西藏索县强雄水库工程水资源论证

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  摘  要:水资源论证是水利水电工程建设立项的前提与依据。在开展强雄水库工程水资源及相关情况调查的基础上,根据建设項目所在区域内水资源状况、取用水量,确定了强雄水库水资源论证等级及论证内容,论证了项目的取用水合理性,评价了强雄水库取水与退水影响,提出了水库工程取用水的可靠性及取用水后对该区域水资源、水环境所产生的影响。论证表明:强雄水库取用水合理,水资源质量好,取水口位置布置合理,取水的可靠性高,强雄水库取水对区域水资源和其他用户影响有限,退水不会对水功能区和第三者产生影响。论证成果可作为水行政主管部门取水许可办理的技术依据,并为强雄水库工程建设提供科技支撑。
  关键词:索县  强雄水库  水资源论证  取用水  取退水
  中图分类号:TV211.1                         文献标识码:A                    文章编号:1674-098X(2021)02(a)-0025-06
  Demonstration of water resources for Qiangxiong Reservoir Project in Suoxian County Tibet
  Hu Lin  Luo Shaoqiang  Xu Lin  Xiao Jin
  (Northwest Sichuan Geological Team, Mianyang, Sichuan Province, 621000 China)
  Abstract: The demonstration of water resources is the premise and basis for the construction of reservoir project. Qiangxiong reservoir project in water resources and related on the basis of investigation, according to the water resources situation in the project area, access to water, determine the Qiangxiong content level of reservoir water resources argumentation and argument, demonstrates the rationality of water withdrawal of the project, evaluate the Qiangxiong reservoir water and return water influence, put forward the reservoir project after take the reliability of the water and take water to the impact of the regional water resources and water environment. The argument shows that; Qiangxiong reservoir has reasonable water intake, good quality of water resources, reasonable location of water intake, and high reliability of water intake. Qiangxiong reservoir has limited influence on regional water resources and other users, and water withdrawal will not affect water function areas and third parties. The results of the demonstration can be used as the technical basis for the water drawing license of the water administration department, and provide scientific and technological support for the construction of Qiangxiong reservoir project.
  Key Words: Suoxian County; Qiangxiong Reservoir; Water resources demonstration; Water withdrawal; Take out water
  水资源是人类赖以生存的资源,近年来,随着经济的高速发展,人类正面临水资源严重不足的水危机问题[1],因此水资源的合理利用、开发和管理工作势在必行。建设项目水资源论证是进行区域水资源合理开发利用的一项基础工作,其主要内容是根据项目所在区域水资源状况及其开发利用程度,对建设项目取水地点、取水量、用水环节、取退水可能给区域水环境带来的影响等方面进行全面系统的论证[2-6]。一般在水库进行建设之前,须结合当地形势,对水库进行建设项目水资源论证;编制水资源论证报告书,主要是为了保证建设项目的高效用水,提高综合利用效益,减少对周围环境产生的不利影响,为科学取水提供依据[7-8]。本文以拟建强雄水库为例,探讨该建设项目取水的可行性及用水的合理性,分析该项目取水对区域水资源状况及其他用户可能产生的影响,只有保障建设项目的合理用水要求,提升水资源的优化配置和可持续利用,才能支撑起区域经济的可持续发展。   1  建设项目概况
  为解决索县羌曲沿岸作物灌溉保证率低和索县县城居民饮用水的问题,索县人民政府决定在羌曲下游修建强雄水库,用于改善人饮和灌溉存在的问题[9-10]。拟建强雄水库位于索县羌曲下游,为旁侧式水库,其引水枢纽以上流域面积415km2,主河道长58km,河道平均坡降13.4%,多年平均流量0.42m3/s,水库正常蓄水位4071m,相应的总库容为30.8万m3,死水位为4065.2m,相应的死库容为1.5万m3,兴利调节库容为29.3万m3,属Ⅴ等小(2)型蓄水工程,控制680亩耕地和5590亩草场灌溉用水和县城14233人的生活用水范围,目前该水库已开工建设。
  经分析,强雄水库建设项目水资源论证工作等级为三级[3],分析范围为水库所在地索县以及巴青县内羌曲流域的范围,面积约5700km2,选取强雄水库引水枢纽断面以上的羌曲流域为取水水源论证范围,面积约415km2,选取强雄水库断面至索曲河范围以及羌曲-索曲河交汇处的下游流域为取退水影响论证区域,面积约45km2(见图1)。本工程水资源论证现状基准年为2018年,规划水平年為2020年[11]。
  2  建设项目所在区域水资源及开发利用状况
  据《关于索县2018年实行最严格水资源管理的自查报告》[12]文件可知,2018年索县总人口55116人,生活中用水量116.53万m3,人均居民生活用水量21.14 m3,万元国内生产总值用水量121.74万m3,万元工业增加值用水量92.13万m3;灌溉面积1.1041万亩,灌溉用水量712.45万m3,亩均农田灌溉用水量为645.28 m3,其农田灌溉水有效利用系数平均值为0.3856。其用水总量和水功能区限制纳污两项符合“三条红线”相关要求[13]。用水效率0.3856不满足“三条红线”中的“农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上”的要求,该水库建成后农田灌溉水有效利用系数为0.65,满足“三条红线”的相关要求[9]。
  分析范围索县地表水资源开发利用程度为1.2%,地下水资源开发利用程度为0.02%,水资源总量开发利用程度为0.86%,其开发利用程度极低。羌曲地表水资源开发利用程度为3.7%,地下水资源无相关资料,其水资源总量开发利用程度采用地表水的3.7%;强雄水库建成后其地表水开发利用成降低为2.51%。分析范围水资源开发利用程度详见表1。
  3  建设项目水资源论证
  3.1 建设项目取用水合理性分析
  3.1.1 取水合理性分析
  本工程是国家投资的公益性项目,工程建设对改善项目区人民生活水平深远的意义,同时对改善生态环境,促进水土保持创造了有利条件,工程社会效益显著。从社会经济、农业气候资源、水土资源、群众生产积极性、交通条件、资金、施工技术及管理条件来看,此举符合资源开发、生态保护、可持续发展的战略要求。经调查统计分析,建设项目引水枢纽断面以上流域 10%、50%、75%、90%年份水量均满足要求,因此生产供水水源选取符合当地实际情况,有效地开发了当地的水资源,变资源优势为经济资源,符合当地可持续发展的要求,也符合区域水资源配置及水资源规划要求。
  3.1.2 来水量分析
  拟建强雄水库位于羌曲下游,其引水枢纽断面以上流域面积415km2,设计流域属于无资料地区,选择较近的旁多站作为设计径流计算的参证站,本次径流设计采用径流深法计算,根据《西藏自治区多年平均径流深等值线图》[13],结合实测资料分析,设计流域径流深为320mm。其计算公式如下:
  式中:—设计流域多年平均流量(m3/s);
  —设计流域平均径流深(mm);
  —设计流域面积(km2)。
  羌曲流域断面设计径流采用径流深法计算,计算结果见表2,结合该地区已建工程设计经验,采用径流深法计算成果作为设计径流成果,设计断面径流Cv、Cs取值参考旁多参证站计算成果,其中,Cv=0.35,Cs=2.5Cv。其径流计算成果见表3,由表可知:强雄水库引水口处75%多年平均流量3.14m3/s,年来水量为9747万m3,90%多年平均流量2.51m3/s,年来水量为7813万m3。
  3.1.3 用水量分析
  本项目为强雄水库蓄水后再供农田灌溉、人饮使用,遇干旱时节(90%枯水年份)应优先保证人饮用水,余水作为灌溉用水,根据灌区作物结构及灌溉定额[15]等指标以及供水范围人口、居民用水定额[14],结合调查的灌溉制度和测算的输水效率,计算出用水量如下。
  到2025水平年,在P=75%偏枯年份,强雄水库灌溉净需水量128.67万m3,计入灌溉水利用系数后灌溉毛需水量197.95万m3;居民净需水量38.43万m3,计入居民用水管网损失后毛需水量为46.3万m3;共计毛需水量为244.25万m3。
  到2025水平年,在P=90%枯水年份,农业用水采用非充分灌溉,用水量按75%进行控制,灌溉净需水量96.50万m3,计入灌溉水利用系数后灌溉毛需水量148.46万m3;居民净需水量38.43万m3,计入居民用水管网损失后毛需水量为46.3万m3;共计毛需水量为194.76万m3。
  3.1.4 最小下泄流量分析
  河道最小下泄流量的留取依据《河湖生态环境需水计算规范》(SL/Z 712-2014)[15]要求中的tennent法,取多年平均流量的10%。强雄水库取水口处多年平均流量为4.21m3/s,计算中按多年平均径流量的10%下泄,则年生态流量为0.42m3/s,年最小下泄生态水量为1336万m3。
  3.2 水量平衡分析
  根据强雄水库的主要供水任务,本次论证的可供水量主要包括两个部分:水库本身供水量和计算区间可供水量,其中在90%枯水年份,农业用水采用非充分灌溉,用水量按75%进行控制,经过计算,强雄水库供需平衡见表4。由表可知,扣除最小下泄流量(生态基流)及蒸发渗漏等用水后,其来水量完全能够保证规划水平年的综合供需,该项目建设地点水源水量是可靠的。   3.3 水源质量分析
  拟建水库引水枢纽以上没有农牧民居住,无人为污染源,现状水质良好,水库水质检测成果表明拟建的强雄水库引水枢纽断面水质监测指标满足《生活饮用水卫标准》(GB 5749-2006)[16]和《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[17]基本项目中Ⅰ类标准,且满足集中式生活饮用水地表水源地补充项目限值要求,说明水库水质是可靠的。
  3.4 取水口位置合理性分析
  廊道式引水枢纽取水口位于水库上游1.7km处的盖如达村附近Ⅱ级阶地上,阶地面相对平整,整体顺河呈条状,引水枢纽取水口以上河段无常住人口,无耕地分布。引水枢纽墙体长约40m,以NW286°垂直河道布设,该处沟道呈窄深的“V”型,沟底宽约20m,两岸岸坡坡度约30°,基岩出露,岸坡稳定。其引水枢纽取水口高程4078.35m,引水管线接入水库处高程4069.75m;经估算廊道式引水枢纽基坑涌水量约65m3/d。
  供水管线取水口位于水库南侧,管线取水口高程4065.0m,正常蓄水位高程4071.0m,死库容水位高程為4065.2m,库底高程为4064.8m。其取水口高程低于死库容水位高程。
  综上所述,其引水枢纽取水口以及供水管线取水口位置设置均合理。
  4  建设项目取水与退水影响分析
  4.1 建设项目取水影响分析
  4.1.1 工程调度运用方式
  强雄水库主要任务是灌溉和生活供水,兼顾生态用水,没有航运、发电等要求。通过调节羌曲上游来水,用“以丰补枯”的方式为下游土地提供灌溉用水,解决灌区季节性供水不足的问题。
  4.1.2 对区域水资源的影响
  在充分考虑现状年和规划水平年的不同需求要求的基础上,丰水期,地表径流充沛,余水量大;枯水期,通过水库工程增加蓄水量,以满足农业生产和人民生活用水需求,本项目地表水总取水量为244.25万m3/年,取水总量占进入取水河道水量的比例很小。本工程建成后,强雄水库取水口处多年平均流量为4.21m3/s,生态流量按多年平均径流量的10%下放,则年生态流量为0.42m3/s,年下泄生态水量为1336万m3。并且强雄水库库容30.8万m3,属Ⅴ等小(2)型蓄水工程,故该建设工程取水对区域水资源总量产生的影响较小。
  4.1.3 对第三者的影响
  该项目建成后,其下游现有的县政府取水管网并入强雄水库管网,而强雄村四村、五村及亚拉镇居民取水亦由水库供给,故不会对其他用户取水造成影响。
  综上所述,强雄水库建设工程取水对区域内水资源总量、水质、生态环境基本没有影响,对其他用水户影响甚微。
  4.2 建设项目退水影响分析
  4.2.1 退水系统及组成
  强雄水库建设工程本身不存在用水、退水情况,仅为蓄水、供水使用,其供水对象包括生活用水、农业灌溉用水等。其农业灌溉无退水,灌溉用水灌溉后浸入地下或蒸发,生活用水退水系统包括水厂退水和供区用水户退水,水厂生活污水将设置专门的生化池进行处理,保证污水能达到排入城市下水道的排放标准,最后排入厂区北侧截污干管。居民生活污水经污水收集系统输送至污水处理厂集中处理。
  4.2.2 退水总量
  强雄水库运行期灌溉无退水,退水仅为生活退水,包括供区生活污水、水厂生产废污水和职工生活污水等。到2025年,强雄水库工程总供水量244.25万m3/年,其中生活用水量为46.3万m3/年,生活污水量按下式计算:
  生活污水产生量=综合生活用水量×ζ
  式中,ζ:排放系数,污水量/用水量,取0.85。
  经计算,生活污水排放量位39.355万m3/年,经污水管网截污后输送全城市污水处理系统集中处理,生活污水主要污染物为COD和SS。
  4.2.3 退水对水功能区和第三者的影响
  本工程的建设对水功能区的影响主要是运营期工程生产以及管理人员生活污水等,根据环境保护设计,生产和生活污水不会对水功能区环境造成影响。运营期本工程生产及管理人员的生活污水经化粪池处理后用作农肥,因此水质总体上可以达到环境功能要求的Ⅱ类水标准,不会对水功能区水质造成影响,也不会对第三者造成影响。
  5  结语
  (1)强雄水库是国家投资的公益性项目,工程建设对改善项目区人民生活水平深远的意义。通过强雄水库的建设,可以调节增加灌溉期水量,保障农业、城乡供水和区域生态用水,推动新农村建设。
  (2)强雄水库工程取用水合理。本项目符合国家、地方产业政策及相关河流规划;在2025水平年,在P=75%偏枯年份,强雄水库灌溉毛需水量197.95万m3,居民毛需水量为46.3万m3;共计毛需水量为244.25万m3;在P=90%枯水年份,农业用水采用非充分灌溉,用水量按75%进行控制,灌溉毛需水量148.46万m3,居民毛需水量为46.3万m3;共计毛需水量为194.76万m3。
  (3)强雄水库工程取水可靠。在P=75%偏枯年份,水库上游来水量9747万m3,而生态基流、灌溉用水、生活用水、蒸发渗漏损失水量共计1586.09万m3,其用水量仅占来水量的16.3%;在P=90%枯水年份,水库上游来水量7813万m3,而生态基流、灌溉用水、生活用水、蒸发渗漏损失水量共计1536.6万m3,其用水量仅占来水量的19.7%;其来水量完全满足下游供水要求;拟建引水枢纽处及附近地表水达到Ⅰ类水质标准,取水口位置布置合理。
  (4)强雄水库工程取水影响程度有限。水库的兴建可解决下游灌溉水源问题,通过调节索曲上游来水,用“以丰补枯”的方式为下游土地提供灌溉用水,解决灌区季节性供水不足的问题,各断面引水后下泄流量完全能够满足生态基流需水量;本建设工程退水量极少,不会对水功能区水质造成影响,也不会对第三者造成影响。   参考文献
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