北票市大板鎮(zhèn)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(yè)灌溉。隨著其周邊節(jié)水灌溉的發(fā)展，供水壓力顯著減輕，因此使其成為大板鎮(zhèn)及周邊區(qū)域的應急水源成為可能?，F(xiàn)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(xiàn)有本地供水設施全部保障項目區(qū)的工業(yè)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(xiàn)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(tài)因素影響，包括區(qū)域經濟發(fā)展規(guī)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(tǒng)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(zhèn)及周邊區(qū)域供水水源后，其主要耗水方面為下游河道生態(tài)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(tài)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(tài)需水量約為100.92×104m3。

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表3 下游河道生態(tài)環(huán)境需水量標準

經計算，二道溝水庫可為大板鎮(zhèn)及周邊區(qū)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(zhèn)及周邊區(qū)域近10年的發(fā)展規(guī)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(tǒng)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(jié)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(yè)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(xiàn)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(xiàn)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(jié)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(xiàn)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(zhèn)及周邊區(qū)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(xù)維修、保養(yǎng)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(huán)境的監(jiān)管力度。