城鄉飲水安全工程水源比選及供水方案分析

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［摘要］結合策勒縣城鄉飲水現狀及存在的問題，分析策勒縣主要河流的各水源水量水質，并從供水方案、工程投資、水源保護措施以及水源保證率等方面進行最終水源比選，提出努爾河可作為該工程最佳水源，從努爾水庫取水為最佳供水方案，最后分析推薦水源的可靠性，得到努爾水庫取水對工程運行是可靠、有利的。

［關鍵詞］策勒縣；城鄉飲水安全；水量；水質；供水方案；奴爾河

1策勒縣城鄉飲水現狀及問題

策勒縣位于新疆維吾爾自治區南部、塔克拉瑪干大沙漠南緣，屬典型的暖溫帶大陸性干旱氣候。策勒縣通過十一五、十二五期間的擴建、改建等飲水安全工程的實施現有水源水廠12座，均以地表水作為供水水源，供水總人口12.3798萬人，年供水量406.2萬m3[1]。而策勒縣平原區有相當一部分居民沒有吃上符合農村生活飲用水衛生標準的水，并且有不少工程由于當時資金和技術的限制，在運行后出現種種問題。存在的主要問題有[1]：（1）水源水質超標。水質達不到國家規定的生活飲用水衛生標準，地下水氟含量超標值在1.6mg/L～1.7mg/L之間。（2）水工程簡陋，建設規模小、標準低，配套設施少，入戶率不高，沒有徹底解決人畜飲水安全問題，供水能力達不到設計標準。（3）運行成本過高。調查資料表明，策勒縣農村水廠全年總支出為308.8058萬元，全年總售水量140萬m3，單方水成本價為2.31元/m3，而售水價格僅為0.9元/m3。（4）部分水廠已接近農村水廠使用年限，機井建設標準低，水質發生改變，不能達到國家規定的生活飲用水衛生標準。（5）人畜飲水管理運行體制沒有健全完善，工程建成后不能很好的運行。為解決以上飲水安全問題，進行策勒縣城鄉飲水安全工程建設項目，工程供水范圍包括策勒縣三鄉一鎮、天津工業園及奴爾鄉的城鄉居民及牲畜用水，工程現狀年為2017年，設計水平年為2030年。

2項目區水源水質情況

2.1各水源水量

策勒縣地表徑流的年際變化不大，年內分配不均。6月～8月為洪水期，水量占全年的76.9％，冬季徑流最小，水量占全年的2.89％，春季水量占全年的9.3％，秋季水量占全年的0.9％[2]。策勒縣主要河流徑流量見表1，河流月平均流量見表2。由于徑流在年內分配不均，枯水期河水全部被灌區引盡，取水口下游河道變成干河。其余水量集中在夏季，通過河道下泄，在河道下游滲漏殆盡。

2.2各水源水質情況

對可為本工程供水的幾條河流的水質進行最新的水質化驗，結果顯示策勒河的兩個水樣存在氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度和放射性等指標超標[3]。恰哈河的水質相對較好，努爾河的兩個水樣水質也較好，但存在pH值超標，可以通過常規水處理措施解決。而策勒河的超標指標通過常規水處理措施難以解決。

3水源選擇

3.1水源初選

策勒縣境內的幾條河流存在以下幾種情況：（1）策勒河水質不達標；（2）薩依瓦克河、布藏河、阿克塞音河及卡爾蘇河水量不滿足要求；（3）烏魯克薩依河無調蓄工程，無法滿足供水工程全年均勻供水的要求；（4）恰哈河在水質、水量上亦滿足工程的供水要求，且有勝利水庫作為調蓄工程；（5）奴爾河水質、水量均滿足工程要求，加之有在建的努爾水庫，其調蓄功能能滿足工程的全年均勻供水的要求。根據策勒縣境內河流的水量及水質，初選選擇兩個水源方案，即恰哈河和努爾河。

3.2水源選定

根據初選的水源方案，從工程經濟性、水量保證率及水源保護等幾個方面進行比選。（1）恰哈河水源方案恰哈河發源于昆侖山終端北坡，自出山口以上基本為樹干形狹長河段，源頭3000m以上區域才有大的支流發育，流域向東西展開，支流呈樹枝狀分布。恰哈河以冰雪融水和降水補給為主，地下水補給為輔。恰哈河無長期徑流觀測資料，只有兩年短期實測資料，徑流代表期段。根據《新疆和田地區策勒縣浪沙水庫除險加固工程初步設計報告》資料可知[4]，恰哈河多年平均年徑流量0.911億m3。勝利水庫通過恰哈渠首引恰哈河水，總庫容2000萬m3，興利庫容為1930萬m3，主要解決策勒鄉、策勒鎮春旱問題，同時也擔負著向卡拉卡依電站供水的任務。勝利水庫在6月~7月水庫全部蓄滿，水庫蓄水庫水量為2390.07萬m3，3月~5月供給策勒鄉、策勒鎮灌溉用水1262萬m3，8月份的大河來水全部用于發電和蓄水損失，水庫供給恰拉卡依電站用水800萬m3，冬季水庫無放水任務。供水方案：從勝利水庫修建引水管線至擬建總水廠處，管線全長38.2km。（2）奴爾河水源方案奴爾河發源于昆侖山中段喀拉塔什山北坡，其徑流組成除包括有少部分泉水和低山區季節性積雪、降雨補給外，冰川消融是其主要補給源，屬消融補給型河流。努爾水文站位于奴爾河上游出山口位置，控制流域面積734km2，多年平均徑流量為1.708億m3，多年平均流量為5.41m3/s，最大年徑流量為1966年的2.294億m3，最小年徑流量為1965年的1.122億m3，最大與最小年徑流量比值為2.04，由此反映出徑流年際變化較小。從多年平均情況可知，冬季水量（12月～次年2月）只占年水量的3.1%，而夏季水量（6月～8月）占年水量的76.8%，奴爾河努爾水文站斷面，水文站以上集水面積734km2，多年平均流量為5.41m3/s，多年平均徑流量為1.708億m3。奴爾水利樞紐工程為堤壩式開發，開發任務為灌溉兼顧發電。工程總庫容6900萬m3，調節庫容4500萬m3，正常蓄水位2497m，死水位2465m，裝機容量6.2MW，多年平均發電量0.21億kW•h，裝機利用小時數3309小時。大壩壩型為土石壩，奴爾水利樞紐工程等別為Ⅲ等工程，工程規模為中型。供水方案：從奴爾水庫修建引水管線至擬建總水廠處，管線全長87km。

3.3方案比選分析

（1）工程投資方面選擇恰哈河作為水源，利用勝利水庫作為調蓄工程，并修建引水管道的方案管道長度短，投資較省。（2）水源保護及措施方面勝利水庫為平原水庫，水庫引水渠長8.2km，勝利水庫引水口（勝利水庫渠首）位于恰哈鄉蘭貴村境內的恰哈河河道上。若選擇恰哈河作為本工程水源，根據《飲用水水源保護區劃分技術規范》（HJ/T338-2007）中有關規定，需設置水源保護區，則勝利水庫渠首以上2000m范圍內河道均作為其準保護區，基本恰哈鄉均為水源保護區，在恰哈鄉境內實施水源保護，困難較大。而選擇奴兒河作為水源方案，工程從奴爾水庫取水，奴爾水庫原工程任務就包含人畜供水，在對其水源保護措施方面已充分考慮，估水源保護方面，奴爾河作為水源較優，可實施性較強。（3）供水保證率方面勝利水庫興利庫容1900萬m3，其工程任務為在洪水期引洪水入庫，負責恰拉卡依電站用水及解決策勒鄉、策勒鎮3月~5月的春旱問題，其5月~6月水庫滿足放水任務后，水庫放至死水位，待至洪水期再引洪蓄庫，其在春旱至洪水期期間基本無多余水量供給人飲；奴爾水庫興利調節庫容4500萬m3，其工程任務中包含奴爾鄉、固達灌區的人畜用水，加之需下泄生態基流，可保證全年往下游輸水。其在供水保證率遠遠優于勝利水庫。通過對工程投資方面、水源保護方面及供水保證率方面綜合比選，最終選擇奴爾河作為推薦水源。

4推薦水源的可靠性分析

4.1供水水量分析

根據徑流計算分析，奴爾河P=75%、95%時的天然徑流量分別為1.55億m3、1.23億m3；從年內分配來看，在天然工況來水量最小月為95%時的1月份，最小平均流量為0.52m3/s。隨著奴爾水庫建成運行后，其任務為先保證下游灌區人畜、灌溉及河道生態基流后利用其水量發電，故一級電站檢修時為機組輪流檢修，其可保證滿足本工程引水要求。

4.2供水水質分析

奴爾河河水水質較好，根據烏魯木齊市新建昌源水務科學研究院（有限公司）于2017年4月1日對奴爾河河水取水水樣分析結果來看，水質僅有濁度超標，其它各項指標均滿足飲用水標準。

4.3地形條件分析

本工程管線取水點至布朗臺渠首段為河谷段，線路只能布置在河道內，現狀奴爾水庫~布朗臺渠首段河道左岸有水庫進場道路，因此此段管線沿進場道路布置，并沒有受到河谷段復雜地形的影響增加管線施工難度。工程取水水源為奴爾水庫（高程為2435m），奴爾鄉水廠的高程為2342m，末端總水廠高程為1535m，因此在奴爾水庫附近河道上已建工程處設引水點高程均能滿足重力流輸水要求，對整個工程的運行有利的。

5結語

策勒縣城鄉飲水安全工程是覆蓋策勒縣平原區三鄉一鎮的供水工程，經過水量水質對比和輸水方案比選分析，推薦工程取水水源為奴爾水庫，可滿足項目區現狀13.47萬城鄉居民、44.10萬頭牲畜和規劃年18.74萬城鄉居民、51.07萬頭牲畜飲水及鄉鎮企業用水需求，解決項目區存在的飲水安全問題，改善項目區飲水條件，提高供水保證率、提高居民的生活質量。

參考文獻

[1]策勒縣城鄉飲水安全工程可行性研究報告[R].2017.

[2]新疆和田地區策勒縣城鄉飲水安全工程初步設計報告[R].2018.

[3]GB3838-2002，地表水環境質量標準[S].中國環境科學出版社,2002.

[4]新疆和田地區策勒縣浪沙水庫除險加固工程初步設計報告[S].2017.

作者：李生福 單位：新疆金溝河流域管理局水利管理中心