某应急水源供水可靠性分析

2020-03-20

珠江水运 2020年3期

某地现有市政水源设施规模小、设备陈旧、供水量小，且区域内冬季供水严重紧张，加之地下水污染严重，导致居民生活、生产用水非常困难。据预测：到2020年，该地区城区总需水量5.65万m3/d，而现状水平年总供水规模为5.57万m3/d。因此，建设应急水源供水工程已非常必要。

1.某应急水源设计方案

该地区某水库建成于1964年，主要功能为农田灌溉供水，但现如今水库下游的水田基本上已全部改为旱田，因此可以借助水库现有兴利库容提供该城区生活生产用水的开发。该水库库容约为980万m3，该地区设计供水方案：现保留的水源自备井全部用于工业供水，剩余缺口由市政水源工程和某水库联合供水补充。其联合供水具体方案为：水量先由市政水源供给，不足3.0万m3/d时再由某水库供给。

2.水库供水保证率计算分析

供水保证率是指设计供水量在多年供水中能够达到设计标准年数所占比重，由于供水水源受人口数量、社会经济、城市规模等各种因素影响，所以供水保证率计算比较复杂，在此利用“可靠度分析法”来计算某水库供水保证率。

2.1 可靠度分析法概述

针对水库供水工程，其主要补充水源包括：上游来水、库面降水，而主要消耗方面包括：排洪泄水、供水、蒸发和泄漏损失等，在此将这些参数纳入一个系统中。水库供水可靠度就是将实际供水量和设计供水量进行比较，若前者大于后者，则计入可靠概率；若前者小于后者，则计入不可靠概率。其中，水库供水保证率的核定计算公式见（2-1）。

式中：Z—设计和实际供水量差额，m3/d；

WSi—设计月供水量，m3/d；

WDi—实际月供水量，m3/d。

由公示可知：水库供水可靠性分析的重要参考指标就是设计月供水量和实际月供水量，因此需要对这两个指标要进行精确分析。

2.2 水库供水能力计算

（1）水库来水量分析。在此通过收集某水库2010～2018年历年逐月实测得到的月均入库流量、出库流量（泄洪量、蒸发量、灌溉用水等）资料数据，估算出该水库多年年平均来水量约为869.5万m3，表1为八一水库7月某时段内水库入库和出库流量数据。

表1 某水库7月某时段内水库入库和出库流量数据

表2 下游河道生态环境需水量标准

图1 某水库每月估算供水量折线图

（2）水库实际供水量估算。目前，某水库主要耗水方面为下游河道生态环境需水（农田灌溉取水会在水库作为应急水源后彻底禁止）。经计算，某水库下游最小生态环境用水约为0.032m3/s。

在此采用“tennant”算法，相关标准见表2所示。本项目针对下游河道生态环境需水量问题，设计在汛期（4～9月份）选取多年平均流量的30%；在枯水期（10～3月份）选取多年平均流量的40%。某水库下游年生态环境需水量约为100.92万m3。

经计算：某水库作为该地区城区供水的应急水源后，多年平均供水量约为515.3万m3，其中最大年供水量为688.1万m3，最小年供水量为426.4万m3。能够满足的供水能力约为1.17～1.89万m3/d。

2.3 水库供水可靠度计算

根据当地近10年的发展规划，2020～2030年间，城区总需水量平均在5.82万m3/d，其中城区自备水源供水能力为2.1万m3/d，市政供水能力平均在2.2万m3/d，所以需要某水库平均供水能力应在1.52万m3/d。但经过统计：在12月～2月，市政供水能力达不到设计值，且某水库供水量也较低，这三个月应记作不可靠概率（统计图见图1所示）。

因此在一年十二个月份中，某水库供水可靠月数能达到9个，所以其供水可靠度P=9/12=75%，该数值较低，所以需要相关管理部门切实做到“严格控水，严格收费”，建立起健全的水资源供需制度。