某應急水源供水可靠性分析

某地現(xiàn)有市政水源設施規(guī)模小、設備陳舊、供水量小，且區(qū)域內冬季供水嚴重緊張，加之地下水污染嚴重，導致居民生活、生產用水非常困難。據(jù)預測：到2020年，該地區(qū)城區(qū)總需水量5.65萬m3/d，而現(xiàn)狀水平年總供水規(guī)模為5.57萬m3/d。因此，建設應急水源供水工程已非常必要。

1.某應急水源設計方案

該地區(qū)某水庫建成于1964年，主要功能為農田灌溉供水，但現(xiàn)如今水庫下游的水田基本上已全部改為旱田，因此可以借助水庫現(xiàn)有興利庫容提供該城區(qū)生活生產用水的開發(fā)。該水庫庫容約為980萬m3，該地區(qū)設計供水方案：現(xiàn)保留的水源自備井全部用于工業(yè)供水，剩余缺口由市政水源工程和某水庫聯(lián)合供水補充。其聯(lián)合供水具體方案為：水量先由市政水源供給，不足3.0萬m3/d時再由某水庫供給。

2.水庫供水保證率計算分析

供水保證率是指設計供水量在多年供水中能夠達到設計標準年數(shù)所占比重，由于供水水源受人口數(shù)量、社會經濟、城市規(guī)模等各種因素影響，所以供水保證率計算比較復雜，在此利用“可靠度分析法”來計算某水庫供水保證率。

2.1 可靠度分析法概述

針對水庫供水工程，其主要補充水源包括：上游來水、庫面降水，而主要消耗方面包括：排洪泄水、供水、蒸發(fā)和泄漏損失等，在此將這些參數(shù)納入一個系統(tǒng)中。水庫供水可靠度就是將實際供水量和設計供水量進行比較，若前者大于后者，則計入可靠概率；若前者小于后者，則計入不可靠概率。其中，水庫供水保證率的核定計算公式見（2-1）。

式中：Z—設計和實際供水量差額，m3/d；

WSi—設計月供水量，m3/d；

WDi—實際月供水量，m3/d。

由公示可知：水庫供水可靠性分析的重要參考指標就是設計月供水量和實際月供水量，因此需要對這兩個指標要進行精確分析。

2.2 水庫供水能力計算

（1）水庫來水量分析。在此通過收集某水庫2010～2018年歷年逐月實測得到的月均入庫流量、出庫流量（泄洪量、蒸發(fā)量、灌溉用水等）資料數(shù)據(jù)，估算出該水庫多年年平均來水量約為869.5萬m3，表1為八一水庫7月某時段內水庫入庫和出庫流量數(shù)據(jù)。

表1 某水庫7月某時段內水庫入庫和出庫流量數(shù)據(jù)

表2 下游河道生態(tài)環(huán)境需水量標準

圖1 某水庫每月估算供水量折線圖

（2）水庫實際供水量估算。目前，某水庫主要耗水方面為下游河道生態(tài)環(huán)境需水（農田灌溉取水會在水庫作為應急水源后徹底禁止）。經計算，某水庫下游最小生態(tài)環(huán)境用水約為0.032m3/s。

在此采用“tennant”算法，相關標準見表2所示。本項目針對下游河道生態(tài)環(huán)境需水量問題，設計在汛期（4～9月份）選取多年平均流量的30%；在枯水期（10～3月份）選取多年平均流量的40%。某水庫下游年生態(tài)環(huán)境需水量約為100.92萬m3。

經計算：某水庫作為該地區(qū)城區(qū)供水的應急水源后，多年平均供水量約為515.3萬m3，其中最大年供水量為688.1萬m3，最小年供水量為426.4萬m3。能夠滿足的供水能力約為1.17～1.89萬m3/d。

2.3 水庫供水可靠度計算

根據(jù)當?shù)亟?0年的發(fā)展規(guī)劃，2020～2030年間，城區(qū)總需水量平均在5.82萬m3/d，其中城區(qū)自備水源供水能力為2.1萬m3/d，市政供水能力平均在2.2萬m3/d，所以需要某水庫平均供水能力應在1.52萬m3/d。但經過統(tǒng)計：在12月～2月，市政供水能力達不到設計值，且某水庫供水量也較低，這三個月應記作不可靠概率（統(tǒng)計圖見圖1所示）。

因此在一年十二個月份中，某水庫供水可靠月數(shù)能達到9個，所以其供水可靠度P=9/12=75%，該數(shù)值較低，所以需要相關管理部門切實做到“嚴格控水，嚴格收費”，建立起健全的水資源供需制度。

3.結語

通過對某水庫供水能力進行計算，得出某地區(qū)城區(qū)在冬季時依然會存在供水緊張問題，目前只能貫徹落實完善的管控措施，徹底杜絕水資源浪費現(xiàn)象，才能有效改善這個問題。