韩城市澽河毓秀桥至入黄口段水景观工程水量分析

2017-08-09徐亚萍

陕西水利 2017年4期

关键词：橡胶坝需水量蓄水

徐亚萍

（陕西水环境工程勘测设计研究院，陕西西安710018）

韩城市澽河毓秀桥至入黄口段水景观工程水量分析

徐亚萍

（陕西水环境工程勘测设计研究院，陕西西安710018）

澽河年内分配不均，年际变化大，因枯水期来流量小，加之上游修建水库、区域灌溉用水等原因，入黄段径流量小，在该段修建蓄水水面工程，水量问题是水面工程是否成功的关键条件，是决定工程规模及运行的首要工作。通过分析计算坝袋充水需水量、蓄水区需水量、防洪安全泄洪塌坝及水体循环更新需水量、水面蒸发增损量、渗漏损失量、河道外工程需水量，得出工程区总需水量，澽河枯水期天然径流量不满足要求。提出城市中水重复利用、井水综合水源供水方案，可满足工程需求，实现高效、节约用水。

澽河；水面景观；需水量；城市中水

1 概况

韩城市澽河毓秀桥至入黄口段水景观工程位于韩城古城以南的澽水河川道内，治理河道长度约13.8km。

在澽河下游涧南村以下河段建设0#橡胶坝、3#橡胶坝和4#橡胶坝三处橡胶坝工程，建设1#跌水及2#跌水两处跌水工程，利用现状已成的1#、2#两座橡胶坝工程，达到抬升澽河水面高程，满足景区通航、亲水景观建设等的要求，将韩城深厚的历史文化与得天独厚的澽河入黄口三角洲地带自然环境相融合，打造出独具特色的韩城澽河水面生态景观示范区。

2 工程需水量

韩城市澽河毓秀桥至入黄口段水景观工程建设的主要目的是形成水面景观。工程建成后有初次蓄水问题；汛期为保证韩城市澽河防洪安全，遇大洪水需塌坝行洪，洪水过后有重新蓄水问题；运行期间，因蒸发、渗漏引起水量损失，有补水问题，因此，需进行用水量计算分析。

由于本次设计在河道以外还建设有司马湖等水景观，故水面工程需水量包括河道内水面景观需水量及河道外水面景观需水量两部分。

2.1 河道内水景观工程需水量

（1）坝袋充水需水量

根据本次布设橡胶坝工程确定的坝高，查阅橡胶坝袋参数计算表，确定坝袋充水量，本次设计橡胶坝工程坝袋总充水量为0.81万m3，详见表1。

表1 橡胶坝坝袋充水量

考虑汛期（6～9月）为保证防洪安全在洪水期塌坝二次，非汛期（10月～次年5月）为保证水质满足要求调节坝袋高度耗水，全年按塌坝四次，则水面工程坝袋充水需水量为3.23万m3。

（2）橡胶坝蓄水区需水量

橡胶坝建成后，蓄水区宽度在77.5～268m之间，0#橡胶坝正常蓄水深度为1.5～0.3m，回水长度504m；1#、2#橡胶坝、1#跌坎正常蓄水深度为2.5～0.3m，回水长度分布为697、717、388m；2#跌坎、3#橡胶坝正常蓄水深度为3.0～1.2m，回水长度分布为430、3161m。4#橡胶坝正常蓄水深度为2.0～1.2m，回水长度6829m。总回水长度为12.7km，总水面面积163万m2，总蓄水量为211万m3。详见表2。

表2 澽河水面工程橡胶蓄水区用水量

考虑汛期（6～9月）为保证防洪安全泄洪塌坝二次，非汛期（10月～次年5月）为满足水体循环更新要求更新水量二次，则水面工程运行年需水量为847万m3。

（3）蒸发损失

澽河毓秀桥至入黄口段无实测水面蒸发资料，韩城气象站位于设计流域附近，故可借用韩城气象站水面蒸发实测资料进行分析计算。根据韩城气象站实测蒸发资料，韩城气象站多年平均水面蒸发量为1134.3mm，水面工程蒸发增损量为691.0mm。

根据水面工程处蒸发增损年内月分配计算成果，依据河道中形成的水面面积，计算蓄水区月水面蒸发增损量见表3，年蒸发损失水量为113万m3。

（4）渗漏损失量

据本次地勘工作揭示该段河床及河漫滩均为第四系冲、洪积成因的细砂、中砂和圆砾层。各岩层岩性特征自上而下为：细砂、中砂、圆砾、砂岩或泥岩。近河地带地下水埋深0.5～3.15m。根据蓄水区地质情况，河道两岸护坡基础较深，且采取了防渗处理措施，蓄水区两岸渗漏量较小。橡胶坝基础下河床为砂砾石或细砂层，渗透性强。因此，必须对蓄水区坝基采取截渗措施，防止向下游渗漏。防渗后的蓄水区渗漏损失量参照水库月渗漏量估算公式W月渗=K2W蓄（m3）（K2取5%），估算月渗漏量10.54万m3，全年渗漏损失126.5万m3。

经分析计算，河道内水面工程年需水量为：坝袋充水量为3.23万m3，总河道内水面蓄水量为847万m3，蒸发损失量112.8万m3，渗漏损失量126.5万m3，合计河道内水景观工程运行年需水量合计为1089.53万m3。

2.2 河道外水景观工程需水量

澽河河道外还安排在澽河右岸建设司马湖等水面景观，规划水域面积为189.02万m2，蓄水体积为264.63万m3。

河道外景观水系需水量与河道内需水量基本相同，计算方法类似。由于河道外不存在防洪安全问题，故每年仅考虑为保证水质满足要求循环一次。经分析计算，河道外规划水域运行蓄水量为264.63万m3，蒸发损失量130.61万m3，渗漏损失量158.78万m3，河道外水景观工程运行年需水量合计为554.0万m3。

2.3 工程总需水量

经分析计算，韩城市澽河毓秀桥至入黄口段水面工程河道内年需水量为1089.53万m3，河道外年需水量为554.0万m3，合计为1643.53万m3。

表3 水面工程蓄水区水面蒸发增损量计算成果表

3 蓄水水源分析

3.1 澽河水源

澽河是水面工程河段最大的水源。根据工程上游牛心水文站和薛峰水库坝址实测径流资料分析计算，本工程起点处多年平均天然径流量为7282万m3，但由于水面工程上游修建有薛峰水库，该水库承担着农业灌溉和城市供水的任务，部分径流量已被使用。从近期1995～2014年共20年实测资料分析，薛峰水库多年平均用水量为2136万m3。将水面工程起点处多年平均天然径流量减去薛峰水库年平均用水量为2136万m3，即为水面工程起点处多年平均设计径流量，其值为5146万m3。

经分析，薛峰水库兴利库容为3024万m3，具有多年调节功能，平水年及枯水年基本能调控汛期全部洪水资源，故可不考虑其洪水期弃水；薛峰水库以下河道，汛期为保证防洪安全在超过橡胶坝安全溢流量后需塌坝泄洪，故考虑薛峰水库至工程处区间7、8、9月径流量在平水年不利用，因此水面工程起多年平均可利用径流量分别为4360万m3，水面工程年需水量为1644万m3，因此从多年平均情况看，利用澽河水水量是有保证的，是本次水面工程蓄水和补水可以首先考虑的水源。

从75%、90%枯水年的情况看，水面工程起点、终点处天然径流量为2120万m3、1571万m3和2460万m3、1821万m3，减去薛峰水库年平均用水量2136万m3后，水面工程处的可利用径流量已不能满足年需水量1644万m3的要求，但考虑到薛峰水库为多年调节水库，可调节丰水年的水量在枯水年时使用，平均调节水量按1800万m3，则经水库调节后，工程起点、终点处75%、90%枯水年可利用水量为3920万m3、3371万m3和4260万m3、3621万m3，减去薛峰水库年平均用水量2136万m3后，水面工程起点、终点处的可利用径流量为1784万m3、1235万m3和2124万m3、1485万m3，可见90%枯水年水量不满足需求，缺水量158万m3。

对于枯水年的缺水量建议采用城市中水及橡胶坝的充水水源井补充水量，综合分析水面工程的需水量是可以满足的。3.2城市中水及井水水源

从以上分析计算可知，澽河水面工程河段枯水季节流量较小，枯水时段天然径流量可能不满足要求。但工程上段左岸为韩城市区，城市中水具有一定的可利用量，可以作为水景观工程的补充水量。

城市中水是指经过城市污水再生处理系统充分可靠的净化处理，满足特定用水途径的水质标准要求的净化水。根据《韩城市城市规划》，韩城市在澽水城区规划建设污水处理厂一座，2016～2020年规模为1×104m3/d。考虑到污水处理过程中的损耗，再生水厂规模为污水处理厂规模的70～80%，即为0.7× 104m3/d，可利用再生水量为产水量的90%，约为0.63× 104m3/d，再生水设计流量为0.073m3/s，即城市中水可补给水景观工程的水量为0.073m3/s，日补给水量为0.63万m3，月补给水量约为18.9万m3（按30天计），年补给水量为230万m3。

从以上分析可知，韩城市澽水城区再生水厂年补给水量为230万m3，城市中水可补给水面工程的日补给水量为0.63万m3。

橡胶坝水井设计共4眼，每日可补水量为0.4万m3。