某水厂项目取水水源论证

2023-11-06卢晓宜

河南水利与南水北调 2023年9期

卢晓宜

（洛阳水生态投资开发有限公司，河南洛阳 471000）

1 项目概况及运行现状

水厂位于县城西北部，红叶路西端凤凰山顶，取水水源为淮河地表水。期间经过几次扩建改造。改造后的设计供水规模2万m3/d。受取水水源水量限制，水厂现状实际供水能力约为1.50 万m3/d。水厂水源地位于水厂北侧50 m 处淮河段庄，采用渗井取用淮河地表水。河道中现有渗水井五口，井径5 m，其中四口井深6 m，毛石砖混结构。一口井深8 m，为混凝土浇筑外围砖混结构。集水方式为取水井侧漏进水。五口取水井水泵型号300QJ200-60，输水管道为铸铁管，管径均为DN300 mm，长度180～210 m。为了提高水厂供水保证程度，2015 年在水源地处修建了淮河凤凰山橡胶坝，该工程以建坝蓄水为目标，符合某县城区段防洪要求同时满足水厂蓄水引水的需要。橡胶坝坝底板设计顶面高程137.10 m，坝长65 m，坝高2.40 m，设计坝顶挡水位139.50 m，回水长度3.30 km，设计洪水标准20年一遇。坝前最大拦蓄水深3.50 m，坝前正常蓄水量35万m3。城区公共供水管网布置形式为树网与环网混合结构。目前公共供水范围东至一里岗，南至G312，西到加油站，北至淮河北。城区供水主管网全长397 km，分支管网300 余公里，DN100 mm 以上主管道52 km，供水管道大部分铺设于80 年代，近几年陆续实施了城区管网改造工程及居民入户管网改造工程，管网改造采用环保PVC管材和PPR铝塑管材，但大部分没有进行更新改造，锈蚀老化，漏失率约40%。

2 淮河水源地取水水源论证

2.1 淮河实测来水量分析

项目取水断面在淮河上游段庄附近，取水断面以上流域面积140 km2，借用大坡岭水文站的实测径流量资料对取水断面来水情况进行面积比拟分析。大坡岭作为淮河水文第一站，设立于1952年，控制流域面积1 640 km2。第一次、第二次、第三次全国水资源综合评价均选用该站，其资料可靠性、代表性、一致性已经多次审查。经计算：取水口以上淮河流域1956-2016年多年平均来水量4 983万m3，折合径流深355.90 mm；P=20%保证率来水量7 104万m3，径流深507.40 mm；P=50%保证率来水量4 431 万m3，径流深316.50 mm；P=75%保证率来水量2 833万m3，径流深202.40 mm；P=95%保证率来水量1 381万m3，径流深98.60 mm。取水口以上实测径流量成果见表1。

表1 项目取水口以上不同保证率月平均（典型年）实测径流量成果表

取水口以上淮河来水量具有明显的季节变化特征，河川径流主要集中在汛期6-9月。根据多年平均地表水年径流分析，多年平均汛期4 个月径流量达3 243 万m3，占全年径流量的65.10%；非汛期8个月1 740万m3，占全年的34.90%，其中最枯时段一般出现在12 月及次年1-2 月份。来水量的年际变化比降水量更大。在多年的计算系列中，1956 年来水量最多为12 866 万m3，是1966 年（最枯年份）814 万m3的15.80 倍，年径流的丰枯差别比降水量丰枯更悬殊。对最枯月1 月进行频率分析，P=20%保证率来水量125 万m；P=50%保证率月来水量79 万m3；P=75%保证率来水量54 万m3；P=95%保证率来水量32万m3，见表2。

表2 取水断面最枯月（1月）来水量成果表

2.2 水源地取水保证程度分析

第一水厂设计规模2万m3/d，现状实际供水能力1.50万m3/d，日均供水量约1 万m3/d，利用橡胶坝拦蓄，通过大口渗井取用淮河地表水。橡胶坝坝底板设计顶面高程137.10 m，坝长65 m，坝高2.40 m，设计坝顶挡水位139.50 m，回水长度3.30 km，设计洪水标准20 年一遇。坝前最大拦蓄水深3.50 m，坝前正常蓄水量35 万m3。根据取水断面来水量分析，项目水源地来水量有限，枯水期供水略显紧张。项目取水断面以上多年平均来水量4 983 万m3，折合来水13.70 万m3/d；P＝95%保证率的年来水量1381 万m3，折合来水3.78 万m3/d。P=95%最枯月来水量为32万m3，橡胶坝调蓄水量仅35万m3，扣除蒸发、渗漏和上游零星用户的取水，最枯月河道水量满足不了水厂2万m3/d的供水规模，但基本可以满足水厂1.50万m3/d的供水能力。对典型年1999年月来水量进行分析，连续2个月最小月来水量分别为11万m3/月、24万m3/月，加上橡胶坝35万m3的调蓄水量，在不考虑其他用户的情况下，优先保证城市生活用水，其他用水停止，基本可以满足水厂现状日均1 万m3/d 的取水量。因此，论证认为，淮河来水量基本可以满足水厂现状1.50万m3/d供水规模。为解决连续枯水时段供水紧张局面，达到水厂设计的供水规模，还需修建新的取水口及拦蓄水设施，来提高枯水期水源供水量。

2.3 淮河地表水水质分析

项目水源地位于淮河桐柏饮用水源区，保护水质目标为Ⅲ类。根据环保部门发布2015-2019年环保年鉴资料，连续五年水功能区水质均达标，满足饮用水源水质标准。水源水经水厂净化处理后，出厂水符合生活饮用水卫生标准。

3 取水口位置合理性分析

项目淮河取水口位于水厂北侧50 m 处淮河段庄，采用渗井取用淮河地表水。集水方式为取水井侧漏进水。为了提高水厂供水保证程度，2015 年在水源地处修建了淮河凤凰山橡胶坝，该工程以建坝蓄水为目标，符合某县城区段防洪要求同时满足水厂蓄水引水的需要。橡胶坝坝底板设计顶面高程137.10 m，坝长65 m，坝高2.40 m，设计坝顶挡水位139.50 m，回水长度3.30 km，设计洪水标准20年一遇。坝前最大拦蓄水深3.50 m，坝前正常蓄水量35 万m3。取水口位置段河道河床平缓，断面基本稳定，无险滩和急流，且位于城区上游，水质不受城区排污影响。从取水口多年运行情况看，现取水口取水满足取水需要，说明取水口河段河床基本稳定，取水口位置较为合理。

4 取水可靠性分析

根据取水水源论证，项目水源地来水量有限，枯水期供水略显紧张。项目取水断面以上多年平均来水量4 983万m3，折合来水13.70 万m3/d；P＝95%保证率的年来水量1 381 万m3，折合来水3.78 万m3/d。P=95%最枯月来水量为32 万m3，橡胶坝调蓄水量仅35 万m3，扣除蒸发、渗漏和上游零星用户的取水，最枯月河道水量满足不了水厂2 万m3/d 的供水规模，基本可以满足水厂1.50万m3/d的供水能力。对典型年1999年月来水量进行分析，连续2个月来水量分别为11万、24万m3/月，加上橡胶坝35万m3的调蓄水量，在不考虑其他用户的情况下，优先保证城市生活用水，其他用水停止，基本可以满足水厂现状日均1 万m3/d 的取水量。因此，论证认为，淮河来水量基本可以满足水厂现状1.50万m3/d供水规模。为解决连续枯水时段供水紧张局面，达到水厂设计的供水规模，还需修建新取水口及拦蓄水设施提高枯水期水源供水量。

水质监测评价结果及分析表明，项目区淮河上游地表水水质较好，原水经过水厂净化、灭菌消毒处理后，适宜于饮用水供水水源。