淠河灌區(qū)向淮南市山南新區(qū)城市供水研究

蒲 蕊

(安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局，安徽 六安 237005)

淠河灌區(qū)向淮南市山南新區(qū)城市供水研究

蒲 蕊

(安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局，安徽 六安 237005)

近年來，位于淠河灌區(qū)瓦東干渠邊緣的淮南市提出，要利用淠河灌區(qū)優(yōu)質(zhì)水源，作為其山南新區(qū)城市供水主要水源。為此，淠史杭灌區(qū)管理總局開展了淠河灌區(qū)向山南新區(qū)城市供水研究，明晰了向山南新區(qū)城市供水工程線路，分析了淠河灌區(qū)水資源利用狀況，擬定淠河灌區(qū)向山南新區(qū)城市供水調(diào)度方案，對山南新區(qū)取水水量和水質(zhì)可靠性進(jìn)行分析論證。研究認(rèn)為，淠河灌區(qū)已具備向山南新區(qū)城市供水的工程條件，正常年份能夠保證山南新區(qū)城市供水安全，干旱年份存在缺水風(fēng)險(xiǎn)。建議加快淠河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造，可利用備用水源、置換水源等措施應(yīng)對干旱缺水。

淠河灌區(qū)；城市供水；水資源利用；供水可靠性；調(diào)度方案

淠史杭灌區(qū)始建于1958年，是全國三座特大型灌區(qū)之一，位于安徽省中、西部和河南省的東南部，地處大別山余脈的丘陵地帶，橫跨長江、淮河兩大流域，設(shè)計(jì)灌溉面積79.87萬hm2，由淠河、史河、杭埠河三個(gè)毗鄰的灌區(qū)組成。淠河灌區(qū)是其中最大的灌區(qū)，設(shè)計(jì)引水流量300m3/s，設(shè)計(jì)灌溉面積44萬hm2，灌溉合肥、六安、淮南三市的5縣6區(qū)，承擔(dān)著區(qū)域內(nèi)合肥、六安等城鎮(zhèn)供水任務(wù)。淠河灌區(qū)骨干工程主要有渠首樞紐、1條總干渠、6條干渠、11條分干渠和199條支渠及1萬多座渠系建筑物組成。

淠河灌區(qū)主要水源是淠河上游的佛子嶺、磨子潭、響洪甸、白蓮崖4座大型水庫來水和橫排頭渠首以上與水庫區(qū)間徑流，流域面積4370km2，多年平均徑流量33.8億m3。具體情況是：四大水庫集水面積3240 km2，總庫容39.3億m3，興利庫容12.88億m3，多年平均徑流26.9億m3，佛子嶺水庫(含磨子潭、白蓮崖)集水面積1840 km2，多年平均徑流量16.2億m3；響洪甸水庫集水面積1400 km2，多年平均徑流量是10.7億m3；橫排頭以上區(qū)間面積1130 km2，多年平均徑流量6.9億m3。此外，灌區(qū)內(nèi)部中小型水庫和塘壩攔蓄內(nèi)部徑流是重要水源，灌區(qū)邊緣的瓦埠湖、巢湖是灌區(qū)補(bǔ)給水源[1]。

淠河灌區(qū)四大水庫調(diào)蓄能力強(qiáng)，水質(zhì)優(yōu)良，適宜作為城鎮(zhèn)飲用水源。為改善城市供水條件，淮南市政府提出，利用淠河灌區(qū)優(yōu)質(zhì)水源，作為其山南新區(qū)城市供水主要水源。山南新區(qū)與淠河灌區(qū)瓦東干渠壽縣、長豐縣接壤，利用淠河灌區(qū)水源及現(xiàn)有工程體系，具備向山南新區(qū)供水的工程條件。根據(jù)淮南市提出從瓦東干渠大井水庫向山南新區(qū)日供水量10萬t的方案，文章進(jìn)行了研究和探討。

1 供水工程情況

供水線路：利用淠河灌區(qū)四座大型水庫水源，由淠河灌區(qū)渠首橫排頭引水，經(jīng)淠河總干渠，長104.5km；然后由瓦東干渠進(jìn)水閘引水入瓦東干渠至瓦東干渠中部河岔鋪進(jìn)水閘，長49.6km；再由河岔鋪進(jìn)水閘引水進(jìn)入河岔鋪分干渠至大井水庫，長22.7km，渠道總長176.8km。經(jīng)大井水庫調(diào)蓄，再新建大井水庫至山南新區(qū)水廠管道約35km。

利用控制性建筑物有9座閘，分別是橫排頭進(jìn)水閘、羅管節(jié)制閘、瓦東干渠進(jìn)水閘、王崗節(jié)制閘、沙井沖節(jié)制閘、魏老河節(jié)制閘、河岔鋪分干渠進(jìn)水閘、鄒崗節(jié)制閘和大拐節(jié)制閘。

大井水庫是淠河灌區(qū)瓦東干渠上的一座中型反調(diào)節(jié)水庫，集水面積33.6km2，總庫容為0.51億m3，興利庫容0.36億m3，多年平均徑流0.1億m3。

為實(shí)施向山南新區(qū)供水，目前管理單位已對河岔分干渠實(shí)施改造，設(shè)計(jì)流量由10.6m3/s提高到15m3/s，并在瓦東干渠河岔鋪分干渠進(jìn)水閘下游增建魏老河節(jié)制閘，提高了淠河灌區(qū)向大井水庫的補(bǔ)水能力。

2 灌區(qū)水資源利用狀況

根據(jù)2006-2015年淠河灌區(qū)引水量統(tǒng)計(jì)分析，渠首棄水、引水及各干渠引水量見表1。淠河灌區(qū)近10年平均渠首過水量31.91億m3，其中棄水量13.4億m3，引水量18.51億m3，引水量主要用于農(nóng)業(yè)灌溉、城鎮(zhèn)供水、渠道電站發(fā)電等。其中農(nóng)業(yè)供水年均約11億m3，城鎮(zhèn)供水年均約3.8億m3，專門引進(jìn)用于渠道電站發(fā)電水量等級約3.7億m3。由于灌區(qū)水源時(shí)空分布不均，農(nóng)業(yè)灌溉的季節(jié)性特點(diǎn)，即使在干旱年份，也有部分水源引入專門用于發(fā)電。渠首棄水和專門發(fā)電水量可用于山南新區(qū)城市供水[2]。

表1 淠河灌區(qū)近年渠首和干渠引水量表 億m3

3 向山南新區(qū)供水調(diào)度方案

調(diào)度主要任務(wù)和原則，要滿足大井水庫向山南新區(qū)城市正常供水要求，保持大井水庫一定的蓄水量，又不影響原有的農(nóng)業(yè)灌溉，滿足灌溉用水需求。根據(jù)大井水庫主要依靠淠河灌區(qū)間歇補(bǔ)充水源進(jìn)行反調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，擬定干旱年份調(diào)度方案，見表2。

年引水量，向山南新區(qū)日供水10t，年從大井水庫取水量約0.36億m3，按渠道水利用系數(shù)0.8折算到橫排頭渠首約0.45億m3。

擬定在停止農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)，大井水庫總蓄水量最少控制在0.153億m3，死水位上蓄水能夠保證山南新區(qū)100d的用水需求。根據(jù)測算，中等干旱年份大井水庫農(nóng)業(yè)需水0.335億m3，其中5—6月約0.175億m3，7—8月約0.16億m3。

向大井水庫補(bǔ)水方式：灌前大井水庫充蓄到興利水位0.413億m3，灌溉期(主汛期)，大井水庫按汛限水位控制，最大蓄水0.393億m3。結(jié)合瓦東干渠農(nóng)業(yè)灌溉以及利用灌溉間歇期引水充庫。不考慮降雨產(chǎn)水，并保證大井水庫100d的城市供水量，灌溉期最少需向大井水庫供水0.195億m3。

非灌溉期。如果灌溉期遇到干旱，灌溉結(jié)束時(shí)水庫蓄水降到0.153億m3時(shí)，在不考慮自產(chǎn)水情況下，到第二年灌前，總補(bǔ)水量0.5億m3，分 2-3次對大井水庫補(bǔ)水，其中9-11月集中補(bǔ)水一次，如果本次補(bǔ)水量較少，考慮在1-3月補(bǔ)水一次，然后在灌前將水庫蓄到興利水位[3]。

表2 干旱年型供水調(diào)度方案 億m3

4 向山南新區(qū)供水可靠性分析

4.1 利用平均過水量占比分析

利用近10a淠河灌區(qū)渠首過水量、棄水量和專門發(fā)電用水量分析。大井水庫集水面積小，每年需要從上游水庫引水補(bǔ)充灌溉，因此向淮南市山南新區(qū)供水，全部依靠從淠河灌區(qū)渠首引水，年均需渠首供水量0.45億m3，占渠首近10年平均過水量31.91億m3的1.4%；占渠首引水量18.51億m3的2.4%；占渠首棄水(含引入渠道專門發(fā)電水量)17.1億m3的2.6%。

從近10a平均來看，向山南新區(qū)供水量占渠首過水量、引水量和渠首棄水量(含引入渠道專門發(fā)電水量)的比例小，利用大井水庫較強(qiáng)的調(diào)蓄能力，科學(xué)調(diào)度，可以充分利用渠首棄水和引入渠道專門發(fā)電水量，向山南新區(qū)供水。因此，正常年份，淠河灌區(qū)能夠滿足山南新區(qū)供水需求，對農(nóng)業(yè)灌溉和其它非農(nóng)業(yè)供水影響較小。

4.2 利用典型干旱年分析

淠河灌區(qū)水資源總量有限，一直存在干旱缺水問題。通過對歷史干旱年份缺水情況分析，當(dāng)出現(xiàn)超過設(shè)計(jì)灌溉保證率80%干旱時(shí)，因降雨來水偏少，灌溉需水量增加，就會發(fā)生干旱缺水矛盾。以擬定的干旱年供水調(diào)度方案，對典型干旱年2000年(90%保證率)進(jìn)行分析。

分析中利用渠首棄水以及引入用于電站發(fā)電水量作為山南新區(qū)城市供水水源，以灌溉和其他城鎮(zhèn)供水缺水時(shí)段為山南新區(qū)城市供水缺水時(shí)段，1-4月、9-12月為非灌溉期，5-8月為灌溉期。分析結(jié)果見表3。

2000年灌前1-4月，橫排頭渠首棄水較多，能夠?qū)⒋缶畮斐湫畹脚d利蓄水0.413億m3。當(dāng)年灌溉期5-8月灌區(qū)發(fā)生嚴(yán)重干旱，大井水庫灌區(qū)灌溉需水約0.31億m3，按調(diào)度方案，灌溉結(jié)束后，大井水庫蓄水按0.153億m3控制，在上游不補(bǔ)水情況下，灌溉缺水約0.05億m3，同時(shí)還缺5-8月城市用水0.12億m3，渠首級城市缺水量0.15億m3。灌溉結(jié)束后，9月起，渠首每月均有大量發(fā)電引水，出現(xiàn)棄水，水量能夠滿足大井水庫補(bǔ)水要求。

通過分析，當(dāng)發(fā)生2000年年型干旱，缺水持續(xù)約4個(gè)月，渠首缺水量0.15億m3。如果發(fā)生超過2000年的干旱，缺水時(shí)間將更長。

因此，在大旱缺水年份，淠河灌區(qū)將無法保證山南新區(qū)城市供水需求，存在缺水風(fēng)險(xiǎn)。如果要保證，在干旱發(fā)生后，必須通過上游水庫補(bǔ)水滿足城市用水，或控制大井水庫灌溉用水量，這將會占用灌溉水源，增加農(nóng)業(yè)干旱損失。

表3 90%保證率典型年(2000年)分析表 億m3

5 水質(zhì)可靠性分析

淠河灌區(qū)承擔(dān)向合肥市、六安市城市供水功能，淠河灌區(qū)橫排頭以上，以及淠河總干渠水環(huán)境受到較好的保護(hù)。根據(jù)近年來水質(zhì)監(jiān)測資料分析，四大水庫水質(zhì)保持Ⅰ-Ⅱ類；橫排頭壩上和淠河總干渠水質(zhì)常年保持Ⅱ類。瓦東干渠新民壩到魏老河段，以及河岔鋪分干渠沿渠位于江淮分水嶺北側(cè)，沿渠無大的集鎮(zhèn)，基本沒有生活污水和工業(yè)污水進(jìn)入渠道。渠道右岸農(nóng)業(yè)灌溉以提水為主，旱糧比例較高，灌溉回歸水少；大井水庫集水面積小，周邊村鎮(zhèn)對水環(huán)境影響較小。如果向山南新區(qū)供水，將加強(qiáng)對沿渠和大井水庫水環(huán)境保護(hù)。因此，向山南新區(qū)供水，水質(zhì)能夠得到保證。

6 結(jié) 論

淠河灌區(qū)已具備向山南新區(qū)城市供水的工程條件。需要利用的三級渠道和控制性建筑物為現(xiàn)狀灌區(qū)農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)供水骨干工程，工程體系完備。灌區(qū)正在實(shí)施的續(xù)建配套將改善工程的輸水能力和效率。

淠河灌區(qū)利用四大水庫的調(diào)節(jié)能力正常年份能夠保證淮南市山南新區(qū)城市供水安全。在干旱缺水年份，可利用備用水源、置換水源或采取農(nóng)業(yè)干旱損失補(bǔ)償措施保證用水安全。淠河灌區(qū)已承擔(dān)向六安、合肥市城市供水功能，水質(zhì)能夠保證。

7 建 議

加快淠河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造，通過農(nóng)業(yè)節(jié)水來發(fā)展城鎮(zhèn)供水。提高大井水庫汛限水位，或提高汛前蓄水量到0.45億m3左右，增強(qiáng)調(diào)節(jié)能力。

干旱年份保證山南新區(qū)供水安全與對農(nóng)業(yè)供水影響措施。山南新區(qū)以淠河灌區(qū)為主要水源，供水量納入淠河灌區(qū)供水計(jì)劃，在水量上予以保證；建設(shè)備用水源工程，當(dāng)灌區(qū)出現(xiàn)干旱水源短缺時(shí)，利用備用水源供水；對瓦東灌區(qū)增建外水補(bǔ)給站，利用瓦埠湖水源置換大井水庫農(nóng)業(yè)用水；對占用干旱年份農(nóng)業(yè)水源進(jìn)行補(bǔ)償，如果實(shí)施需對補(bǔ)償方案進(jìn)行專門研究。

[1]趙以國.淠史杭灌區(qū)續(xù)建改造提升服務(wù)保障能力的實(shí)踐[J].中國水利2013(21):21-23.

[2]馬奕旺，陳來寶.淠史杭灌區(qū)水資源優(yōu)化配置探討[J].江淮水利科技2007(03)：45-47.

[3]王代林.淠史杭灌區(qū)2000年灌溉回顧及今后抗旱對策[J].安徽水利科技，2000(06):5-7.

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1007-7596(2017)09-0166-04

文章編號：1007-7596(2017)09-0109-02

2017-08-16

蒲蕊(1974-),女,安徽壽縣人，工程師，從事灌區(qū)管理工作。