金塔縣北河灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園供水工程水資源論證分析

王國強(qiáng)

(金塔縣板灘水庫管理所,甘肅 酒泉 735300)

1 北河灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園供水現(xiàn)狀

金塔縣北河灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園是縣委縣政府全面推進(jìn)“工業(yè)強(qiáng)縣”戰(zhàn)略,于2007年投資建設(shè)的發(fā)展化工業(yè)和循環(huán)型高載能產(chǎn)業(yè)基地,規(guī)劃面積20 km2,2012年由甘肅省工信委批準(zhǔn)為甘肅省循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范園區(qū)。目前園區(qū)已入駐企業(yè)21家,現(xiàn)狀年工業(yè)園區(qū)工業(yè)總的日用水量為8 769 m3,年用水量為320萬 m3?，F(xiàn)狀供水水源有兩處,一是酒航公路南側(cè)6眼機(jī)井,保障園區(qū)生活用水,日供水能力5 760 m3/d,二是北河灣水庫取水保障園區(qū)工業(yè)生產(chǎn)用水,年取水量為378萬 m3,日取水量為10 356.2 m3。經(jīng)預(yù)測,至規(guī)劃期末園區(qū)需水總量為29 446.7 m3/d,而現(xiàn)狀供水量僅為16 116.2 m3/d,日缺水13 330.5 m3/d,年缺水量為486.6萬 m3,現(xiàn)狀供水工程無法滿足園區(qū)新增用水量,嚴(yán)重制約工業(yè)園區(qū)發(fā)揮效益和進(jìn)一步發(fā)展,應(yīng)重新規(guī)劃興建供水工程。

2 水資源論證的目的

本項(xiàng)目水資源論證目的旨在深入研究討賴河金塔縣段水資源量及其分布特點(diǎn),現(xiàn)狀所有用水戶用水情況,項(xiàng)目地表水取水的可行性,水源水量的可靠性,水源水質(zhì)的保障性,項(xiàng)目取用水后對流域生態(tài)環(huán)境的影響大小;促進(jìn)流域水資源開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)相適宜,通過分析區(qū)域水資源狀況、水環(huán)境和取水水源的承載力,減少工程取水和退水的不利影響,減少用水戶之間的用水矛盾,保證水資源可持續(xù)利用,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

3 取水規(guī)模、取水水源及取水地點(diǎn)

3.1 取水規(guī)模

北河灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園工業(yè)供水工程供水對象為北河灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園、甘肅酒泉靜脈產(chǎn)業(yè)園,兩個(gè)產(chǎn)業(yè)園總的用水量為37 260.8 m3/d,年用水量為1 360萬 m3,其中,再生水水量為7 814.1 m3/d,新水水量為29 446.7 m3/d,現(xiàn)狀生活可供水量為5 760 m3/d,工業(yè)可供水量為10 356.2 m3/d,則計(jì)算得本工程需新增供水量為13 330.5 m3/d,年供水量為486.6萬m3。

3.2 取水方案

項(xiàng)目在解放村水庫壩后滲流排水渠建設(shè)引水建筑物,引用水庫滲流排泄水(陰水),引水經(jīng)取水建筑物—首部沉砂池—輸水管道—園區(qū)調(diào)蓄水池—加壓泵站—園區(qū)供水管網(wǎng)—園區(qū)企業(yè)用水戶,完成取水、輸水和配水。

3.3 取水水源、取水地點(diǎn)

本項(xiàng)目確定以解放村水庫大壩壩后滲流排水作為取水水源,實(shí)際屬于水庫蓄水的一部分,為地表水源。取水地點(diǎn)位于解放村水庫壩后滲流排泄渠道上,擬建取水口坐標(biāo)為:N:39°56′51″;E:98°52′05″。

4 取水水源論證

4.1 建設(shè)項(xiàng)目取水水源選擇

依據(jù)已有資料及現(xiàn)場調(diào)查,園區(qū)可利用水源有地表水和地下水兩個(gè)水源,地表水源有鴛鴦池水庫、解放村水庫、北河灣水庫、紅沙墩水庫蓄水[1],但北河灣水庫和紅沙墩水庫蓄水來源于黑河引水,黑河給金塔縣黑河灌區(qū)片分水量50%頻率來水條件下僅9 000萬 m3,灌溉約14萬畝農(nóng)田林草地及漁業(yè)補(bǔ)水,且北河灣水庫已有專門建設(shè)的供水工程向北河灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園供水,已無增加供水潛力,因此地表水源僅選擇蓄積討賴河水的鴛鴦池水庫和解放村水庫,地下水選擇金塔盆地地下水,將三個(gè)水源進(jìn)行比選,具體分析如下:

金塔縣鴛鴦灌區(qū)片地表水源和地下水源均來源于討賴河水補(bǔ)給,降水等對地下水的補(bǔ)給量較小,河道來水經(jīng)鴛鴦池水庫和解放村水庫調(diào)蓄后用于灌區(qū)農(nóng)林牧漁用水和工業(yè)生產(chǎn),其中農(nóng)林草等灌溉用水中部分被作物騰發(fā)、吸收、田間蒸發(fā),部分回歸地下水。金塔縣鴛鴦片區(qū)超采區(qū)范圍1 483.17 km2,為一般超采區(qū)[2],盡管2020年底前已治理恢復(fù),但不宜再大量增加開采水量,現(xiàn)狀園區(qū)已有取水機(jī)井6眼,故不宜再增加地下水取水。其次,鴛鴦片區(qū)地下水集中于灌區(qū),灌區(qū)外戈壁灘地區(qū)地下水相對埋深較深,地下水出水量較小,開采難度較大,水量較小。評價(jià)認(rèn)為,灌區(qū)及其邊緣地下水限制開采,現(xiàn)狀不宜采用地下水作為園區(qū)工業(yè)供水水源。從水源水量分析,地表水有兩座大中型水庫調(diào)劑,水量穩(wěn)定可靠,故以地表水為本項(xiàng)目取水水源可靠可行。

4.2 取水水源、水量情況

解放村水庫控制流域面積12 439 km2,總庫容3 905萬 m3,作為鴛鴦池水庫的反調(diào)節(jié)水庫,主要攔蓄鴛鴦池水庫的下泄洪水和發(fā)電棄水,兩庫聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行,保證下游鴛鴦灌區(qū)14.7萬人,58萬畝農(nóng)田的灌溉用水[3]。本工程利用的水源水量主要為壩體滲漏水,不占用其他用水戶用水指標(biāo)。金據(jù)金塔縣水務(wù)局2011-2020年10 a對解放村水庫主副壩持續(xù)水量觀測資料,水庫多年平均滲漏水量0.642～0.86 m3/s,水量變化區(qū)間很小,總體水量穩(wěn)定。壩址處總滲漏水量見表1。

表1 壩址處總滲漏水量表 萬m3

經(jīng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析,全年可引水量約為2 271.6萬 m3/a,水量滿足要求。

4.3 取水可靠性分析

4.3.1 討賴河水量穩(wěn)定,來水量可靠,鴛鴦池水庫、解放村水庫蓄水量充足

(1)河道徑流量。討賴河干流河道上游引用水較少,出山口處冰溝水文站斷面水量最大,冰溝水文站和嘉峪關(guān)水文站實(shí)測徑流資料合并后計(jì)算,冰溝水文站斷面年徑流均值為Q平均=6.38億 m3,50%頻率下河道來水量Q50%=6.30億 m3,多年實(shí)測資料顯示河道來水量穩(wěn)定,水源水量可靠有保障。

(2)鴛鴦池水庫蓄水。鴛鴦池水庫不僅蓄積討賴河干流河水,而且蓄積了酒泉洪水河、清水河的河水,兩河在鴛鴦池水庫上游匯入討賴河后匯集入庫。酒泉洪水河出山口處新地水文站實(shí)測多年平均年徑流2.35億 m3,肅州區(qū)洪臨灌區(qū)沿河各引水樞紐年灌溉引水量約2.17億 m3/a,洪水、非灌溉季節(jié)河水等下泄,與泉水匯合后形成較大的河流,匯入討賴河年徑流約為0.85億 m3/a。酒泉市清水河屬泉水型河流,清水河主要水源為討南、討北等灌區(qū)灌溉回歸水、討賴河側(cè)向滲流補(bǔ)給水形成的泉水型河流,受沿河眾多塘壩、水庫蓄水影響,最后進(jìn)入鴛鴦池水庫的流量較小,但長期不斷流輸水,泉水溪流流量約為0.27 m3/s,年入庫徑流量約660萬 m3,對水庫的補(bǔ)給作用明顯,詳見表2。

表2 金塔縣鴛鴦池水庫入庫水量一覽表 萬m3/a

經(jīng)分析計(jì)算年均入庫水量達(dá)到3.67億 m3/a,與徑流分析成果相近,上述河流水系補(bǔ)水保障了金塔縣鴛鴦灌區(qū)工農(nóng)業(yè)林牧漁等生產(chǎn)生態(tài)用水,鴛鴦池水庫、解放村水庫的蓄水均為上述河水,故解放村水庫壩后滲流水量的直接補(bǔ)給水源豐富,水量較大,能夠保障本項(xiàng)目取水。

4.3.2 解放村水庫滲流補(bǔ)排關(guān)系較為穩(wěn)定,水量有保障

解放村水庫常年蓄水,水庫主年均滲流量0.626 m3/s,副壩年均滲流量0.105 m3/s,壩后滲流形成明水匯集后由專門排泄渠道排泄向下游河道或者進(jìn)入干渠。經(jīng)2011-2020年共10 a的觀測資料,壩后滲流流量均值0.721 m3/s,水量較為穩(wěn)定,年均滲流量達(dá)到2 271.6萬 m3/a,95%保證率條件下年滲流量2 022.9萬 m3/a,滿足本項(xiàng)目486.6萬 m3/a取水需求。

4.3.3 園區(qū)中水水量充分利用

現(xiàn)狀園區(qū)已建成日處理2 500 m3/d和7 500 m3/d污水處理廠各一座,日處理能力達(dá)到10 000 m3/d,滿足園區(qū)現(xiàn)狀和近期工業(yè)生產(chǎn)污水處理能力,規(guī)劃在建的靜脈產(chǎn)業(yè)園區(qū)擬建污水處理廠,規(guī)模和處理能力滿足靜脈園區(qū)需要。據(jù)統(tǒng)計(jì),北河灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)現(xiàn)狀中水量7 814.1 m3/d,年產(chǎn)生中水285.22萬 m3,占到總用水量的72%左右,該部分水量較為穩(wěn)定,園區(qū)管理部門為了減少鮮水量取水,規(guī)劃中沿用中水水源作為園區(qū)生產(chǎn)用水的一部分。

4.4 取水口位置合理性分析

本項(xiàng)目自解放村水庫壩后滲流排泄渠道末端建設(shè)取水建筑物(集水井)引水,分析認(rèn)為解放村水庫壩后滲流排水渠道是水庫降低壩后滲流溢出點(diǎn)位,減小滲流破壞的重要舉措,壩后滲流水量的及時(shí)排空對壩體安全穩(wěn)定非常有利。本項(xiàng)目取水建筑物建設(shè)在滲流排水渠末端,據(jù)壩后排水棱體約80 m,且遠(yuǎn)離水庫大壩,取水建筑物建設(shè)基礎(chǔ)較淺(深約2 m集水井),取水建筑物的建設(shè)不影響水庫大壩安全,也不在河道、泄洪通道、輸水渠道上,保證了水庫安全運(yùn)行不受影響,因此本項(xiàng)目建設(shè)取水口位置合理安全,對現(xiàn)有運(yùn)行設(shè)施無影響,取水便捷可靠,取水口位置選址是合適的,取水有保證。

5 影響分析

5.1 取水影響分析

5.1.1 對水資源的影響

1)對水文情勢的影響

本項(xiàng)目取水口不在河道干流上直接取水,取水口及取水建筑物不影響河道暢通,不影響水庫安全泄洪,也不影響水庫正常輸水,對河道徑流、洪水水文態(tài)勢無影響。取水建筑物獨(dú)立建設(shè),遠(yuǎn)離水庫大壩,不影響水庫大壩安全,不影響水庫運(yùn)行調(diào)度,對解放村水庫正常運(yùn)行影響小。

2)對水資源的影響

首先討賴河、洪水河、清水河等河水進(jìn)入鴛鴦池水庫群的多年平均入庫徑流量3.174億 m3,據(jù)水行政主管部門最嚴(yán)格水資源管理考核指標(biāo),2020年鴛鴦灌區(qū)片實(shí)際引用地表水1.699億 m3,其余約1.475億 m3水量除蒸發(fā)滲漏損失外用于河道生態(tài),可見水庫蓄水量充沛,仍有供水潛力。其次是本項(xiàng)目取水量486.6萬 m3/a占到討賴河金塔縣段年徑流總量的1.53%,占鴛鴦灌區(qū)片總配水量的1.67%,所占配額比例均較小,對鴛鴦灌區(qū)片水資源配置的影響小,對地表水資源配置及其關(guān)系影響較小。

5.1.2 對水功能區(qū)的影響

討賴河水功能區(qū)劃分為2個(gè)一級水功能區(qū)和1個(gè)二級水功能區(qū),根據(jù)討賴河鴛鴦池水文站多年實(shí)測水質(zhì)資料統(tǒng)計(jì),討賴河水汛期水質(zhì)渾濁,泥沙含量高,其他指標(biāo)均滿足水質(zhì)要求,2020年實(shí)際水質(zhì)監(jiān)測達(dá)到了Ⅰ類水質(zhì)指標(biāo),水質(zhì)良好。本項(xiàng)目取水影響范圍內(nèi)存在一個(gè)二級水功能區(qū),工程取水不影響水質(zhì),不會(huì)降低區(qū)域水質(zhì)類別,不影響水功能區(qū)的納污能力,符合水功能區(qū)的管理規(guī)定。

5.1.3 對水生態(tài)系統(tǒng)的影響

(1)對取水建筑物周邊水生態(tài)系統(tǒng)的影響。解放村水庫壩后依托滲流自然形成的生態(tài)植被面積小,范圍小,不屬于金塔縣生態(tài)植被核心區(qū)和緩沖區(qū)關(guān)鍵林草地,且按照水庫大壩安全運(yùn)行條件,解放村水庫大壩壩后宜干不宜長期浸水,長期浸泡壩體易產(chǎn)生滲流、滑塌失穩(wěn)問題,排干輸凈壩后明水才是最好的保護(hù)措施,故壩后以滲流形成的自然植被無保護(hù)要求。二是本項(xiàng)目取水量占滲流總量的五分之一左右,占比較小,且屬于水庫滲流棄水,據(jù)調(diào)查,該滲流水流溢出壩后,經(jīng)排陰渠道輸送至河道或者灌區(qū)渠道,對解放村水庫下游壩后以滲流水形成的自然植被生態(tài)影響小。

(2)對下游河道水生態(tài)系統(tǒng)的影響。解放村水庫壩后滲流排泄水沿河道下泄或者排入灌溉渠道,排泄水量占灌溉輸水量的比例極小,該部分排泄水量對生態(tài)系統(tǒng)的補(bǔ)水影響范圍小,輔助能力小,且大范圍的地下水在極干旱氣候條件下,蒸騰、散失作用強(qiáng)大,遠(yuǎn)高于是解放村水庫滲流水量的作用,近年來實(shí)施的最嚴(yán)水資源管理制度降低了用水總量,大量河水被保障生態(tài),生態(tài)用水保障率高,本項(xiàng)目取水指標(biāo)由灌區(qū)灌溉節(jié)水調(diào)劑,屬灌溉用水量中可節(jié)水部分,不擠占生態(tài)用水量,對綠洲區(qū)生態(tài)影響極小。

5.1.4 對其他用水戶的影響

從用水指標(biāo)管控和水資源配置分析,現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)灌溉等仍要節(jié)水,本項(xiàng)目建設(shè)采取節(jié)水措施,通過水權(quán)交易獲得配額,符合水事管理相關(guān)政策,對其他用水戶的影響較小。

5.2 退水影響分析

5.2.1 退水對水功能區(qū)及水生態(tài)的影響

工程施工過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水和生活廢水經(jīng)過化糞池沉淀、自然降解處理后用于植物澆水和路面灑水,不會(huì)直接排入天然河道影響地表水水質(zhì),對水功能區(qū)影響小;項(xiàng)目建成后為專門輸水管道工程,不產(chǎn)生退水。對區(qū)域地表水不存在影響,符合水功能管理區(qū)的有關(guān)規(guī)定。施工期生產(chǎn)生活退水分散于管線各標(biāo)段,以生活退水為主,各標(biāo)段對生活污水集中處理達(dá)標(biāo)后用于綠化、道路潑灑降塵等,不外排。運(yùn)行中項(xiàng)目輸水工程無退水,靜脈產(chǎn)業(yè)園區(qū)用水后污水凈化處理達(dá)標(biāo)后循環(huán)利用,不外排,故對水功能區(qū)水質(zhì)無影響,對第三者的影響輕微,對水功能區(qū)的影響是極小的。

5.2.2 退水對其他用水戶的影響

項(xiàng)目輸水過程不產(chǎn)生退水,故對第三方無影響,符合水功能區(qū)管理的相關(guān)規(guī)定,不存在補(bǔ)償問題,且不涉及退水口設(shè)置問題。

6 結(jié)語

現(xiàn)狀北河灣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園實(shí)際用水量較小,需水預(yù)測僅按照規(guī)劃占地面積等基本要素預(yù)測,將來隨著入園企業(yè)數(shù)量的增多,企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,實(shí)際需水逐步增加,同時(shí)國家政策的變化和金塔縣節(jié)水狀況均對后期供水產(chǎn)生較大影響,不同企業(yè)的配水額度將有新的變化,將來園區(qū)需水量仍有較大不確定性,故后期加強(qiáng)各個(gè)入園企業(yè)水資源論證工作非常必要,也是水資源配置管理的主要手段[4]。建議:(1)建議實(shí)行嚴(yán)格的取水總量控制和計(jì)劃用水管理制度,嚴(yán)格按照取水許可量引水,杜絕超量引水;(2)建議對鴛鴦灌區(qū)水庫群水質(zhì)進(jìn)行長期監(jiān)測,加強(qiáng)水源管理,保證水質(zhì)安全;(3)建議大力提倡節(jié)約用水,努力實(shí)現(xiàn)水資源長期可持續(xù)利用[5]。