北票市大板鎮應急水源供水可靠性和水質評價分析

武朝陽

(遼寧省朝陽市北票市基層水利管理總站，遼寧 北票 122100)

0 引 言

1 二道溝水庫應急水源設計方案

二道溝水庫于上世紀60年代投入使用，承擔的主要任務是農業灌溉。隨著其周邊節水灌溉的發展，供水壓力顯著減輕，因此使其成為大板鎮及周邊區域的應急水源成為可能。現在二道溝水庫的興利庫容約為890×104m3，具體供水方案設計如下：①現有本地供水設施全部保障項目區的工業用水；②供水缺口由二道溝水庫供水來補充。其中本地供水能力見表1。由表1可知，本地實際供水與設計供水能力相比缺口最高可達1.77×104m3/d(12-2月份)，因此設計二道溝供水能力最大應為2.0×104m3/d。

表1 本地現有供水能力 /104 m3·d-1

2 二道溝水庫供水保證率計算分析

供水保證率是評價供水水源可靠性的最關鍵指標，而且受很多動態因素影響，包括區域經濟發展規模、人口變化等。本文利用“可靠度分析法”，來計算二道溝水庫供水保證率[1]。

2.1 可靠度分析法概述

二道溝水庫水源補充方式為上游來水和降雨，水量消耗包括排洪、供水、滲漏等，這些主要參數是計算其供水可靠度的基礎[2]。供水可靠度由設計月供水量和實際月供水量作差，當差額為正值時，則認為是可靠；當差額為負值時，則認為不可靠，具體計算式見式(1)[3]。由式(1)可知，水庫供水可靠度主要看WSi和WDi，因此需要對其進行詳細分析。

Z=g(X)=WSi-WDi

(1)

式中：Z為設計和實際供水量差額，m3/d；WSi為設計月供水量，m3/d；WDi為實際月供水量，m3/d。

2.2 二道溝水庫供水能力計算

2.2.1 水庫來水量分析

本項目通過調查和統計二道溝水庫近10年逐月實測的入庫流量、出庫流量等資料數據(部分見表2)，估算得出水庫多年年平均來水量約為880.4×104m3。

表2 二道溝水庫7月份某時段內水庫入庫和出庫流量數據

2.2.2 水庫實際供水量估算

經調查，目前二道溝水庫作為大板鎮及周邊區域供水水源后，其主要耗水方面為下游河道生態供水，按照最小供水量計算即可(取值2 765 m3/d)[3]。本文采用“tennant”算法，相關標準見表3。最終設計在汛期時(4-9月份)，河道生態需水量為平均流量的30%；在枯水期時(10-3月份)，為平均流量的40%。經計算，二道溝水庫下游總生態需水量約為100.92×104m3。

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表3 下游河道生態環境需水量標準

經計算，二道溝水庫可為大板鎮及周邊區域年平均供水量約520×104m3。其中，最大供水量為690×104m3/年；最小供水量為420×104m3/年，能夠滿足的供水能力約為1.17×104～1.89×104m3/d。

2.3 二道溝水庫供水可靠度計算

根據大板鎮及周邊區域近10年的發展規劃，其日平均需水量可達5.73×104m3/d，其中需要二道溝水庫水源工程供水1.72×104m3/d。但結合相關資料可知，在冬季，二道溝水庫供水量也較低，因此在12～2月份這3個月應記作不可靠概率，統計圖見圖1。

圖1 二道溝水庫每月估算供水量折線圖

在一年12個月的時間內，二道溝水庫的供水可靠度P=75%，冬季用水會存在緊張局面。為了解決該問題，最有效的辦法是建立和健全“水費收取”制度，喚起民眾節約用水意識，使水資源利用率得到保證[4]。

3 白石水庫供水水質分析

供水水質是評價水源的重要參數，若水質較差，會給后期水質處理帶來很大問題，而且也會提高供水成本。本項目設計在不同時期(汛期和枯水期)、不同水深對白石水庫進行水樣采集，然后通過專業檢測手段來對水質進行評價。

3.1 水樣采集和檢測指標分析

3.1.1 水樣采集

本項目共設計4個取水樣深度，分別為0、10、15和20 m，按照“由表到底”順序采樣。每個深度水樣共采集500 ml，并分為5瓶分裝，做好標記[5]。其中，檢測溶解氧的水樣現場添加1 ml硫酸錳和2 ml堿性碘化鉀進行固定；檢測高錳酸鉀的水樣現場添加0.5 ml濃硫酸進行固定。

3.1.2 檢測指標

本項目共選取10種指標作為檢測白石水庫水質的標準，見表4，而檢測方法也對應如下。檢測時每個樣品檢測5次，將誤差較大的結果舍去，之后取剩余檢測數值的平均數[6]。

表4 白石水庫水質檢測指標和方法

3.2 白石水庫水質檢測結果分析

3.2.1 水樣檢測結果

通過對采集樣品進行檢測，各指標結果見表5。由表5可知：①白石水庫水質總體較好，平均是指達標率約為85%(以Ⅲ類水質為標準)；②水中的總氮量超標嚴重，超過了Ⅲ類生活用水標準；③溶解氧和pH兩項指標合格率不超過90%；④水庫水中溶解氧存在明顯的季節性，在12-2月份，水中的溶氧量能達到Ⅲ類水質標注，而6-9月份甚至會出現低于Ⅴ類水的情況。

表5 白石水庫水質檢測結果數據

3.2.2 水質評價

本項目通過“模糊評價法”對白石水庫水質進行綜合評價，數據信息涵蓋2002-2018年，評價結果見圖2。由圖2曲線可知：①多年白石水庫平均水質處于Ⅱ～Ⅲ類之間，總體而言是較為理想的水源地；②水庫水質6-9月份有一個明顯的變壞過程，說明夏季時期上游水量增大，且水中微生物數量多；③2017和2018年水庫水質比多年平均值要明顯變差，說明近幾年水庫相關管理工作存在漏洞，污染問題沒有得到解決。

圖2 白石水庫多年平均水質月變化

4 結 語

二道溝水庫供水工程的投入使用可大大緩解大板鎮及周邊區域的用水緊張問題，但除了加大供水量之外，有關部門還要嚴格對供水設備、水費收取等工作進行管控，一方面避免漏水浪費，另一方面可以回收成本，為后續維修、保養等打好基礎。之后通過對白石水庫水質進行分析，得出其總體來看是一個較為理想的水源地，不過個別指標(總氮量、溶解氧、錳、鐵等)存在合格率較低問題，因此應加大對水源地環境的監管力度。