丹凤县城武关河调水方案探析

丹凤县城武关河调水方案探析

贺雪霞 1 许玉成 2

1. 陕西省丹凤县河道管理站 ， 陕西 丹凤 726200 ；

2.陕西省丹凤县水利局， 陕西 丹凤 726200；

摘 要：本文通过分析武关河水资源条件、县城供水现状，提出县城从武关河调水方案主要技术指标，为项目前期工作指明路径，具有现实意义。

关键词：县城；调水方案；分析

1 调水流域概况

武关河发源于蟒岭东南麓庾岭镇土地沟，大致为西南到东北流向，因同流经古寨武关而得名。依次流经庾岭镇、峦庄镇、铁峪铺镇、武关镇，于商南县金丝峡镇毕家湾杨家台汇入丹江。干流长116.7公里，河道平均比降8.1‰，流域面积900km²，年均径流量1.72亿m³,年径流深237.1mm,年径流模数7.51dm³/s.km²。含沙量2.21kg/m³,输沙模数为381T/km²。汛期含沙量约占全年的89.9%，推移质后多于悬移质。武关镇惠家坪以下至毛坪河段地势开阔、耕地较多，人口集中分布在河道两岸。水资源量丰沛，但是年内分配不均匀，汛期占年径流总量的65%以上。上游有桃坪原始森林，流域植被良好，植被覆盖率高达80%以上。流域内无工矿企业，无调蓄工程，水质清洁无污染，是理想的水源地。流域下游有武关水文站，位于武关镇武关村，紧邻旧312国道，于1959年1月设立，观测时间60多年，为水资源保护、水旱防御、工程建设提供科学可靠依据。2016年5月国务院批准“陕西丹凤武关河珍稀水生动物国家自然保护区”，范围为铁河口以上河道历史最高洪水位以下，面积约90km²。

2 县城供水现状

县城中心城区西至古城岭，东至鹿池火车站，南至丹江以南所有居民区和新建的丹凤中学，北至铁路线，东西长约4.2km,南北宽2.5km,供水面积约10.5km²，供水人口5.5万人，年供水量660万吨。现有水源龙潭水库总库容272万m³,建成于1973年7月，水库淤积量100万m³以上，年可供水量280万m³。丹江以南2处应急水源井补充水量380万m³。随着城镇化水平提高，县城人口不断增加，用水量将会大幅度递增，供用水矛盾加剧。龙潭水库控制流域面积40km²，来水量和蓄水量有限。丹江应急水源井以丹江补给为主，县城丹江上游城镇人口多，工农业生产活动频繁，丹江水质不稳定。一直以来氨氮含量居高不下，有潜在安全风险。立足长远考虑，为县城调用武关河水量，可以从根本上保证县城日益增长的人口供水安全，此举意义重大。

3 调水初步方案

扩大县城供水规模，增加日供水量，可供选择有三个方案。第一方案为现状水源改建。因丹江河岸2处水源渗井环评不达标问题等因素影响而放弃，只有龙潭水库清淤扩容，清淤量100万m³以上，尽可能多蓄水，增加可供水量。龙潭水库控制流域面积40km²，用年径流深等值线图法或以年降水量和流域面积为参数的多年平均年径流深经验公式估算，枯水年份（P=95%时）年径流量208万m³，预流下游10-20%生态流量后，蓄水量有限，不能满足需求。第二方案为青峰水库调水。紧邻龙潭水库东侧资峪河右岸支沟青峰沟，修建青峰水库，控制流域面积34km²，设计总库容383万m³,属小（一）型水库，设计可供水量420万m³，估算投资2.66亿元，近期建设。建成后可缓解县城供水紧缺矛盾，因相邻流域气候降雨径流等气象水文特征具有相似性，用前述方法估算，枯水年份（P=95%时）年径流量仅有176.8万m³。同样条件下，龙潭、青峰2座水库水源可蓄水量十分有限，不能从根本上解决县城供水紧缺问题。2014年6月份，龙潭水库上游曾出现断流情况。第三方案为武关河调水。武关河流域面积大，产生径流量大，水质清洁，供水保证率高，对生态环境不利影响轻微，从长远发展考虑，可以彻底解决县城供水安全问题。作者赞同第三方案，以下着重分析论证。

3.1取水口选址概况

拟选取水口位于武关镇武关河上游上黑龙湾，断面以上流域面积539km²，峡谷地带，基岩裸露，地质条件优越，远离自然村庄，对生态环境影响甚微。

3.2年径流量和年内分配计算

采用同河下游武关水文站观测整编资料，用水文比拟法，计算不同频率年径流量。

F_设

用水文比拟法公式：W_P设=--------× W_P参

F_参

式中：W_P设---设计取水口径流量（万m³)；

W_P参---参证站径流量（万m³)；

F_设---设计取水口以上流域面积539km²;

F_参---参证站流域面积724km²。

经计算得到，W_P=20%=18165万m³，W_P=50%=11018万m³，W_P=75%=7147万m³，W_P=95%=4095万m³。参证站典型年径流量年内分配比，见下表1。

表1 参证站典型年径流量年内分配比例表

用参证站对应典型年月分配比推求取水口断面不同频率水平年各月径流量，见下表2。

表2 取水口不同频率年径流量及各月分配计算表

用商洛水文手册日平均流量保证率公式计算。

公式：Q_p=K_pＦⁿ

式中：Q_p—95%保证率日平均流量(m³/s);

F —取水口以上流域面积，F=539km²；

K_p 、n—公式参指数，查得K_p =0.00029，n=1.115。

经计算得到Q_p=0.32m³/s。

3.4拟定初步方案。

3.4.1总体构想

从拟选上黑龙湾取水口取水，无须筑坝调节径流，采用天然径流过程能够满足引水需要，只要符合稳定的进水口高程条件即可。通过自流引水和提水相结合的方式，调输水距离约25km至拟建青峰水库（与龙潭水库分水岭相隔，输水隧洞已打通），将两座水库作为大容量调节池使用，满足县城供水量增长需求。

3.4.2主要调水指标

拟定供水保证率为95%，引水流量0.20m³/s，日调入水量1.7万m³，年调水量620万m³，输水管线25km，引水口构筑物1座，提水泵站1-2级。

3.4.3合理性分析

以枯水年(p=95%)径流总量4095万m³计，年调水量620万m³，仅占15%，对流域生态环境没有不利影响。从年内各月径流量看，10月份来水量94万m³最小，本月调水量52.7万m³，占比58.6%，为最不利来水量情况，符合下游生态基流要求。拟定引水流量0.20m³/s,相对流量较小，输水管径较小，泵站提水流量较小，估算工程投资1.34亿元，项目投资可控。年调水量达到620万m³，接近于现状水厂年可供水量660万m³供水规模，前景可观，永久收益。综合分析认为，拟定初步调水方案在技术上可行，经济上合理，符合生态环保政策相关规定。

4.结论建议

本文从水资源条件，县城供水现状和调水技术可行性三个方面研究分析，提出引水流量0.20m³/s,年可调水量620万m³主要技术指标，在技术上可行。考虑到取水口构筑物简便，输水距离25km，引提结合，估算投资1.34亿元，投资规模可控，在经济上比较合理，工程效益显著。

建议列入县域国民经济发展规划，纳入近期项目储备库，力争早日投资建设，早日建成使用，为缓解县城供用水矛盾，使广大居民早日受益，用上源源不断的清洁水源，为县域经济事业持续健康发展提供安全供水基础保障。

参考资料

[1]《丹凤县农村初级电气化规划报告》（丹凤县水利局，2005年3月）。

[2]《丹凤县水资源保护利用规划》（丹凤县水利局，2021年5月）。

作者简介:

贺雪霞（1975年——）女，工程师，一直从事防汛抗旱、水旱灾害防御工作。

许玉成（1967年——）男，高级工程师，长期从事水利水电工程勘测、设计、建管工作。

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