滹沱河综合治理段多水源供水可行性分析

赵 勐

滹沱河综合治理段多水源供水可行性分析

赵 勐

（河北省水文水资源勘测局，石家庄050031）

石家庄市水资源匮乏，供需矛盾突出，遇到偏枯年份及枯水年份，仅靠岗南、黄壁庄两水库供水难以满足河段的补水要求。充分利用南水北调中线水源和再生水源，采用多水源联合补水，是维持滹沱河综合治理段水环境健康的关键措施。

滹沱河；水环境；多水源；耗水量；可行性

1 滹沱河综合治理段概况

滹沱河发源于山西省繁峙县，流经石家庄主城区北部，上游建有岗南和黄壁庄两座梯级串联水库，是石家庄市唯一地表水水源。由于上游用水及水库水量控制，水库下游河流自20世纪70年代开始出现连续断流，80年代干涸沙化，90年代成为纳污河道，河道水环境恶化显著［1］。2007年，通过对“水、堤、路、桥、岛、绿、景、居”进行统一规划和综合治理，依托河流水体和两岸森林绿地，将滹沱河打造成为省会的生态地标性景观。综合治理河段长16km，以橡胶坝和挡水堰分为5段，水面面积800万m2［2-3］，该区域生态环境得到了极大改善，但恢复河流水环境首先需要解决补水问题。

2 综合耗水量分析

滹沱河综合治理段的耗水量包括水面蒸发量、绿化用水量及水体渗漏量。

2.1 水面蒸发量

黄壁庄陆上水面蒸发站位于1号水面站上游25km低山丘陵处，为常年观测站。两测站同期观测的蒸发量相差23.7mm，即1号水面蒸发量大于黄壁庄站。通过对两站的多个气象因素资料（1号水面站借用正定站资料）进行合理性对照，找出造成蒸发量不同的主要影响因素是风速和气温等。

将两站同期蒸发资料计算比较，参考气候因素，得出黄壁庄站3～11月蒸发量修正系数采用1.3，12月～次年2月为封冻期，不作修正［4］。本次蒸发量分析计算，借用黄壁庄站2010～2013年资料，考虑修正系数折合为综合治理段水面蒸发量。由此计算出滹沱河综合治理段1～5号各水面月、年水面蒸发量。

2.2 绿化用水量

本次分析绿化用水时间自4月1日～10月31日，1～5号河段绿化面积共计345万m2，其中，林地90万m2。绿化用水定额采用GB50015—2003《建筑给排水设计规范》绿化浇洒1～3lm2/d［5］，本次分析取用2lm2/d。根据日绿化用水量计算公式求得各水面日、月、年绿化用水量。

2.3 水体渗漏量

2014年3～11月，对1～5号河段水位进行了逐日观测，观测设备为直立式水尺。降水量取用正定站的同期降水资料。根据1～5号水面的河段特性，选取无补水、放水过程的水深数据，采用静水法［6］分析计算各水面渗漏量。由此求得各水面日、月、年渗漏量。

1～5号水面蒸发、渗漏量比值分别为1.08，0.20，0.25，0.28，0.25，从中可看出只有1号水面防渗措施最好，蒸发、渗漏水量接近，而其他水面渗漏水量远大于蒸发水量。

通过对各水面的蒸发量、绿化用水量及渗漏量的分析计算，1～5号水面现状年耗水量分别为：446，270，456，834,，751万m3。总耗水量2757万m3。

3 水质达标需水量

按照GB12941—91《景观娱乐用水水质标准》［7］的C类标准，各水面水质均时有超标。为计算维持水质、水量达标的最低需水量，根据物质守恒定律和化学反应动力学原理，对5个串联水体，构造了描述“坝式景观水体”水质、水量变化的综合数学模型，建立起“坝式景观水体”水质和补水量的定量关系，进而对串联景观水体联合推演，确定出逐时段维持水质达标所需的最小补水量。

通过计算，确定了现状年保证率50%，75%，95%条件下，1～5号水面年最小需水量分别为3494万，3449万，3386万m3。最佳补水时机为每年的3，5，8，9，11月。

4 多水源供水的可行性

4.1 当地地表水源

岗南、黄壁庄水库是石家庄市唯一地表水水源，两水库均为综合利用水库，设计总库容27.8亿m3。2001～2013年，两库平均供水5.94亿m3，农业用水占66.1%，生活用水占13.4%，工业用水比较稳定，环境用水稍有增加。自2008年开始向北京市应急供水，年均输水1.52亿m3。岗南水库未有弃水，黄壁庄水库溢洪道仅在4个月弃水0.42亿m3。南水北调通水后，可置换出水库城市供水量1.0亿m3，可用于农业与环境。同时，南水北调引江水供给北京后，水库所承担的北京应急供水任务可取消，因此可提高水库对当地的供水保证率。

滹沱河水环境综合治理段为重点区域生态修复工程，环境供水保证率选取低于工业高于农业。对岗、黄水库进行长系列水量调节计算，调节年度为水利年。计算结果表明：按照滹沱河综合治理段所确定的每年3，5，8，9，11月份的补水时间，在保证率50%的平水年份环境用水可由岗、黄水库供给。但在保证率75%、95%年份水库供水不足，环境缺水量一般在5月份，缺水量分别为562，563万m3。岗南、黄壁庄两库不同保证率供水情况如表1。

表1 岗、黄两库不同保证率供水情况单位：万m3

续表1

4.2 再生水水源

正定新区污水处理厂位于滹沱河北岸，距离综合整治段5号水面不足3km，设计处理能力10万t/d，出水水质达到一级A标准，实现中水回用7万t/d［8］，近期已经建成投产。综合整治段一期工程所在区域属于石家庄市地下水二级保护区范围，河道内虽做了防渗处理，但水量渗漏不可避免，中水水源作为补充水是否会对周边地下水产生影响，需要做进一步研究。但综合整治工程两岸绿化、冲刷道路等对水质要求不高的用水，完全可使用再生水。另外，以后随着滹沱河综合整治工程向下游延伸，延伸至地下水二级保护区范围之外的，可以视工程情况，使用处理后的再生水作为滹沱河水环境的补水水源。

4.3 南水北调引江水水源

南水北调中线总干渠在1号水面上游横穿滹沱河，并在滹沱河右岸留有退水口门，完全可以实现向综合整治段的河道供水。

南水北调水源区连续枯水期很少，与本区域同枯遭遇概率更低，有很好的补偿调节作用。

石家庄市多年平均分配引江水7.82亿m3，即便在枯水期保证率90%时可供石家庄水量仍有4.87亿m3［9］。按照南水北调水近期供水遵循以城市供水为主、适当考虑生态和农业用水原则，在直接供给城市工业、生活用水的情况下，可适当考虑城市生态供水。由上述分析，在偏枯年和枯水年份，单独由岗、黄两库供水无法满足综合治理段环境用水的需求，可考虑由南水北调中线工程供水。另外，在南水北调通水初期，石家庄市配套工程尚未完全建成运行的条件下，可由南水北调总干渠滹沱河退水口门直接向综合整治段供水，以充分利用外来水源。

5 结语

（1）监测和分析表明：渗漏量在耗水量中占比重最大，1～5号水面的耗水量差异大的原因也是渗漏量不同造成的。年内各月的渗漏水量基本稳定，蓄水量对其影响不大。造成各水面渗漏量差异的原因很可能与施工质量有关。对综合整治段河道的补水，除了考虑耗水量以外，还要考虑水质达标的因素，现状一般年份的最小补充水量3494万m3。

（2）由于当地水资源匮乏，即便是在水环境保证率高于农业用水时，在偏枯年份和枯水年份仍有部分月份不能满足需要。利用当地地表水的单一水源给综合治理段水环境供水，存在很大的不确定性。

（3）南水北调中线水源具有很好的补给条件，尤其在配套工程尚未完全建成的情况下，应多用引江水来补充环境用水。遇到偏枯年和枯水年份，当上游水库来水不足时，应提前考虑采用引江水。

（4）两岸绿化、冲刷道路等可使用正定新区污水处理厂的再生水。5号水面也可考虑使用部分再生水源。

（5）随着滹沱河综合整治工程向下游延伸，延伸至二级保护区范围之外的，可以视工程情况，综合使用处理后的再生水、引江水和水库地表水联合供水。

［1］毕远山.滹沱河流域水资源与水环境变化分析［J］.水科学与工程技术，2014（3）：37-40.

［2］田义轩.石家庄滹沱河综合整治生态景观概念设计［J］.水科学与工程技术，2011（6）：48-49.

［3］郝彦玲，卢双宝.滹沱河整治工程的主要任务［J］.河北水利，1997（5）：48-49.

［4］卢峰，邹伟国，卢斌.封闭景观水体补充水量研究［J］.净水技术，2010，29（3）：11-13.

［5］GB50015—2003，建筑给排水设计规范［S］.

［6］SL18—91，渠道防渗技术规范［S］.

［7］GB12941—91，景观娱乐用水水质标准［S］.

［8］李藏哲，王永成.石家庄正定新区污水处理厂防水施工［J］.水利与特殊构筑物防水，2014（20）：40-44.

［9］河北省南水北调工程建设委员会办公室.河北省南水北调配套工程规划［R］.2008.

Feasibility analysis on water supply with multiple water sources of Hutuo River comprehensive treatment segment

ZHAO Meng
（Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Hebei Province，Shijiazhuang 050031，China）

Shijiazhuang is lack in water resource to result in the standing out imbalance between supply and demand，in the year of water shortage condition or even worse，it is hard to meet water demand only by Gangnan reservoir and Huangbizhuang reservoir.It is the essential measure to keep Hutuo river comprehensive treatment section healthy water environment by the multiple water resources water supply of the middle line of south to north water transfer project and water resources regeneration.

Hutuo River；water environment；multiple water sources；water consumption；feasibility

TV213.9

B

1672-9900（2016）04-0025-03

2016-06-28

赵勐（1987-），男（汉族），河北石家庄人，工程师，主要从事水文水资源工作，（Tel）17703116576。