建寧縣城鄉供水一體化中部供水片區水資源分析

謝國樣

（福建省建寧縣水利水電工作站,福建 建寧 354500）

1 概況

1.1 項目基本情況

建寧縣位于福建省西北部山區,武夷山脈中部的主體向西南延伸部分,由四周向中部依次出現中山、低山、高丘、低丘、河谷平原,呈階狀下降,形成四周高,中間低的山間河谷盆地,屬于中、低山地貌。全境東西寬 54 km,南北長61 km,縣域面積 1718 km2。建寧縣轄9 個鄉鎮,2020 年戶籍總人口 15.63 萬人,2020 年第七次全國人口普查全縣常住人口11.44 萬人。建寧縣為閩江水源發源地,雨水充沛,多年平均降雨量為1800 mm 左右。建寧縣年人均水資源量為1.12 萬m3,高于福建省人均水資源量3200 m3。

建寧縣城鄉供水一體化建設工程范圍覆蓋全縣的9 個鄉鎮,建設范圍分為四個供水片區,分別為：中部供水片區、西部供水片區、南部供水片區、北部供水片區。建寧縣城鄉供水一體化建設工程設計的規劃水平年近期2025 年、遠期2030 年。中部供水片區（縣城,濉溪鎮、溪口鎮和黃坊鄉3個鄉鎮）現狀主要有主城區水廠、塔下水廠2 座水廠。

建寧縣城鄉供水一體化建設的中部供水片區水廠總設計規模為4.38 萬t/d（不含專供鐃山紙業的塔下水廠1.0 萬t/d）,其中主城區水廠2.5 萬t/d 規模,新建高峰水廠（規模1.78 萬t/d）和杉溪水廠（規模0.1 萬t/d）；水源建設工程主要有新建黃家水庫、改造高峰攔河壩取水口、新建高山村東坑攔河壩等。中部供水片區城鄉一體化工程建設總投資3.4 億元（未含新建黃家水庫工程投資）。

中部供水片區高峰水廠地面高程372 m,由于黃坊鄉供水村莊的地面高程大多比高峰水廠地面高,需采用水泵提水供水。

1.2 擬建黃家水庫基本情況

擬建黃家水庫位于建寧縣濉溪鎮圳頭村境內,距建寧縣城區3.5 km,水庫壩址位于濉溪流域支流黃家溪上,壩址以上集雨面積2.09 km2,河道長度2.42 km,河道平均坡降89.5‰,黃家水庫大壩為混凝土砌石重力壩,壩頂高程420.00 m,壩頂寬4.00 m,壩頂長146 m,最大壩高47.5 m,水庫總庫容108.72 萬m3。根據2020 年5 月《建寧縣黃家水庫可行性研究報告（送審稿）》,黃家水庫估算投資10588.27 萬元。經查詢水庫大壩相關資料,黃家水庫經濟技術指標落后于三明市境內的其他同類型水庫。

2 水廠水資源分析

2.1 人均綜合用水量指標法測算需水量

隨著縣城城鎮化的加快,農村人口逐漸向縣城轉移,根據《建寧縣年鑒》（2018 年）、各鄉鎮總規、縣城人口增長規律,分析得出建寧縣中部供水片區現狀受益人口5.71 萬人,近期（2025 年）受益人口7.11 萬人,遠期（2030 年）受益人口7.96 萬人。查《城市給水工程規劃規范》（GB 50282-2016）中表4.0.3-1,小型城市Ⅱ型綜合用水量指標為：0.25 萬m3/（萬人·d）～0.55 萬m3/（萬人·d）,根據建寧縣經濟發展程度,規劃水平年2030 年綜合用水量指標取0.55 萬m3/（萬人·d）,計算得建寧縣中部供水片區遠期（2030 年）供水規模為4.38 萬m3/d。按照日變化系數1.3 計算求得水廠日均供水量為3.37 萬m3/d。

2.2 主城區水廠水資源分析

2.2.1 主城區水廠水源基本情況

主城區水廠設計規模 2.5 萬t/d,主城區水廠第一水源為王坪棟水庫,控制集雨面積6.0 km2,水庫總庫容196 萬 m3；第二水源坑井水庫,控制集雨面積 7.82 km2,水庫總庫容152 萬 m3；2019 年新建成一應急水源點,應急水源位于濉溪鎮水西村山口自然村,控制集雨面積5.85 km2。

2.2.2 主城區水廠水資源分析

由于各水源點流域面積較小,且無實測徑流資料,以等值線圖法對各水源點進行徑流分析計算。查福建省徑流深等值線圖,各水源點多年平均年徑流：R=1030 mm,Cv=0.30,Cs=2.0Cv。根據以上參數,可計算求得各水源點徑流量。

1）徑流分析。山口應急水源點集雨面積5.85 km2,由此計算求得其設計徑流成果見表1。

表1 山口應急水源設計年徑成果表

2）枯水徑流分析。為分析壩址取水口處枯水徑流,采用設計豐水年（P=10%）、平水年（P=50%）和枯水年（P=90%）三年設計逐日平均流量共1096 天進行分析。以1096 天日平均流量為樣本從大到小排序（見表2）,進行保證率計算：

表2 山口應急水源各保證率日平均流量成果表

據此畫出保證率曲線圖見圖1。

圖1 山口應急水源日均流量保證率曲線

2.2.3 水庫可供水量分析

（1）水庫徑流量分析。王坪棟壩址集雨面積6.0 km2,坑井水庫壩址集雨面積7.82 km2,采用山口水源點的分析計算方法,求得P=95%時年平均流量：坑井水庫為0.11 m3/s,王坪棟為0.14 m3/s。

（2）徑流分配。以建寧站為參證站,選取典型年進行設計流域的徑流分配見表3。

表3 水庫逐月平均徑流總量成果表（P=95%）

（3）水庫可供水量分析。主城區水廠第一水源王坪棟水庫,第二水源坑井水庫。水量平衡分析主要根據設計的來水和用水過程,對供用水量進行平衡分析,先按王坪棟水庫來水扣除用水量、各類庫損后,有余則產生棄水,不足則由坑井水庫補充,根據這一思路,對王坪棟水庫和坑井水庫同時進行水量平衡分析。

兩水庫均以死庫容作為起始調節狀態,調節過程中以正常庫容和死庫容作為控制,正常庫容作為棄水標準,死庫容作為缺水標準,即當原庫容加凈來水減用水量大于正常庫容時則產生棄水,原庫容加凈來水減用水量小于死庫容的量即為缺水量。水庫滲漏及蒸發損失以月計,按中等水文地質條件取蓄水容積的1.0%。用水量根據枯水期首先保障生活用水的原則進行。

水源水庫的可供水量成果見表4。

表4 王坪棟、坑井水庫的可供水量成果表 單位：萬m3

由表4 可得,P=95%時,兩水庫聯合供水,3 月份和4 月份分別缺水21.4 萬m3和7.6 萬m3,利用山口應急水源點月可供水量10.4 萬m3,可使4 月份滿足供水需求,但3 月份仍有缺水情況。3 月份缺水,可采用長池坑水庫的水源解決,長池坑水庫位于濉溪鎮長吉村,總庫容27.6 萬m3,興利庫容23.5 萬m3,上游控制集雨面積3.36 km2。

2.3 高峰水廠水資源分析

2.3.1 高峰水廠水源基本情況

高峰水廠位于濉溪鎮高峰村鋪前東南方向,遠期設計規模 1.78 萬t/d,按日變化系數1.3 計算求得水廠的日均取水量為1.37 萬t/d。高峰水廠水源有2 個,水源點一為高峰攔河壩,取水口上游控制集雨面積18.5 km2；水源點二為黃家水庫。由于擬建黃家水庫經濟技術指標差,本次按不建黃家水庫進行水資源分析。查高峰水廠附近1∶1 萬地形圖,在附近尋找謝家瑤、圳頭村鄭家2 處水源點替代黃家水庫。謝家瑤水源點控制集雨面積4.65 km2,圳頭村鄭家水源點控制集雨面積3.1 km2。

2.3.2 高峰水廠水資源分析

（1）徑流分析。由于各水源點控制集雨面積較小,無實測徑流資料,且攔河壩壩低,未形成小水庫或山塘,不具備日調節能力,從安全角度考慮,按溪流的自然狀態分析徑流。采用山口水源點的分析計算方法,計算得P=95%時年平均流量：高峰攔河壩為0.34 m3/s,謝家瑤0.09 m3/s,圳頭村鄭家0.06 m3/s。

（2）供水量分析。采用山口水源點的分析計算方法,供水保證率為95%時,高峰水廠高峰攔河壩、謝家瑤、圳頭村鄭家3 個水源點的來水總量為:0.78+0.27+0.18=1.23 萬t/d,尚不能滿足高峰水廠取水規模1.37 萬t/d 要求,建議減小高峰水廠供水規模,可為1.6萬t/d以內（1.23萬t/d×1.3=1.6萬t/d）。高峰水廠主要供水對象之一為黃坊鄉,查詢1∶10000 地形圖,黃坊鄉黃坊村黃桑畬小溪集雨面積12.45 km2,小溪取水口上游較為偏僻,植被良好,只有少量農戶和農田,山澗水水量充足,水質良好,可作為中部供水片區水廠的水源。

2.4 杉溪水廠水資源分析

2.4.1 杉溪水廠水源基本情況

杉溪水廠位于溪口鎮杉溪村,供水規模0.1 萬t/d,按日變化系數1.3 計算求得水廠的日均取水量為0.08 萬t/d。杉溪水廠采用溪口鎮高山村東坑自然村的水源,取水口上游集雨面積5.675 km2。

2.4.2 杉溪水廠水資源分析

（1）徑流分析。采用山口水源點的分析計算方法,計算得P=95%時年平均流量：杉溪攔河壩為0.10 m3/s。

（2）供水量分析。采用山口水源點的分析計算方法,供水保證率為95%時,杉溪水廠水源點的來水總量為0.36 萬t/d,可以滿足杉溪水廠取水規模0.08 萬t/d 要求。

2.5 中部供水片區水資源分析

未建黃家水庫時,中部供水片區高峰水廠水源不足,但建寧縣是閩江水源發源地,山澗水充沛,可選擇其他水源解決水量不足問題。

3 結語

（1）城鄉供水一體化建設工程資金需求量大,籌措資金困難,黃家水庫經濟技術指標差,建議暫緩開工建設。

（2）高峰水廠水源不足,供水區域之一的黃坊鄉大部分行政村需水泵提水,運行成本高,建議減小高峰水廠供水規模,另外利用黃坊鄉黃坊村黃桑畬小溪的水源在黃坊村新建一規模為0.2 萬 t/d 的水廠,采取重力流向黃坊鄉各行政村供水,以及向主城區補充供水,以解決中部片區供水量不足問題,并降低中部供水片區水廠的運行成本。