后，上游来水通过泄洪表孔和泄洪底孔下泄至下游河道。

4.2.2 退水对水功能区的影响

清油河流域现状水质为Ⅱ类，功能区类型为饮用水水源保护区。水库建成后对下游河道的影响主要是改变了河道的径流特点，对河道的水文情势有所影响。水库的运行调度方式对下游河道的水含沙量几乎没有影响，对水质没有负面影响。水库供水范围内的人畜、工业退水直接进入河道后，将增加河水中的有机污染，使该水功能区的水质不能满足要求。因此，水库供水范围内的人畜、工业退水需通过退水管道引致商南县污水处理厂，通过处理后排入县河石垭子—丹江段，县河石垭子—丹江段目标水质为Ⅲ类，功能区类型为景观用水，满足要求。

4.2.3 退水对水生态的影响

汛期清油河水库坝下河段采用溢流坝开闸泄洪，下泄的是水库的表层水。枯水期下泄坝下生态用水。下泄水温不会发生太大变化，对坝下游河段的水生态不会造成不利影响。库区河道水体状况良好，下泄水体水质较好，仅有少量机械维护或维修产生的含油废水和冲洗水，以及居民产生的生产生活污水，经处理后不会对下游河道产生影响。

4.2.4 退水对第三者的影响

拟建清油河水库工程退水过程基本不产生污染物，退水不会对水质、水生态环境以及第三者造成不利影响，河道水体基本可维持水功能区原有特性。

4.3 水源可靠性分析

清油河水库坝址处多年平均来水量为3263万m3。2025年缺水849万m3，规划水库总库容984万m3，水库库容和供水量均小于水源来水量。坝址处各项水质指标均符合《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类水标准的要求。因此，清油河水库的取水是可靠和有保证的。

5 结 论

开发建设清油河水库，通过水库对河流来水量进行调节，蓄丰补枯，把难以利用的水充分利用起来，为区内人畜饮水及工业用水提供了可靠的用水保证。本文通过分析讨论和水资源论证，说明清油河水库的兴建充分合理地开发利用了水资源，实行区域水资源的统一合理地开发、管理、配置，对促进当地经济社会的可持续发展具有十分重要的意义。因此，建设清油河水库，通过区域水资源的开发和重新配置，以满足区域发展的需水要求是必要的；同时，清油河水库建成后，取水和退水对清油河流域的水环境造成的影响甚微，对其他用水户的用水权益不会造成影响，该工程建设是科学合理、可行的，应尽快给予实施。

[1] 叶有烽.试马水库除险加固建设及效益分析 [J].地下水，2014(6):191,194.

[2] 王栋，郝露宇.捉马沟水库侧槽溢洪道水面线计算 [J].建筑工程技术与设计，2014(36):401.

[3] 孟慧颖.河流生态基流的计算方法及其适用性分析[J].科技传播，2013(9):135,127.

赵春霞(1973-)，女，工程师，主要从事小型水利工程设计与施工工作。

TV213

A

2096-0506(2016)12-0082-05