陕西省洛川县秦关及土基集中供水工程水源选择及合理性分析

冯翠平

（陕西省洛川县水务局水利工作队，陕西 延安 727400）

洛川县地处陕西省北部，黄土高原南部，洛河中游，属黄土高原沟壑区。秦关乡和土基镇位于洛川县城以东南约23 km处，现有供水站1个—南月合供水站，建于1993年，由于无净化消毒工艺，其水质难以满足生活饮用水卫生标准。此外，水源泵站年久失修，水泵及配电设备旧损严重，出水量严重下降，且故障频现，难以正常运行。塬面管网管接头松脱现象严重，导致较大的水量漏失。目前，供水站已不能发挥原有的供水能力，现有供水范围内用水量无法保障，严重影响着生产生活和社会经济的发展。供水工程的修建是当地群众最关心、最迫切的现实需求。

1 秦关、土基集中供水工程概述

洛川县秦关、土基集中供水工程拟提供秦关乡和土基镇共42个村组，总人数18469人的安全用水。该工程供水规模为水厂最高日供水能力，即居民生活用水量、公共建筑用水量、管网漏失水量和未预见用水量之和[1]。通过相关数据分析计算得知，洛川县秦关、土基集中供水工程的供水总量为1170 m3/d。

2 集中供水工程水源选择

2.1 水源选择的原则

（1）水量丰富，水质良好的水源；

（2）优先选择水量满足所建供水工程的需水量，且无需处理或经简单工艺处理后可供使用的水源；

（3）对于农村集中供水工程的特点，在满足工程需求的基础上，应选取工程建设成本较低的水源；

（4）若供水工程水源是地表水，则需保证其枯水期保证率不得低于90%[2][3]；

（5）水源可通过管网延伸供水的水源。

2.2 水源选择

秦关、土基集中供水工程可就近利用的水源有地下水和地表水，但地下水埋藏在100 m以下，出水量小，开采利用成本大且无法满足项目区对水量的需求，故选择地表水作为供水水源。该供水工程的地表水资源主要来源有洛河一级支流黄连河和马茹沟，其中，马茹沟水量经水文计算，日保证率P=90%的日径流量为619 m3/d，不能满足供水项目设计日取水量1170 m3/d的要求；黄连河水量较丰富，可满足本工程的需水量要求[4][5]。

黄连河是洛河的一级支流，全流域面积248.6 km2，河长37 km，平均比降为12.9‰，取水点控制流域面积为199 km2，河长28 km，平均比降为16.3‰。黄连河河段取水位置有两处可供选择：党家塔村附近沟底河段、刘星村河段。党家塔村附近沟底河段的优点是可利用20世纪80年代建成的“党家塔抽水灌溉工程”的滚水坝、引水口及上塬管坡。刘星村河段的优点是相对于党家塔村附近沟底河段可减少提水高度约60 m，减少一级加压泵站；其缺点相对于党家塔村附近沟底河段需修建约80 m长浆砌石坝一座及修整开挖1300 m上塬管坡。按照设计运行年限10年计算，党家塔村附近沟底河段比刘星村河段节约资金约82万人民币。故从经济上考虑，党家塔村附近沟底河段优于刘星村河段。从技术上分析，利用党家塔附近已建成的滚水坝可缩短工期，且刘星村河段压力管线地形较为复杂，跨越两个小沟，施工难度较大。因此，该供水工程项目设计推荐选用党家塔村附近沟底河段作为水源的取水位置。

3 水源合理性分析

3.1 日保证流量分析

由于黄连河党家塔村附近沟底河段无实测径流资料，只能通过间接途径推求其日保证流量，即以黄陵水文站为参证站。根据“延安市实用水文手册”，采用下式计算党家塔村附近沟底河段的日保证流量[6]：

式中：qp、QP为某设计保证率的设计站和参证站的日平均流量，m3/s；f、F 为设计站和参证站控制流域面积，km2；h、H 为设计站和参证站的多年平均径流深，mm。

当设计保证率取90%时，由“延安市实用水文手册”的黄陵水文站Qp=0.904 m3/s，H=57 mm，代入上式，计算得本工程站址日保证率P=90%时的保证流量=0.0501 m3/s，即日保证率P=90%的日径流量WP=90%=4332 m3。

3.2 典型年枯水期日径流量分析

以黄陵水文站为参证站推求枯水期日径流量，由“延安市水文手册”提供的黄陵站典型年年径流量的年内分配见表1：

参照《村镇供水工程技术规范（SL310-2004）》和“陕西省村镇供水工程初步设计要点”，在对地表水源进行分析时，是以干旱年枯水期作为时段的，干旱年的保证率为90%。在径流分析中，只需要确定干旱年枯水期的径流日分配流量，而不必对径流年内分配进行严格意义上的分析。

表1 黄陵站典型年年径流量年内分配表

从表1可以看出，黄陵水文站在频率P=75%时，12月份的径流量占全年比例最小，只有4.8%，而P=95%时，8月份的径流量占全年比例最小，仅有4.4%，两者比例比较接近。在该地区，一般枯水期主要出现在12月～2月，因此，从水文现象的基本规律和供水安全角度考虑，当P=90%时，取12月份为枯水期，径流量取全年的4.8%，相应的月径流量为4.8%×336.71×104=16.16×104m3。由于枯水期的径流主要补给来源是深层地下水，径流量相对稳定，枯水期的日平均流量可用月平均流量代替，则日径流量为 16.16×104/31=5214 m3[6]。

3.3 水源水质分析

黄连河流域各沟谷坡面经多年人工植树造林，沟坡植被状况逐渐好转，基本被植被所覆盖，流域内无工业企业及人为污染的影响。水源水样的化验结果表明，水源水质符合《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020）的要求[7]。

黄连河按日保证流量分析可知，黄连河在工程取水点处日保证率P=90%时的日径流量为4332 m3/d；在典型年枯水期工程取水点处P=90%枯水期的日径流量为5214 m3/d。洛川县秦关、土基集中供水工程的供水总量为1170 m3/d，两种水文分析计算的河水流量均大于该工程的供水总量，取水保证率可得到满足，且水质符合要求。

4 结论

为满足洛川县秦关、土基镇42个村组，总人数18469人的用水安全需求，结合该县为苹果种植主导产业区等现实情况，确定秦关、土基集中供水工程的供水总量为1170 m3/d。在此基础上，重点讨论该集中供水工程水源的选择，并分析选择该水源的合理性。依据水质、水量等水源选择的原则，推荐选择黄连河党家塔村附近沟底河段作为该供水站的水源。通过对黄连河党家塔村附近沟底河段日保证流量和典型年枯水期日径流量进行计算得出，确定选择水源在水量上满足供水工程的需求，且水质符合《生活饮用水水源水质标准》，故水源选择合理。该集中供水站的建设对积极推进农村安全饮水工程的建设，解决洛川县秦关、土基镇居民用水的需求具有重要的现实意义。