滹沱河防洪综合整治工程年用水量分析

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摘要：滹沱河石家庄市区段综合整治修复河道生态环境，防风固沙、涵养水源、控制人为污染，建设河口湿地和水面，逐步修复河流自然生态，将使滹沱河在满足防洪功能的同时，对石家庄市区生态环境的改善起到决定性作用。本工程对改善城市人居环境，进一步提高城市品味和内涵，为早日实现“国家级园林城市”打下坚实基础。工程完成后，是否能达到预期效果，关键在于当地能否提供工程正常运行所需的水量。本文围绕工程的需水量进行了分析，并对可用水源提出了建议。

关键词：滹沱河防洪；年用水量；整治

Abstract: The Hutuo River comprehensive renovation of Shijiazhuang city river ecological environment restoration, sand-fixing, water conservation, control of man-made pollution, construction of estuarine wetland and water, gradually restore the natural ecological river, will enable the Hutuo River in flood control functions at the same time, the ecological environment of Shijiazhuang city plays a decisive role in the improvement of. The project to improve the city environment, further improve the taste of the city and the connotation, for the early realization of "lay a solid foundation of national garden city". Completion of the project, whether can achieve the expected effect, the key lies in the local can provide the normal operation of engineering required quantity. Based on the content of the required engineering are analyzed, and some suggestions on the available water.

Keywords: Hutuo River flood control；water；treatment

中图分类号：TV212.5+3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、项目简介

项目用水河段为黄壁庄水库～周汉河口，其中主要用水河段为南水北调～京珠高速长 10km。一期工程需水主要为水面，水面面积见表1。水面设计采用膨润土防水毯防渗，覆盖胶结砂保护层。二期、三期工程用水主要为周汉河口和松阳河口湿地用水。松阳河口规划湿地面积430万m2，周汉河口规划湿地面积400万m2。

一期工程完成后形成的水面面积

表1

二、用水量分析

（1）一期工程需水量分析

本项目河湖水面设计采用膨润土防水毯防渗，覆盖胶结砂保护层。膨润土防水毯是一种新型的防渗材料，由天然钠基膨润土加上两层土工织布（一层有纺土工织布，一层无纺土工织布）包裹，经过特殊工艺的编织方法加固而成，微渗型膨润土防水毯渗透系数≤5×10-9cm/s。考虑到膨润土防水毯渗漏量较小，水长期滞留水质会变差，参照已有工程运行情况，按每年换水3次（1次充水、2次换水）计算。

①渗漏损失量计算

渗透系数的选择。微渗型膨润土防水毯渗透系数≤5×10-9cm/s。渗漏损失量极小，为有利于保护河湖水面水质，建设生态水域，在考虑各种因素后，渗透系数采用10-6cm/s（10-8m/s）。

Q=κAH/δ

Q——正常渗漏量，m3/s。

K——PE土工膜渗透系数，m/s；采用5×10-9cm/s（10-11m/s）。

A——PE土工膜的渗透面积，m2。

H——PE土工膜的上下水位差，m。

δ——PE土工膜的厚度，m；取0.05m。

渗漏量计算成果表

表2

经计算，滹沱河市区段防洪综合整治工程生态环境修复河湖渗漏水量212万m3。

②蒸发损失量计算

项目区年水面蒸发量1200mm，多年平均降水量500mm，水面蒸发净损失700mm。水面蒸发损失公式：

W蒸=（Z水-Z陆）F库 ×1000

W蒸——水库的年蒸发损失量(m3)；

Z水——多年平均水面年蒸发量(mm)；

Z陆——多年平均陆面年蒸发量(mm)。

F库——水面面积( km2)。

经计算，一期工程河湖水面蒸发损失量470万m3。

③换水量

为保证河湖水面水质，按每年汛前塌坝一次性换水，则一年中换水按一次计算，换水量965万m3。

④循环水量计算

为保证景观要求，五一至十一游人较多时安排一定量的河湖循环用水量，根据实际的循环水运行方式，引水管道年累计运行天数为180天（4月10日～10月25日扣除大汛期20天），年输水总量1944万m3，扣除输水损失量97万m3，渗漏损失量212万m3、蒸发损失量470万m3，则循环水量为1165万m3。

滹沱河防洪综合整治一期需水量复核计算表

表3

经复核计算，一期工程河湖需水量为2812万m3，其中，渗漏损失量212万m3、蒸发损失量470万m3，一次换水水量为965万m3、循环水量为1165万m3。

（2）二、三期工程需水量分析

本项目二、三期工程需水量主要为松阳河口和周汉河口湿地用水，松阳河口规划湿地面积430万m2, 周汉河口规划湿地面积400万m2。

本项目河口湿地生态建设用水目标：一是维系河口湿地植被的正常生长；二是生物栖息地形成一定范围的浅水滩。根据本项目生态需水目标，滹沱河防洪综合整治工程河口湿地生态需水量分为：湿地植被需水量、湿地土壤需水量和生物栖息地需水量。

①湿地植被需水量计算

湿地植被需水量是指植被能够正常生长所需要的水量。

采用彭曼公式计算植被实际蒸发量，公式为:

Wp=AvETm

式中： Wp——植被需水量；

Av——植被面积。河口湿地的总面积830万m3，规划植被覆盖度60%，植被面积为498万m3。；

ETm——蒸发量，见表4-3，本项目采用900mm。

湿地植被需水级别

表4

②土壤需水量计算

湿地土壤需水量是指湿地生态系统水资源储量，在计算时用土壤含水量来近似代替土壤需水量，采用田间持水量参数进行计算，公式为:

Ws=

式中：Ws——土壤需水量；

A——田间持水量，采用55%；

r——土壤的容重，取1.41 g/cm3；

His——土壤厚度，采用2.0m；

Asi——土壤面积，采用河口湿地总面积830万m3。

③生物栖息地需水量

生物栖息地需水量是鸟类、鱼类等栖息、繁殖需要的基本水量，并考虑水面的蒸发、渗漏损失。

公式为：Wh=AhH

式中：

Wh——生物栖息地需水量；

Ah——水面面积。规划河口湿地生物栖息地水面面积为17万m2，其中松阳河口湿地10万m2，周汉河口湿地7万m2。

H——水深，水禽正常生存水深为0.5～1m，采用平均水深0.75m。

滹沱河防洪综合整治二、三期工程需水量表

表5

经计算二、三期工程河口湿地总需水量1766万m3，其中松阳河口湿地需水量917万m3，周汉河口湿地需水量849万m3。

④绿地用水

本工程生态岛总面积90万m2，绿化率60%，则绿化面积为54万m2，堤防绿化（草皮护坡）面积96万m2，绿化总面积共150万m2。绿化用水引用南水北调压采规划标准2L/m2.次，每7天浇一次，则绿地灌溉用水定额72m3/亩·年。绿地灌溉年用水量16万m3。

（3）用水总量

该项目年取用水总量4742万m3，其中：河湖用水量为2812万m3, 考虑石津渠输水和灵正渠输水损失（平均按5%），则取水量为2960万m3。河口湿地用水量1766万m3，绿地用水量16万m3。

三、水源

河湖用水量2812万m3,取水量2960万m3。可由黄壁庄水库取水2600万m3,横山岭、燕川水库调供360万m3。

河口湿地年用水量1766万m3。除去黄壁庄水库主坝渗漏及绕流水量275万m3外其余水量可采用正定污水处理厂、灵寿污水处理厂、滹沱河污水处理厂再生水。

绿地年用水量16万m3，堤防及生态岛的建设占用水浇地、林地、果园、苗圃及鱼塘共计1785.2亩，原用水量为39万m3，由于堤防及生态岛工程占地区域原农业用水被绿地和施工用水替代，且满足绿地及施工期用水年最大用水量16万m3。