灵璧县水资源布局规划优化研究
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|建筑与规划J
陈得阳,等:灵璧县水资源布局规划优化研究H A 灵璧县水资源布局规划优化研究
陈得阳陈艳2
(1.宿州市水利水电建筑勘测设计院,安徽宿州234000;
2.淮河水利委员会水利水电工程技术研究中心,安徽蚌埠233001)
摘要:通过对灵璧县水资源供需进行分析,县域用水缺口很大,而且城区地下水超采严重,已形成漏斗。
针对上述问题,提出
水源解决方案,使用地表水置换地下水,一方面充分利用内水,通过调整县域水系布局实现,解决近期发展用水问题;另一方面
利用外水,解决远期发展用水问题。
同时,水系布局规划提高站位,从社会发展大局出发,统筹考虑供水、排水、引水、调水等因
素,改善水生态、水环境,不仅解决供水问题,实现水利行业的升级,从小康向现代化迈进。
关键词:灵璧县;水资源;布局规划;优化
中图分类号:TV12文献标识码:A文章编号:1673-5781(2020)04-0603-04
0引言
灵璧县是宿州市下辖县,位于安徽省东北部,淮北平原东部,地理坐标为东经117°17‘〜117°44‘,东邻泗县,西连埔桥区,南接蚌埠市固镇、五河两县,北与江苏省徐州市铜山区、睢宁县接壤。
南北长约81Zm,东西宽约32km o下辖19个乡镇和1个省级经济开发区,国土总面积约为2054km2,其中平原面积1933km?,山丘区面积121km2o截至2019年,常住人口104.4万人,地区国内生产总值(GDP)222.65亿元,三次产业结构为23.5:33.3:43.2。
1基本情况
灵璧有楚汉相争的垓下古战场,是中国民间文化艺术之乡、钟馗故里、中国观赏石之乡、中华奇石的主产区,灵璧石被誉为中国四大观赏石之首。
素有“虞姬、奇石、钟馗画,灵璧三绝甲天下”之誉。
灵璧县是农业大县,农副产品资源丰富,盛产小麦、玉米、花生、棉花和猪肉、羊肉、牛肉及各类禽蛋等,是全国重要的商品粮基地、粮食生产百强县、安徽省畜牧畜业大县。
矿产资源遍布全境,皖螺矿、墨玉矿、石灰石矿储量丰富。
灵璧县工业和第三产业发展迅速,已形成门类较为齐全、生产初具规模的工业体系,主要以食品加工、新型建材、纺织服装和机械电器为主。
灵璧县境内旅游资源丰富,近年来县委、县政府充分挖掘历史资源,打造了虞姬文化园、钟馗文化园、奇石文化园等,大力发展旅游经济,以之为主导产业。
灵璧县境内主要河流有新汴河、新滩河、唐河、北沱河、南沱河等,位于中下游,过境水量较多。
根据《灵璧县水资源综合规划(2014*2030年)》(安徽省水利科学研究院、灵璧县水利设计院,2016年4月),全县水资源总量58147万m3,其中地表水35109万m3,地下水34104万m3,重复计算量11066万m3。
全县水资源年可利用量26523万n A其中地表水9036万m3,地下水18315万m3,重复量828万m3。
预计到2030年,年平均总需水量25609万mH95%保证率下需水量31176万m3,其中生活用水7105万m3,工业生产用水5529万m3,农林牧渔15416万mH生态用水540万mS供需缺口很大。
目前全县生产、生活用水绝大部分取自地下水,城区由于取水集中,已形成漏斗。
2发展趋势
目前宿州市城区正在建设第四水厂,从新汴河取水15万t/d,开发区水厂,从沱河取水10万t/d。
北部的徐州,发展则更进一步,城市生活用水取自骆马湖,生产用水取自微山湖,灌溉使用地表水,基本实现生产、生活用水地表化,地下水作为战略资源予以储备,这也是灵璧县的发展方向。
从社会健康发展角度考虑'未来的发展方向应是城乡供水一体化'生产、生活用
水应大部分取自地表水,现状的水资源布局仍是建立在传统的防洪、排涝的基础上,滞后于社会发展需求,因此,需要对灵璧县水资源布局进行优化。
3规划思路
对于灵璧县水资源布局优化站位要有高度布局要有系统。
要站在全县社会经济健康发展全局的高度对地表水充分开发利用,渐次推进;对地下水进行战略保护,逐步置换。
政策上,与乡村振兴、农村水系治理等结合在一起,功能上,将防洪、排涝、引调水、水生态、水环境等结合在一起统筹考虑。
4具体措施
4.1解决水源问题
水源来自两个方面。
一方面是内水,包括境内河流蓄水和过境水,另一方面是外水,即外调水,来自引江济淮水量。
收稿日期2020-07-20;修改日期2020-08-16
作者简介:陈得阳(1982*),男,安徽宿州人,高级工程师.
《工程与建设》2020年第34卷第4期603
I建筑与规划]
陈得阳,等:灵璧县水资源布局规划优化研究0
原则是优先利用内水,同时为接纳外调水量做好准备。
4.1.1内水
灵璧县境内主要河流有新汴河、新滩河、唐河、北沱河、南沱河等。
新汴河是宿州市最大的一条河道,也是宿州市的母亲河。
河道上起七岭子,向东经埔桥区、灵璧县、泗县至江苏省泗洪县付圩子入溧河洼,全长127.1Zm,其中安徽1084Zm,江苏18.7Zm,流域面积6562Zm2,新汴河是一条人工河道,1966年10月开工兴建,于1970年竣工。
初始目的是排出上游河南省境内及宿州市萧县、砀山县高亢地区的来水,高水高排,是一条专用的排洪通道。
2012—2016年,对新汴河再次进行治理,建设内容包括:河道疏浚、新北沱河、唐河、石梁河等三个地下涵重建及沿线23座穿堤建筑物的加固、新改建等。
现在的功能定位为:防洪、灌溉、供水、航运等。
防洪是其初始功能;灌溉是指新汴河灌区以新汴河为水源,利用沿线穿堤建筑物作为分水口门,向两侧区域进行灌溉,面积5879万亩(1亩3666.7n?),是宿州市唯一的大型灌区;供水是指沿线宿州城区、灵璧城区、泗县城区生产生活用水均在新汴河设有取水口,同时,新汴河也是淮水北调、引江济淮工程的调水线路;航运是指新汴河的四级航道,目前正在建设。
新汴河自上而下分布宿州闸、灵璧闸、团结闸三个梯级枢纽,灵璧县城位于灵璧闸上区间。
根据1980—2019年长系列水文资料进行分析,新汴河宿州闸多年平均下泄水量2.32亿m3,团结闸多年平均下泄水量1.87亿m3,区间河道利用、蒸发、滞蓄约0.45亿m3,说明沿线灵璧、泗县对新汴河水量的利用率较低。
但是,新汴河下泄水量主要集中在汛期,用水主要在非汛期,近年来新汴河各河段均“闹水荒*出现生产、生活用水供给不足的问题。
随着用水需求的快速增长,加之新增航道用水,可以判断今后的供需缺口会更大。
新滩河位于新汴河北部,是埔桥区、灵璧县、泗县的重要排水通道,境内长度87.3Zm,流域面积2972Zm2,新滩河自上而下分布草坝闸、浍沟闸、枯河闸三个梯级,其中浍沟闸在灵璧县境内。
根据1980—2019年长系列水文资料进行分析,新滩河浍沟闸多年平均下泄水量4.95亿m3,枯河闸多年平均下泄水量4.67亿m3,河道利用、蒸发、滞蓄约0.28亿m?,基本未开发利用。
针对滩丰汴枯的情况,可以利用区间南北向河沟,沟通新滩河、唐河、新汴河,实现北水南送、引滩入汴的布局。
一方面,利用降雨空间分布的不均性,实施以滩补汴;另一方面,利用北高南低的地形,进行经常性的补给。
对于南部的北沱河、南沱河,由于水量较小,且远离县城,近期拟以供给周边乡镇用水为主,暂不考虑调水入城。
统计1980—2019年的新汴河、新滩河灵璧区间下泄流量情况,见表1。
4.1.2外水
外水以新汴河为核心。
在已实施完成淮水北调工程中,计划每年给予灵璧县2000万m3,输送至新汴河灵璧闸上。
引江济淮工程完工之后水量会进一步增加。
表11980—2019年新汴河、新滩河灵璧区间下泄流量表年份月份
宿州闸
月平均流量
/(m3/s)
团结闸
月平均流量
/(m3/s)
浍沟闸
月平均流量
/(m3/s)
枯河闸
月平均流量
/(m3/s) 198010000
198020000
198********
19804152061601602
19805016814475947
19806236169114255
19807644112161255
19808491463126183
19809321990263
198010129142122132
1980110183105182
198012000420560035
2018100779261
2018200468569
2018300127828
2018400614664
201850090589
2018600404406
2018700206529
20188262269246291
20189353302272244
201810541868236
20181100107981
20181200251224
20191001810
2019233201520
2019330601410
20194333471230
2019552147700
201963092800
2019716702021510
201981831242230
20199134041100
201910001660
201911132000
201912001740
合计4807364311571482
4.1.3水质
根据考核要求,灵璧区间新汴河、新滩河考核水质均为#类,从近年来逐月考核结果来看,除汛期个别月份不满足要求之外,其余均满足要求,引滩入汴,主要是非汛期,因此,水质上是可行的。
2020年1〜5月份,新汴河灵璧区间水质均为$类,新滩河水质,2月、5月份为$类,1月份、3月份、4月份为#类。
4.1.4水位
2020年6月1日,新滩河浍沟闸上水位21.70m,新汴河灵璧闸上水位19.87m,水头差1.83m,灵西运河长度18.5Zm,比降1/10160,可以自流引水。
604《工程与建设》2020年第34卷第4期
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4.2坚持节水优先
根据习近平总书记)・14”重要讲话精神,践行十六字治水方针,“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”,把节水放在首位。
4.2.1工业及城市生活用水
在优化调整全县产业布局的基础上,根据工业格局,重点加强食品加工、建材等高耗水行业的节水改造。
推广直流水改循环水、空冷、污水回用、凝结水回用等技术。
推广供水、排水和水处理的在线监控技术。
在工业集中的园区推进企业用水网络集成技术的开发与应用,鼓励外排废(污)水深度处理后回用,推广外排水处理后回用于循环冷却系统的技术,力争实现少排放,甚至零排放。
同时,加快城市供水干、支管网系统的技术改造,降低输配水管网漏失率。
全面推行节水型用水器具,发展“节水型住宅”,节水设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。
实施分质供水,推广再生水利用和雨水集蓄利用。
4.2.2农业灌溉节水
进行灌区续建配套与节水改造工程建设,实施高效农业节水工程,进一步提高农业灌溉用水的利用效率,实现节水目的。
4.2.3利用非常规水源
大力推进再生水利用、城市雨水集蓄利用、分质供水等工程,多渠道发力,实现节水之目的。
4.3布局规划优化
4.3.1城区
城区是人口、企业最集中的地方,以此为核心,对全县水资源进行重新布局。
(1)引水。
灵璧城区的水源来自两个方向,一是新汴河,包括过境水和外调水;二是县北内水,可通过滩河、唐河、汴河连通工程,实现北水南送,供给县城使用。
对于新汴河方向,城区位于灵璧闸上游,可在闫河与新汴河连接处设取水口,将新汴河水量引入闫河、闫汴沟。
对于北水南送,可通过灵西运河、浍李沟、唐滩沟、土山沟等纵向河沟,实现新滩河、唐河、新河、闫河、新汴河等横向河道,实现空间均衡、引水入城的局面。
对于灵西运河,可规划为平底河道,底高程16.0m,底宽1m,边坡1: 2.5,开挖断面在现有河床内,不新增占地,河底高程基本与两端河底高程一致,实现经常性的自流补水。
城区用水均从闫河、闫汴沟取水。
现阶段,城区用水以内水为主,实现自平衡,待外调水到来之后,在满足城区用水的基础上,南北分水,供给乡镇使用。
新滩河、新汴河节制建筑物水位高程相关情况见表2,
表2新滩河、新汴河节制建筑物水位高程要素表
河道名称节点桩号集水面积/km2正常蓄水位/m河底高程/m 新滩河草坝闸86+580153323501796浍沟闸66+200239621501618
枯河闸12+020288318001211
新汴河宿州闸12+760656225501960灵璧闸66+630656221871620
团结闸111+200656219501331
(2)退水。
灵璧县城的北部为丘陵区,南部邻近新汴河,排水出路只有岳洪河一途,在城区东南汇入唐河,经唐河地下涵穿越新汴河向南排出。
由于唐河地下涵控制水位较高,正常蓄水位19.37m,两岸地面高程约20m,水面比降太小,导致城区排水困难。
小水年份,涵上区域发生涝灾,大水年份,北部山区来水快,峰高量大,下游退水慢,形成区域洪灾。
建议在岳洪河下游建设闫汴沟枢纽(站涵一体),规划翻水站30m3/s,涵洞3孔3m,将城区涝水排入唐河或新汴河,水质不好时,排入唐河,水质好时,排入新汴河。
这是根治城区涝灾的治本之策。
(3)供水。
目前城区有两家水厂,分别为灵璧县自来水有限公司与灵璧县光明自来水厂,年取水量分别为280万m3与100万m3,均采用地下水。
正在建设灵西水厂,拟从新汴河取水,年取水量1140万m3,逐步置换城区生产、生活用水,解决超采漏斗问题,实现地下水位回升,现有地下水水源井作为备用水源,
(4)活水。
由于唐河地下涵长期关闭,蓄水位较高,现状灵璧县城水系活力不足,如果直接降低涵上蓄水位区间水量
白白流出,又形成水资源浪费。
为此,建议在地下涵上游三山
处建设节制闸,闸址处5年一遇流量308m3/s,20年一遇流量490m3/s,规划水闸共7孑L,单孔净宽7m,总净宽49m,此举有三个好处,一是此处地面高程21.3m,闸上正常蓄水位可抬升至20.5m,较下游抬高1.13m,保证上游水资源不浪费;二是,可使闸上水量经闫河进入闫汴沟等城区水系,增加城区水量;三是,“上升下降”,上游三山闸抬高蓄水位,下游地下涵降低蓄水位(改变地下涵控制运用办法),可增加2m水头差,定期将城区水量经唐河地下涵排出实现城区水循环增加水动力、水活力,全面改善城区水生态环境。
唐河潘集闸H+地下涵段水位情况见表3,
表3唐河潘集闸一地下涵段水位高程表
河道名称节点桩号集水面积/km?正常蓄水位/m河底高程/m备注唐河潘集闸0+00044120751631
闫河口7+8004651540
三山闸13+13065220501480新建
岳洪河口19+4006521420
地下涵20+60073319371410
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4.3.2镇区
灵璧现有乡镇水厂41个,年取水量2710万m3,均为地下水,现已基本实现供水全域覆盖。
各乡镇镇区大多靠近河边,用水条件较为有利。
以新滩河为界,北部为黄泛区,河道水系分布不太规则,南北相反,基本呈梳式布局。
因此,分成滩北、滩南两个区域,分别选取典型进行叙述。
北部选择朝阳镇,南部选择韦集镇。
朝阳镇位于灵璧北部,国土面积140km2,常住人口7.42万人。
东、北分别与江苏省的岚山、双沟两乡镇接壤,西、南分别与下楼、尤集、渔沟相连,北距徐州、南距灵璧县城均为50km,104国道横穿北部,距徐州观音机场8km,受黄泛影响,地势北高南低、东高西低,主要河流有新运料河、老运料河、三渠沟、孟家沟等。
新运料河位于朝阳镇西部,古时候是沟通滩河、黄河的一条航运通道。
现今新运料河发源于江苏省铜山县废黄河南岸夏洪水库坝下,全长49.02km,流域面积355km2,江苏省铜山县境内长17.8km,集水面积100km2,安徽省灵壁县境内长31.22km,集水面积255km2,2006年按照5年一遇排涝、2年一遇防洪标准进行治理'朝阳镇境内
河段底宽20〜25m,边坡1:2.5。
老运料河位于朝阳镇东北部,系新运料河的支流,流域面积150km2,灵壁县境内长10.887km(均在朝阳镇境内),流域面积133km2。
2006年按照5年一遇排涝、20年一遇防洪标准进行治理,河道底宽7〜18m,边坡1: 2.5。
三渠沟起源于朝阳镇东北部黄庄村,向南汇入新滩河,河道全长2806km,流域面积242km2,2015年按照5年一遇排涝、20年一遇防洪标准进行治理,朝阳镇境内河段底宽10m,边坡1:2.5。
孟家沟位于朝阳镇中部'上源于孟山口'向西穿镇区而过'下游汇入运料河,长度13km,集水面积31.5km2,2019年,利用高标准农田项目进行过治理,排水能力满足要求,根据《灵璧县水资源综合规划(2014*2030年)》(安徽省水利科学研究院、灵璧县水利设计院,2016年4月),朝阳镇年均径流量2499万m3,50%保证率地表水资源量2072万m3, 75f保证率地表水资源量1160万m3,95%保证率地表水资源量409万m3,地下水资源量多年平均2301万m3,50%保证率地下水资源量2145万m3,75%保证率地下水资源量1885万m3,95%保证率地下水资源量1680万m3,扣除重复计算量,朝阳镇多年平均水资源量3982万m3,50%保证率水资源量3635万m3,75%保证率水资源量2678万m395%保证率水资源量1817万m3,对应人均水资源量分别为536m3、490m\361m\245m3,朝阳镇用水主要为居民生活用水及农业生产用水,人均水资源禀赋完全可以满足当前及未来一段时期内的用水需求,
朝阳镇境内主要河沟防洪、排涝能力较好,但是,非汛期时,河沟蓄水能力不足,芦苇、水草滋生,水环境较差。
尤其是朝阳镇区,位于十里长山北麓坡地,非汛期时,沟底干涸,河沟形态、生态环境均不足。
针对这种情况,与县局、乡镇共同研究,拟采取境内北水南送的办法,将北部新运料河、老运料河的水量引入孟家沟,建设闸站,提水至镇区,供生产使用,也可实现经常性的换水'增加水动力、水活力'改善镇区水环境,具体
措施为,在新运料河上,老运料河汇入处下游建设练滩闸,规模5孔5m,节制两河水位,打通中心沟,将两河水量引入孟家沟,在镇区西部建设孟家沟闸站,规划翻水站2/s,节制闸3孔5m,镇区缺水时,通过泵站提水补给镇区;镇区水质较差时,提闸放水,然后利用泵站向镇区补水,朝阳镇生活用水可以从新运料河、老运料河取水,结合现有水厂及管网,实现地下水置换,
韦集镇位于灵璧南部,国土面积137km2,常住人口 5.1万人。
地处北沱河、南沱河之间,三八沟从中纵向穿过。
北沱河是宿州市的内河,上源于埔桥区一号沟,向东经灵
璧,至泗县草沟境内汇入唐河,河道全长75.7km,流域面积537km2韦集镇境内河段属于中下游全段河道已利用中小河流及怀洪新河洼地资金实施治理,标准为排涝5年一遇,韦集镇境内河段底宽35m,边坡1:2.5,
南沱河上源于宿州市埔桥区沱河进水闸,向东南经灵璧、
固镇、五河、泗县于樊集入沱湖,河道长度112.7km,流域面积1195km2,韦集镇境内河段属于中下游,与固镇县濠城镇以河为界。
全段河道已利用世行贷款及怀洪新河洼地资金实施治理标准为排涝5年一遇,
三八沟位于镇区东部,北南走向,长度10.1km,流域面积273km2,
对于排水韦集镇处在坡地之上地形北高南低涝水可自行排出;对于防洪,南、北沱河均达到防洪要求;对于水动力、水活力可以利用地理条件北引南退需要用水时从三八沟上游引入北沱河水量供给镇区使用退水时打开下游涵闸退入南沱河,对于供水南、北沱河过境水量丰富可资利用足以满足需求,
总之,县北区域的镇区生产、生活用水,近期内可依托当地骨干河道,通过小型引、调水工程,使用当地的地表水源。
县南镇区现状已基本具备使用地表水源的条件,
4.3.3乡村
广大乡村生活用水水源逐步置换为地表水生产用水主要是灌溉用水近期内仍以井灌为主,
5结束语
灵璧县水资源布局要站在全县社会经济健康发展的高度按照习总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水方针,通过节水、调水等措施,对当地的地表水资源充分开发利用,力争在“十四五”期间,完成大部分地区生产、生活用水置换工作,除农村机井灌溉外,其余地下水作为备用水源。
对于水量调出地区可参考国家南水北调实施经验逐步建立生态补偿机制,通过优化县域水资源布局,实现水利行业的升级,从小康向现代化迈进。
606《工程与建设》2020年第34卷第4期。