源神庙水库供水工程用水合理性分析

范 萌

（晋中市水利勘测设计院有限公司，晋中 030600）

0 引言

平遥县属于全国严重缺水地区， 水资源紧缺已成为社会经济可持续发展的主要制约因素之一，加强水资源管理、提高水的利用效率、实现水资源的可持续利用已经成为平遥县发展的必要条件。 用水合理性分析[1]是保证水资源合理开发利用、实现水资源优化配置的重要环节，通过科学分析终端用水户的用水情况，实施计划用水，可有效促进用水方式由粗放转向集约， 提高水资源使用效益， 解决水资源瓶颈制约， 推进节水型社会建设，转变经济发展方式。

源神庙水库供水工程， 是平遥县东源供水有限公司城北集中供水工程（简称“东源供水工程”）和源神庙灌区的水源地。 水库[2]位于黄河流域汾河水系一级支流惠济河东支的中游、 尹回水库上游15km 处，五曲湾水库的东北部（五曲湾水库位于惠济河西支中游），地处山西省晋中市平遥县朱坑乡源神庙村南，距世界文化遗产平遥县城19km。水库控制流域面积55km2， 设计标准为30 年一遇、300年一遇校核，总库容385.52 万m3，是一座以供水为主，兼顾防洪、灌溉等综合利用的小（1）型水库[2]。

为了保证源神庙水库供水工程水资源的合理开发利用、实现水资源优化配置，本文根据《水利水电建设项目水资源论证导则》（SL 525-2011）[3]与《建设项目水资源论证导则》（GB/T 35580-2017）[4]从生活用水、工业用水以及农业用水3 方面，对源神庙水库供水工程的用水合理性进行分析。

1 终端用水户概况

东源供水工程位于平遥古城北部，汾河以东，南同蒲铁路以北。 工程从源神庙水库引水，解决平遥县城北部居民（水库下游45 个行政村，东城小区、海峰家园、山西农业大学平遥机电学院以及平遥中学）的生活用水，同时向平遥县工业新区和山西耀光煤电有限责任公司供给生产用水， 是一项造福百姓的民心工程和效益工程[5]。 2018 年3 月15 日平遥县水务局为平遥县东源供水有限公司核发了取水许可证， 批准水量为299.05 万m3/年，目前许可证在有效期内（有效期限至2023 年3 月15日）。

源神庙灌区位于平遥县城东南部，设干、支、斗、农四级固定渠道。 源神庙灌区建有以河代干渠1 条， 长7.929km； 干渠全部防渗， 渠底板用100# 砼防渗，下铺一层防渗布，边墙用80# 浆砌石防渗；干渠正常设计流量0.72m3/s，加大后设计流量0.972m3/s（加大系数为35%）。设支渠15 条，总长26.36km，采用100# 砼预制板防渗。 斗农渠41 条，总长29.34km。 源神庙灌区设计灌溉面积为1 333.33 hm2，有效灌溉面积为473.33 hm2，灌区灌溉水利用系数为0.557。

2 分析方法

2.1 确定水平年

考虑水文情势的资料条件， 避免特枯水年和特丰水年，选取2020 年为现状水平年。 综合考虑源神庙水库供水工程的供水计划、 国民经济和社会发展规划、流域水资源规划等，确定本项目规划水平年为2025 年。

2.2 实际用水情况分析方法

采用资料收集、分析方法，获取现状水平年东源供水工程与源神庙灌区的实际用水情况。

2.3 需水分析方法

2.3.1 生活与工业用水分析方法

（1）生活用水分析方法

根据《山西省用水定额 第4 部分：居民生活用水定额》 （DB 14/T 1049.4-2021）[6]，结合平遥县的水资源状况、 经济发展水平、 居民生活水平等因素，并参考平遥县现状居民生活用水情况，确定东源供水工程供水的城镇居民用水指标与农村居民用水指标。

现场调查， 明确现状年东源供水的城镇居民与农村居民人口数，考虑居民人口变化情况，结合平遥县人口自然增长率， 预测规划水平年东源供水工程供水的人口数。

根据东源供水工程供水的城镇居民与农村居民生活用水指标、城镇居民与农村居民人口数，计算得出农村生活需水量、城镇生活需水量，最终确定规划水平年生活用水量。

（2）工业用水分析方法

采用现场调查和资料收集分析方法， 明确工业新区内从东源供水工程取水的已建、在建、拟建项目，明确各企业的生产产品、生产规模、单位产品用水量以及各企业需水量， 确定工业新区内企业需水量。 采用现场调查和资料收集分析方法明确山西耀光煤电有限责任公司需水量。 最终确定规划水平年工业用水量。

（3） 管网漏失量分析方法

采用资料收集分析方法明确管网漏失率，结合生活用水量与工业用水量， 确定规划水平年管网漏失量。

2.3.2 农业用水分析方法

（1）确定灌溉设计保证率与农作物种植比例

根据水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、 灌溉方式及经济效益等因素综合确定灌溉设计保证率为50%。 采用现场调查法，明确源神庙灌区的农作物种植比例。

（2）确定灌溉制度

灌溉制度依据渠道防渗输水灌溉工程及其相应的灌溉设计保证率确定。 综合灌区内主要作物种植比例、生育阶段、生育期需水量、生育期有效降雨量以及 《山西省用水定额第1 部分农业用水定额》（DB14/T 1049.1-2020）[7]和当地群众丰产经验，制定50%保证率下各种农作物的灌溉制度。

（3）分析灌溉用水量

采用资料收集、分析方法，明确源神庙灌区的灌溉水利用系数。 根据灌区的农作物灌溉制度（P=50%）与灌溉水利用系数，分析得出灌区灌溉毛需水量。 根据灌区有效灌溉面积与灌溉毛需水量，确定规划水平年灌区灌溉年需水量。

3 结果与讨论

3.1 实际用水情况分析

调查得知，2020 年现状水平年东源供水工程从源神庙水库的取水量为188.3 万m3/a，取水量在取水许可证批准水量之内，取水量合理。

调查得知，2020 年现状水平年为偏丰水年，源神庙灌区灌溉用水量指标为2 856.6m3/hm2， 灌区灌溉取用水库地表水量为135.21 万m3/a， 地表水灌溉面积为473.33hm2。2020 年源神庙灌区农作物的净灌水定额在 《山西省用水定额第1 部分农业用水定额》（DB14/T 1049.1-2020）中保证率为50%时Ⅱ区的定额值之内[7]，因此，现状年源神庙灌区灌溉取用地表水情况合理。

3.2 需水量分析

3.2.1 生活用水

2020 年现状水平年，源神庙水库下游45 个行政村的农村居民人口数为72 643 人，东城小区、海峰家园、 山西农业大学平遥机电学院以及平遥中学的人口数为9 881 人， 且该地区暂无扩建计划，人口变动不大，因此，2025 年规划水平年，东源供水工程供水的城镇居民人口数仍按9 881 人计。随着三胎政策的实施，2020 至2025 年， 农村人口自然增长率预计呈上升趋势， 为了接近平遥县农村人口变化情况，本次选择2018—2020 年平遥县人口自然增长率3.29‰作为分析依据。 据此分析预测，2025 年规划水平年东源供水工程供水的农村居民人口数增长至72 882 人。

根据《山西省用水定额 第4 部分：居民生活用水定额》，对于50 万人口以下小城市，城镇居民生活综合用水定额为180L/（p·d）； 采用农村集中式供水的农村居民生活用水定额为90L/（p·d）[6]。 平遥县2020 年城镇居民生活用水指标为67L/（p·d），农村居民生活用水指标为59L/（p·d）。 随着洗衣机、热水器和沐浴设备普及率的提高，农村厕所革命的深入推进，人均用水量也会相应提高，综合考虑确定东源供水工程供水的城镇居民用水指标为100L/（p·d）、农村居民生活用水指标为70L/（p·d）。 规划水平年居民生活用水情况如下：

3.2.2 工业用水

（1）工业新区企业需水量

平遥县工业新区位于平遥县城东北的南政乡东游驾村和洪善镇白家庄村之间， 沿108 国道建设，距县城10km。园区内企业类型主要为食品制造和机械加工，2020 年现状水平年，园区内已生产运营的企业共计11 家，除平遥县某肉业有限公司采用自备井作为取水水源外，其余10 家企业均通过东源供水工程取水，在管网可达时，平遥县该肉业有限公司也将通过东源供水工程取水， 预计2025年管网可达。2020 年现状水平年，平遥县某肉业有限公司用水量为3.35 万m3/a，其余10 家企业年用水量总和为31.07 万m3/a。11 家企业的单位产品用水量均在《山西省用水定额 第2 部分：工业用水定额》（DB 14/T 1049.2-2021）[8]中相关行业或类似产品用水定额的通用值之内， 达到省内已建同类企业的先进生产用水水平。

平遥日升昌置业有限公司牛肉加工标准化厂房项目为在建项目，拟通过东源供水工程取水，预计2025 年投入生产。项目生产规模为2.433 万吨，单位产品用水量为16.00m3/t，用水指标符合《山西省用水定额 第2 部分：工业用水定额》中屠宰及肉类产品加工行业肉制品加工业的先进值， 达到省内已建同类企业的先进生产用水水平， 预测该项目需水量为38.93 万m3/a。

综上所述， 规划水平年工业新区内企业需水总量为73.35 万m3/a。

（2）山西耀光煤电有限责任公司需水量

山西耀光煤电有限责任公司位于平遥县朱坑乡西善信村，属于电力、热力生产企业，电力生产规模为22 亿千瓦时/年，热力生产规模为450 万吉焦/年。 企业已于2019 年1 月4 日取得取水许可证，许可证批复取水量为175.5 万m3/a。 正常情况下，企业生产年取水量为173.7 万m3/a，取水水源为瑞思污水处理有限公司中水； 生活年取水量为1.8 万m3/a，取水水源为企业自备井。仅在中水水源非正常情况下， 通过东源供水工程管网向源神庙水库取水19.6 万m3/a，源神庙水库为备用水源。

（3）工业用水量

规划水平年工业新区内企业与山西耀光煤电有限责任公司共同取用东源供水工程的水量为：

3.2.3 生活与工业用水总量

根据《平遥县2020 年实行最严格水资源管理制度考核工作自查报告》，管网全年平均漏损率为5%。 根据《国家发展改革委办公厅 住房和城乡建设部办公厅关于组织开展公共供水管网漏损治理试点建设的通知》（发改办环资[2022]141 号），公共供水管网漏损率低于12%（2020 年） 的试点城市（县城）建成区，2025 年漏损率不高于7%[9]。 可见，平遥县城市公共供水管网漏损率已达较高水平，节水潜力不大，因此，管网漏损率按5%考虑。 规划水平年管网漏失量为：

考虑了管网漏失量后的生活与工业用水总量为：

从可利用条件分析，设计保证率为95%时，源神庙水库供水能力为360.1 万m3/a，在考虑了下游河道生态需水量29.1 万m3/a 之后， 水库可供给的生活与工业用水总量为331.0 万m3/a。 水库能够满足城北居民生活用水和平遥县工业新区、 山西耀光煤电有限责任公司的生产用水需求， 规划水平年生活与工业用水量合理。

3.2.4 农业用水

（1）灌溉保证率与农作物种植比例

源神庙灌区采用渠灌灌溉技术， 灌区全部为农灌用水，本项目的灌溉设计保证率取50%，符合《灌溉与排水工程设计标准》（GB 50288-2018）[10]的要求。 灌区农作物种植比例为： 玉米30%、 高粱5%、谷子5%、果树50%、蔬菜等其它农作物10%。

（2）灌溉制度

50%保证率下，灌区灌溉制度详见表1。 灌溉制度中的灌溉定额严格执行《山西省用水定额第1部分 农业用水定额》（DB14/T 1049.1-2020） 中保证率为50%时Ⅱ区的定额值[7]。

表1 灌区农作物灌溉制度表 （P=50%）

（3）灌溉用水量分析

源神庙灌区渠系水利用系数为0.612，田间水利用系数为0.91， 灌区灌溉水利用系数为0.557。根据 《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》（国发[2012]3 号），到2020 年农田灌溉水有效利用系数提高到0.55 以上[11]。 由此可见，源神庙灌区的灌溉水利用系数达到国家要求。

根据灌区的农作物灌溉制度（P=50%）与灌溉水利用系数， 分析得出源神庙灌区灌溉净需水量为1 976.25m3/hm2， 灌溉毛需水量为3 548.03m3/hm2。 灌区逐月需水量过程详见表2。

表2 源神庙灌区逐月需水量过程表 单位： m3/hm2

源神庙灌区有效灌溉面积为473.33hm2， 灌区灌溉毛需水量为3 548.03m3/hm2，则灌区灌溉年需水量为167.94 万m3/a。设计保证率为50%时，源神庙水库的供水能力为528.1 万m3/a，考虑水库下游河道生态需水量29.1 万m3/a 之后， 源神庙水库除了提供居民生活用水与工业企业生产用水之外，还可为源神庙灌区供给168.0 万m3/a 的农业用水，满足源神庙灌区的农业用水需求， 规划水平年农业用水量合理。 源神庙灌区各种农作物的需水情况为：玉米42.06 万m3/a，高粱5.10 万m3/a，谷子6.69 万m3/a，果树98.79 万m3/a，蔬菜等其它农作物15.30 万m3/a。 50%保证率下，源神庙灌区农作物需水情况详见表3。

表3 源神庙灌区农作物需水情况

4 结语

综上所述， 源神庙水库供水工程终端用水户用水是合理的。 源神庙水库供水工程的建设，解决了居民生活用水与工业用水需求， 同时充分利用了地表水资源发展农业灌溉， 开拓了水资源的利用空间，提高了水源的社会经济效益，在很大程度上减少了地下水的开采，对地下水实施严格保护，改善了地下水环境， 促进了地下水资源可持续利用， 符合当地区域水资源优化配置和可持续利用的要求。 在严格按照节水用水工艺设置的基础上，源神庙水库供水工程终端用水户还应采取推广节水灌溉技术、 完善计量设施、 开展企业水平衡测试、加强管网检查、加强水处理的运行管理和维护等节水措施，切实做到节水计划到位、节水目标到位、管水制度到位、节水措施到位。 □