重慶彭水縣供水方案研究

唐 寅

1 電站蓄水影響

1.1 下游受影響河段概況

彭水水電站初期蓄水受影響河段為烏江干流彭水電站壩址—河口河段。該河段位于烏江干流下游,全長147 km,水位落差78.6 m,平均比降0.53‰,區間流域面積18 920 km2。河段內流域面積2 000 km2以上的支流從上游至下游依次有右岸的郁江、左岸的芙蓉江和大溪河,且芙蓉江上建有江口電站。

1.2 取水口最低取水水位

烏江沿線取水口(施工臨時取水口除外)已建成長則十幾年,短則5年～6年,且多數較為簡易,各單位均未保留原始設計施工資料。但是2006年夏由于干旱烏江彭水段出現最低水位時,取水浮船或纜車均無法取水,通過人工挖渠引水的辦法才勉強維持取水設備的運行,若烏江水位再降低,則無法取水。

2006年大旱后彭水水文站實測數據為最低水位204.71 m,相應流量為270 m3/s。彭水境內各河段相應最小流量按河段下游出口處集水面積與相近水文站的集水面積比的一次方計算。彭水水電站壩址以下河段從上至下為:彭水水電站壩址—郁江河口上;郁江河口下—芙蓉江河口上。兩河段2006年9月最小流量分別為 270 m3/s,289 m3/s。此枯水期間,由于流量較小,再加上受斷面、糙率等基本資料限制,對河道的水位按河道坡降計算,可得取水口最低取水水位,見表1。

1.3 蓄水對取水口影響

1)影響時間。蓄水斷流對下游取水影響發生在整個蓄水過程中。根據按75%保證率來水情況,蓄水對彭水壩址—白馬河段的影響時間為12.1 d;此時段對白馬以下河段取水無影響。2)影響范圍及程度。由于各取水口取水量遠遠小于烏江主流流量,因此蓄水斷流對供水影響主要考慮水位影響。根據《泵站設計規范》規定:從河流、湖泊或水庫取水時,取水源保證率為95%～97%的日平均或旬平均水位[2]。對于此蓄水方案,江口電站僅能保證不少于1臺機組滿發電時下泄水量,不可能棄水補償。通過對白馬—郁江口之間的水面線進行計算可知:雖然江口電站這種運用方式對芙蓉江河口以下河段的取水有幫助作用,但水面線不能達到取水口最低取水水位,在不采取措施的情況下,仍無法正常取水。3)對取水水質影響。在水庫初期蓄水過程中,由于大壩不能下泄水量,致使下游河段水量減少,尤其是壩址—郁江口河段,只有少量的長溪河來水、郁江回水和區間流量,基本處于干枯狀態。因郁江河口上、下游有城區生活污水和生產廢水排放,這些污(廢)水排入烏江后對下游取水水質是否有影響,應予以重視并需認真研究。

表1 彭水境內烏江沿線取水口最低取水水位 m

2 對策

2.1 采取工程措施的取水口

除彭水縣城外,地方工業企業不但為地方提供稅收和就業崗位,多數在干旱季節還肩負縣政府指令的抗旱任務,對地方社會穩定起著重要作用。因此對這些企業應采取必要的工程措施解決供水問題,避免因停水而影響生產。由于這些企業的取水口均位于郁江河口下游,在郁江水量75%保證率情況下有38.3 m3/s的流量,在90%保證率情況下仍有46 m3/s的流量。另外,從中嘴鎮取水口開始,又有芙蓉江江口電站的下泄水量匯入干流,使之水量增加。采取適當的工程措施解決這些企業的供水問題,具體工程措施見圖1。

工程措施:當烏江水位降低、各取水口無法正常取水、擱淺于江灘時,先將取水浮船底部墊平,將纜車放置在最低位置;制作一個水箱將取水口置于水箱內;在靠近取水口的主流區設置潛水泵,將烏江水輸送至水箱內,同時啟動原取水泵站抽水。

2.2 彭水縣城區供水對策

彭水縣城區人口密度大、對供水水質和水量要求較高。由于縣自來水公司取水浮船位于郁江河口上游,蓄水期間無法正常取水,致使城區供水受影響范圍較大,影響程度也最為嚴重,因此應予以重視并單獨研究對彭水縣城區的供水對策。

彭水縣自來水公司供水水源主要是附近溶洞水,烏江水是備用水源。但由于近年來用水量增加,再加上溶洞水供水量下降,從2006年開始,已有11個月從烏江取水。

根據蓄水斷流影響范圍研究結果,在干流截斷時,郁江河口以上水面線由觀音閣水位193.25 m向上游平推,水面范圍向上游延伸至4.63 km,彭水縣自來水公司取水口(浮船)處在該范圍內,但已是郁江回水區的末端,遠不能滿足取水浮船的正常取水要求。另外,由于壩址—郁江口河段只有少量的郁江回水和長溪河來水,且基本處于靜止狀態,因此該河段水體的自凈能力較差,污水經過混合稀釋和天然凈化后仍不能滿足《生活飲用水水源水質標準》的要求。

對彭水縣自來水公司取水浮船面臨的特殊情況提出兩種方案,經比較后推薦合理方案。

1)減量供水、區外調水方案。a.降低用水定額。在正常情況下,彭水縣城區居民生活用水定額為200 L/(人·d)～250 L/(人·d)。根據文獻[3]規定,對于小于50萬人口的中、小城市,居民生活用水最低標準為 70 L/(人·d)～110 L/(人·d),建議在蓄水期間將縣城居民生活用水定額降低至100 L/(人·d),保證最低生活水需求,此項措施需縣政府做好協調工作。b.從城區外水源調水。彭水縣城區目前有人口約8萬人,在降低用水定額的情況下,仍有約1 000 m3/d的供水缺口。此時,建議租用運水車從彭水工地生活水系統取自來水向縣自來水公司清水池送水。每臺運水車按裝水20 m3,送水一次用時2 h計算,租用6臺車,每車每天送水8次～10次即可滿足供水要求。建議在此期間城區采用定時供水制,早中晚各一次。城區再配置2臺～3臺5 m3的運水車用于城區內自來水調配,此項措施可委托縣政府組織實施。該方案應注意自來水公司取水浮船的安全防護,可以采取兩種措施:a.浮船停在原位情況下,應注意及時收放錨具,船底用枕木或砂袋墊平,避免擱淺時河床尖石穿破船底,保證該船在擱淺和起浮過程中的安全;b.將浮船拖至郁江河口處停泊,大壩恢復供水后再拖回原位。

2)工程方案。該方案是將自來水公司取水浮船拖至郁江河口取水。取水浮船就位后,從出水管上接一根DN300 mm的鋼管沿右岸灘地鋪設至現狀停泊點,再與原管道連接。輸水鋼管長約1.7 km,局部設置磚砌支墩。因輸水線路加長水頭損失增大,浮船上水泵揚程不能滿足供水水壓要求,需在管道上串接管道泵增壓[3]。

3)方案比較。減量供水、區外調水方案和工程方案均能滿足蓄水期間彭水縣城應急供水的要求。其中,采用減量供水、區外調水方案造成城區供水處于非正常狀態,協調管理復雜、難度較大,但可節省投資。工程方案雖然投資較高,但因該方案較為簡單,易于操作、實施,協調難度小,不影響城區正常供水,因此推薦采用該方案。

3 結語

通過以上方案比較,采取工程措施,在彭水水電站蓄水的12.1 d中,順利的度過了烏江干流脫流的狀況,很好的解決了彭水縣當地生活和生產用水困難的問題,保證了當地人民生活和生產的穩定有序。彭水電站的成功蓄水,不僅為當地人民的生活、生產提供了新的發展契機,也使得西部電力緊張的局面得到緩和。

[1]SL 285-2003,水利水電工程進水口設計規范[S].

[2]GB/T 50265-97,泵站設計規范[S].

[3]GB 50013-2006,室外給水設計規范[S].