金塔县北河湾循环经济产业园供水工程水资源论证分析

王国强

(金塔县板滩水库管理所,甘肃 酒泉 735300)

1 北河湾循环经济产业园供水现状

金塔县北河湾循环经济产业园是县委县政府全面推进“工业强县”战略,于2007年投资建设的发展化工业和循环型高载能产业基地,规划面积20 km2,2012年由甘肃省工信委批准为甘肃省循环经济示范园区。目前园区已入驻企业21家,现状年工业园区工业总的日用水量为8 769 m3,年用水量为320万 m3。现状供水水源有两处,一是酒航公路南侧6眼机井,保障园区生活用水,日供水能力5 760 m3/d,二是北河湾水库取水保障园区工业生产用水,年取水量为378万 m3,日取水量为10 356.2 m3。经预测,至规划期末园区需水总量为29 446.7 m3/d,而现状供水量仅为16 116.2 m3/d,日缺水13 330.5 m3/d,年缺水量为486.6万 m3,现状供水工程无法满足园区新增用水量,严重制约工业园区发挥效益和进一步发展,应重新规划兴建供水工程。

2 水资源论证的目的

本项目水资源论证目的旨在深入研究讨赖河金塔县段水资源量及其分布特点,现状所有用水户用水情况,项目地表水取水的可行性,水源水量的可靠性,水源水质的保障性,项目取用水后对流域生态环境的影响大小;促进流域水资源开发利用与环境保护相适宜,通过分析区域水资源状况、水环境和取水水源的承载力,减少工程取水和退水的不利影响,减少用水户之间的用水矛盾,保证水资源可持续利用,促进社会经济可持续发展。

3 取水规模、取水水源及取水地点

3.1 取水规模

北河湾循环经济产业园工业供水工程供水对象为北河湾循环经济产业园、甘肃酒泉静脉产业园,两个产业园总的用水量为37 260.8 m3/d,年用水量为1 360万 m3,其中,再生水水量为7 814.1 m3/d,新水水量为29 446.7 m3/d,现状生活可供水量为5 760 m3/d,工业可供水量为10 356.2 m3/d,则计算得本工程需新增供水量为13 330.5 m3/d,年供水量为486.6万m3。

3.2 取水方案

项目在解放村水库坝后渗流排水渠建设引水建筑物,引用水库渗流排泄水(阴水),引水经取水建筑物—首部沉砂池—输水管道—园区调蓄水池—加压泵站—园区供水管网—园区企业用水户,完成取水、输水和配水。

3.3 取水水源、取水地点

本项目确定以解放村水库大坝坝后渗流排水作为取水水源,实际属于水库蓄水的一部分,为地表水源。取水地点位于解放村水库坝后渗流排泄渠道上,拟建取水口坐标为:N:39°56′51″;E:98°52′05″。

4 取水水源论证

4.1 建设项目取水水源选择

依据已有资料及现场调查,园区可利用水源有地表水和地下水两个水源,地表水源有鸳鸯池水库、解放村水库、北河湾水库、红沙墩水库蓄水[1],但北河湾水库和红沙墩水库蓄水来源于黑河引水,黑河给金塔县黑河灌区片分水量50%频率来水条件下仅9 000万 m3,灌溉约14万亩农田林草地及渔业补水,且北河湾水库已有专门建设的供水工程向北河湾循环经济产业园供水,已无增加供水潜力,因此地表水源仅选择蓄积讨赖河水的鸳鸯池水库和解放村水库,地下水选择金塔盆地地下水,将三个水源进行比选,具体分析如下:

金塔县鸳鸯灌区片地表水源和地下水源均来源于讨赖河水补给,降水等对地下水的补给量较小,河道来水经鸳鸯池水库和解放村水库调蓄后用于灌区农林牧渔用水和工业生产,其中农林草等灌溉用水中部分被作物腾发、吸收、田间蒸发,部分回归地下水。金塔县鸳鸯片区超采区范围1 483.17 km2,为一般超采区[2],尽管2020年底前已治理恢复,但不宜再大量增加开采水量,现状园区已有取水机井6眼,故不宜再增加地下水取水。其次,鸳鸯片区地下水集中于灌区,灌区外戈壁滩地区地下水相对埋深较深,地下水出水量较小,开采难度较大,水量较小。评价认为,灌区及其边缘地下水限制开采,现状不宜采用地下水作为园区工业供水水源。从水源水量分析,地表水有两座大中型水库调剂,水量稳定可靠,故以地表水为本项目取水水源可靠可行。

4.2 取水水源、水量情况

解放村水库控制流域面积12 439 km2,总库容3 905万 m3,作为鸳鸯池水库的反调节水库,主要拦蓄鸳鸯池水库的下泄洪水和发电弃水,两库联合调度运行,保证下游鸳鸯灌区14.7万人,58万亩农田的灌溉用水[3]。本工程利用的水源水量主要为坝体渗漏水,不占用其他用水户用水指标。金据金塔县水务局2011-2020年10 a对解放村水库主副坝持续水量观测资料,水库多年平均渗漏水量0.642～0.86 m3/s,水量变化区间很小,总体水量稳定。坝址处总渗漏水量见表1。

表1 坝址处总渗漏水量表 万m3

经统计数据分析,全年可引水量约为2 271.6万 m3/a,水量满足要求。

4.3 取水可靠性分析

4.3.1 讨赖河水量稳定,来水量可靠,鸳鸯池水库、解放村水库蓄水量充足

(1)河道径流量。讨赖河干流河道上游引用水较少,出山口处冰沟水文站断面水量最大,冰沟水文站和嘉峪关水文站实测径流资料合并后计算,冰沟水文站断面年径流均值为Q平均=6.38亿 m3,50%频率下河道来水量Q50%=6.30亿 m3,多年实测资料显示河道来水量稳定,水源水量可靠有保障。

(2)鸳鸯池水库蓄水。鸳鸯池水库不仅蓄积讨赖河干流河水,而且蓄积了酒泉洪水河、清水河的河水,两河在鸳鸯池水库上游汇入讨赖河后汇集入库。酒泉洪水河出山口处新地水文站实测多年平均年径流2.35亿 m3,肃州区洪临灌区沿河各引水枢纽年灌溉引水量约2.17亿 m3/a,洪水、非灌溉季节河水等下泄,与泉水汇合后形成较大的河流,汇入讨赖河年径流约为0.85亿 m3/a。酒泉市清水河属泉水型河流,清水河主要水源为讨南、讨北等灌区灌溉回归水、讨赖河侧向渗流补给水形成的泉水型河流,受沿河众多塘坝、水库蓄水影响,最后进入鸳鸯池水库的流量较小,但长期不断流输水,泉水溪流流量约为0.27 m3/s,年入库径流量约660万 m3,对水库的补给作用明显,详见表2。

表2 金塔县鸳鸯池水库入库水量一览表 万m3/a

经分析计算年均入库水量达到3.67亿 m3/a,与径流分析成果相近,上述河流水系补水保障了金塔县鸳鸯灌区工农业林牧渔等生产生态用水,鸳鸯池水库、解放村水库的蓄水均为上述河水,故解放村水库坝后渗流水量的直接补给水源丰富,水量较大,能够保障本项目取水。

4.3.2 解放村水库渗流补排关系较为稳定,水量有保障

解放村水库常年蓄水,水库主年均渗流量0.626 m3/s,副坝年均渗流量0.105 m3/s,坝后渗流形成明水汇集后由专门排泄渠道排泄向下游河道或者进入干渠。经2011-2020年共10 a的观测资料,坝后渗流流量均值0.721 m3/s,水量较为稳定,年均渗流量达到2 271.6万 m3/a,95%保证率条件下年渗流量2 022.9万 m3/a,满足本项目486.6万 m3/a取水需求。

4.3.3 园区中水水量充分利用

现状园区已建成日处理2 500 m3/d和7 500 m3/d污水处理厂各一座,日处理能力达到10 000 m3/d,满足园区现状和近期工业生产污水处理能力,规划在建的静脉产业园区拟建污水处理厂,规模和处理能力满足静脉园区需要。据统计,北河湾循环经济产业园区现状中水量7 814.1 m3/d,年产生中水285.22万 m3,占到总用水量的72%左右,该部分水量较为稳定,园区管理部门为了减少鲜水量取水,规划中沿用中水水源作为园区生产用水的一部分。

4.4 取水口位置合理性分析

本项目自解放村水库坝后渗流排泄渠道末端建设取水建筑物(集水井)引水,分析认为解放村水库坝后渗流排水渠道是水库降低坝后渗流溢出点位,减小渗流破坏的重要举措,坝后渗流水量的及时排空对坝体安全稳定非常有利。本项目取水建筑物建设在渗流排水渠末端,据坝后排水棱体约80 m,且远离水库大坝,取水建筑物建设基础较浅(深约2 m集水井),取水建筑物的建设不影响水库大坝安全,也不在河道、泄洪通道、输水渠道上,保证了水库安全运行不受影响,因此本项目建设取水口位置合理安全,对现有运行设施无影响,取水便捷可靠,取水口位置选址是合适的,取水有保证。

5 影响分析

5.1 取水影响分析

5.1.1 对水资源的影响

1)对水文情势的影响

本项目取水口不在河道干流上直接取水,取水口及取水建筑物不影响河道畅通,不影响水库安全泄洪,也不影响水库正常输水,对河道径流、洪水水文态势无影响。取水建筑物独立建设,远离水库大坝,不影响水库大坝安全,不影响水库运行调度,对解放村水库正常运行影响小。

2)对水资源的影响

首先讨赖河、洪水河、清水河等河水进入鸳鸯池水库群的多年平均入库径流量3.174亿 m3,据水行政主管部门最严格水资源管理考核指标,2020年鸳鸯灌区片实际引用地表水1.699亿 m3,其余约1.475亿 m3水量除蒸发渗漏损失外用于河道生态,可见水库蓄水量充沛,仍有供水潜力。其次是本项目取水量486.6万 m3/a占到讨赖河金塔县段年径流总量的1.53%,占鸳鸯灌区片总配水量的1.67%,所占配额比例均较小,对鸳鸯灌区片水资源配置的影响小,对地表水资源配置及其关系影响较小。

5.1.2 对水功能区的影响

讨赖河水功能区划分为2个一级水功能区和1个二级水功能区,根据讨赖河鸳鸯池水文站多年实测水质资料统计,讨赖河水汛期水质浑浊,泥沙含量高,其他指标均满足水质要求,2020年实际水质监测达到了Ⅰ类水质指标,水质良好。本项目取水影响范围内存在一个二级水功能区,工程取水不影响水质,不会降低区域水质类别,不影响水功能区的纳污能力,符合水功能区的管理规定。

5.1.3 对水生态系统的影响

(1)对取水建筑物周边水生态系统的影响。解放村水库坝后依托渗流自然形成的生态植被面积小,范围小,不属于金塔县生态植被核心区和缓冲区关键林草地,且按照水库大坝安全运行条件,解放村水库大坝坝后宜干不宜长期浸水,长期浸泡坝体易产生渗流、滑塌失稳问题,排干输净坝后明水才是最好的保护措施,故坝后以渗流形成的自然植被无保护要求。二是本项目取水量占渗流总量的五分之一左右,占比较小,且属于水库渗流弃水,据调查,该渗流水流溢出坝后,经排阴渠道输送至河道或者灌区渠道,对解放村水库下游坝后以渗流水形成的自然植被生态影响小。

(2)对下游河道水生态系统的影响。解放村水库坝后渗流排泄水沿河道下泄或者排入灌溉渠道,排泄水量占灌溉输水量的比例极小,该部分排泄水量对生态系统的补水影响范围小,辅助能力小,且大范围的地下水在极干旱气候条件下,蒸腾、散失作用强大,远高于是解放村水库渗流水量的作用,近年来实施的最严水资源管理制度降低了用水总量,大量河水被保障生态,生态用水保障率高,本项目取水指标由灌区灌溉节水调剂,属灌溉用水量中可节水部分,不挤占生态用水量,对绿洲区生态影响极小。

5.1.4 对其他用水户的影响

从用水指标管控和水资源配置分析,现状农业灌溉等仍要节水,本项目建设采取节水措施,通过水权交易获得配额,符合水事管理相关政策,对其他用水户的影响较小。

5.2 退水影响分析

5.2.1 退水对水功能区及水生态的影响

工程施工过程中产生的生产废水和生活废水经过化粪池沉淀、自然降解处理后用于植物浇水和路面洒水,不会直接排入天然河道影响地表水水质,对水功能区影响小;项目建成后为专门输水管道工程,不产生退水。对区域地表水不存在影响,符合水功能管理区的有关规定。施工期生产生活退水分散于管线各标段,以生活退水为主,各标段对生活污水集中处理达标后用于绿化、道路泼洒降尘等,不外排。运行中项目输水工程无退水,静脉产业园区用水后污水净化处理达标后循环利用,不外排,故对水功能区水质无影响,对第三者的影响轻微,对水功能区的影响是极小的。

5.2.2 退水对其他用水户的影响

项目输水过程不产生退水,故对第三方无影响,符合水功能区管理的相关规定,不存在补偿问题,且不涉及退水口设置问题。

6 结语

现状北河湾循环经济产业园实际用水量较小,需水预测仅按照规划占地面积等基本要素预测,将来随着入园企业数量的增多,企业生产规模的扩大,实际需水逐步增加,同时国家政策的变化和金塔县节水状况均对后期供水产生较大影响,不同企业的配水额度将有新的变化,将来园区需水量仍有较大不确定性,故后期加强各个入园企业水资源论证工作非常必要,也是水资源配置管理的主要手段[4]。建议:(1)建议实行严格的取水总量控制和计划用水管理制度,严格按照取水许可量引水,杜绝超量引水;(2)建议对鸳鸯灌区水库群水质进行长期监测,加强水源管理,保证水质安全;(3)建议大力提倡节约用水,努力实现水资源长期可持续利用[5]。