农村饮水工程水资源论证研究

2022-10-27单志学

海河水利 2022年5期

单志学

（河北省承德水文勘测研究中心，河北承德 067000）

1 概况

德胜镇位于黎川县县城东南部，下辖黎明、东山、新店、德胜、茅店5 个行政村，有84 个村小组、2个居委会、5 300 户、2.2 万人（均为汉族江右民系）。全镇设有6 所中、小学，1 所卫生院，1 所幼儿园，1 所敬老院，是2013 年江西省首届百强中心镇之一。2005 年以前，当地群众只能依靠地表的溪、井等水作为生活饮用水，地表水易受污染、水质较差，严重威胁群众的身心健康。2005 年建成集中供水设施，由于受益人口不能全覆盖，2011 年抚州市发改委审批管网延伸工程建设项目，工程建成后可以满足1.153 万人的饮用水需求。工程建设将改善全镇村民长期以来饮水不安全的局面，同时对改善农村卫生面貌、促进乡村振兴和物质文明建设均具有极其重要的现实意义。

黎川县农村饮水安全项目德胜镇集中供水工程位于德胜镇，位置如图1所示。德胜镇地域广阔，离供水区域较近的水源地主要为德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸。

图1 项目位置

2 分析范围与论证范围

本项目为农村供水工程，取水水源为地表水，根据水文站网分布情况和水文资料条件，本项目分析范围为取水口所在县黎川县、论证范围选择取水口以上流域面积15 km2。

由于本工程取水口黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸附近无水文站，但相邻流域韩公水有石璜水文站，两者同为抚河流域，自然气候相似，地理位置相近，以石璜水文站为参证站计算来水量是合理可行的。石璜水文站所在河流为石璜水，所在水系为抚河水系，所在流域为长江流域，控制面积21.7 km2。

3 来水量计算

根据石璜水文站（1985—2010年）26 a实测径流资料，采用水文比拟法进行工程取水处径流推算，同时根据多年平均降水量比例进一步修正集水面积比拟成果，以修正后的成果作为设计径流正式成果。

水文比拟法公式为：

式中：Q1为水文比拟法径流量（m3/s）；Q2为石璜水文站径流量（m3/s）；F1为取水工程控制集水面积（km2）；F2为石璜水文站集水面积（km2）。

成果修正公式为：

式中：Q1为取水工程径流量（m3/s）；Q2为水文比拟法径流量（m3/s）；P1为取水工程多年平均降水量（mm）；P2为石璜水文站多年平均降水量（mm）。

根据参证站石璜水文站1985—2010 年共26 a的实测年平均流量系列资料，推算出黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸取水口处多年平均流量为0.498 m3/s，多年平均径流量为1 570.5 万m3，采用P-Ⅲ型曲线进行频率分析，适线时侧重中枯水点据，求得Cv=0.35、Cs/Cv=2.0，不同频率P=50%、P=75%、P=95%对应的设计年平均流量分别为0.489、0.372、0.256 m3/s。黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸坝址处不同频率来水量计算成果，详见表1。

表1 德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸坝址处不同频率来水量计算成果

当取水保证率为95%时，平均流量为0.256 m3/s，而接近0.257 m3/s 的年份为1994 年，其缩放系数=0.257/0.256=1.004，故选用1994 年为代表年，年内径流分配详见表2。

表2 取水工程处P=95%月径流分配 m3/s

最枯月份为1 月，月径流量为0.249 m3/s，现状水平年分析时，依据最不利年份最低来水量供水，对比分析用水量发现，即使在最枯月份1月，用水量也仅占来水量的6.02%，详见表3。

表3 规划年各月供水量占比情况

经调研发现，取水工程上游为山区河道，流域内无蓄水工程也无提水工程，人类活动影响相对小。因此，取水工程处径流量与年内分配基本上符合现状，不对计算径流量进行还原或者修正。

本工程供水规模为1 450 m3/d，考虑日变化系数为1.3，则取水流量最高值为1 115.38 m3/d。通过以上分析发现，本工程取水口95%频率最枯来水年水量和日平均流量均能满足本工程年取水和日最大取水流量的要求。可见，水源水量是能够保证的。

经走访、询问可知，黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸只做本工程的取水水源，无其他供水任务。

综上所述，黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸在天然来水情况下是能满足本工程取水要求的。

4 用水量分析

对供水范围内的用户进行实地考察，根据村民生活习惯和用水状况，结合当地经济发展状况，依照《江西省生活用水定额》（DB36/T419-2017），适当考虑生活水平提高对用水水平的影响以及城镇化率提高背景下农村人口的改变等因素确定有关单位用水指标，同时结合当地发展情况确定2020 年为现状水平年。

（1）居民生活用水量Q1。Q1=P1q1/1 000=11 530×100/1 000=1 153（m3/d）（q1为最高居民生活用水定额，取100 L（/人·d）；P1为规划年限内镇区设计人口，2020年项目区居民人口为11 530人，学生1 344人）。

（2）公共建筑用水量Q2。主要包括3 个方面：①非寄宿制学校按25 L（/人·d）计算；②寄宿制学校按60 L（/人·d）计算；③其他公共建筑按30%非寄宿制、70%寄宿制学校计算。Q2=1 344×0.3×25/1 000+1 344×0.7×60×/1 000=66.528（m3/d）。

（3）饲养畜禽用水量Q3。Q3=∑该类型畜禽用水量×用水量定额×数量，各类型畜禽最高用水定额按表4 选取。项目区常年养牛50 头、猪1 000 只、禽5 000羽，Q3=46.75 m3/d。

表4 各类别畜禽最高用水定额 m3/d

（4）企业用水量Q4。本工程不计此项用水量。

（5）消防用水量Q5。根据《村镇建筑设计防火规范》（GBJ39-1990）的有关规定，村级建筑物的室外消防用水量为三级，允许短时间内中断农户用水，并且上述用水量之和高于消防用水，故本次设计不单列消防用水量。

（6）浇洒道路和绿地用水量Q6。本工程不计此项用水量。

（7）管网漏失水量与其他未预见水量Q7。根据有关规范，管网漏失水量与其他未预见水量之和按上述用水量的10%～25%计算，据了解输水环节主要为供水管网的损耗水量。长期以来，供水行业的管网漏失率一直居高不下，在20%以上。根据黎川县城南水厂水资源论证和黎川县供水公司对供水管网的改造要求等相关内容，管网漏失率有所下降，本次设计取10%计算。Q7=（1 153+66.528+46.75）×10%=126.628（m3/d）。

综合上述计算成果，可得最高日供水量=1 153+66.528+46.75+126.628=1 392.906（m3）。经综合考虑，德胜镇供水设计规模取1 450 m3/d，根据《村镇供水工程设计规范》（SL678-2014）规定，结合本工程所在地特点和实际用水状况，日变化系数K日取1.3，时变化系数K时取1.8。

5 相关影响分析

5.1 取水对邻近取水户的影响

本项目水源地建于德胜镇西南方，取水口远离居民生活区，且取水口所在自然村经济不发达，仅有少量农村生活用水。德胜镇供水工程建成后，居民生活用水改由本水源地供水，农业生产引用黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸地表水。2020 年本项目水源地取水仅占该年地表来水量的0.032%，所占比例较小。黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸以上流域地表径流丰富，本项目取水后仍可保证邻近用水户的用水需求，因此本项目取水对其影响较小。另外，从实地调查资料可知，本项目水源地取水影响范围无其他取水口和取水构筑物，因此本项目取水对周围用水户生活、生产用水影响非常小。

5.2 取水对下游用水户的影响

已建供水工程下游不涉及大的生活、生产用水。《中华人民共和国水法》第二十一条规定：“开发、利用水资源，应当首先满足城乡居民生活用水，并兼顾农业、工业、生态环境用水以及航运等需要。”因此，本项目取水应优先保证，不涉及对下游农业等生产用水的影响问题。

综上所述，黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸控制流域地表径流比较丰富，本项目只要在设计范围内取水，对周边及下游用水户和区域水环境影响较小。

6 结论及建议

6.1 项目用水量及合理性

黎川县德胜镇水厂工程设计总供水规模为1 450 m3/d。根据本项目建成后用水水平指标计算分析结果，经综合考虑，德胜镇供水设计规模取1 450 m3/d，人均综合用水量=供水规模/设计人口，即1 450÷11 530×1 000＝125.8 L（/人·d），可见德胜镇供水设计规模取1 450 m3/d 符合《江西省生活用水定额》（DB36/T419-2017）中的有关规定和社会发展需求。通过复核计算，现状条件下取水规模合理。

本建设项目是充分利用黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸水资源，结合德胜镇现状和今后发展确定其取水规模。综上，本项目设计供水规模为1 450 m3/d，年取水总量为52.925×104m3。

6.2 项目的取水方案及水源可靠性

黎川德胜水厂设计供水总规模为1 450 m3/d，全部在黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸取水。通过计算可知，从水量上看，黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸能够满足德胜镇水厂的1 115.38 m3/d 取水要求，供水保证率均能达到设计要求。因此，本项目从黎川县德胜镇西南方樟村水上游上源溪的支流河道左岸取水是可靠、可行的。