1、收稿日期:2022 07 21平和县城及其周边乡镇水资源优化配置方案韩淑敏(福建省水利水电勘测设计研究院有限公司，福建 福州350001)摘要:平和蜜柚是平和县的支柱产业，受蜜柚种植影响，平和县城近 8 万人的唯一饮用水源地 花山溪饮用水水源地水质存在安全隐患。该文根据平和县域及邻近水源情况进行水资源优化配置研究，最终选择在九峰溪流域新建官峰水库，在县域内构建“西水东济”水资源配置布局，彻底解决平和县城及沿途乡镇现状水质型缺水问题。关键词:水资源配置;官峰水库;九峰溪;花山溪;引水工程中图分类号:TV211.1文献标识码:B文章编号:1002 3011(2023)01 0014 041平和县供
2、水现状及存在问题平和县地处漳州西南部，是原中央苏区县、省重点老区县、省级乡村振兴重点帮扶县，土地面积2 309.57 km2，多年平均地表水资源量 25.4 亿 m3，其中地下水资源量 4.26 亿 m3(与地表水重复)。平和县水资源较丰富，按河流流域、供水条件和行政区划等将县域分为花山溪片区(1 132.39 km2)、梅潭河片区(823.80 km2)和独立片区(353.38km2)等三个片区。各片区现状水资源供需分析结果表明，各乡镇非农业、农业需水就近水源水量基本可以实现供需平衡1。平和蜜柚是平和县的支柱产业，已有 500 多年栽培历史，现状种植面积约 70 万亩。九龙江花山溪饮用水水源
3、地现状供水规模 4.25 万 t/d，是平和县城近 8 万人的唯一饮用水源。受蜜柚种植影响，花山溪饮用水水源地水质存在安全隐患。平和县城及周边的霞寨镇、坂仔镇现状共 11 座水厂，除平和县自来水厂为万吨以上水厂外，其它均为千吨级水厂，取水水源均为花山溪干流、支流河道，存在非农业用水水质性缺水问题。为贯彻落实中央生态环境保护督察整改要求，解决城乡居民饮水安全问题，需优化平和县水资源配置布局，建设优质水源调水工程，解决水质性缺水问题。2新增供水水源地分析平和县境内主要河流有九龙江的花山溪和韩江的梅潭河。平和蜜柚主要分布在花山溪流域，干流水质风险突出，不宜作为饮用水源;支流山涧水只能满足就近乡镇的基
4、本用水需求，没有建库条件;平和县境内现有水库在满足本地用水后无富余水量供给平和县城，因此平和县城及周边霞寨镇、坂仔镇无法从县域现有水库取水满足因水质性缺水问题引起的用水需求。若从境外闽西南水资源配置引水工程取水，工程总体投资大;部分区域高程较高，需加压供水，不经济;工程实施年限不确定，不能满足近期迫切需水要求。因此，在平和县域内寻找新水源是解决平和县城生活生产急迫用水需求的唯一途径。梅潭河支流九峰溪流域水资源较丰富，经监测，流域内水质较好。该流域缺乏调蓄水库，现状开发利用率仅 6.35%。在九峰溪建设官峰水库，水库汇水区域均在平和县境内，便于水源地保护及管理，水质易监控;水库靠近花山溪供水区，
5、有适合建坝的场址和满足重力流输水的条件，库区涉及的淹没耕地及迁移人口较少;符合平和县水资源配置规划布局、九峰溪流域综合规划等上位规划，是解决未来一段时期平和县城镇发展用水需求的理想水源地。从区域水资源配置格局看，官峰水库具有无可替代的重要地位。通过多水源供水条件综合分析，最终选择官峰水库作为平和县新增供水水源地。3需水预测官峰水库位于韩江流域梅潭河支流九峰溪上游、崎岭乡境内，建 设任务除满足下游3 300亩灌区用412023 年第 1 期水 利 科 技表 1现状 2019 年官峰水库水源区和花山溪供水区需水单位:万 m3分区生活需水居民建筑业三产工业需水农业需水多年平均 P=90%河道外生态环
6、境需水需水量合计多年平均 P=90%非农业需水合计水源区崎岭乡5811570.81828282下游灌区121138121138小计5811571211380.8120322082花山溪供水区平和县城54135140433441 1931 1931 193霞寨镇138136157197197197坂仔镇118431516210210210小计79740207499571 6001 6001 600合计85541222506121138581 8031 8201 682注:农业用水为毛需水量，非农业需水未考虑引输水管线渗漏损失和水厂自用水;下同。表 2规划 2035 年官峰水库水源区和花山溪供水区
7、需水预测成果单位:/万 m3分区生活需水居民建筑业三产工业需水农业需水多年平均 P=90%河道外生态环境需水需水量合计/万 m3多年平均 P=90%非农业需水合计水源区崎岭乡77143103.76135135135下游灌区103120103120小计77143101031203.76238255135花山溪供水区平和县城762773889041522 2832 2832 283霞寨镇18921002127339339339坂仔镇1616867222347347347小计1 112855749972012 9692 9692 969合计1 189866171 0071031202053 2073
8、 2243 104水和崎岭乡非农业用水外，跨流域外引满足平和县城、霞寨镇和坂仔镇的非农业用水。根据各乡镇的社会经济和总体规划，运用定额法进行需水预测，官峰水库各供水对象现状 2019 年和规划 2035 年的需水成果分别见表 1 和表 2。4水资源优化配置方案规划在九峰溪干流上游段新建官峰水库，枢纽工程由拦河坝、泄水建筑物和引水系统等组成。坝址以上流域面积 45 km2，多年平均流量 1.54 m3/s，多年平均年径流量 4 870 万 m3。水库总库容 2 290图 1平和县规划“西水东济”水资源配置布局示意图万 m3，兴利库容2 069 万 m3，库容系数42.6%，为多年调节水库。工程以
9、供水为主，兼顾灌溉及消能发电，在满足九峰溪流域崎岭乡生活生产、下游灌区灌溉和河道生态流量用水后，富余的水量“西水东济”至临近花山溪流域，途中消能发电，置换花山溪原有供水水源，供给平和县城及周边霞寨镇、坂仔镇的生活生产用水。平和县规划“西水东济”水资源配置布局示意图见图 1，现状和规划的供水系统节点示意图分别见图 2 和图 3。图 2现状水源区和花山溪供水区供水系统节点示意图51水 利 科 技2023 年第 1 期图 3规划水源区和花山溪供水区供水系统节点示意图官峰水库所在的水源区崎岭乡非农业年需水量135 万 m3，考虑 10%的引输水管线渗漏损失和水厂自用水，毛需水量 149 万 m3，下游
10、 3 300 亩灌区多年平均需水量 103 万 m3，共需官峰水库提供原水252 万 m3。平和县城、霞寨镇和坂仔镇所在的花山溪供水区非农业年需水量 2 969 万 m3，扣除平和县城再生水提供的 152 万 m3的河道外生态用水，年需水量2 817万 m3，考虑 10%的引输水管线渗漏损失和水厂自用水，毛需水量 3 100 万 m3，共需官峰水库提供原水 3 100 万 m3。5水资源供需平衡分析5.1官峰水库节点供需平衡分析5.1.1计算方法 2官峰水库径流调节计算采用长系列法，根据各年分时段来水量及初步确定的同步用水量，按设定的调节计算顺序进行，第 i 时段计算公式如下:Vi+1=Vi+
11、W来i W用i W损i式中:Vi为官峰水库第 i 时段初蓄水量;Vi+1为官峰水库第 i 时段末蓄水量;W来i为官峰水库第 i 时段来水量;W用i为官峰水库第 i 时段综合利用各部门用水量之和;W损i为官峰水库第 i 时段蒸发和渗漏等损失水量之和。官峰水库正常供水保证率采用计算系列中水库满足正常供水年数(或时段数)与计算系列年数(或时段数)加 1 的比值表示，按照期望值经验公式进行计算，具体如下:P=m/(n+1)式中:P 为供水保证率;m 为正常供水年数(或时段数);n 为计算系列年数(或时段数)。5.1.2计算条件官峰水库径流计算以九龙江雁石溪龙门水文站(控制流域面积 192 km2)为参
12、证站，按流域面积比并用年面雨量修正后搬用，得到 1963 年 4 月 2018年 3 月共 55 年 660 个月长系列逐月平均来水量3。根据已批复的 福建省平和县九峰溪流域综合规划(2019 2035)，汛期(4 9 月)按多年平均流量20%下泄生态流量 0.308 m3/s，非汛期(10 3 月)按多年平均流量 10%下泄生态流量 0.154 m3/s4。利用水库特征参数、水库库容曲线、水库起始水位、坝址径流和蒸发渗漏损失等资料，按照时历法进行官峰水库长系列逐月水量供需平衡计算。5.1.3供需平衡分析成果水源区九峰溪流域用水包括崎岭乡非农业生活和生产用水、下游灌区灌溉用水和下游生态流量，官
13、峰水库为崎岭乡非农业生活和生产用水日均提供原水水量 0.42 万 t/d，在长系列 660 个月中，供水破坏月份为 20 个月，供水历时保证率为 97%;为下游灌区提供多年平均水量103 万 m3，55 年长系列共破坏 5 年，灌溉年保证率为 91%;下游生态流量按照汛期0.308 m3/s 和非汛期0.154 m3/s 下泄，保证率达到 100%。612023 年第 1 期水 利 科 技表 3官峰水库建成后水源区和花山溪供水区区域水量供需平衡成果项目频率水源区下游灌区崎岭乡生态小计花山溪供水区平和县城霞寨镇坂仔镇小计合计需水量P=90%1201497321 0012 3443743823 1
14、004 101P=97%1201497321 0012 3443743823 1004 101多年平均1031497329842 3443743823 1004 084供水量P=90%1201547321 0062 3453863863 1174 123P=97%841547329702 3453863863 1174 087多年平均1031547329892 3453863863 1174 106缺水量P=90%000000000P=97%360031000014多年平均000000000注:分配水量考虑 10%的引输水管线渗漏损失和水厂自用水;超过 P=97%的特枯水年各用水户按 P=97
15、%年份的可供水量同比例削减。花山溪供水区用水包括平和县城、霞寨镇和坂仔镇非农业生活和生产用水，官峰水库为花山溪供水区非农业生活和生产用水日均提供原水水量 8.54万 t/d，在长系列 660 个月中，供水破坏月份为 20个月，供水历时保证率为 97%。官峰水库供水区域崎岭乡、平和县城、霞寨镇和坂仔镇生活用水原水总需水量 1 308 万 m3(考虑10%的引输水管线渗漏损失和水厂自用水)，在长系列供水破坏的 20 个月中，最大破坏程度仍能保证供水区域生活用水需求。5.2区域水资源水量平衡分析官峰水库建成后水源区和花山溪供水区区域水量供需平衡见表 3。设计水平年 2035 年，九峰溪流域崎岭乡非农
16、业年需水量 149 万 m3，官峰水库对九峰溪流域崎岭乡非农业供水量 154 万 m3，可以满足水源区需水要求，保证率 97%时不缺水;花山溪供水区非农业年需水量 3 100 万 m3，官峰水库对花山溪供水区非农业供水量 3 117 万 m3，可以满足供水区需水要求，保证率 97%时不缺水。5.3跨流域引水影响分析官峰水库建成后，在满足各供水对象保证率需求前提下，多年平均可供水量 3 374 万 m3，蓄丰补枯作用明显;扣除水源区崎岭乡生活生产用水和下游灌区灌溉水量后，可外调水量 3 117 万 m3，满足平和县城、霞寨镇和坂仔镇的水质型缺水供水需求;九峰溪流域水资源开发利用率提高至 14.2%，满足水资源开发利用控制性指标，工程效益显著。年外引水量占九峰溪流域水资源总量的 8.12%，通过水资源合理调配，可满足九峰溪流域用水需求;通过下泄生态流量，对九峰溪下游河道生态影响较小，更能提高枯水日下游河道生态流量保障程度;通过谈判补偿，基本消除对九峰溪下游梯级电站的发电影响。6结语根据平和县供水现状及存在问题、可供水条件及水质型缺水分布区域研究该县水资源优化配置，提出 2035 年前立足平