宽甸县供水方案探讨

韩良凯

(丹东市水利勘测设计研究院，辽宁 丹东 118000)

1 区域概况

宽甸满族自治县位于中国辽宁省东南部，隶属丹东市，地处辽宁省东部的鸭绿江畔，辖22个乡镇。宽甸地处中纬度欧亚大陆东岸湿润气候东亚季风区，南温带的北界横穿县境北部。北部为季风中温带大陆性气候，中部和南部为季风南温带大陆性气候。主要气候特点是：雨雪丰沛，暴雨特多，四季分明，冬季漫长，全县有大小河流549条，10km以上河流46条，5km以上的有133条，水系总长2798.7km。其中流域面积50 km2以上的河流41条。

2 供水现状及存在问题

2.1 宽甸县城区供水现状

现状年(2017年)宽甸县常住人口9.09万人，流动人口0.82万人，城市供水人口为8.32万人，自来水供水普及率为84%。宽甸县自来水公司供水系统始建于1978年，至今已有市政给水水源两处，给水水源以提取江河水为主，少量抽取地下水。现有市政水源工程设计取水能力2.47万m3/d，实际供水能力为1.2万m3/d。两处水源分别为：1)蒲石河老道排水源，设计取水能力2.0万m3/d，实际供水能力为1万m3/d。2)黄椅山脚下的地下水源，有深井3眼，设计取水能力0.47万m3/d，实际供水能力为0.2万m3/d；净水厂一座，设计水处理能力2.0万m3/d。目前宽甸县市政取用的自来水，位于石湖沟乡老道排村地表水水源。只有在应急条件下才启用位于黄椅山脚下的地下水源。近几年连续枯水年冬季缺水，采用由下游城门洞库区导水的方式，补充供水。冬季枯水期缺水量90万m3左右。

2.2 宽甸县供水存在的主要问题

1)现有水源供水保证程度低。

宽甸县现有蒲石河老道排水源没有调蓄能力，受天然河道来水影响。自来水公司三台水泵只能运转一台，每小时供水在500 m3左右，每天供水量1.2万 m3，2008年城区实际用水量3.41 万m3/d，因宽甸县水源供水能力不足，不得不采取限时供水的措施。导致生活、生产用水非常困难。

2)净水厂、输配水管网急需更新改造。

净水厂因运行时间长，净水工艺落后，设备陈旧，净水设施年久失修，净化工艺不配套。输配水管网管材大多为铸铁管，极少部分是球墨铸铁管和UPVC管，由于运行多年，致使爆管现象严重。

根据实际调查分析，净水厂2017年自用水量占用水户用水的7%，管网漏失水量占用水的10%左右，水厂自用水量以及管网漏失水量均不达标。所以净水厂、输配水管网急需更新改造。

3)地下水源污染严重。

现状地下水源位于城镇内，有自备水源107处，均有不同程度的污染，水质不符合生活饮用水的水质标准。随着宽甸县工业的发展，城市人口的不断增加，需水量日趋紧张，供需矛盾日益突出，而且宽甸县地下水资源贫乏，可开采量极少，所以为了满足宽甸县社会、经济及城市发展需要，急需新建水源工程。

3 供水方案

根据宽甸县近、远期的蓄水预测，初步拟定以下两种供水方案。

3.1 串联水库方案

根据宽甸县周边水资源分布及现有工程建设情况，在老道排水源地上游设置拦河坝，以满足供水需求。考虑库区淹没土地情况，本着尽量少占用耕地的原则，采用低坝方案，初步拟定两座小型水源坝址，分别位于蒲石河老道排小库仓沟漫水桥上游135 m处及老道排桥上游1220m处，两坝相距2380m，坝高7.5m，库容为92.49万m3，受冬季枯水期冰冻层影响及河床淤积，实际库容为45.09万m3，不足90万m3。最多能解决现状生活缺水量(1.5万m3/d)30天左右。不能解决冬季现状供水问题。在此基础上，初步拟定扩宽、挖深两种方案，使库容满足供水要求。由于扩宽方案占地7.33hm2，工程实施难度较大。故本次以挖深方案为主。

表1 各方案库容统计表

挖深方案包括：翻板闸、堤防、混凝土管及河底开挖。

3.1.1 翻板闸

依据蒲石河的地形、地质等条件，确定在蒲石河老道排小库仓沟漫水桥上游135 m处及老道排桥上游1220m处修建两座翻板闸。

1)桩号1+465处布置一座翻板闸。翻板闸轴线与河道正交，成“一”字行布置，为7孔10m×5.5m(宽×高)液压翻板闸。顺水流方向堰宽15.0m，堰高2.0m。翻板闸基础下设帷幕灌浆，帷幕灌浆深入不透水层以下1.0m。建闸后，回水长度为2380 m。

2)桩号3+846处布置一座翻板闸。翻板闸轴线与河道正交，成“一”字行布置，为12孔10m×5.5m(宽×高)液压翻板闸。顺水流方向堰宽15.0m。 堰高2.0m。翻板闸基础下设帷幕灌浆，帷幕灌浆深入不透水层以下1.0m。建闸后，回水长度为1550m。

3.1.2 堤防

左岸(1+822-2+315)段长493m，现状堤顶高程为271.36-272.91m，不满足10a一遇洪水标准设计堤顶高程要求。对该段进行加高培厚，迎、背水侧坡比1∶2，堤顶宽3.0m。

3.1.3 涵管

为防止河面层结冰，河道断流。在翻板闸堰下设置一根φ0.5混凝土管，管道长3690m，涵管埋于河底以下1.4m深，保证冬季库区水流到老道排水源地。

3.1.4 河底开挖

对(1+465-3+846)、(3+846-5+396)3931m河底进行开挖，平均挖深2.0m，土方开挖60.01万m3。

3.2 大川头水利枢纽及输水工程分期建设方案

大川头水利枢纽及输水工程是以宽甸县城区供水为主的水利枢纽工程。坝址位于蒲石河上游，上游距大川头镇6.2km，下游距老道排桥2.8km，控制集水面积139km2，多年平均年径流量8530万m3。本工程包含大川头水利枢纽、输水管线及净水厂三部分组成。大川头水利枢纽总库容1506万m3，兴利库容1288万m3，死库容60.5万m3，工程等别为Ⅲ等。设计洪水标准50a一遇，校核洪水标准500a一遇。规划年年供水量2478万m3。

1)大川头水利枢纽，由挡水坝段、取水坝段、冲砂闸、溢流坝段四部分组成。 拦河坝总长345m，其中挡水坝段长166m，取水坝段长15m，冲砂闸坝段长15m，溢流坝段长149m。最大坝高27.6m。

2)输水管线：以大川头水库为引水水源地，沿蒲石河滩地至北山公园净水厂，输水管线线路全长10.125km。采用DN1000球墨铸铁管。交叉建筑物，主要有跨河、公路和村柏油路，总计11处。

3)在满足工艺流程、处理效果的前提下，结合现有北山厂区地形条件，一、二及三期的有机结合。新建净水厂总占地面积0.29hm2，其中 ，一、二、三期净水间面积均为629.57m2。规格均为(40.1×15.7×9m)[1]。

初步拟定一期工程建设规模为5.8万m3/d，满足近期用水要求，远期在一期工程基础上，进一步征占地，提高水库供水能力，使供水规模达到6.79万m3/d，满足宽甸县远期供水要求。

表2 日供水量库容水位统计表

4 经济比较

根据已建工程投资进行投资估算，详见表3、表4。

表3 串联水库

表4 大川头水利枢纽及输水工程

通过上表可知：串联水库方案投资较少，库区水深浅，总库容仅为152.5万m3，受冬季枯水期冰冻层影响及河床淤积，实际蓄水量仅为97.76万m3。能解决现状生活需水量(1.5万m3/d)60d左右。仅可以解决冬季现状供水问题，随着城市的发展，人口的增加，宽甸县供水能力不足的问题依然存在。同时串联翻板闸(3+846)闸址距离大川头水库选定坝址800m左右，对将来大川头水库建设有影响[2]。

5 结 论

综上，大川头水利枢纽及输水工程投资较多，但可以采用分期建设实施的方案，逐步增大供水量，最终达到远期供水规模。既减少一次性投入过大，占地过多,又从根本上解决宽甸供水问题。推荐大川头水利枢纽及输水工程分期建设方案。