南通市區(qū)域供水李港水廠取水口設置方案比選

宋建軍 陳艷 陸建平

南通市區(qū)域供水李港水廠取水口設置方案比選

宋建軍1陳艷1陸建平2

（1.江蘇省水文水資源勘測局南通分局 江蘇南通 226006；2.江蘇省南通市水利局 江蘇南通 226006）

根據(jù)地表水廠取水口設置要求，在對取水河段水源地水量、水功能區(qū)水質、河床穩(wěn)定性、水源地保護以及突發(fā)水污染事故風險分析基礎上，結合取水河段河勢控制、河道治理等要求，提出南通市區(qū)域供水李港水廠取水口設置方案，推薦取水口設置最優(yōu)方案。

區(qū)域供水 李港水廠 取水口設置 方案比選

李港水廠是南通市西部區(qū)域供水水廠，原規(guī)劃取水口位于長江澄通段天生港水道中段捕魚港閘附近，規(guī)劃供水規(guī)模80萬m3/d。近年來，隨著南通市沿江開發(fā)戰(zhàn)略的實施，長江岸線的開發(fā)利用，李港水廠原規(guī)劃取水口附近的河勢、水文、水源地水質、水源地保護等條件發(fā)生了不同程度的變化，對李港水廠取水口設置帶來影響。在此，本文擬通過取水河段水源地水量、水功能區(qū)水質、河床穩(wěn)定性、水源地保護以及突發(fā)水污染事故風險分析，結合取水河段河勢控制、河道治理等要求，提出李港水廠取水口設置方案，推薦取水口設置最優(yōu)方案。

1 取水河段基本情況

1.1河道概況

如皋沙群水道是長江澄通河段組成部分，上接福姜沙水道，下連通州沙水道，全長23km。該河段沙洲眾多，水流流路分歧多變，分布有雙澗沙、民主沙、長青沙、泓北沙、橫港沙等沙體，其南岸瀏海沙水道為主槽，全長20km，平均河寬3.0km，北岸如皋中汊為如皋沙群水道一級分汊河道，全長10km，平均河寬1.5km。由于上游雙锏沙頭部已伸入福姜沙北汊，致使福姜沙北汊水流一部分走雙锏沙北水道，進入如皋中汊，另一部分水流與福姜沙南汊水流匯合后，走瀏海沙水道形成主流。

天生港水道為如皋中汊二級左支汊，全長25km，其上口接如皋中汊，下口在通呂河口附近入長江主流。由于天生港水道進口段與如皋中汊幾近垂直，分流比不足1%，天生港水道已演變?yōu)闈q潮流占優(yōu)勢的潮汐水道。

1.2岸線開發(fā)利用狀況與水功能區(qū)劃

取水河段地處長江口地區(qū)，沿江岸線開發(fā)利用程度較高，其右岸新山港至十三圩為張家港港區(qū)，已建萬噸級碼頭泊位13座，左岸四號港至通呂運河口為如皋港區(qū)和天生港區(qū)。其中，如皋港區(qū)為如皋市石化、港口及船舶制造基地，已建碼頭泊位12座；天生港區(qū)九圩港河口以上段為通州船舶制造基地，以下段為南通市電力能源及船舶制造、交通物流基地，已建碼頭泊位17座，擬建滬通鐵路大橋位于捕魚港閘下游0.2km。

本河段共劃分8各水功能區(qū)，包括保留區(qū)1個，過渡區(qū)1各，工農業(yè)用水區(qū)3個，飲用水源區(qū)3個，2020年水質管理目標為Ⅱ～Ⅲ類水。

1.3河勢控制與河道治理

如皋沙群水道河道寬闊，沙洲眾多，在復雜的徑流和潮流的共同作用下，河道沖淤多變，河勢控制主要是穩(wěn)定雙澗沙，維持目前較為穩(wěn)定的雙汊型河型，改善天生港水道進流條件，穩(wěn)定瀏海沙水道下段南岸頂沖點位置及南、北兩岸岸坡，并通過橫港沙的圈圍，使九龍港附近形成新的人工節(jié)點。主要治理工程包括雙澗沙雙順堤護灘工程、護槽港邊灘圈圍工程、橫港沙圈圍工程和天生港水道整治工程等。其中，橫港沙圈圍南緣治導線基本按-2m（國家85高程，下同）等深線布置，至九圩港附近，北緣治導線按-2m等深線后退200m布置；天生港水道整治近期主要對水道上口及長青沙北角切灘，以改善天生港水道入流條件，提高分流比。見圖1。

圖1 如皋沙群水道河勢及水功能區(qū)劃圖

2 取水口設置方案

2.1設置原則

（1）水源地枯水流量應滿足90%～97%保證率要求；

（2）符合水功能區(qū)劃要求；

（3）取水口附近應當有相對穩(wěn)定的河床條件；（4）滿足取水口水源地保護要求；

（5）滿足河勢控制和河道治理規(guī)劃要求。

2.2設置方案

按照取水口設置原則，結合取水河段基本情況，李港水廠取水口提出以下三種設置方案：方案①設置在瀏海沙水道橫港沙右邊灘-7m等深線附近，位于長江南通天生港飲用水源區(qū)，與橫港沙圈圍治導線距離0.15km；方案②設置在天生港水道中段，橫港沙左邊灘-7m等深線附近，位于長江通州九圩港飲用水源區(qū)，距橫港沙圈圍治導線距離0.08km；方案③設置在天生港水道上段，東沙左邊灘-5m等深線附近，位于長江如皋營房保留區(qū)，距橫港沙圈圍治導線距離0.2km。

3 方案比選

3.1水源地水量

本河段一般以大通流量作為上游來水量分析主要依據(jù)。據(jù)1950～2012年實測水文資料，大通站多年平均徑流量9050億m3，最枯1月份平均徑流量300億m3，最豐7月份平均徑流量1326億m3，P=97%保證率年徑流量6953億m3，1月份徑流量194億m3。李港水廠規(guī)劃取水規(guī)模80萬m3/d，年取水量2.92億m3，取水量占取水河段P=97%保證率年徑流量的0.42‰、占1月份徑流量的1.5‰，取水河段水源地來水量滿足李港水廠不同時段取水要求。

3.2水功能區(qū)水質

據(jù)2010～2012年監(jiān)測資料，以水功能區(qū)為評價單元，采用單因子評價方法，在全部監(jiān)測的pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、砷、汞、鎘、六價鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、鐵、錳等23項指標中，大部分符合Ⅱ類水標準，僅氨氮、總磷和石油類部分測次符合Ⅲ類水標準，評價河段各水功能區(qū)水質類別為Ⅱ～Ⅲ類水，達到功能區(qū)水質管理目標要求。

3.3河床穩(wěn)定性

3.3.1 水動力條件

取水河段屬長江近河口段，受潮汐和徑流雙重影響，水流呈往復流形態(tài)。據(jù)2010年4月農歷大潮期水文測驗，方案①橫港沙邊灘漲落潮垂線平均流速0.84m/s和0.82m/s，漲落潮流向夾角178°，表明該區(qū)域水動力條件優(yōu)越，漲落潮動力對塑造河床形態(tài)均具較大作用；方案②與方案③天生港水道中上段漲潮垂線平均流速0.61m/s和0.87m/s，落潮垂線平均流速0.37m/s和0.29m/s，漲落潮流向夾角181°～190°，表明天生港水道上段漲潮流大于落潮流，且越往上游，漲潮流速越大，漲潮流是塑造河床形態(tài)的主要水動力條件。

3.3.2 河床穩(wěn)定性

經長期自然演變以及人工整治工程的實施，如皋沙群水道已演變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定的雙汊型河型。目前，瀏海沙水道河勢微彎順直，主流頂沖點在九龍港附近，橫港沙邊灘-5、-10m等深線穩(wěn)定少變；如皋中汊分流比長期穩(wěn)定在30%左右，岸灘沖淤變化不大；天生港水道隨著又來沙的并岸以及如皋中汊的發(fā)育成熟，除口門、彎頂及小李港等少數(shù)地方沖淤有所變化外，天生港水道中下段呈微沖狀態(tài)，河床相對穩(wěn)定。

3.4水源地保護

方案①所處瀏海沙水道河寬在3.5km以上，與上游擬建滬通鐵路橋及下游華能南通電廠輸煤碼頭距離均為3.00km，目前橫港沙尚處于自然演變狀態(tài)，岸線資源尚未開發(fā)利用，水源地保護條件優(yōu)越；方案②所在河段屬天生港水道中水岸線，左岸為天生港港區(qū)，右側為橫港沙，水源地保護條件基本滿足要求；方案③所在河段屬天生港水道淺水岸線，左岸大李港涵至碾砣港閘共4.0km長江岸線尚未開發(fā)利用，右側為東沙邊灘，水源地保護條件良好。

3.5突發(fā)水污染事故風險

取水河段突發(fā)水污染風險主要來自過往船舶碰撞、沉沒、泄漏所造成的突發(fā)水污染事故影響。統(tǒng)計近五年共發(fā)生的大小207起水上事故，風災引起的占42%，船舶碰撞引起的占36%，擱淺、觸礁引起的占11%，其他因素引發(fā)的占11%，采用類比分析及專家咨詢法，確定最大可信事故風險概率約為1.0×10-4次/年。見表1。

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1672-2469(2014)06-0028-02

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.06.010

宋建軍（1966年—），男，高級工程師。