依安縣供水改擴(kuò)建工程取用水合理性分析

趙冀斌，劉 燕

(1.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080;2.黑龍江大學(xué)，哈爾濱150080)

1 項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目的由來

依安縣依安鎮(zhèn)是以開采地下水為供水源的城鎮(zhèn)，目前鎮(zhèn)內(nèi)已建水源地1處，供水井11眼，日供水能力1.0萬m3;工業(yè)企業(yè)自備水源日開采第四系孔隙水2.0萬m3，依安鎮(zhèn)現(xiàn)有供水能力3.0萬m3/d，現(xiàn)有供水能力不能滿足現(xiàn)狀用水需求。為了解決依安鎮(zhèn)現(xiàn)狀及近期、遠(yuǎn)期發(fā)展用水問題，鎮(zhèn)政府同意縣自來水公司擴(kuò)建供水工程，建設(shè)新水源地。為此縣水務(wù)局委托哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院編制了《黑龍江省依安縣供水改擴(kuò)建工程可行性研究報(bào)告》。

1.2 項(xiàng)目組成

供水改擴(kuò)建工程主要有4個部分構(gòu)成，即水源工程、輸水管線工程、水廠工程和供水管網(wǎng)工程。

1.2.1 水源工程概況

根據(jù)供水勘察報(bào)告和項(xiàng)目可行性研究設(shè)計(jì)報(bào)告，依安縣供水水改擴(kuò)建水源工程的水源地為地下水，最終選定水源地位置位于依安鎮(zhèn)西北7 km處，面積為15.0 km2(征地范圍)，共建14眼機(jī)井(中2眼備用);井深110 m，井徑600 mm，管徑325 mm，單井設(shè)計(jì)水量1 767 m3/d。布井方式垂直地下水流向布設(shè)兩排，布井間距 500～1 000 m，最大取水量為2.12萬 m3/d和553.0萬 m3/d。

1.2.2 管線工程

本工程輸水管道管徑按遠(yuǎn)期2020年的供水規(guī)模設(shè)計(jì)，管線由水源地引至水廠，井間聯(lián)絡(luò)管線長8 000 m，輸水主干管線長7 500 m，管線總長約15.5 km。

1.2.3 水廠擴(kuò)建工程

新建凈水廠廠址位于現(xiàn)有凈水廠北部空地，廠區(qū)占地0.98 ha。廠區(qū)新建構(gòu)筑物包括綜合凈水間、加藥間及藥庫、加氯間及氯庫、清水池、吸水井、送水泵房、廢水回收調(diào)節(jié)池、廢水調(diào)節(jié)池、廢水處理間等。清水池位于廠區(qū)中部;往南為加氯間、送水泵房及變配電間。水處理構(gòu)筑物及清水池按近期規(guī)模2.12萬m3

1.2.4 管網(wǎng)工程

新建配水管道及改造老舊配水管道15 000 m。給水管網(wǎng)主干線設(shè)閥門井，管網(wǎng)內(nèi)末端低點(diǎn)設(shè)排泥井，管網(wǎng)內(nèi)高點(diǎn)設(shè)排氣閥井。

2 建設(shè)項(xiàng)目取水合理性分析

為了進(jìn)行規(guī)劃水平年的需水量預(yù)測，根據(jù)依安縣依安鎮(zhèn)實(shí)際，確定現(xiàn)狀水平年為2010年;規(guī)劃水平年:近期2015年，遠(yuǎn)期2020年。

2.1 建設(shè)項(xiàng)目是依安縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要

依安縣依安鎮(zhèn)是依安縣政治、經(jīng)濟(jì)、文化、商貿(mào)、交通中心，隨著城市化的過程，現(xiàn)有供水能力有限，供水量滿足不了鎮(zhèn)區(qū)用水的需求，供需矛盾日益突出已經(jīng)成為依安縣社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活穩(wěn)定的重要制約因素，預(yù)計(jì)2015年依安鎮(zhèn)城區(qū)人口將達(dá)11.2萬，2020年城區(qū)人口11.8萬人。

根據(jù)依安縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展《依安縣城市總體規(guī)劃》，預(yù)測依安鎮(zhèn)內(nèi)工業(yè)企業(yè)2015年工業(yè)產(chǎn)值25.0億元，2020年規(guī)劃年產(chǎn)值41.0億元。

城鎮(zhèn)現(xiàn)有供水水源，不能滿足城市總體發(fā)展規(guī)劃的需求，為此需要建設(shè)新的水源地，以保證城鎮(zhèn)總體規(guī)劃實(shí)現(xiàn)。

依安鎮(zhèn)供水改擴(kuò)建工程的建設(shè)，不僅可以保障城鎮(zhèn)居民生活用水，同時(shí)可為依安縣經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，是依安縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。

2.2 取水符合國家產(chǎn)業(yè)政策

國家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》(發(fā)改委令第9號)，是我國相當(dāng)時(shí)期內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整一個綱領(lǐng)性文件。在《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》中，建設(shè)項(xiàng)目主要功能供水屬于第一類鼓勵類，屬于國家政策鼓勵開發(fā)的項(xiàng)目，因此，擬建水源工程符合國家產(chǎn)業(yè)政策。

2.3 取水符合當(dāng)?shù)厮Y源條件

通過對區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析，區(qū)域內(nèi)有烏裕爾河和雙陽河2條主要河流，地表水質(zhì)受到污染，現(xiàn)主要用于農(nóng)業(yè)灌溉。

根據(jù)黑龍江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院為依安鎮(zhèn)所做的《黑龍江省依安縣依安鎮(zhèn)第二水源地地下水資源評價(jià)報(bào)告》可知，城區(qū)近期需水量小于地下水可開采量，原水水質(zhì)較優(yōu)，符合生活飲用水地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，且工程建成投產(chǎn)后，向市內(nèi)新增供水2.0萬m3/d，解決了近期城鎮(zhèn)發(fā)展的缺水狀況，保證城鎮(zhèn)供水安全，從根本上解決目前供水總量不足、供水水質(zhì)隱患問題，經(jīng)濟(jì)及社會效益顯著，符合全國城市供水節(jié)水與水污染防治工作會議精神，有利于實(shí)現(xiàn)依安縣以水資源的可持續(xù)利用，保障城鎮(zhèn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

勘察區(qū)總面積69.87 km2，地下水補(bǔ)給量為1 235.96萬m3/a。開采第四系地下水總量63.46×104m3/a，勘察區(qū)現(xiàn)狀開采量占補(bǔ)給量的5%左右，區(qū)內(nèi)地下水具有開采潛力。當(dāng)本項(xiàng)目水源地投入生產(chǎn)后，區(qū)內(nèi)地下水開采總量最大為837.26萬m3/a，小于天然條件下可供水量988.77萬m3/a，供需呈現(xiàn)均衡狀態(tài)。地下水開采量有補(bǔ)給保證。

綜上，勘察區(qū)水資源條件符合取水要求，地下水量滿足擬建項(xiàng)目要求。

2.4 建設(shè)項(xiàng)目取水符合當(dāng)?shù)厮Y源配置方案

通過對項(xiàng)目勘察區(qū)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析，區(qū)域內(nèi)有烏裕爾河和雙陽河2條主要河流，地表水質(zhì)受到污染，現(xiàn)主要用于農(nóng)業(yè)灌溉;依安鎮(zhèn)生活用水全由地下水供給，從本地水資源配置可以看出，城鎮(zhèn)供水要優(yōu)先利用地下水。

根據(jù)本項(xiàng)目勘察報(bào)告知，勘察區(qū)內(nèi)地下水現(xiàn)狀開采量占可開采量的6.4%，屬于有潛力區(qū)，具有開采潛力?？辈靺^(qū)內(nèi)除現(xiàn)有水源地外，附近無大的地下水取水大戶，近遠(yuǎn)期也沒有規(guī)劃其它較大的地下水用水戶。

3 用水的合理性分析

3.1 用水過程

依安縣依安鎮(zhèn)供水工程是為了滿足依安鎮(zhèn)居民生活及工業(yè)生產(chǎn)日益發(fā)展的需水要求，用水量包括居民生活用水、工業(yè)用水、城鎮(zhèn)環(huán)境用水、管網(wǎng)漏失和未可預(yù)見水量。

取水水源是地下水。

3.1.1 生活需水量預(yù)測

3.1.1.1 人口預(yù)測

根據(jù)《黑龍江省依安縣依安鎮(zhèn)城市總體規(guī)劃說明書》依安鎮(zhèn)近10 a來的自然增長率平均為4.5‰，機(jī)械增長率為16‰，依據(jù)依安現(xiàn)狀及發(fā)展總體規(guī)劃，近期自然增長率為1‰，機(jī)械增長率12‰，遠(yuǎn)期自然增長率為1‰，機(jī)械增長率9.5‰。

依安鎮(zhèn)2010年總?cè)丝跒?0.5萬人，根據(jù)人口增長率預(yù)測依安城鎮(zhèn)人口2015年為11.2萬人，2020年為11.8萬人。

3.1.1.2 依安鎮(zhèn)居民生活用水量預(yù)測

根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50013-2006)、《黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)用水定額》(DB23/T727-2010)等相關(guān)文件及本地區(qū)的實(shí)際情況確定不同時(shí)期用水量。計(jì)算預(yù)測依安鎮(zhèn)城鎮(zhèn)居民用水量結(jié)果見表1。

表1 城鎮(zhèn)居民綜合生活需水預(yù)測成果表

3.1.2 工業(yè)需水量預(yù)測

3.1.2.1 工業(yè)增加值預(yù)測

根據(jù)依安縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展在“十一五”期間發(fā)展實(shí)際情況，預(yù)測2015年和2020年工業(yè)增加產(chǎn)值，詳見表2。

表2 依安鎮(zhèn)工業(yè)增加值預(yù)測表

3.1.2.2 需水定額預(yù)測

依據(jù)《松遼流域微觀用水定額指標(biāo)體系研究》，采用重復(fù)利用率提高法預(yù)測工業(yè)需水定額，定額預(yù)測公式為:

式中:q2為規(guī)劃水平年單位產(chǎn)值新水量，m3/萬元;q1為現(xiàn)狀水平年合理單位產(chǎn)值新水量，m3/萬元;η2為規(guī)劃水平年用水量重復(fù)利用率;η1為現(xiàn)狀水平年用水量重復(fù)利用率;α為綜合影響因子(包括科技進(jìn)步、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等因素)，一般為0.02～0.05，本次取0.03;n為預(yù)測年份長度。

根據(jù)依安鎮(zhèn)調(diào)查統(tǒng)計(jì)成果:2010年工業(yè)用水重復(fù)利用率為35%，考慮今后一段時(shí)期替代產(chǎn)業(yè)發(fā)展及節(jié)水水平的提高，工業(yè)萬元增加值耗水量仍將呈現(xiàn)下降趨勢，結(jié)合當(dāng)?shù)刂饕I(yè)行業(yè)的調(diào)整改造發(fā)展計(jì)劃，預(yù)測近期2015年和2020年工業(yè)用水重復(fù)利用率分別為50%和62%。按公式(1)及重復(fù)利用率計(jì)算規(guī)劃水平年用水定額，見表3。

表3 依安鎮(zhèn)工業(yè)萬元增加值耗水量預(yù)測成果表

按上述不同水平年的工業(yè)增加值和用水定額預(yù)測各水平年的用水量，2015年工業(yè)生產(chǎn)用水量700×104m3/a;2020年工業(yè)生產(chǎn)用水量749×104m3/a。

3.1.3 道路綠地用水量

依安鎮(zhèn)城市范圍內(nèi)的綠地及道路廣場澆灑定額按《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50013-2006)選取，根據(jù)依安縣現(xiàn)狀及發(fā)展情況，取0.1 m3/km2/d和0.2 m3/km2/d。

根據(jù)廣場綠地面積、用水定額及澆灑時(shí)間計(jì)算城市環(huán)境需水量，根據(jù)綠地及道路面積、用水定額及澆灑時(shí)間(本次均按45 d計(jì)算)，確定:2010年道路綠地需水量5.24×104m3/a;2015年道路綠地需水量5.84×104m3/a;2020年道路綠地需水量8.28×104m3/a。

3.1.4 其它需水量

根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50013—2006)，本次管網(wǎng)漏損水量取城鎮(zhèn)居民綜合用水、工業(yè)用水及城鎮(zhèn)綠地道路用水之和的10%;未預(yù)見水量取城鎮(zhèn)居民綜合用水、工業(yè)用水、城鎮(zhèn)綠地道路用水及管網(wǎng)漏損水量4項(xiàng)水量總和的10%。計(jì)算確定依安鎮(zhèn)2010年其它需水量206×104m3/a;2015年其它需水量245×104m3/a;2020年其它需水量275×104m3/a。

3.1.5 需水總量

依安鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)總需水量包括居民生活、工業(yè)用水、綠地道路用水、管網(wǎng)漏損量及未預(yù)見水量5項(xiàng)水量總和。經(jīng)計(jì)算，預(yù)測:2010年需水總量1186×104m3/a;2015年需水總量1411×104m3/a，需水增長率為3.5%;2020年需水總量1581×104m3/a，需水增長率為2.3%。

3.1.6 供需平衡

依安鎮(zhèn)目前供水能力為3.0×104m3/d，其中現(xiàn)有一水廠1.0×104m3/d、自備水源2.0×104m3/d。但是，由于依安縣一水源水源井大部分位于城區(qū)內(nèi)部，周圍居民房、企事業(yè)單位較多，深井周邊的居民及企業(yè)活動均對深井產(chǎn)生嚴(yán)重污染，各井的現(xiàn)狀出水水質(zhì)污染狀況已較為嚴(yán)重，并且各水源井的建設(shè)年代較早。目前，深井的取水量已大為降低，無法滿足依安縣日益增長的需水量，鑒于依安縣現(xiàn)有水源井的實(shí)際情況，依安縣政府規(guī)劃在依安鎮(zhèn)西北部開發(fā)建設(shè)新的水源作為依安鎮(zhèn)的主要供水水源，規(guī)劃至2015年廢棄位于已建城區(qū)內(nèi)的各水源井，停止一水廠供水。

根據(jù)本次預(yù)測的依安鎮(zhèn)的需水量及其現(xiàn)有水廠的利用情況，進(jìn)行供需平衡分析，分析成果詳見表4。其中，回用的中水主要用于城鎮(zhèn)環(huán)境需水和工業(yè)用水。

表4 供需平衡分析成果表 104m3

表4顯示:現(xiàn)狀水平年自備水源和市政供水能力共計(jì)1095×104m3，缺水量91×104m3;2015年停止一水廠供水，自備水源和中水回用共計(jì)889×104m3，缺水量由新建供水工程供給。水廠和新水源可按滿足近期水平年缺水量522×104m3進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)。

4 用水定額及合理性分析

4.1 綜合生活用水定額及合理性分析

依安鎮(zhèn)現(xiàn)狀人均綜合生活用水量120 L/(r.d)，預(yù)測2015年依安鎮(zhèn)人均綜合生活用水量125 L/(r.d)，2020年為130 L/(r.d)，隨著生活水平的提高，居民生活用水量會增加，采用定額是合理的。

根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50013-2006)，依安鎮(zhèn)位于二區(qū)，查中、小城市指標(biāo)，范圍為110～180 L/(r.d)(平均日)，采用指標(biāo)符合規(guī)范規(guī)定，采用定額是合理的。

4.2 工業(yè)用水定額合理性分析

根據(jù)依安鎮(zhèn)的現(xiàn)狀工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量和國家六部委國經(jīng)貿(mào)資源［2000］1015號文《關(guān)于加強(qiáng)工業(yè)節(jié)水工作的意見》的精神，擬定近期工業(yè)重復(fù)利用率為35%，依安鎮(zhèn)工業(yè)重復(fù)利用率近期為50%，遠(yuǎn)期62%。依安鎮(zhèn)由于現(xiàn)狀基礎(chǔ)差，重復(fù)利用率相對低，與節(jié)水水平較高的地區(qū)相比，有一定節(jié)水潛力。

4.3 需水增長率

依安鎮(zhèn)生活、工業(yè)及總用水量近、遠(yuǎn)期增長率，成果見表5。

表5 城市用水增長率分析成果表 %

由表5可見，近遠(yuǎn)期生活用水增長率分別為3.80%和3.59%，工業(yè)用水量增長率分別為3.36%和1.37%，城市總用水增長率分別為3.52%和2.30%，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展率相比是合適的。

5 結(jié)論

建設(shè)項(xiàng)目主要功能供水屬于第一類鼓勵類，屬于國家政策鼓勵開發(fā)的項(xiàng)目，因此擬建水源工程符合國家產(chǎn)業(yè)政策;該工程建設(shè)符合國家對開發(fā)利用水資源的政策要求，本項(xiàng)目取水符合水資源規(guī)劃、配置要求。

項(xiàng)目勘察區(qū)地下水可開采量大于項(xiàng)目運(yùn)行后地下水總開采量，地下水有開采保證，取水合理。

城鎮(zhèn)居民、工業(yè)用水定額合理，并充分考慮了再生水的利用。

［1］哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院.黑龍江省依安縣供水改擴(kuò)建工程可行性研究報(bào)告［R］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，2012.

［2］黑龍江省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院.黑龍江省依安縣供水改擴(kuò)建工程水源地水文地質(zhì)詳查報(bào)告［R］.黑龍江省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，2012.