佳县县城供水水资源供需平衡分析.pdf

第9 期2023年9 月文章编号：16 7 3-9 0 0 0（2 0 2 3)0 9-0 0 5 2-0 3陕西水利Shaanxi WaterResourcesNo.9September,2023佳县县城供水水资源供需平衡分析张飞飞（佳县水利工作服务中心，陕西佳县7 19 2 9 9）【摘要基于佳县实际情况和县城供水存在问题，采用水资源供需平衡法，对县城设计水平年2 0 30 年人口社会经济发展和需水量进行预测，对供水水源选择和可供水量进行探讨，提出用黄河漫滩3#水源井采取地下水完全满足佳县2 0 30 年县城发展用水需求，可为佳县县城发展用水规划和建设提供科学依据。【关键词县城供水；水资源；供需平衡法；佳县中图分类号TV21【文献标识码B随着佳县社会经济发展和城市人口增长，县城用水供需矛盾日益突出，为了解决佳县县城2 0 30 年供水需求，需对水源和供水量以及水资源供需情况进行分析。1概况佳县位于陕西省东北部、黄河中游秦晋峡谷西岸，南北长8 5 km，东西宽2 3.9 km，总面积2 0 2 9.8 2 km。全县辖12 个镇1个街道办事处32 4个行政村，总人口2 7 万人。佳县年平均气温10.7，年总降水量为37 5.9 mm，年日照总时数为3497.7h，全县分为北部片沙区、西南丘陵沟壑区和黄河沿岸土石山区三大地貌类型，工程区属于黄河沿岸土石山区。2供水现状及存在的问题2.1供水现状佳县城区供水工程取水点位于佳县佳芦镇桃湾黄河漫滩，取水工程设有3口水源井。目前，只有1#和3#水源井在使用,3#水源井位于1#水源井下游140 m处。通过井下泵站加压后，将黄河渗水通过输水管道输送至佳县自来水公司（水厂）。水泵扬程19 8 m，水厂距离水源井直线距离约37 5 m。佳县自来水公司位于县城街东侧，处于城市最高处，其标高能满足规划区范围内所有用水点水压要求，不受洪水淹没影响，且水厂至城区主要用水区域较近，供水管线较短，位置利于供水。2.2存在问题随着佳县的建设，市政基础设施需配套完成，给水工程急需同步发展。根据佳县城市总体发展概念规划，佳县城区2 0 35 年所需水量36 5 万m，现在县城自来水厂供水规模为8 0 0 m/d，随着县城人口的增加，城区建设步伐加快，居民生活水平不断提高及旅游业的兴起，县城生活、生产用水量均快速增加，现状水厂供水量严重不足，用水高峰期大面积的城区出现缺水现象，严重的影响着人们的生活质量水平和收稿日期2 0 2 2-10-30【作者简介张飞飞（19 8 5-），男，陕西佳县人，工程师，主要从事水利水保工作。52社会经济发展。3需水量预测根据室外给水设计标准（GB50013-2018）和佳县社会经济情况等综合考虑，城市设计供水量包括综合生活用水量（包括居民生活用水和公共设施用水）、工业企业用水量、绿地和浇洒道路用水量、管网漏失水量、未预见水量和消防用水量，设计供水现状年为2 0 2 0 年，设计水平年为2 0 30 年。工程区供水范围包括佳县县城全部区域及周边村庄，设计供水保证率不小于9 5%。3.1人口和用水定额预测(1)设计人口根据佳县县城总体规划（2 0 14-2 0 30），人口规模2030年按4.0 万人进行控制。根据现场踏勘及人口数据统计资料，2 0 2 0 年现状规划区范围内总人口约2.3万人，与规划人口4.0 万相差较大。根据佳县统计年鉴（佳县统计局，2 0 15-2 0 19 年）统计，佳州街道办事处人口数据见表1。表1佳州街道办事处人口统计年限总人口/人201546066201646256201746289201845868201945514根据统计年鉴数据，佳县城区佳州街道办事处总人口基本保持不变，略有减少。城区人口，且整体变化较小，仅2018年统计人口较多，其余4年统计人口差距均较小。随着近几年佳县县城的发展，虽有规划范围内的农村人口逐步转为城镇人口，但县城外流人口也较多，根据目前佳县城区常住人口及外流人口情况，未来县城人口基本变化较小，所以，城区人口/人2359623742238282512723073第9 期2023年9 月初步推测近远期人口规模如下：现状人口2 30 0 0 人；设计水平年（2 0 30 年）设计人口2 40 0 0 人。根据现场踏勘和自来水厂提供的数据，佳县县城自来水厂除覆盖城区范围外，还将覆盖通镇杨道渠、高家塬等部分农村，共计覆盖农村人口约310 0 人。（2）综合生活用水量标准根据室外给水设计标准（CB50013-2018）和城市给水工程规划规范（GB50282-2016），同时参照陕西省行业用水定额，确定佳县县城最高日综合生活用水定额为：现状综合生活用水定额为9 0 L/（c a p d）；设计水平年（2 0 30 年）综合生活用水定额为130 L/（c a p d）。农村最高日综合用水定额结合当地农村的实际情况取：现状综合生活用水定额为60L/（c a p d）；设计水平年（2 0 30 年）综合生活用水定额为70L/（c a p d）。道路用地及城市绿地面积摘自佳县县城总体规划（2 0 14-2 0 30）用地平衡表，见表2。表2 佳县县城总体规划（2 0 14-2 0 30）用地平衡表序用地号代码道路与交通设施用地S城市道路用地S111.006S其中交通枢纽用地S3交通场站用地S40.00绿化与广场用地G0.00公园绿地G10.008G其中防护绿地C2广场用地G3（3）浇洒市政道路、广场和绿地用水指标确定佳县处于陕北干旱缺水区，根据室外给水设计标准（G B5 0 0 13-2 0 18）及陕西省行业用水定额，综合考虑确定佳县县城设计水平年浇洒道路场用地用水定额为10 m/（h m d）。3.2用水量计算（1)综合生活用水量Q佳县属型小城市，综合生活用水量等于人口乘以定额，则：现状年Qi=（2 30 0 0 9 0+310 0 6 0）10-=2 2 5 6 m/d设计水平年Q;=（2 40 0 0 130+310 0 7 0）10-*=3337 m/d（2）工业企业用水量Q2佳县县城工业企业较少，且工业用水水质要求与生活用水水质要求不一致，单独设置工业用水水源，本次设计不考虑工业企业用水，即工业企业用水量不计取。（3绿地和浇洒道路用水量Q3由表2 知，现状年道路面积33.9 hm，公园和广场绿地23.4hm；规划年道路面积5 5.4hm，公园和广场绿地48.7 hm。道路用水定额取10 L/（h m d）。根据当地实际情况，有50%的道路及广场水源为地表水。则绿地和浇洒道路用水量Q3:现状年Qx3=（33.9 10+2 3.410）0.5=2 8 6.5 m/d设计水平年Qs=（5 5.410+48.7 0 10）0.5=5 2 0.5 m/d陕西水利Shaanxi WaterResources(4)管网漏失水量Q4城镇配水管网的漏失水量宜按综合生活用水、工业企业用水、绿地和浇洒道路用水量之和的10%计算。则：现状年Qx4=（2 2 5 6+0+312.5 5）10%=2 5 4.2 5 m/d设计水平年Qj4=（3337+0+5 2 0.5）10%=38 5.7 5 m/d(5)未预见水量Qs未预见水量应根据水量预测时难以预见因素的程度确定，宜采用综合生活用水量、工业企业用水量、绿地和浇洒道路用水量、管网漏失水量之和的8%12%计算。本次设计取8%。则：现状年Qs=（2 2 5 6+0+312.5 5+2 0 5.48）8%=2 2 3.7 4m/d设计水平年Qs=（3337+0+5 2 0.5+38 5.7 5）8%=339.46 m/d(6)总供水量现状年Q,=Q1+Qx2+Qx3+Qx4+Qs=2256+0+286.5+254.25+223.74=3020.49 m/d设计水平年Q;=Qi1+Q;2+Qj3+Qj4+Qis=3368+0+520.5+385.75+339.46=4582.71 m/d用地面积/hm根据以上计算数据，最终确定供水规模为：现状年供用地名称现状年设设计水平年现状(2020)14.5842.8633.93.582.906.0629.3616.250.005.960.007.15No.9September,2023水规模30 0 0（m/d），设计水平年（2 0 30 年）供水规模为(2030)4500(m/d)。65.573.3消防用水量55.40根据佳县城市人口发展规模，确定城市消防水量按同一2.90时间发生火灾次数为2 次，一次灭火用水量为30 L/s，火灾延7.27续时间为2 小时确定。则消防水量：V=2230360010-365.04=432 m。40.55城市管网按低压消防系统设计，最高日最大时加消防时16.34供水水压为0.1MPa。消防用水贮存于水厂清水池内时不能8.15动用，灾后在48 小时内补充完毕。4可可供水量分析4.1地表水水源佳县属黄河流域，境内主要河流有一级河黄河，四级河秃尾河、佳芦河、五级河五女河、乌镇河(乌龙河）、坑镇河(楼底河）。主要支流还有镇河、金明寺河、车会河、盐沟河。多数河流由疏状小流汇合而成，春、秋流量大，冬季流量小，有时干枯，丰水期流量巨增；大都呈西北向东南流向，最终均注人黄河，河流南北分布基本均匀。佳县县城附近有两条较大的河道分别是黄河和佳芦河。佳芦河由于上游农田灌溉用水量大，夏季常出现断流情况，故不能作为县城的供水水源。黄河由于水体中含沙量较大，处理难度较高，不推荐作为供水水源。4.2地下水水源佳县地下水资源总量2.48 亿m，集中分布在黄河、秃尾河及佳芦河河谷。其中黄河河谷约1.8 7 亿m，佳芦河河谷约0.08亿m，秃尾河河谷约0.0 4亿m，资源丰富稳定，属富集区。佳芦河河床切人基岩，地下水类型为层状碎屑岩裂隙潜水，据地质资料分析及钻探结果表明，其地下水埋藏深，储量小，无开采价值。黄河河谷地段为第四季（全新统）冲击层，主要岩性为中细砂、砾石互层，砾石粒径一般为2 cm5cm，厚度53第9 期2023年9 月10m15m。该层结构松散，层理明显，颗粒分选性好，孔隙度大，透水性能良好，补给源充足，且水质好，易开采，是该区的主要替水含水层。该含水层的补给源为黄河径流渗漏水，佳县城区处的多年平均径流量为2 7 7.9 亿m，5 0%的径流量为17 7 亿m。黄河该河段最高洪水位为7 18.5 m，最低水位705.0m，枯水期9 5%保证率的流量16 7 m/s,99%保证率流量为9 0 m/s。由以上可以看出黄河佳县地段河道径流很丰富，上述实例的最小年径流量15 7.4亿m。故该段含水层补给源充足，补给量大，远大于佳县城区设计年需水量，水量是不存在问题的。该段含水层分布厚度10 m15m,沿河呈带状展布，水位埋藏浅，水量丰富，属地下水富集地段。其排泄方式为自然条件下向下游渗漏，加之经过自然渗透和过滤作用，地下水清澈，水质完全符合饮用水标准。综上所述，佳县县城附近黄河河谷地段的地下水较为丰富，且水质较好，满足饮用水水源地水量水质要求，可作为佳县县城饮用水水源。4.3供水水源选择现状已在黄河漫滩建成3口水源井。各水源井的情况如下：（1）1#水源井位于县城东侧的黄河岸边，海拔高程为716m,取水方式采用大口井和渗渠的复合井取水，成井于1979年，经多次改造升级，现安装2 台110 kW水泵，一用一备，出水量约为130 m/h，日供水量约为2 5 0 0 m/d，由于水源井浊度较高，在3#井建成后仅作为备用水源。1#水源井至自来水水厂输水管线为DN200钢管，长5 8 0 m。陕西水利Shaanxi WaterResources（2）2#水源井位于1#井水源井南侧约40 m处,2#井水源井由于水量过小，现已基本处于废弃状态。（3）3#水源井位于1#井水源井南侧约15 0 m处，现状3#水源井安装两台110 kW水泵，出水量为约为140 m/h，日供水量约为30 0 0 m/d。通过现场实际调查与进一步深人了解，3#水源井为辐射渗流井，渗流井由竖井、平巷、碉室、渗流孔群组成。3#水源井竖井井底高程6 7 2 m，最小水深约40 m，2018年3#水源建成后抽水试验最大稳定出水量为2 30 m/h。自今3#水源井供水流量为140 m/h，由于水源井位于黄河漫滩，补给水源为黄河渗水，经多年运行观察，漫滩水源井内水位基本保持不变，水源井出水量基本稳定，水质满足生活饮用水水质要求。4.4水资源供需平衡分析现状水源井的出水量（2 30 2 4=5 5 2 0 m/d）可以满足设计水平年需水量（45 0 0 1.1=49 5 0 m/d），本次设计水源仍采用现状水源井，水源水量水质均满足饮用水要求，只需加强供水设施管理和管网改造，提高水源地至自水厂的供水输水能力，确保用水需求。5结语通过分析探讨，佳县2 0 30 年人口规模不会达到佳县县城总体规划（2 0 14-2 0 30）人口预测，经过定额预测计算，2 0 30 年县城供水需水量为49 5 0 m/d。目前供水设施出水量为5 5 2 0 md，完全满足未来县城发展用水需求，为县城供水管理提供了科学依据。No.9September,2023（上接第49 页）源供给水平。1尤立，张锡峰，龚静静，等.农村供水安全保障长效管理机制研究 .中国水利,2 0 2 3（0 4）：5 8-6 2.2刘洋，土比木呷，能锋田.新形势下?山彝族自治州农村供水安全保障的思考 J.水利发展研究,2 0 2 2,2 2（0 8）：37-41.3张海涛.关于新时代加强农村供水安全工作的思考以陕西省彬县为例 J.水利发展研究,2 0 18,18（0 8）：11-13,16.4蔡振国.菏泽市牡丹区农村饮水安全工程建设实践 J.山东水利,2 0 2 3(0 1):7 7-7 8.参考文献5】张加飞.滇东地区农村饮水安全工程运行管护探讨以云南省富源县为例 J.水利发展研究，2 0 2 3,2 3（0 1）：7 4-7 9.6黄震.新宾县农村饮水安全工程可持续综合效益定量评估 J.黑龙江水利科技,2 0 2 2,5 0（10）：16 7-17 0.7】杜明.烟台市巩固提升农村饮水安全工程的经验做法 J.山东水利,2 0 2 2 (0 9):11-12.（上接第5 1页）年为5 6.6 110 m/a。得出的结论为东三号井矿坑涌水量为1551.01 m/d。5结语本文对茂源煤矿东三号区域地貌进行了简单介绍，并对矿井周边地下水的补给、径流、排泄条件进行简单论述。根据井田勘探报告，利用三眼钻孔的抽水试验成果，得出区域内地下水含水层单位涌水量为0.0 0 16 L/（s m）0.0 0 8 3L/（s m），渗54透系数为0.0 0 2 10 9 m/d0.05099m/d。含水层富水性较弱，为侏罗系孔隙裂隙弱含水层。采用大井法和比拟法进两种方法对矿坑涌水量进行计算，并分析计算成果，推荐比拟法计算成果。矿井涌水量计算成果系观矿井的安全生产和运行成本，也是设计和开采部门选择开采方案、开采方法，制定防止疏干措施，设计水仓、排水系统与设备的主要依据，对矿井预防水文地质灾害起到关键作用。