南水北調向魯山縣城供水工程方案研究

□余培松（河南省南水北調中線工程建設管理局）□丁永杰（河南省水利勘測設計研究有限公司）□紀淑慶（靈寶市黃河河務局）

1.引言

魯山縣位于平頂山市西南部，淮河流域沙河上游。南水北調中線工程總干渠橫貫魯山縣東部，在境內全長42.37 km。受自然地理條件限制，魯山縣水資源可利用量有限，特別是魯山縣城的供水緊缺，大量擠占水庫灌區用水，城鄉供水矛盾突出。隨著工業化和城鎮化進程加快，當地水資源不能保障需水增長的要求，迫切需要增加南水北調工程供水。南水北調中線工程調水145億m3方案總體規劃時，曾將魯山縣境總干渠右岸農業灌溉列入供水范圍。目前實施的南水北調中線一期工程其供水目標主要供城市用水，考慮魯山縣城位于總干渠左岸且地勢偏高，未將其列入供水范圍。隨著縣域經濟快速發展，魯山縣城區規模不斷擴大，水資源短缺是成為制約城區發展主要因素之一。

為解決魯山縣缺水問題和經濟社會發展對水資源的需求，研究在南水北調總干渠魯山縣段內增設分水口門，增加向魯山縣城供水是非常必要的。

2.水資源開發利用現狀及存在問題

2.1 水資源量及現狀

根據有關資料分析，魯山縣當地水資源多年平均可利用量為1.77億m3，其中地表水可利用量為1.61億m3，地下水可利用量為0.16億m3。魯山縣現狀年供水量為1.23億m3，其中地表水供水1.07億m3，地下水供水0.16億m3?？h城城區年供水量2074萬m3，其中地表水供水由昭平臺水庫灌區引水1095萬m3，開采地下水979萬m3。在地下水供水量中，公共供水企業水井供水624萬m3，自備井供水355萬m3。

2.2 存在的主要問題

2.2.1 水資源緊缺，不能保障經濟社會發展用水需求

魯山縣城區位于昭平臺水庫下游，為平原地貌，城區生活及工業用水主要靠打井解決，由于常年超采，淺層地下水位下降，根本不能滿足城區居民生活和工業生產需要。位于縣城西20 km的昭平臺水庫以防洪為主，汛期棄水量較多，利用率很低，近期新建的魯陽電廠需要從昭平臺水庫取水1859萬m3，限制了昭平臺水庫只能為魯山縣城年供水1000萬m3左右。隨著社會、經濟的發展，城區人口迅速增加，以城市為依托的工業規模也將逐步增加，水資源需求的缺口會越來越大。

2.2.2 縣城工業用水大量擠占農業用水

昭平臺水庫灌區1997-2001年灌溉平均供水量4262萬m3，有效灌溉面積2.67萬hm2，實灌面積1.67萬hm2，加上水庫向江河機械廠工業供水500萬m3，昭平臺水庫年平均供水量4726萬m3。2002-2008年平均灌溉供水量1502萬m3，實灌面積0.48萬hm2，昭平臺水庫年平均總供水量2240萬m3，2008年增加了匯源化工集團用水，工業用水總量達到1590萬m3。

昭平臺水庫灌溉供水量由1997-2001年的年均4262萬m3減少到2002-2008年的年均1502萬m3，工業用水大量擠占農業用水。

2.2.3 城區地下水超采

2008年魯山縣城區面積24 km2，建成區面積16.03 km2，按本區域地下水可開采量模數分析，可開采量為12.7萬m3/km2，城區地下水每年可開采量約304.8萬m3。2008年魯山縣城區自來水廠和企事業單位自備井實際開采地下水979萬m3，地下水嚴重超采，而且隨著社會和工農業發展，地下水超采隨需水量增加有擴大的趨勢，需要嚴格控制城區和工業園區地下水開采量，避免過度超采引發城區地面沉降等水文地質災害。

3.南水北調供水量及工程布置

3.1 供需水平衡分析

經對魯山縣各水平年需水量和可供水量進行平衡分析，現狀基準年全縣需水量13606萬m3，可供水量1.23億m3，缺水量1306萬m3，缺水率為9.6%，主要是農田灌溉缺水和城市擠占農業用水，實際灌溉面積未達到有效灌溉面積造成的缺水。2020年全縣需水量1.57億m3，可供水量為1.40億m3，缺水量1631萬m3，缺水率為10.4%；2030年全縣需水量1.71億m3，可供水量1.51億m3，缺水量2034萬m3，缺水率11.9%。缺水對全縣經濟社會發展有嚴重影響。

縣城城區現狀基準年由于昭平臺水庫向城市生活工業供水1590萬m3，加上地下水供水，基本維持了城市用水；2020、2030年城市需水量為3448萬、4483萬m3，挖掘當地供水潛力，利用污水處理廠的中水，2020、2030年增加中水回用量548萬、912萬m3，城市可供水量為2267萬、2631萬m3，縣城區缺水量2020年為1181萬m3，2030年為1852萬 m3。

3.2 供水需求量

縣城現狀供水量是在擠占昭平臺水庫灌區用水和超采城區地下水狀況下維持的城市用水，根據魯山縣城市經濟社會發展總體規劃確定各用水部門規劃水平年的發展目標，選定節水定額，預測城市2020年、2030年需水量，符合“先節水、后用水的原則”，在供水量預測中，充分挖掘當地水資源的供水潛力，增加非常規供水，利用城區污水處理廠處理的污水，增加中水回用量達548～912萬m3，經過全縣供需平衡分析，規劃水平年全縣缺水率仍有11%，難以通過其他工程措施和途徑解決縣城供需平衡問題。南水北調中線工程供水目標以城市生活工業供水為主，為此需要通過南水北調中線工程，保證縣城的生活、生產和環境用水。

根據供需水平衡分析，縣城區2020年缺水1181萬m3，2030年缺水量1852萬m3。河南省2001年5月完成的《河南省南水北調城市水資源規劃報告》各地市對南水北調的需調水量以2010、2030年兩個水平年的缺水量為基本依據，大部分地市提出的需調水量相當于2010、2030年缺水量的平均水平，魯山縣城2020、2030年兩個水平年缺水量平均為1516萬m3，建議魯山縣城年需調水量取1000萬m3。由于南水北調水量指標已分配到受水區各省轄市，平頂山市政府同意在全市總水量不變的條件下，調整水量分配指標，增加魯山縣城供水量。在總干渠增設分水口門，流量按年調水量折算的平均流量為0.70 m3/s，考慮年用水季節變化及地區間水資源調配，分水口門設計流量適當留有余地采用1.0 m3/s。

3.3 供水工程布置

經方案比選，在魯山縣境內辛集鎮張村東南總干渠左岸增設分水口門，該口門位于魯山坡東北，南水北調總干渠沙河渡槽以北，由于修建沙河渡槽，該口門距離水廠最近，水廠地面高程約145 m。向魯山縣城供水工程布置，從總干渠分水口門引水（樁號為SH（3）13+800），經泵站加壓后向西經魏莊，沿231省道在西肖樓折向西北，穿越231省道、焦枝鐵路后向西偏南直達水廠，全長11.08 km，沿途穿越大浪河及其支流，穿越城區道路等。輸水管道采用球墨鑄鐵管，管徑0.8 m，設計流量0.5 m3/s，泵站揚程38.8 m，裝機容量440 kW。

4.結語

魯山縣經濟社會發展迅速，當地水資源可供水量不能保證經濟社會發展用水需求。魯山縣城產業聚集區經濟發展迅速，城市人口快速增長，現狀供水大量擠占農業用水，供需矛盾突出。

根據供需水平衡分析，現狀基準年全縣缺水量1306萬m3，主要是農田灌溉缺水和城市擠占農業用水；縣城區由昭平臺水庫加上地下水供水，基本維持了城市用水。規劃水平年2020年全縣缺水量為1631萬m3，縣城缺水量為1181萬m3；2030年全縣缺水量為2034萬m3，縣城缺水量1852萬m3。缺水對全縣經濟社會發展有嚴重影響，為保證城市發展的用水需求，增加南水北調中線工程供水是必要的。

南水北調中線工程總干渠橫貫魯山縣南部，在境內全長42.37 km，部分渠段（沙河渡槽）距離縣城只有3 km，區間地勢開闊。在辛集鎮張村南總干渠左岸增設分水口門，通過泵站加壓向魯山縣供水，輸水線路長11.08 km，提水揚程38.8 m，管道可沿道路鋪設，交通便利，在技術上是可行的。