閉祖良

（廣西水利電力勘測設計研究院有限責任公司，南寧 530023）

1 概述

蒙山縣位于廣西壯族自治區(qū)東部，屬梧州地級市管轄，是“全國最美生態(tài)旅游示范縣”、“中國長壽之鄉(xiāng)”、“中國中老年養(yǎng)生基地”、“國家生態(tài)文明建設示范縣”?？h域總面積1282 km2，轄6鎮(zhèn)3鄉(xiāng)。2017年末總人口20.23萬人；現(xiàn)有耕地面積為18.9萬畝，有效灌溉13.3萬畝；人均地區(qū)生產(chǎn)總值43 927元、農(nóng)村居民人均純收入9481元，均略高于廣西人均水平。新圩鎮(zhèn)規(guī)劃為蒙山縣次中心城鎮(zhèn)，位于縣城西北部，總面積142 km2，轄9個村委，2017年總人口2.53萬人，其中鎮(zhèn)區(qū)人口3610人，城鎮(zhèn)化率14.27%?，F(xiàn)狀鎮(zhèn)區(qū)面積32.75 hm2；新圩鎮(zhèn)現(xiàn)有耕地3.39萬畝，其中有效灌溉面積1.16萬畝。

縣境內(nèi)河流均屬珠江流域西江水系，較大的江河有24條，除南部垌江東流入桂江，六洛江流入藤縣大黎鎮(zhèn)外，其余均由縣東西兩側向中部匯入蒙江，再由蒙江從北向南流入藤縣濛江鎮(zhèn)注入西江。蒙江干流已建的梯級有天堂、能琴、石琢、江口、忠良、峽口、皮沖、古排、新古排等，水資源開發(fā)利用程度較高，已建的灌溉攔河壩主要有忠良壩、定蒙水壩等。古皂沖屬蒙江左岸一級支流，發(fā)源于金秀縣巴勒山一帶，于荷村一帶匯入忠良河，流域集水面積34.3 km3，河長19.0 km，平均坡降2.5‰，多年平均徑流0.99 m3/s。

2 區(qū)域供水存在的主要問題

（1）蒙山縣位于廣西東部，水資源量較豐沛，但時空分布很不均勻。時間上，降雨量主要集中在每年的5～9月份，其降雨量約占全年降雨量的75.6%，而枯水期則干旱缺水。受地形、地質及經(jīng)濟發(fā)展等因素的影響，區(qū)域水資源開發(fā)利用程度較低，目前已開發(fā)利用水資源量為1.41億m3，占全縣多年平均地表水資源量12.57億m3的11.2%，水資源開發(fā)利用率較低，工程性缺水問題和水資源供需矛盾十分突出。

（2）新圩鎮(zhèn)供水水源不足，供水標準低。新圩鎮(zhèn)境內(nèi)僅建有3座小型蓄水工程，集雨面積僅3.91 km2，水資源調(diào)控能力低。境內(nèi)其余水源工程大部分通過筑壩引水或引山溪水，基本無調(diào)節(jié)能力。由于缺少調(diào)節(jié)性能較好的蓄水工程，區(qū)域水資源調(diào)控能力低，供水標準低，可靠性差，抗旱能力低，嚴重制約經(jīng)濟社會的快速發(fā)展。

（3）灌溉保證率低。古皂水庫供水區(qū)下游的忠良河水利灌區(qū)目前僅通過筑壩引水灌溉，無調(diào)蓄能力，目前水田種植比例僅40%，農(nóng)業(yè)灌溉保證率較低，在干旱季節(jié)及年份，無法保證農(nóng)業(yè)灌溉的需求，嚴重制約著當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)發(fā)展。

（4）蒙山縣城區(qū)水系水生態(tài)環(huán)境退化嚴重。由于城市開發(fā)建設，穿過城區(qū)的部分河道被擠占，河流下墊面發(fā)生較大變化，且部分河段沿岸居民向河流傾倒生活、建筑垃圾，導致河道阻塞，常年沒有進行清淤及疏導，水塘與河流之間以及河流與河流之間連通不暢等，導致水生態(tài)環(huán)境較差。根據(jù)水質監(jiān)測成果，城區(qū)水系部分水質達到劣Ⅴ類。

3 供水水源選擇

3.1 區(qū)域水源狀況

從蒙山縣城、新圩鎮(zhèn)周邊水資源條件看，蒙山縣城區(qū)、新圩鎮(zhèn)附近可以向縣城、新圩鎮(zhèn)供水的水源有干流蒙江、支流茶山河茶山水庫、支流壬山河壬山水庫、支流古皂沖、新圩河等。

（1）干流蒙江。蒙江干流已建的水電站有天堂、能琴、石琢、江口、忠良、新圩、皮沖、古排、新古排等梯級，水資源開發(fā)利用程度較高。蒙江干流已建的灌溉攔河壩主要有忠良壩、定蒙水壩，灌溉對象分別為忠良河水利灌區(qū)（設計灌溉面積1.32萬畝，現(xiàn)狀有效灌溉面積1.06萬畝）、古排河水利灌區(qū)（灌溉面積0.599萬畝）。其中定蒙水壩壩址集雨面積252 km2，多年平均流量7.58 m3/s，合計2.39億m3。根據(jù)忠良壩水質監(jiān)測結果，河段水質為《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類標準，基本項目中鉛、糞大腸菌群、石油類均超標?？梢娒山闪魃嫌魏佣沃伊己铀|較差，無法滿足飲用水標準。

（2）茶山河。蒙江左岸支流，目前已建成茶山水庫，是以供水、灌溉為主，兼顧發(fā)電等綜合利用效益的中型水利工程，主壩距離城區(qū)約3 km，是縣城現(xiàn)狀供水唯一水源。茶山水庫壩址以上集雨面積130 km2，多年平均流量3.70 m3/s，水庫總庫容6300萬m3，正常蓄水位211.60 m，有效庫容5120萬m3，死水位183 m，死庫容880萬m3，為多年調(diào)節(jié)水庫。茶山灌區(qū)設計灌溉面積5.31萬畝，現(xiàn)狀有效灌溉面積4.04萬畝。根據(jù)梧州市近幾年水質資料，茶山水庫水質達《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）Ⅱ類標準。

（3）壬山河。蒙江左岸茶山河的支流，集雨面積52.63 km2，多年平均流量1.51 m3/s，水量充沛。在建壬山水庫位于西河鎮(zhèn)壬山村那卜坪，集雨面積35.5 km2，年均徑流量3222萬m3。根據(jù)水質監(jiān)測結果，壬山河水質達《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）Ⅱ類標準。

（4）新圩河。新圩河是湄江左岸一級支流，集雨面積80.5 km2，多年平均來水量2.36 m3/s。流域內(nèi)已建成六社、屯眾、六堯等小型水庫，這些水庫均以農(nóng)田灌溉為主要工程任務，總集水面積3.91 km2，總庫容239萬m3，灌溉面積0.48萬畝。這3座水庫集雨面積很小，沒有向新圩鎮(zhèn)供水的潛力，故不考慮這3座水庫作新圩鎮(zhèn)供水水源。此外，新圩河流域內(nèi)新圩鎮(zhèn)及下轄壯村、古定、謝村、四聯(lián)等村委均分布于河道兩岸，人口密集，建設水源工程將造成較大規(guī)模的人口搬遷和耕地征地，實施難度較大；且灌溉排水和農(nóng)村生活污水直排入新圩河，面、點污染并存，水質沒有保障，難以作為供水水源。

（5）古皂沖。古皂沖是蒙江左岸支流，集雨面積34.3 km2，多年平均來水量1.06 m3/s。上游建有攔河壩，引水至新圩水電站發(fā)電，兼顧灌溉、新圩鎮(zhèn)供水。目前流域內(nèi)尚未建有蓄水工程，流域內(nèi)人煙稀少、植被茂盛，水質良好，符合城鎮(zhèn)市政飲用水標準，適合新建蓄水工程作為新圩鎮(zhèn)、縣城城區(qū)的供水水源。

3.2 新圩鎮(zhèn)供水水源選擇

3.2.1 新圩鎮(zhèn)供水水源選擇

從新圩鎮(zhèn)周邊水資源條件看，可以向鎮(zhèn)區(qū)供水的水源有干流蒙江、支流古皂沖、新圩河。蒙江干流上游河段忠良河水質較差、無法滿足飲用水標準，故不考慮利用蒙江干流上游河段忠良河作為供水水源；新圩河流域兩岸分布有較多村莊，人口密度大，建設水源工程將造成較大規(guī)模的人口搬遷和耕地征地，實施難度較大；且面、點污染并存，水質沒有保障，難以作為供水水源，故不考慮在新圩河新建水源工程；古皂沖流域內(nèi)尚未建有蓄水工程，流域內(nèi)人煙稀少、植被茂盛，水質良好，符合城鎮(zhèn)市政飲用水標準，適合新建蓄水工程作為新圩鎮(zhèn)的供水水源。

綜上所述，古皂沖是新圩鎮(zhèn)較為理想的正常供水水源，具有水質好、距離鎮(zhèn)區(qū)相對較近、水量豐富、可實現(xiàn)自流供水等優(yōu)點。通過新建古皂水庫，可提高向新圩鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)及周邊村屯生活、農(nóng)業(yè)供水能力，提高新圩鎮(zhèn)供水安全保障，為新圩鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

3.2.2 灌溉供水水源選擇

古皂水庫灌溉范圍為壩址下游至定蒙壩以上區(qū)域（含現(xiàn)有萬畝灌片忠良河水利灌區(qū)），目前灌溉水源為新圩電站發(fā)電尾水和忠良河，水源無調(diào)蓄功能，灌溉保證率較低。規(guī)劃水平年擬先由現(xiàn)狀灌溉水源供水，不足部分由古皂沖擬建蓄水工程（古皂水庫）進行補充。

3.3 蒙山縣城區(qū)水系水源供水方案

3.3.1 蒙山縣城區(qū)水源供水方案

《蒙山縣城區(qū)供水水源工程規(guī)劃》通過對城區(qū)附近可供選擇的蒙江干流、長坪河、古皂沖、新圩河、壬山河、文爾河、文圩河等多個水源方案進行水量、水質、工程建設條件等方面綜合論證后，選擇壬山河、古皂沖作為供水水源比較方案，經(jīng)兩水源經(jīng)濟技術比較后推薦在壬山河上興建壬山水庫作為蒙山縣城區(qū)的供水水源，與現(xiàn)狀的茶山水庫形成雙水源聯(lián)合供水，兩水源互為應急備用。其水源配置情況見表1。

表1 蒙山縣城區(qū)規(guī)劃水平年供水方案成果表[1]

3.3.2 蒙山縣城水系水源供水方案

根據(jù)縣城周邊水資源條件，蒙山縣城水系可利用的水源主要有蒙江干流、茶山水庫、壬山水庫、支流古皂沖以及蒙山縣污水處理中水等。

（1）東岸水系水源配置方案。按優(yōu)先利用現(xiàn)有水源的原則，本次擬定蒙山縣城區(qū)東岸水系水源配置方案為茶山水庫+蒙山縣污水處理廠中水。①蒙山縣城區(qū)中水回用情況分析。根據(jù)《蒙山縣縣城總體規(guī)劃》（2011修改版），蒙山縣城區(qū)擬建污水處理廠位于縣城東南側。根據(jù)需水成果分析，2030年蒙山縣城區(qū)總供水規(guī)模為9.0萬m3/d，日變化系數(shù)取1.4，計算得日均供水量為6.43萬m3/d，年供水量為2347萬m3，根據(jù)《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50318-2017），城市污水排放系數(shù)取0.7～0.85，結合蒙山縣實際情況，本次取0.7，由此計算得年排污水量為1643萬m3，按照2030年再生水利用率提高到10%的目標，中水回用利用量約為164萬m3，這部分中水主要用于蒙山縣城區(qū)東岸水系生態(tài)補水；②茶山水庫可供水量分析。茶山水庫設計灌溉面積為5.31萬畝，其中東干渠灌溉面積為3.31萬畝，在滿足灌溉需水后，東干渠過流能力可滿足東岸水系生態(tài)需水流量1.43 m3/s要求。茶山水庫水資源配置情況見表2。

表2 茶山水庫水資源配置成果表 萬m3/d

由表2可知，茶山水庫在滿足縣城供水、周邊村鎮(zhèn)供水以及下游灌溉供水外，余水量僅為467萬m3，這部分水量主要為汛期棄水，通過水庫調(diào)蓄可利用的水量有限。

（2）西岸水系水源配置方案。縣城周邊在建的壬山水庫在滿足縣城供水、下游村鎮(zhèn)供水及灌溉供水外，已無多余水量；已建的茶山水庫在滿足縣城供水、周邊村鎮(zhèn)供水以及下游灌溉供水外，亦沒有多余的水量。故西岸水系生態(tài)補水的水源擬優(yōu)先考慮從蒙江上引水，不足部分擬由古皂沖新建的蓄水工程（古皂水庫）補充。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，蒙江上的定蒙水壩已建有古排舊渠，其過水能力為1.4 m3/s，可滿足西岸水系的過流能力及自流補水的要求，故擬定蒙江引水斷面為定蒙水壩。

4 供水水源方案分析[2]

4.1 徑流調(diào)度原則

古皂水庫工程任務為：人飲供水為主，兼顧灌溉、生態(tài)供水等綜合利用。水庫徑流調(diào)節(jié)計算原則如下：

（1）古皂水庫供水時，優(yōu)先滿足河道內(nèi)生態(tài)用水，若時段天然來流量小于生態(tài)基流量時，按天然來流量下放。

（2）古皂水庫供水時，考慮供水保證率的差異，依次按村鎮(zhèn)生活供水、農(nóng)業(yè)灌溉用水、蒙山縣城西岸水系生態(tài)補水等順序進行滿足。其中，村鎮(zhèn)生活供水保證率為95%，農(nóng)業(yè)灌溉保證率為85%，蒙山縣城西岸水系生態(tài)補水月保證率為90%。生活供水全部由古皂水庫供水；農(nóng)業(yè)灌溉優(yōu)先考慮新圩水電站發(fā)電尾水、忠良壩及定蒙壩供水，不足時由古皂水庫進行補水灌溉；蒙山縣城區(qū)西岸水系生態(tài)需水首先由六妙河、張家江本流域水量滿足，不足部分依次由定蒙水壩、古皂水庫補水滿足。

（3）為保證村鎮(zhèn)、灌溉、城區(qū)生態(tài)補水供水，在計算過程中，因村屯生活供水保證率較高，且為了保證枯水期3～4個月的人飲用水需求，本次設置人飲專用庫容166萬m3，即當庫容小于等于38.4+166=204.4萬m3（對應高程為262.61 m）時候，允許灌溉供水出現(xiàn)破壞，停止蒙山縣城區(qū)西岸水系生態(tài)補水。

4.2 水量平衡分析

根據(jù)需水預測成果，2030年村鎮(zhèn)人飲需水為456.2萬m3（水庫斷面），灌溉考慮現(xiàn)有水源供水后多年平均需補水量為120.3萬m3，縣城西岸水系生態(tài)在考慮定蒙壩補水后多年平均需補水量為602萬m3。經(jīng)水量平衡分析，古皂水庫需要的調(diào)節(jié)庫容為987萬m3，考慮泥沙淤積、放水管淹沒深度等，水庫相應最低水位為247.5 m，對應正常蓄水位為292 m。根據(jù)庫區(qū)地形地質條件、供水效益、水庫淹沒、生態(tài)補水效益等情況分析，擬定水庫正常蓄水位比較方案為290、292、294 m三個方案，蒙山縣城區(qū)西岸水系生態(tài)需水流量1.1 m3/s。經(jīng)計算，水庫多年平均供水量分別為971、1003、1026萬m3。

4.3 正常蓄水位選擇

經(jīng)綜合考慮庫區(qū)淹沒、水利用率以及滿足設計水平年供水區(qū)需水程度、生態(tài)補水保證程度等因素，最終推薦能滿足供水區(qū)設計水平年需要要求、水利用率較高、城區(qū)生態(tài)保證程度較高且單位投資相對較小的292 m方案。各方案投資比較見表3。

表1 古皂水庫方案水量平衡測算成果表

5 結語

蒙山縣城、新圩鎮(zhèn)附近可以向縣城、新圩鎮(zhèn)供水的水源有干流蒙江、支流茶山河茶山水庫、支流壬山河壬山水庫、支流古皂沖、新圩河等。蒙江干流上游河段忠良河水質較差、無法滿足飲用水標準；新圩河流域兩岸分布有較多村莊，人口密度大，建設水源工程將造成較大規(guī)模的人口搬遷和耕地征地，工程實施難度較大；且面、點污染并存，水質沒有保障，難以作為供水水源；在建的壬山水庫、已建的茶山水庫在滿足縣城供水、周邊村鎮(zhèn)供水、下游灌溉供水以及城區(qū)東岸水系生態(tài)補水外，亦沒有多余的水量。經(jīng)綜合比較認為，古皂沖具有水質好、距離鎮(zhèn)區(qū)相對較近、水量豐富、可實現(xiàn)自流供水，且可兼顧蒙山縣城區(qū)西岸水系生態(tài)補水要求，是新圩鎮(zhèn)遠期較為理想的正常供水水源，也是蒙山縣城區(qū)西岸水系重要的補水水源。通過建設古皂水庫，可提高區(qū)域水資源利用率，增加水資源的調(diào)控能力，為蒙山縣城區(qū)生態(tài)補水提供水源保障，從根本上解決區(qū)域村鎮(zhèn)生活用水和農(nóng)田灌溉水量不足、供水保證率低下這一水資源供需矛盾，對改善蒙山縣城區(qū)水環(huán)境和修復生態(tài)系統(tǒng)具有重要作用，可為當?shù)亟?jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供強有力的水資源條件支撐。