水库应急供水可靠性分析论文
后溪应急供水安全性分析
作为集中饮用水水源地的外度水库，其水质自2008年开始进行全年跟踪检测。水质检测报告显示:外度水库水体常年超标的污染物为TP和TN，是影响水质的主要污染物，其他指标基本符合Ⅲ类水质标准。后溪水库库周及上游分布的村落及居民点稀少，生态环境整体保持良好，水质良好且稳定。后溪水库水质检测的数据只有2010年8～10月、2012年1～9月，指标基本符合Ⅲ类水质标准。通过整理，2010年以来外度水库和后溪水库主要污染物总磷和总氮对比如图1所示。通过后溪水库与外度水库的污染物对比分析可以看出;外度水库污染物总磷平均值0.072mg/L，最大值0.15mg/L;污染物总氮平均值1.121mg/L，最大值1.85mg/L。后溪水库污染物总磷平均值0.033mg/L，最大值0.05mg/L;污染物总氮平均值0.596mg/L，最大值0.932mg/L。后溪水库水质总体上优于外度水库水质，可作为外度水库的应急水源。一旦外度水库水质出现异常，可以通过后溪应急供水管道直接向下游外度渠道提供源水，同时起到双水源的供水保障作用。及时做好后溪应急供水工程的建设，将明显提高外度水库的供水安全性，因此工程建设是十分必要的。
后溪应急供水可靠性分析
1供水规模分析
后溪应急供水管道工程是为解决外度供水安全而兴建的，供水用户主要有涵江自来水厂和西天尾自来水厂，供水范围涉及外度水库下游的涵江区、荔城区的西天尾镇。根据用水户的特点确定供水规模。涵江自来水厂目前日供水量7.6万m3/d，应急时期限定生活生产用水日供水量6.08万m3/d。西天尾自来水厂目前日供水量2.40万m3/d，应急时期限定生活生产用水日供水量1.92万m3/d。合计后溪供水主管道设计日输水量8万m3/d，输水能力为0.93m3/s。
2水量平衡及可靠性分析
后溪水库具有良好的多年调节性能，作为外度水库的储备水源，可以对调节性能差的外度水库进行水量调节补偿。为合理评价后溪水库应急供水方案，需进行水量平衡及可靠性分析。后溪水库运行方式如下:优先保证应急供水需要，并考虑水库下游100hm2农田灌溉用水需要。当水库水位接近死水位且水库来水流量小于用水流量时，后溪水库应急供水即停止，外度水库下游应急供水须从其它水库调水。后溪水库坝址径流P=95%代表年选取2003年，根据萩芦溪流域水源危机发生特点及水库水位历史运行情况，对后溪水库来水量和需水量进行平衡计算。本流域供水危机通常发生在7～8月，故后溪水库应急供水开始时间选择7月。后溪水库历史运行最低水位203.73m(相应库容为414万m3)，故后溪水库汛前起始水位按203.73m考虑。根据逐月流量资料和应急供水需水量进行平衡分析计算表明，后溪水库应急供水量可满足7月至次年1月连续7个月的应急供水，此后外度水库下游应急供水须从其它水库调水。应急供水具有短期性的特点，水质经过7个月的修复，外度水库一般可以恢复正常供水。P=95%水平年后溪水库来水和用水调节成果见表1。若遇到极端情况，即后溪水库水位接近死水位而外度水库仍然无法进行正常供水的情况，外度水库下游应急供水须从其它水库调水。目前萩芦溪流域中型水库有后溪水库、东方红水库，涵江可以由东方红水库作为备用水源进行应急供水，远期可以考虑与拟建的乌溪水库至涵江水厂的供水管道在外度水库下游并网，形成多水源和管网供水系统，统一调度，联合供水，极大地提高应急供水的可靠性。要按照萩芦溪流域综合规划，加快外度水库上游中型水库的建设，做好水源点的开发建设。按照“三湾三水源”及“三纵三横”的莆田市水资源规划配置格局，加强水源供水网络联网，实现供水水量互补，提高应急供水的可靠性。
后溪应急供水经济可行性分析
自后溪水库引水到外度渠道，结合沿线周边区域现状，拟采用2种方案，管道线路规划布置见图2。方案一(后溪电站尾水渠取水方案):在后溪电站尾水渠处建一蓄水池作为供水管道的前池。水流经电站机组发电后进入蓄水池，再通过管道引走。该方案管道总长9.081km，管材采用玻璃钢管。经管道水力计算，确定管内径为700mm，引水流量1.2m3/s，日供水可达10.4万m3/d。方案二(南陂电站压力前池取水方案):水流经后溪电站机组发电后，通过后溪水库下游南陂电站的引水渠至南陂电站的压力前池，拟建管道进水口位于压力前池另一侧。该方案管道总长7.067km，管材采用玻璃钢管。经管道水力计算，确定管内径为700mm，引水流量1.34m3/s，日供水可达11.58万m3/d。2个方案技术及经济比较如下:方案一需埋设DN700玻璃钢管管道长度为9.081km，方案二埋设DN700玻璃钢管管道长度为7.067km，后者比前者管道长度减少2.014km。方案一工程总投资为1257.66万元，方案二工程总投资为1000.80万元，两种方案投资相差较大，具体投资比较见表2。经技术、经济比较分析，方案一存在投资高、线路长、运行维护困难的问题，方案二充分利用现有输水设施，线路短，施工简单，维修方便，造价较低。根据本工程开发任务、供水规模，推荐方案二作为应急供水工程的首选方案。该方案的后溪应急供水工程起点位于南陂电站压力前池开口，终点在外度水库进水闸后，可以充分利用地形实现管道输水，水位落差大，线路相对较短，无需设置抽水泵站，工程造价相对较低，且建成后运行管理成本低，维修方便，工程建设条件较好，在经济上是可行的`。
结语
萩芦溪流域当前所面临的是水质型缺水的困境，水质型缺水具有供水危机短期性的特点，因此可以充分利用外度水库上游后溪水库相对优质的水资源作为应急水源，保证供水的安全性。做好后溪应急供水工程的建设，可以有效应对可能发生的突发性水污染事件，保障外度水库供水安全。目前外度水库上游的中型水库只有后溪水库，要按照萩芦溪流域综合规划，加快外度水库上游中型水库的建设，适时进行水源点的开发建设，按照“三湾三水源”及“三纵三横”的莆田市水资源规划配置格局，加强水源地的联合调度及水源供水网络联网，实现供水水量互补，提高应急供水可靠性，保障供水安全。
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