金塔縣北河灣循環經濟產業園供水工程水資源論證分析

王國強

(金塔縣板灘水庫管理所,甘肅 酒泉 735300)

1 北河灣循環經濟產業園供水現狀

金塔縣北河灣循環經濟產業園是縣委縣政府全面推進“工業強縣”戰略,于2007年投資建設的發展化工業和循環型高載能產業基地,規劃面積20 km2,2012年由甘肅省工信委批準為甘肅省循環經濟示范園區。目前園區已入駐企業21家,現狀年工業園區工業總的日用水量為8 769 m3,年用水量為320萬 m3?，F狀供水水源有兩處,一是酒航公路南側6眼機井,保障園區生活用水,日供水能力5 760 m3/d,二是北河灣水庫取水保障園區工業生產用水,年取水量為378萬 m3,日取水量為10 356.2 m3。經預測,至規劃期末園區需水總量為29 446.7 m3/d,而現狀供水量僅為16 116.2 m3/d,日缺水13 330.5 m3/d,年缺水量為486.6萬 m3,現狀供水工程無法滿足園區新增用水量,嚴重制約工業園區發揮效益和進一步發展,應重新規劃興建供水工程。

2 水資源論證的目的

本項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,現狀所有用水戶用水情況,項目地表水取水的可行性,水源水量的可靠性,水源水質的保障性,項目取用水后對流域生態環境的影響大小;促進流域水資源開發利用與環境保護相適宜,通過分析區域水資源狀況、水環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,保證水資源可持續利用,促進社會經濟可持續發展。

3 取水規模、取水水源及取水地點

3.1 取水規模

北河灣循環經濟產業園工業供水工程供水對象為北河灣循環經濟產業園、甘肅酒泉靜脈產業園,兩個產業園總的用水量為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,現狀生活可供水量為5 760 m3/d,工業可供水量為10 356.2 m3/d,則計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

項目在解放村水庫壩后滲流排水渠建設引水建筑物,引用水庫滲流排泄水(陰水),引水經取水建筑物—首部沉砂池—輸水管道—園區調蓄水池—加壓泵站—園區供水管網—園區企業用水戶,完成取水、輸水和配水。

3.3 取水水源、取水地點

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

4 取水水源論證

4.1 建設項目取水水源選擇

依據已有資料及現場調查,園區可利用水源有地表水和地下水兩個水源,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片分水量50%頻率來水條件下僅9 000萬 m3,灌溉約14萬畝農田林草地及漁業補水,且北河灣水庫已有專門建設的供水工程向北河灣循環經濟產業園供水,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,將三個水源進行比選,具體分析如下:

金塔縣鴛鴦灌區片地表水源和地下水源均來源于討賴河水補給,降水等對地下水的補給量較小,河道來水經鴛鴦池水庫和解放村水庫調蓄后用于灌區農林牧漁用水和工業生產,其中農林草等灌溉用水中部分被作物騰發、吸收、田間蒸發,部分回歸地下水。金塔縣鴛鴦片區超采區范圍1 483.17 km2,為一般超采區[2],盡管2020年底前已治理恢復,但不宜再大量增加開采水量,現狀園區已有取水機井6眼,故不宜再增加地下水取水。其次,鴛鴦片區地下水集中于灌區,灌區外戈壁灘地區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。評價認為,灌區及其邊緣地下水限制開采,現狀不宜采用地下水作為園區工業供水水源。從水源水量分析,地表水有兩座大中型水庫調劑,水量穩定可靠,故以地表水為本項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節水庫,主要攔蓄鴛鴦池水庫的下泄洪水和發電棄水,兩庫聯合調度運行,保證下游鴛鴦灌區14.7萬人,58萬畝農田的灌溉用水[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。金據金塔縣水務局2011-2020年10 a對解放村水庫主副壩持續水量觀測資料,水庫多年平均滲漏水量0.642～0.86 m3/s,水量變化區間很小,總體水量穩定。壩址處總滲漏水量見表1。

表1 壩址處總滲漏水量表 萬m3

經統計數據分析,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水文站實測徑流資料合并后計算,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,多年實測資料顯示河道來水量穩定,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測多年平均年徑流2.35億 m3,肅州區洪臨灌區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、討北等灌區灌溉回歸水、討賴河側向滲流補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

經分析計算年均入庫水量達到3.67億 m3/a,與徑流分析成果相近,上述河流水系補水保障了金塔縣鴛鴦灌區工農業林牧漁等生產生態用水,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給水源豐富,水量較大,能夠保障本項目取水。

4.3.2 解放村水庫滲流補排關系較為穩定,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入干渠。經2011-2020年共10 a的觀測資料,壩后滲流流量均值0.721 m3/s,水量較為穩定,年均滲流量達到2 271.6萬 m3/a,95%保證率條件下年滲流量2 022.9萬 m3/a,滿足本項目486.6萬 m3/a取水需求。

4.3.3 園區中水水量充分利用

現狀園區已建成日處理2 500 m3/d和7 500 m3/d污水處理廠各一座,日處理能力達到10 000 m3/d,滿足園區現狀和近期工業生產污水處理能力,規劃在建的靜脈產業園區擬建污水處理廠,規模和處理能力滿足靜脈園區需要。據統計,北河灣循環經濟產業園區現狀中水量7 814.1 m3/d,年產生中水285.22萬 m3,占到總用水量的72%左右,該部分水量較為穩定,園區管理部門為了減少鮮水量取水,規劃中沿用中水水源作為園區生產用水的一部分。

4.4 取水口位置合理性分析

本項目自解放村水庫壩后滲流排泄渠道末端建設取水建筑物(集水井)引水,分析認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位,減小滲流破壞的重要舉措,壩后滲流水量的及時排空對壩體安全穩定非常有利。本項目取水建筑物建設在滲流排水渠末端,據壩后排水棱體約80 m,且遠離水庫大壩,取水建筑物建設基礎較淺(深約2 m集水井),取水建筑物的建設不影響水庫大壩安全,也不在河道、泄洪通道、輸水渠道上,保證了水庫安全運行不受影響,因此本項目建設取水口位置合理安全,對現有運行設施無影響,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、洪水水文態勢無影響。取水建筑物獨立建設,遠離水庫大壩,不影響水庫大壩安全,不影響水庫運行調度,對解放村水庫正常運行影響小。

2)對水資源的影響

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

5.1.2 對水功能區的影響

討賴河水功能區劃分為2個一級水功能區和1個二級水功能區,根據討賴河鴛鴦池水文站多年實測水質資料統計,討賴河水汛期水質渾濁,泥沙含量高,其他指標均滿足水質要求,2020年實際水質監測達到了Ⅰ類水質指標,水質良好。本項目取水影響范圍內存在一個二級水功能區,工程取水不影響水質,不會降低區域水質類別,不影響水功能區的納污能力,符合水功能區的管理規定。

5.1.3 對水生態系統的影響

(1)對取水建筑物周邊水生態系統的影響。解放村水庫壩后依托滲流自然形成的生態植被面積小,范圍小,不屬于金塔縣生態植被核心區和緩沖區關鍵林草地,且按照水庫大壩安全運行條件,解放村水庫大壩壩后宜干不宜長期浸水,長期浸泡壩體易產生滲流、滑塌失穩問題,排干輸凈壩后明水才是最好的保護措施,故壩后以滲流形成的自然植被無保護要求。二是本項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,據調查,該滲流水流溢出壩后,經排陰渠道輸送至河道或者灌區渠道,對解放村水庫下游壩后以滲流水形成的自然植被生態影響小。

(2)對下游河道水生態系統的影響。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系統的補水影響范圍小,輔助能力小,且大范圍的地下水在極干旱氣候條件下,蒸騰、散失作用強大,遠高于是解放村水庫滲流水量的作用,近年來實施的最嚴水資源管理制度降低了用水總量,大量河水被保障生態,生態用水保障率高,本項目取水指標由灌區灌溉節水調劑,屬灌溉用水量中可節水部分,不擠占生態用水量,對綠洲區生態影響極小。

5.1.4 對其他用水戶的影響

從用水指標管控和水資源配置分析,現狀農業灌溉等仍要節水,本項目建設采取節水措施,通過水權交易獲得配額,符合水事管理相關政策,對其他用水戶的影響較小。

5.2 退水影響分析

5.2.1 退水對水功能區及水生態的影響

工程施工過程中產生的生產廢水和生活廢水經過化糞池沉淀、自然降解處理后用于植物澆水和路面灑水,不會直接排入天然河道影響地表水水質,對水功能區影響小;項目建成后為專門輸水管道工程,不產生退水。對區域地表水不存在影響,符合水功能管理區的有關規定。施工期生產生活退水分散于管線各標段,以生活退水為主,各標段對生活污水集中處理達標后用于綠化、道路潑灑降塵等,不外排。運行中項目輸水工程無退水,靜脈產業園區用水后污水凈化處理達標后循環利用,不外排,故對水功能區水質無影響,對第三者的影響輕微,對水功能區的影響是極小的。

5.2.2 退水對其他用水戶的影響

項目輸水過程不產生退水,故對第三方無影響,符合水功能區管理的相關規定,不存在補償問題,且不涉及退水口設置問題。

6 結語

現狀北河灣循環經濟產業園實際用水量較小,需水預測僅按照規劃占地面積等基本要素預測,將來隨著入園企業數量的增多,企業生產規模的擴大,實際需水逐步增加,同時國家政策的變化和金塔縣節水狀況均對后期供水產生較大影響,不同企業的配水額度將有新的變化,將來園區需水量仍有較大不確定性,故后期加強各個入園企業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)建議實行嚴格的取水總量控制和計劃用水管理制度,嚴格按照取水許可量引水,杜絕超量引水;(2)建議對鴛鴦灌區水庫群水質進行長期監測,加強水源管理,保證水質安全;(3)建議大力提倡節約用水,努力實現水資源長期可持續利用[5]。