塔什库尔干县城区供水平衡与用水合理性分析

孙本国

（新疆维吾尔自治区水文局水文实验站,新疆 乌鲁木齐 830000）

塔什库尔干县供排水工程项目,在塔什库尔干河支流辛滚沟河取地表水,为县城生活取地表水,计算设计年取水量为116.5 万m3,日取水量约为0.35 万m3。塔什库尔干县供排水工程的建设解决了塔什库尔干县城居民饮水安全问题,改善当地居民饮水条件,保障当地群众的身体健康及生命安全,促进当地经济的可持续发展。属于鼓励类“城乡供水水源工程” 和“农村引水安全工程”,符合国家产业要求。

1 区域水资源开发利用现状

1.1 塔什库尔干水资源概况

塔什库尔干塔吉克自治县隶属于新疆喀什地区管辖,全县共有10 乡、2 镇、2 场、一个开发区。全县总人口40999人,年工业总产值12088 万元。人工加天然灌溉面积 73.18 万亩,其中耕地8.7 万亩、林地32.37 万亩、牧草地32.1 万亩。塔什库尔干河是新疆塔里木盆地西部叶尔羌河的主要支流之一,由明铁盖河和红旗拉甫河汇合而成。在下坂地水库坝址以上还有塔河曼支流和瓦恰支流汇入。塔什库尔干河干流总长298 km,流域面积9980 km2,流域内主要为高、中山区,高山区海拔在5000 m以上。

塔什库尔干河以冰雪融水补给为主,河流水量汛期主要由气温升高,冰雪融化补给,枯水期依靠稳定的泉水、地下水补给。径流沿程变化明显,高、中山区是径流的主要补给区,低山丘陵区为径流“转运区”,径流量随集水面积的增大而增加不多,径流深由上游向下游逐渐递减。径流的另一个特点是年际变化不大,年内分配不均。河流含沙量小,水质良好。

辛滚沟是塔什库尔干河的一条支流,位于县城西部、塔什库尔干河干流左岸,塔什库尔干县城就位于该沟出山口以后的冲洪积扇上。该沟发源于现代冰川,河源海拔高程超过 5000 m,沟口海拔3200 m~3300 m。该沟为常年流水沟,径流以融冰化雪水补给为主,流量随季节而变化,一般3月有水,流量较小,4 月出谷地后渗失于谷地、洼地砂砾卵石层中,5月~9 月流量较大,可汇入塔什库尔干主河道,9 月以后基本断流。

塔什库尔干县地处山区,冰川积雪资源十分丰富,塔什库尔干县地表水资源量为35.89 亿m3,通过对塔什库尔河上伊尔列黑站实测年径流系列分析,多年平均径流量为10.89亿m3。其中1961 年为丰水年,年径流量14.45 亿m3,2009年为枯水年,年径流量7.606 亿m3,年径流最大变幅为年径流均值的1.89 倍,年际变化相对较大。伊尔列黑站春季（3月~5月）径流量占全年的11.0%,夏季（6月~8月）占59.9%,秋季（9月~11月）占18.6%,冬季（12月~2月）只占 10.5%。连续最大四个月径流为5月~8 月,占全年径流量的69.6%。

1.2 塔什库尔干水资源开发利用程度

在塔什库尔干河建成10处引水渠首,安装水量监测设施,1处下板地水利枢纽工程。

塔什库尔干县地表水控制指标2020 年是5798万m3,2030 年是5798 万m3,生活用水控制指标 2020 年是555.59 万m3,2030年是598.35万m3。设计年县城水厂供水人口1.971万, 计算年用水量116.5万m3。对分析范围塔什库尔干河灌区进行水量平衡分析。十个灌区农业需水量4792.4万m3、4个乡分散农业需水量112.6万m3,工业需水量295万m3、生活需水量598万m3,合计需水量5798万m3。按用水总量控制,地表水控制水量5798万m3,没有地下水调节,合计是5798万m3。平衡后没有缺水。

2 项目取用水合理性分析

2.1 取水合理性分析

塔什库尔干县饮水水源选用辛滚沟上游。对生活饮用水,供水工程必须向用户提供符合饮用水卫生标准的安全卫生水。水源水质较好,水质经过滤消毒处理完全能达到饮用水标准。生活饮用水源的感官性状指标、化学指标、毒理学指标均符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）的有关要求。

从塔什库尔干河支流辛滚沟河取地表水,取水工程主要包括：水源地工程、输水管线工程和防洪工程。工程在河床新建溢流堰和泄洪冲沙闸联合运行,通过铅丝石笼和地埋桁架集水,在溢流堰和泄洪闸下面的输水廊道输送至集水井,通过管道从集水井取水输送至下游水厂,为确保管线安全,采用双线布置,输水管单根道长2.0 km。辛滚沟出山口以下河段,其洪水特性除具有塔什库尔干河流域的洪水特性：作为大洪水的融雪型洪水,具有洪峰一日一峰的特点,并且洪量较大,持续时间较长；作为塔什库尔干河左岸支流,其山口以下河段延续了其山区河道纵坡大的特点,根据实测地形图量算,山口以下河段的河道纵坡达到20‰~40‰,洪水传播速度快,洪峰衰减率相对较小,即洪峰峰型的沿途坦化率较小。

取水口处水源地地层岩性为砂砾石,渗透系数199.87 m/d,地下水埋深5 m~8 m；适宜埋置渗水筛管扩大水源地。经过对现状水源地放水口放水量、水域面积等数据统计分析,放水口放水量为1.2 m3/s~2.0 m3/s 时,河床内地表水在溢流堰前50%渗入桁架,水厂抽水量为0.6 m3/s~1.0 m3/s,水量满足下游的需水量。取水口供水可靠性高、水质较好。取水口位置设置较为合理。本建设项目取用水为塔什库尔干县建成生活用水工程,符合国家有关政策,其取水要求是合理的。本供水工程是采取地表水,供排水工程设计水平年生活用水总量控制指标 116.5 万m3,占塔什库尔干县地表水用水控制指标2030 年5798 万m3的2.0%,占生活用水量为598 万m3的19.5%,符合控制指标的要求。

2.2 用水合理性分析

本次是县城中心水厂供水水厂,用水项包括：综合生活用水（包括居民生活用水和公共设施用水）、工业企业用水、浇洒市政道路、广场和绿地用水量、管网漏失水量、未预见用水量、消防用水6 个部分。

1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共设施用水）：按最高日综合用水定额标准按新疆三类地区Ⅱ型小城是 110 L/（人·d）~210 L/（人·d）, 因为用水总量控制,本次用水定额 135 L/（人·d）,计算设计年生活用水量 88.3 万m3。

2）工业企业用水量：因为用水总量控制,按综合生活用水量的10%计算,设计年企业用水量 8.8 万m3。

3）浇洒市政道路、广场和绿地用水量：因为县城已经建成污水处理厂并生产中水,可以利用中水浇洒市政道路、广场和绿地,本次不用计算。

4）管网漏失水量：按综合生活用水、工业企业用水、浇洒市政道路、广场和绿地用水量之和的 10%计算,设计年用水量9.7万m3。

5）未预见用水量：按综合生活用水、工业企业用水、浇洒市政道路、广场和绿地用水量、管网漏失水量之和的 8%~12%计算,本次按 10%计算,设计年用水量 9.7 万m3。

生活和企业排水量合计是 66.21 万m3全部排入市政污水管网,进入污水厂进行处理,产生的中水用于绿化灌溉。均符合规范要求。

3 用水过程和水量平衡分析

3.1 各用水环节水量分析

1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共设施用水）：按最高日综合用水定额标准按新疆三类地区Ⅱ型小城是110 L/（人·d）~210 L/（人·d）。县城现状年供水人口1.6 万人,设计年供水人口 1.971万人,用水定额确定为135 L/（人·d）。计算生活用水量,现状年Q1=2160 m3/d,设计年Q1=2661 m3/d。

2）工业企业用水量：工业企业用水量按综合生活用水量的 10% 计算,本次按 10%计算。 现状年Q2=Q1×10%=216 m3/d,设计年Q2=Q1×10%=266.1 m3/d。

3）浇洒市政道路、广场和绿地用水量：因为县城已经建成污水处理厂并生产中水,可以利用中水浇洒市政道路、广场和绿地,本次不用计算。

4）管网漏失水量：按综合生活用水、工业企业用水、浇洒市政道路、广场和绿地用水量之和的 10%计算,本次按 10%计算。 则水厂管网漏失水量为： 现状年Q4=（Q1+Q2+Q3）×10%=237.6（m3/d） 设计年Q4=（Q1+Q2+Q3）×10%=292.7 m3/d。

5）未预见用水量：按综合生活用水、工业企业用水、浇洒市政道路、广场和绿地用水量、管网漏失水量之和的 8%~12%计算,本次按 10%计算。则本工程未预见水量为: 现状年Q5=（Q1+Q2+Q3）×10%=237.6（m3/d）,设计年Q5=（Q1+Q2+Q3）×10%=292.7 m3/d。

6）总供水量现状年Q1==Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=2851.2 m3/d。设计年Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=3512.3 m3/d。

7）年用水量取水按全天不间断考虑,用水日变化系数取 1.1,现状年取水量为 2851.2/1.1×365/10000=94.6 万m3,设计年取水量为 3512.3/1.1×365/10000=116.5万m3,供排水水厂用水量见表1。

表1 供排水水厂用水量计算表

8）消防用水：不单独计列。仅根据消防用水量复核各分水厂清水池容积,满足消防用水量即可,小于消防用水量的,按消防用水量确定清水池容积。

3.2 水量平衡分析

项目设计年用水量116.5万m3,其中生活用水量88.3万m3,全是新水量,排水量按70%计算是61.8万m3,耗水量按30%计算是26.49万m3。企业用水量是8.8万m3,全是新水量,排水量按50%计算是4.4 万m3,耗水量按50%计算是4.4 万m3。管网漏损水量和未预见水量19万m3,全是新水量,排水量按0计算是0万m3,耗水量按100%计算是19.4万m3。生活和企业排水量合计是66.21万m3（折算成日排放量0.18万m3）,全部排入市政污水管网,进入污水厂进行处理 （日处理能0.4万m3）,产生的中水用于绿化灌溉,项目水量平衡见表2、图 1。

表2 项目水量平衡表 单位：万m3/a

图1 项目水量平衡图

4 结语

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。本建设项目取用水方案是取用项目区的地表水,是为项目区县城建成一套完善的饮水安全工程,建设项目符合国家有关政策,有利于促进和解决人民群众最关心、 最迫切需要解决的饮水安全问题。本供水工程是采取地表水,供排水工程设计水平年生活用水量116.5万m3,占塔什库尔干县地表水用水控制指标2030年5798万m3的2.0%,占生活用水控制指标598万m3的19.5%,符合控制指标的要求,本建设项目取用水是合理的。取水口地表水取水量占塔什库尔干县地表水用水控制指标2030年的2.0%,符合控制指标的要求。供水水源的水质符合《生活饮用水卫生标准》,可做为生活用水水源。可见取水是有保证的,取水是可靠。建设项目符合国家有关政策,有利于促进和解决人民群众最关心、最迫切需要解决的饮水安全问题。其取水要求是可行的。塔什库尔干县要建立水源动态观测网,从水质、水量上对其进行长期监测,以便正确、合理地取水。对水源地应进行环境保护,协调人畜饮用供水及农业供水关系,做到水资源统筹规划,合理开发。