某地現(xiàn)有市政水源設(shè)施規(guī)模小、設(shè)備陳舊、供水量小,且區(qū)域內(nèi)冬季供水嚴(yán)重緊張,加之地下水污染嚴(yán)重,導(dǎo)致居民生活、生產(chǎn)用水非常困難。據(jù)預(yù)測(cè):到2020年,該地區(qū)城區(qū)總需水量5.65萬m3/d,而現(xiàn)狀水平年總供水規(guī)模為5.57萬m3/d。因此,建設(shè)應(yīng)急水源供水工程已非常必要。
該地區(qū)某水庫建成于1964年,主要功能為農(nóng)田灌溉供水,但現(xiàn)如今水庫下游的水田基本上已全部改為旱田,因此可以借助水庫現(xiàn)有興利庫容提供該城區(qū)生活生產(chǎn)用水的開發(fā)。該水庫庫容約為980萬m3,該地區(qū)設(shè)計(jì)供水方案:現(xiàn)保留的水源自備井全部用于工業(yè)供水,剩余缺口由市政水源工程和某水庫聯(lián)合供水補(bǔ)充。其聯(lián)合供水具體方案為:水量先由市政水源供給,不足3.0萬m3/d時(shí)再由某水庫供給。
供水保證率是指設(shè)計(jì)供水量在多年供水中能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)年數(shù)所占比重,由于供水水源受人口數(shù)量、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、城市規(guī)模等各種因素影響,所以供水保證率計(jì)算比較復(fù)雜,在此利用“可靠度分析法”來計(jì)算某水庫供水保證率。
針對(duì)水庫供水工程,其主要補(bǔ)充水源包括:上游來水、庫面降水,而主要消耗方面包括:排洪泄水、供水、蒸發(fā)和泄漏損失等,在此將這些參數(shù)納入一個(gè)系統(tǒng)中。水庫供水可靠度就是將實(shí)際供水量和設(shè)計(jì)供水量進(jìn)行比較,若前者大于后者,則計(jì)入可靠概率;若前者小于后者,則計(jì)入不可靠概率。其中,水庫供水保證率的核定計(jì)算公式見(2-1)。
式中:Z—設(shè)計(jì)和實(shí)際供水量差額,m3/d;
WSi—設(shè)計(jì)月供水量,m3/d;
WDi—實(shí)際月供水量,m3/d。
由公示可知:水庫供水可靠性分析的重要參考指標(biāo)就是設(shè)計(jì)月供水量和實(shí)際月供水量,因此需要對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)要進(jìn)行精確分析。
(1)水庫來水量分析。在此通過收集某水庫2010~2018年歷年逐月實(shí)測(cè)得到的月均入庫流量、出庫流量(泄洪量、蒸發(fā)量、灌溉用水等)資料數(shù)據(jù),估算出該水庫多年年平均來水量約為869.5萬m3,表1為八一水庫7月某時(shí)段內(nèi)水庫入庫和出庫流量數(shù)據(jù)。
表1 某水庫7月某時(shí)段內(nèi)水庫入庫和出庫流量數(shù)據(jù)
表2 下游河道生態(tài)環(huán)境需水量標(biāo)準(zhǔn)
圖1 某水庫每月估算供水量折線圖
(2)水庫實(shí)際供水量估算。目前,某水庫主要耗水方面為下游河道生態(tài)環(huán)境需水(農(nóng)田灌溉取水會(huì)在水庫作為應(yīng)急水源后徹底禁止)。經(jīng)計(jì)算,某水庫下游最小生態(tài)環(huán)境用水約為0.032m3/s。
在此采用“tennant”算法,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見表2所示。本項(xiàng)目針對(duì)下游河道生態(tài)環(huán)境需水量問題,設(shè)計(jì)在汛期(4~9月份)選取多年平均流量的30%;在枯水期(10~3月份)選取多年平均流量的40%。某水庫下游年生態(tài)環(huán)境需水量約為100.92萬m3。
經(jīng)計(jì)算:某水庫作為該地區(qū)城區(qū)供水的應(yīng)急水源后,多年平均供水量約為515.3萬m3,其中最大年供水量為688.1萬m3,最小年供水量為426.4萬m3。能夠滿足的供水能力約為1.17~1.89萬m3/d。
根據(jù)當(dāng)?shù)亟?0年的發(fā)展規(guī)劃,2020~2030年間,城區(qū)總需水量平均在5.82萬m3/d,其中城區(qū)自備水源供水能力為2.1萬m3/d,市政供水能力平均在2.2萬m3/d,所以需要某水庫平均供水能力應(yīng)在1.52萬m3/d。但經(jīng)過統(tǒng)計(jì):在12月~2月,市政供水能力達(dá)不到設(shè)計(jì)值,且某水庫供水量也較低,這三個(gè)月應(yīng)記作不可靠概率(統(tǒng)計(jì)圖見圖1所示)。
因此在一年十二個(gè)月份中,某水庫供水可靠月數(shù)能達(dá)到9個(gè),所以其供水可靠度P=9/12=75%,該數(shù)值較低,所以需要相關(guān)管理部門切實(shí)做到“嚴(yán)格控水,嚴(yán)格收費(fèi)”,建立起健全的水資源供需制度。
通過對(duì)某水庫供水能力進(jìn)行計(jì)算,得出某地區(qū)城區(qū)在冬季時(shí)依然會(huì)存在供水緊張問題,目前只能貫徹落實(shí)完善的管控措施,徹底杜絕水資源浪費(fèi)現(xiàn)象,才能有效改善這個(gè)問題。