城乡饮水安全工程水源比选及供水方案分析

［摘要］结合策勒县城乡饮水现状及存在的问题，分析策勒县主要河流的各水源水量水质，并从供水方案、工程投资、水源保护措施以及水源保证率等方面进行最终水源比选，提出努尔河可作为该工程最佳水源，从努尔水库取水为最佳供水方案，最后分析推荐水源的可靠性，得到努尔水库取水对工程运行是可靠、有利的。

［关键词］策勒县；城乡饮水安全；水量；水质；供水方案；奴尔河

1策勒县城乡饮水现状及问题

策勒县位于新疆维吾尔自治区南部、塔克拉玛干大沙漠南缘，属典型的暖温带大陆性干旱气候。策勒县通过十一五、十二五期间的扩建、改建等饮水安全工程的实施现有水源水厂12座，均以地表水作为供水水源，供水总人口12.3798万人，年供水量406.2万m3[1]。而策勒县平原区有相当一部分居民没有吃上符合农村生活饮用水卫生标准的水，并且有不少工程由于当时资金和技术的限制，在运行后出现种种问题。存在的主要问题有[1]：（1）水源水质超标。水质达不到国家规定的生活饮用水卫生标准，地下水氟含量超标值在1.6mg/L～1.7mg/L之间。（2）水工程简陋，建设规模小、标准低，配套设施少，入户率不高，没有彻底解决人畜饮水安全问题，供水能力达不到设计标准。（3）运行成本过高。调查资料表明，策勒县农村水厂全年总支出为308.8058万元，全年总售水量140万m3，单方水成本价为2.31元/m3，而售水价格仅为0.9元/m3。（4）部分水厂已接近农村水厂使用年限，机井建设标准低，水质发生改变，不能达到国家规定的生活饮用水卫生标准。（5）人畜饮水管理运行体制没有健全完善，工程建成后不能很好的运行。为解决以上饮水安全问题，进行策勒县城乡饮水安全工程建设项目，工程供水范围包括策勒县三乡一镇、天津工业园及奴尔乡的城乡居民及牲畜用水，工程现状年为2017年，设计水平年为2030年。

2项目区水源水质情况

2.1各水源水量

策勒县地表径流的年际变化不大，年内分配不均。6月～8月为洪水期，水量占全年的76.9％，冬季径流最小，水量占全年的2.89％，春季水量占全年的9.3％，秋季水量占全年的0.9％[2]。策勒县主要河流径流量见表1，河流月平均流量见表2。由于径流在年内分配不均，枯水期河水全部被灌区引尽，取水口下游河道变成干河。其余水量集中在夏季，通过河道下泄，在河道下游渗漏殆尽。

2.2各水源水质情况

对可为本工程供水的几条河流的水质进行最新的水质化验，结果显示策勒河的两个水样存在氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度和放射性等指标超标[3]。恰哈河的水质相对较好，努尔河的两个水样水质也较好，但存在pH值超标，可以通过常规水处理措施解决。而策勒河的超标指标通过常规水处理措施难以解决。

3水源选择

3.1水源初选

策勒县境内的几条河流存在以下几种情况：（1）策勒河水质不达标；（2）萨依瓦克河、布藏河、阿克塞音河及卡尔苏河水量不满足要求；（3）乌鲁克萨依河无调蓄工程，无法满足供水工程全年均匀供水的要求；（4）恰哈河在水质、水量上亦满足工程的供水要求，且有胜利水库作为调蓄工程；（5）奴尔河水质、水量均满足工程要求，加之有在建的努尔水库，其调蓄功能能满足工程的全年均匀供水的要求。根据策勒县境内河流的水量及水质，初选选择两个水源方案，即恰哈河和努尔河。

3.2水源选定

根据初选的水源方案，从工程经济性、水量保证率及水源保护等几个方面进行比选。（1）恰哈河水源方案恰哈河发源于昆仑山终端北坡，自出山口以上基本为树干形狭长河段，源头3000m以上区域才有大的支流发育，流域向东西展开，支流呈树枝状分布。恰哈河以冰雪融水和降水补给为主，地下水补给为辅。恰哈河无长期径流观测资料，只有两年短期实测资料，径流代表期段。根据《新疆和田地区策勒县浪沙水库除险加固工程初步设计报告》资料可知[4]，恰哈河多年平均年径流量0.911亿m3。胜利水库通过恰哈渠首引恰哈河水，总库容2000万m3，兴利库容为1930万m3，主要解决策勒乡、策勒镇春旱问题，同时也担负着向卡拉卡依电站供水的任务。胜利水库在6月~7月水库全部蓄满，水库蓄水库水量为2390.07万m3，3月~5月供给策勒乡、策勒镇灌溉用水1262万m3，8月份的大河来水全部用于发电和蓄水损失，水库供给恰拉卡依电站用水800万m3，冬季水库无放水任务。供水方案：从胜利水库修建引水管线至拟建总水厂处，管线全长38.2km。（2）奴尔河水源方案奴尔河发源于昆仑山中段喀拉塔什山北坡，其径流组成除包括有少部分泉水和低山区季节性积雪、降雨补给外，冰川消融是其主要补给源，属消融补给型河流。努尔水文站位于奴尔河上游出山口位置，控制流域面积734km2，多年平均径流量为1.708亿m3，多年平均流量为5.41m3/s，最大年径流量为1966年的2.294亿m3，最小年径流量为1965年的1.122亿m3，最大与最小年径流量比值为2.04，由此反映出径流年际变化较小。从多年平均情况可知，冬季水量（12月～次年2月）只占年水量的3.1%，而夏季水量（6月～8月）占年水量的76.8%，奴尔河努尔水文站断面，水文站以上集水面积734km2，多年平均流量为5.41m3/s，多年平均径流量为1.708亿m3。奴尔水利枢纽工程为堤坝式开发，开发任务为灌溉兼顾发电。工程总库容6900万m3，调节库容4500万m3，正常蓄水位2497m，死水位2465m，装机容量6.2MW，多年平均发电量0.21亿kW•h，装机利用小时数3309小时。大坝坝型为土石坝，奴尔水利枢纽工程等别为Ⅲ等工程，工程规模为中型。供水方案：从奴尔水库修建引水管线至拟建总水厂处，管线全长87km。

3.3方案比选分析

（1）工程投资方面选择恰哈河作为水源，利用胜利水库作为调蓄工程，并修建引水管道的方案管道长度短，投资较省。（2）水源保护及措施方面胜利水库为平原水库，水库引水渠长8.2km，胜利水库引水口（胜利水库渠首）位于恰哈乡兰贵村境内的恰哈河河道上。若选择恰哈河作为本工程水源，根据《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T338-2007）中有关规定，需设置水源保护区，则胜利水库渠首以上2000m范围内河道均作为其准保护区，基本恰哈乡均为水源保护区，在恰哈乡境内实施水源保护，困难较大。而选择奴儿河作为水源方案，工程从奴尔水库取水，奴尔水库原工程任务就包含人畜供水，在对其水源保护措施方面已充分考虑，估水源保护方面，奴尔河作为水源较优，可实施性较强。（3）供水保证率方面胜利水库兴利库容1900万m3，其工程任务为在洪水期引洪水入库，负责恰拉卡依电站用水及解决策勒乡、策勒镇3月~5月的春旱问题，其5月~6月水库满足放水任务后，水库放至死水位，待至洪水期再引洪蓄库，其在春旱至洪水期期间基本无多余水量供给人饮；奴尔水库兴利调节库容4500万m3，其工程任务中包含奴尔乡、固达灌区的人畜用水，加之需下泄生态基流，可保证全年往下游输水。其在供水保证率远远优于胜利水库。通过对工程投资方面、水源保护方面及供水保证率方面综合比选，最终选择奴尔河作为推荐水源。

4推荐水源的可靠性分析

4.1供水水量分析

根据径流计算分析，奴尔河P=75%、95%时的天然径流量分别为1.55亿m3、1.23亿m3；从年内分配来看，在天然工况来水量最小月为95%时的1月份，最小平均流量为0.52m3/s。随着奴尔水库建成运行后，其任务为先保证下游灌区人畜、灌溉及河道生态基流后利用其水量发电，故一级电站检修时为机组轮流检修，其可保证满足本工程引水要求。

4.2供水水质分析

奴尔河河水水质较好，根据乌鲁木齐市新建昌源水务科学研究院（有限公司）于2017年4月1日对奴尔河河水取水水样分析结果来看，水质仅有浊度超标，其它各项指标均满足饮用水标准。

4.3地形条件分析

本工程管线取水点至布朗台渠首段为河谷段，线路只能布置在河道内，现状奴尔水库~布朗台渠首段河道左岸有水库进场道路，因此此段管线沿进场道路布置，并没有受到河谷段复杂地形的影响增加管线施工难度。工程取水水源为奴尔水库（高程为2435m），奴尔乡水厂的高程为2342m，末端总水厂高程为1535m，因此在奴尔水库附近河道上已建工程处设引水点高程均能满足重力流输水要求，对整个工程的运行有利的。

5结语

策勒县城乡饮水安全工程是覆盖策勒县平原区三乡一镇的供水工程，经过水量水质对比和输水方案比选分析，推荐工程取水水源为奴尔水库，可满足项目区现状13.47万城乡居民、44.10万头牲畜和规划年18.74万城乡居民、51.07万头牲畜饮水及乡镇企业用水需求，解决项目区存在的饮水安全问题，改善项目区饮水条件，提高供水保证率、提高居民的生活质量。

参考文献

[1]策勒县城乡饮水安全工程可行性研究报告[R].2017.

[2]新疆和田地区策勒县城乡饮水安全工程初步设计报告[R].2018.

[3]GB3838-2002，地表水环境质量标准[S].中国环境科学出版社,2002.

[4]新疆和田地区策勒县浪沙水库除险加固工程初步设计报告[S].2017.

作者：李生福 单位：新疆金沟河流域管理局水利管理中心