刘素梅

（陕西省三原县水利工作队，陕西 三原 713800）

三原县位于关中盆地中部、渭河以北，咸阳市东北部，总面积576.9 km2。清河自西向东穿城而过，城区总面积14 km2，人口13万人。三原县属暖温带大陆性气候区，春暖干燥少雨，夏热阵雨伏旱，秋凉气爽多阴雨，冬寒少雨少雪，多年平均降水量536.6 mm。三原县地表水资源相对贫乏，境内主要河流有清峪河、浊峪河、赵氏河。由于各河上均有水库，所以河道流量很小，且部分河段污染严重。全县地下水资源量约为1亿m3，可开采量为0.7亿m3，目前已开采量0.45亿m3。随着三原县社会经济发展，县城供水矛盾重重，需对县城未来用水需求和解决用水方案进行探析。

1 供水现状及存在问题

1． 1 供水现状

目前三原县城供水由冯村水库引水，经冯村水厂净化处理后，由一条7.2 km的输水管道，将水输送到鲁桥调蓄调压池，自流输送到城区配水管网，全城区共铺设配水管网71 km，自来水供水普及率73%。20017年县城人口13万人，其中自来水供水人口为8万人，人均综合用水78.75L/人·d，工业万元产值用水15 m3/万元。自备井及自来水公司合计日供水3.13万m3/日，年供水量937万m3，其中工业用水657万m3，生活及其它用水280 万 m3。

目前三原县城区供水主要由县自来水公司和自备井两大供水系统组成。城区生活用水主要由自来水公司供给，供水水源为冯村水库及周边地下水。据不完全统计，县城共有自备深井44眼，自备浅井55眼，日供水量约1.93万m3，年供水量约为693万m3。

1.2 供水存在问题

（1）管道老化严重。三原县城配水管网多建于20世纪60～70年代，建设标准低，老化失修严重，而且漏失率达到35%～40%。

（2）管网配套不合理。县城东环路、王苍巷、池阳中段、宴友思大街中段等配水管老化失修且“瓶颈现象”严重，设计管径φ400 mm～φ200 mm，但现状管径仅为200 mm～300 mm，造成水头损失严重，局部供水区已降低到6 m～8 m。管网末端长期供不上水，居民怨声载道。

（3）供水严重不足。按照三原县发展规划，2025年县城人口将达到23万人，工业产值达到100亿元，届时县城城区居民生活及工业用水将达到8.3万m3/d，县城用水缺口较大。

2 水源分析

2.1 地表水

冯村水库位于清峪河中下游，1971年建成蓄水，多年平均径流量1764万m3，水库总库容1890万m3。其中兴利库容1125万m3，经多年运行，现存兴利库容600万m3。2001年开始承担三原县城供水任务。根据冯村水库1971年～2008年38年的入库水量资料，通过频率分析，求得多年平均入库水量为1703万m3，其中95%、75%、50%年入库水量分别为831万m3、1173 万 m3、1557 万 m3。

西郊水库位于三原县城以西约2 km的清河干流上，是一座中型水库，多年平均径流量736万m3。该水库主要调蓄泾惠渠非灌溉季节水，总库容3405.5万m3，其中有效库容1984.1万m3，滞洪库容1394万m3，年调节水量3050万m3。由于泾河水已受工业污染，同时区间径流冶峪河已受淳化县工业及生活污染，清峪河已受宏远锻铸工业公司工业污染，库水污染严重，不宜做为生活饮用水源。

2.2 地下水

根据勘探资料，在300 m深度内含水层划分为三个含水岩组。第一含水岩组：由100 m深度内含水层，构成属泾～清峪河沉淀物；第二含水岩组：埋藏在100 m～200 m深度内，属泾河沉淀物；第三含水岩组：在200 m～300 m深度内，属渭河沉淀物。县城城区地下水源目前有44眼深井，55眼浅井，日出水量约1.93万m3，基本上属第Ⅰ、Ⅱ含水层，水味微咸。

冯村地下水源工程区第四系地层厚度300 m～600 m，潜水埋深10 m～20 m，单井出水量30 t/h～50 t/h，砂岩裂隙水、灰岩水埋深300 m～800 m，单井出水量80 t/h～100 t/h，潜水及承压水水质良好。

3 供水方案分析

3.1 需水量预测

根据《三原县城水中长期规划》、《三原县城市总体规划修编纲要》，本工程选用的现状基准年为2017年，设计水平年2025年。预测2025年县城面积将近达到26.49 km2（其中工业园面积6 km2），县城人口增至23万人，工业总产值为100亿元，工业增加值达到70亿元。

根据陕西省节约用水办公室2004年印发的《陕西省行业用水定额》（试行），并参考《室内给水设计规范》，经分析，本次确定的县城居民生活用水定额为95 L/人·d。结合《陕西省水资源开发利用规划》、《陕西省行业用水定额》及三原县食品工业园区发展思路（以食品和机械加工为主），确定工业万元产值用水量为14.3 m3/万元，公共建筑设施用水量为居民生活用水量的25%。未预见水量和管网漏失水量按最高日需水量的15%～25%计算。三原县是一个十分缺水的县城，本着节约的原则，本工程确定的其他用水量为最高日居民生活用水量、工业用水量、公共建筑用水量之和的20%计算。

根据以上定额标准，计算出2025年三原县城采用集中供水的居民生活用水量21850 m3/d，工业需水量达到47667 m3/d，公共建筑用水量为5463 m3/d。其他用水总量14996 m3，则县城总需水89976 m3/d。其中自来水公司集中供水户需水量35921 m3/d，本次设计采用36000 m3/d。根据规范规定，县城供水时变化系数K时＝1.5，全年日用水变化系数K日＝1.5，则全城最高日最高时用水1438.4 L/s,自来水公司供水户最高日最高时用水625 L/s。

3.2 改扩建工程新增供水能力和供水量的确定

由以上分析可知，从节约用水的原则出发，无论是城市居民用水还是工业企业用水，即使最大限度的考虑采用地表水，至设计水平年2025年，县城最高日需水量约8.9万m3/d；现状年2017年，县城日供水能力3.13万m3/d（其中1.2万m3/d为冯村水厂供水，1.93万m3/d为城区地下水供水）；对于所缺水量拟通过自来水公司集中供水解决2.4万m3/d，其余部分通过建设自备井及区外调水解决。

考虑到本工程主要为县城居民生活用水供水，根据已建成的冯村水库供水工程和现有的供水水源可供水量以及食品工业园、重化工业园近期急需水量，工业用水量本次只考虑清河食品工业园18亿元工业产值用水量208.8万m3/年，最高日用水量8580 m3/d；全城居民生活最高日用水量17100 m3/d，公共建筑最高日用水量4275 m3/d，其他最高日用水量5991 m3/d，总用水量为35946 m3/d，本次设计采用36000 m3/d。本改扩建工程设计总供水能力确定为3.6万m3/d，比原供水工程的供水能力1.2万m3/d新增供水能力2.4万m3/d。

3.3 供水水源选择

本次供水水源选择优先选择地表水，其次考虑地下水。

3.3.1 冯村水库

冯村水库原设计功能以灌溉为主、兼有供水、防洪，灌溉面积为9.23万亩农田。现在冯村水库的运行功能已发生改变，以供水为主，兼有防洪，没有灌溉。通过实地查勘和调查，对冯村水库进行调节计算。在干旱年、特大干旱年首先满足生活，其次考虑其它用水。城镇供水保证率为95%。根据水库现状规模，确定水库的调节方式为多年调节，水库采用早蓄方案，根据水量平衡原理，采用时历列表法进行调节计算。调节采用长系列操作，计算时段为月。起调时间从1971年1月开始，至2008年12月结束。

根据三原县规划水平年2025年需水量预测成果可知，县城总需水为8.9万m3/d，其中自来水公司集中供水户需水量35946 m3/d，本次设计采用36000 m3/d。各月分配情况见表1。

表1 三原县城市供水水各月分配情况 单位：万m3

冯村水库1971年～2008年入库实测水量，已扣除水库蒸发和渗漏损失量。经冯村水库多年逐月试算，调节过程见图1。由调节过程可知，在38年系列中，破坏年数为12年（即该年中有至少有1个月库容达到死库容），破坏月为104个月，则年保证率为68%，月保证率为77%。缺水年月集中在1996年5月～2003年8月。由此可见，单由地表水源冯村水库供水，不能解决三原县设计水平年设计需水要求。

图1 方案一冯村水库多年逐月调节过程

3.3.2 冯村地下水

目前自来水公司在冯村凿机井1眼，租用农村机井2眼，日出水量0.72万m3，该水源井原为解决特干旱年份县城供水而修建的。经上述分析和实地勘察调查，本着先近后远、先易后难的原则，本次设计拟采用冯村水库和周边地下水，做为本次改扩建的水源工程。设计水平年需水量预测分析计算可知，预测2025年供水区需水量总量为3.78万m3/d（最高日供水量3.6万m3/d加水厂自用水量，采用供水量的5%），年用水量919.8万m3。

根据以上分析，本次采用冯村水库和现有备用水源井给县城供水。现提出两种不同供水方案：①冯村水库和大口井一眼；②冯村水库、大口井一眼及两眼农用井。两种不同供水方案各月供水分配情况见表2。

表2 三原县不同方案城市供水水各月分配情况 单位：万m3

根据两种不同方案各月供水情况，经冯村水库多年调节计算，现分析如下：

方案一：经冯村水库多年逐月试算，调节过程见图2。由方案二调节过程可知，在38年系列中，破坏年数仅为1年（即该年中有至少有1个月库容达到死库容），破坏月为6个月，则年保证率为97%，月保证率为98%。缺水年月集中在2001年7月～12月。

图2 方案二冯村水库多年逐月调节过程

方案二：经冯村水库多年逐月试算，调节过程见图3。由方案二调节过程可知，该方案下38年长系列中没有出现破坏年月。

图3 方案二冯村水库多年逐月调节过程

综上所述，方案一出现了不同程度的破坏年月，从三原县城市供水偏安全角度考虑，加之，近年来我国极端天气频繁出现，本次推荐方案二为供水方案。即冯村水库年供水量为657万m3/年，现有地下水源井年供水量262.8万m3/年，其余地下水源井仍做为备用水源，不需开采新的水源。

4 结语

三原县城两个受水区目前供水能力已严重不能满足工业、居民用水需要。为了解决供需水之间的矛盾，改善城镇居民的生活用水条件，通过对三原县城用水量的需求预测，供需平衡及水源分析，经多方案技术经济比较，提出水源利用冯村水库及周边地下水进行供水，项目年新增供水总量919.8万m3，为冯村水库及周边地下水水源供水。