南源地表水取水水源论证

5地表水取水水源论证

本建设项目位于辛安泉域长治市行政区。据调查，目前建设项目所在区域较近（25km）的潞城市污水处理厂的中水已经批复给王曲电厂二期工程，建设项目生产生活用水水源仅有该区域的地表水资源与地下水资源。地表水源为漳泽水库，由潞城市兴水工业供水公司提供；地下水源为该项目区域的辛安泉域岩溶地下水。

5.1地表水取水水源论证范围

本项目地表水取水水源为漳泽水库，取水量为274万m3/a，其坝址以上控制流域面积3176km2。根据“导则”5.2和《建设项目水资源论证培训教材》（水利部水资源管理司水利部水资源管理中心编著中国水利水电出版社 2005年）的要求与说明，确定本次地表水取水水源论证范围为漳泽水库坝址以上控制流域面积，论证面积为3176km2。见图1-1、图5-1。

5.2 依据的资料与方法

5.2.1浊漳南源流域概况

漳泽水库位于浊漳南源干流上。浊漳南源发源于长子县西南太岳山脉的发鸠山黑虎岭，流经潞安盆地腹部，于襄垣县甘村与浊漳西源汇合，全长104km，流域面积3580km2。流域东屏太行，西依太岳与沁河相隔，南界丹朱岭与丹河相邻。流域三面环山，属暖温带大陆性季

分析范围

图5-1 地表水论证范围图

风气候。

浊漳南源河流水系呈扇形分布，主要支流有苏里河、小丹河、陶清河、岚水河、石子河、绛河等。苏里河发源于长子县上沟村西北部，自西向东流经西峪转向北从潜龙庵附近注入浊漳南源；小丹河(也称北丹河或田良河)发源于丹朱岭北麓，自西而东经张店、崔庄而后北上，经田良、佈村、郭村、邹村、韩坊等村，在交里村北汇入浊漳南源，全长18km，流域面积120km2；陶清河发源于壶关县马鞍山，全长78.7km，流域面积735 km2，由南向北汇入浊漳南源；岚水河发源于屯留县盘秀山，于长治市杨暴村北汇入浊漳南源，全长58km，流域面积463km2；绛河是浊漳南源最大的一条支流，分南、北两源，北源始于沁县官道沟，南源(绛河主源)始于屯留县烟火沟，绛河自西向东横贯屯留全境，在

东司徒村南注入浊漳南源，全长84.9km，流域面积877km2；石子河发源于壶关县消军岭，于长治市北寨村西汇入浊漳南源，全长46km，流域面积385km2。

在漳泽水库上游的各支流上现建有中型水库6座，小型水库37座，控制流域面积1551km2，由此可见，在漳泽水库控制流域内人类活动影响较大。漳泽水库流域水系及主要水利工程见图5-2。

漳泽水库水文站

西莲水文站

湛上水文站

东大关水文站高河水文站

图5-2 漳泽水库流域水系、水利工程及水文站网分布图

5.2.2漳泽水库工程概况

漳泽水库（见照片5-1）枢纽位于长治市以北20km的交漳村与淹村之间，距河口31.6km，控制流域面积3176km2。漳泽水库地处太行山西侧上党盆地的腹部，是山西省六座大型水库之一，水库于1959年11月1日正式动工兴建，1960年4月1日拦河土坝建成蓄水。1989年10月开始对漳泽水库进行了改建，改建工程包括泄洪洞改建、大坝加高培厚和溢洪道改建三部分，改建工程于1995年5月全部完工，1998年11月通过了验收。

照片5-1 漳泽水库俯瞰

水库枢纽工程由大坝、溢洪道、泄洪洞和输水洞四部分组成。

大坝为碾压均质土坝，坝顶高程910.00m、最大坝高22.5m、坝顶宽7.0m、防浪墙高1.2m，正常蓄水位902.4m，校核洪水位907.56m，总库容4.183亿m3，汛期限制水位主汛期901.00 m、非主汛期901.50 m；防洪库容3.41亿m3，兴利库容1.135亿m3，死库容0.123亿m3。

溢洪道位于大坝右端，基础为第四系下更新统泥河湾期湖相沉积层，厚度约100m,有褐色亚粘土、粉质粘土，其中夹有薄层

泥灰岩。溢洪道于1992年进行第三次改建,闸室由原来的开敞式改为胸墙式,设弧形钢闸门4孔,每孔尺寸为9.2×6.6m,用2×400KN的油压启闭机,堰顶高程897m,最大泄量2100m3/s,溢洪道总长304m。

泄洪洞位于大坝轴线桩号O＋800处(筑在黄土台地上),为坝内埋管式，半有压洞,洞身断面尺寸为3.2×3.575m的马蹄形,洞长97m,洞首为25.5m高的进水塔,塔内装3.4×3.7m的平板钢闸门和3.5×3.6m的检修闸门,进口底高程891.3m,设计限泄最大流量90 m3/s。

输水洞位于溢洪道右侧，为潞城史廻渠首引水洞,直径1.2m,进口高程897.8m,由1.4×1.4m的平板钢闸门控制,最大引水流量2.0 m3/s;大坝桩号2＋300处是长治市郊区七一渠渠首引水洞,为坝内埋管式,洞身直径lm,进口底高程897m,设1.2×1.2m平板钢筋砼闸门,由出口阀门控制,最大引水流量2.0m3/s。漳泽水库枢纽工程布臵图详见图5-3。

5.2.3水文基本资料

漳泽水库流域水文站网分布图见图5-2。漳泽水库水文测验始于1960年，观测系列完整。漳泽水库建成后，于1960年5月由山西省长治市漳泽水库管理局设立水文站，1962年7月移交山西省水文总站领导。1992年7月开始，水库先后设立4个进库站，分别是绛河上屯留县的西莲站、岚水河上长子县的东大关站、浊漳南源干流上长治县的高河站、石子河上长治市郊区的湛上站。

5.2.4 漳泽水库现状供水情况

根据漳泽水库管理局提供的资料和山西省水利统计年鉴，漳

泽水库2000－2004年向工、农业供水量统计详见表5-1。

漳泽水库供水情况表

表5-1 单位：万m3

5.2.5 漳泽水库库容曲线

本次论证漳泽水库按30年正常运行期考虑，库容曲线在1999年实测淤积资料基础上，推算水库2035年的淤积量和淤积形态。

水库原设计的库容曲线（1960年库容曲线）由于受当时地形图的限制，在1965年已经被证明是不正确的，所以采用1965－1999年水库实测淤积量和淤积形态推求2035年的库容曲线，见表5-2及图5-4。

5.2.6 漳泽水库蒸发及渗漏

浊漳河流域自冬季11月初开始结冰至次年3月底解冻的约

5个月内蒸发量很小；4月初以后，风力加大，气温开始上升，湿度较小，蒸发量开始加大；进入汛期降水增多、湿度增大，蒸发量开始下降；以后风力减小，气温下降，开始结冰，蒸发量减小

。

根

据

《

山

西

省

吴

漳泽水库2035年库容曲线

表5-2 单位：万m

3

备注：表中高程为大沽高程。

892

894

896

898

900

902

904

906

908

910

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

库容(万m 3

)

水位(m )

图5-4漳泽水库水位－库容曲线

家庄水库工程可行性研究报告》中对长治、长子站蒸发量的分析计算和对流域降水—天然径流关系的分析结果，流域内多年平均水面蒸发量为894.3mm，陆面蒸发量为527.8mm。

水库附加蒸发为水面蒸发与陆面蒸发的差值，全年为366.5mm，见表5-3。

漳泽水库蒸发量

表5-3 单

水库渗漏损失根据漳泽水库库区的水文地质条件及水库水情资料，并参照历次的设计成果，月渗漏损失按水库平均蓄水量的1%计。

5.2.7 论证方法

本次论证基本方法如下：

（1）对漳泽水库来水量进行还原计算，在此基础上扣除水库上游规划水平年用水量，增加跨流域调水工程和地下水供水工程供水产生的污废水排放量，预测规划水平年入库径流量；

（2）预测漳泽水库供水范围内工业和农业灌溉需水量，作为径流调节计算的基础；

（3）漳泽水库属于大（Ⅱ）型多年调节水库，本次论证直接采用长系列时历法进行调节计算（其中包括若干个连续枯水年组），分析水库的可供水量；

（4）对取水口位臵的合理性进行了分析；

（5）对漳泽水库可供水量进行了风险分析计算，据此确定水库的供水可靠性；

（6）在取水可靠性分析的基础上，结合项目取用水合理性分析、取水口位臵的合理性分析以及取水对区域水资源和其他用水户的影响等分析取水的可行性。

5.3 来水量分析

5.3.1 径流量还原计算

漳泽水库年径流量系列采用我省第二次水资源评价中认为系列代表性较好的1956－2000年45年连续系列，其中1956－1979年系列采用我省第一次水资源评价成果，本次工作只对1980－2000年径流量系列进行还原计算。

还原计算的水量平衡方程式：

漳泽水库天然径流量为实测径流量和还原水量二者之和，即：

还原

实测天然W W W +=

中水

库渗库蒸库蓄工耗农耗还原W W W W W W W -++±+=

式中：实测

W

、天然

W

—水文站控制断面实测和天然径流量；

还原W —各项还原水量之和； 农耗W —农业灌溉地表水净耗水量； 工耗W —工业引用地表水净耗水量；

库蓄

W —水库蓄水变量，蓄水增加时为“+”，减少时为

“-”；

库蒸

W —水库附加蒸发损失量，等于库区水面蒸发量和陆面蒸发量之差；

库渗

W —水库渗漏损失量；

中水

W —跨流域调水工程和地下水供水工程供水产生的污废水排放量。

根据以上水量平衡方程，对漳泽水库径流量进行还原计算，计算的漳泽水库天然径流量见表5-4。 5.3.2年径流系列的一致性修正

由于经济社会的高速发展，人类活动对下垫面条件的影响不断加剧，漳泽水库上游河川径流量呈减少趋势，即在同量级降水情况下，20世纪80年代以后的产流量明显小于50－70年代产

流量。也就是说在人类活动影响逐渐加大的情况下，流域的产汇流机制发生了变化，应用数理统计法分析计算较长系列的河川径流量，难以符合系列的一致性要求，同时计算成果也不能反映近期下垫面条件下的产流量。

基于以上情况，需对还原后的1956－2000年天然径流系列进行一致性分析，对前期天然径流系列进行修正，使计算成果的系列一致性得到改善，而且能反映近期下垫面条件下的地表水资源量。

点绘漳泽水库累积年降水量和累积年径流深关系曲线，见表5-5、图5-5。

从图5-5不难看出，以1976年为分界点，累积年降水量和累积年径流深关系明显出现转折，可以初步确定漳泽水库以上流域下垫面条件变化对径流影响基本发生于1976年。

漳泽水库天然径流量计算表

表5－4 单位：3

漳泽水库累积年降雨量与累积年径流深

表5－5 单

图5－5 漳泽水库累积年降雨量和累积年径流深关系曲线

点绘漳泽水库面平均降水量与天然径流深相关图，见图5-6，也可以看出1977－2000年以后的点据明显偏离1956－1976年点据，表明下垫面条件变化对径流影响较大，需要对年径流系列进行修正。在同量级降水条件下，1977－2000年大多数点据位于图形下部，1956－1976年以后大多数点据位于图形上部。将45年系列以1976年为界划分为人类活动影响前后两段，分别通过点群中心绘制其降水－径流相关图，上部一线为1956－1976年的降雨径流关系，下部一线代表1977－2000年的降雨径流关系，两线之间纵坐标距离即为由于受人类活动影响使年径流深减少的幅度。

5000

10000

15000

20000

25000

30000

500

1000

1500

2000

2500

3000

R(mm)

P （mm ）

图5-6 漳泽水库面平均降水量与天然径流深的相关图

选定一个年降水量值P i ，加前期影响雨量αP i-1后，从图中两条曲线上可查出（或直接用两个降水径流关系求得）两个年径流深值R 1和R 2，年径流衰减率α和修正系数β分别为：

1

2112:

%100)(R R R R R =?-=βα

式中：R 1代表1956－1976年下垫面条件下的产流深； R 2代表1977－2000年下垫面条件下的产流深。 根据需要修正年份的降水量，由两条关系线可计算得修正系数β乘以该年修正前天然径流量，即可求得修正后的天然年径流量。

修正后的1956－1976年天然年径流量系列与1977－2000年成果共同组成具有一致性较好的45年天然径流量系列，见表5-6。漳泽水库1956－2000年修正前多年平均河川径流量20284万m 3，修正后为18339万m 3。

50

100150200400

500

600

700

800

900

1000

1100 1200

P i +aP i-1 (mm)

R （mm ）

漳泽水库天然径流量系列表

表5-6 单3

5.3.3年径流量频率分析

对上述修正的漳泽水库1956-2000年天然年径流量进行频率分析，频率曲线采用P-Ⅲ型，以适线法适线，计算结果如表5-7和图5-7。

漳泽水库年径流量频率分析结果表

表5-7 单位：3

图5-7 漳泽水库年径流量表频率曲线

5.3.4 长治市污水排放情况

（1）长治市主城区的污水排放实测资料

石子河发源于壶关县消军岭，于长治市北寨村西汇入浊漳南源，全长46km，流域面积385km2，是漳泽水库的一条主要支流，除干流上建有庄头、杜家河两座中型水库外，还有龙丽河、石子

河两座小型水库。石子河水库至河口的流域面积仅为37.8 km2。石子河本身是一条季节性河流，再加上上游庄头、杜家河两座中型水库和龙丽河、石子河两座小型水库的对流域径流的拦蓄，石子河长治市区段除短暂的洪水外基本上没有径流，已成为长治市主城区的排污通道，直接汇入漳泽水库。

漳泽水库管理局在长治市北郊石子河上设立的湛上水文站，控制了长治市主城区污水的排放量，据该站的水文资料可以计算出长治市主城区排入漳泽水库的污水，但由于该站设站较晚,也仅有1992－2000年的系列。

(2）长治市主城区缺测的污水排放量计算

长治市主城区的缺测污水排放量可以从多种途径获得，如环保局历年统计、根据分类用水量利用行业排污率计算等等。

由于长治市的排污资料短缺，也仅收集到90年代个别年份的排污量，而且由于统计范围的不同等因素，从不同部门来的资料有相当的差距，没有明显的规律性，90年代以前更没有污水记录。

根据长治市供水公司较完整的供水系列，以此估算长治市主城区历年污水排放量，首先将1968－2000年供水资料系列按时间序列分析其变化趋势，结合湛上站实测污水量可估算长治市主城区逐年污水排放量。

（3）长治市主城区以跨流域调水工程和地下水供水工程供水产生的污废水排放量估算

长治市主城区在1972年以前城市生活和工业用水量较少，基本上以地下水为供水水源，1972年至1986年，随着需水量的