淺談小型海島給水規(guī)劃

■易 玲 ■廣州市科城規(guī)劃勘測技術(shù)有限公司，廣東 廣州 510663

我國小型海島較多，分布廣泛，科學(xué)規(guī)劃海島，建設(shè)合理經(jīng)濟(jì)的供水設(shè)施具有重要深遠(yuǎn)的意義。因此，筆者根據(jù)廣東省某一小型海島(下文稱規(guī)劃島)的供水條件及用地規(guī)劃，并結(jié)合多年設(shè)計經(jīng)驗，提出該島的總體規(guī)劃思路，為整體小型海島規(guī)劃的編制提供參考依據(jù)及技術(shù)支持。

1 概述

規(guī)劃島地處廣東省，規(guī)劃建設(shè)用地面積507.45 公頃，農(nóng)作物用地面積2867.38 公頃，規(guī)劃常住城市人口4.5 萬，村莊人口2 萬，發(fā)展定位為生態(tài)海洋經(jīng)濟(jì)示范區(qū)。

2 供水現(xiàn)狀及評價

2.1 現(xiàn)狀用水量概述

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查及分析，規(guī)劃島現(xiàn)狀工業(yè)用水量約80 萬立方米/年，生活用水量約200 萬立方米/年，農(nóng)業(yè)用水量約2116 萬立方米/年，現(xiàn)狀總用水量約2396 萬立方米/年。

圖1 現(xiàn)狀用水結(jié)構(gòu)圖

2.2 現(xiàn)狀水源概述

(1)地表水。規(guī)劃島地表水利用較小，主要通過三個小型水庫、兩個塘壩為附近農(nóng)業(yè)提供灌溉用水，地表水集水面積共2.5 平方公里，總庫容90 萬立方米，興利庫容約50 萬立方米。

(2)地下水。據(jù)調(diào)查，規(guī)劃島各類開采井2240 眼，開采井平均密度達(dá)40 眼/平方公里，地下水開采量2346 萬立方米/年。其中:農(nóng)業(yè)灌溉井1346 眼，開采量約1930 萬立方米/年，占總開采量的82.3%;水產(chǎn)養(yǎng)殖開采井243 眼，開采量約136 萬立方米/年;人畜飲用及工業(yè)用水井651 眼，開采量約280 萬立方米/年。據(jù)計算，目前島內(nèi)淺層地下水和中層地下水的開采量均超過了允許開采量，總量超采近1 倍。掠奪性超采造成該島淺層水水位快速下降和在沿海地帶形成大面積水位負(fù)值區(qū)。

2.3 現(xiàn)狀給水問題分析

(1)目前，集中供水設(shè)施(生活用水)暫時能滿足用戶要求，但供水設(shè)施簡易，系統(tǒng)性較弱，同時島上自建水井較多，統(tǒng)一管理困難，隨著用地的開發(fā)，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，規(guī)劃島需要一套更為完善的供水系統(tǒng)，保證用戶用水要求的同時，實現(xiàn)供水的統(tǒng)一管理;(2)農(nóng)業(yè)耗水比例較大，灌溉方式落后，用水浪費嚴(yán)重，給有限的水資源帶來了較大的負(fù)擔(dān)，農(nóng)業(yè)節(jié)水力度急需加大;(3)目前，規(guī)劃島供水水源單一，主要依賴地下水，不僅給地下水供給帶來較大壓力，同時造成了其他水資源的浪費，規(guī)劃島需開展水資源開發(fā)利用的綜合規(guī)劃，從宏觀上對區(qū)內(nèi)及周邊水資源進(jìn)行調(diào)控，同時實現(xiàn)多水源供水，并提高水資源科學(xué)利用率;(4)地下水資源超采嚴(yán)重，已引發(fā)了較為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題——海水入侵，地下水開采量需要嚴(yán)格控制，地下水其他保護(hù)措施需要加大力度執(zhí)行。

3 用水量預(yù)測

根據(jù)規(guī)劃城市人口及城市建設(shè)用地面積預(yù)測規(guī)劃島最高日城鎮(zhèn)用水量為2.0 萬立方米/天，其中綠地及道路澆灑約0.2 萬立方米/天;根據(jù)村莊人口及農(nóng)作物用地面積預(yù)測規(guī)劃島農(nóng)業(yè)用水量約1212 萬立方米/年。

4 水源分析

4.1 地下水

島內(nèi)的可開采地下水為淺層潛水—微承壓水(埋藏深度一般＜50米)，主要由火山巖孔洞裂隙水和湛江組上部微承壓孔隙水組成，其補給、逕流、排泄自成體系天然條件下，淺層地下水獲得降雨補給后，除一部分消耗于人工開采和越流補給中層地下水外，另一部分則隨山勢地形自高往低向四周逕流，最終以泉的形式流出地表或滲流入海。由于島內(nèi)大部分地區(qū)火山巖底板位于海平面之下，淺層地下水與海水存在著密切的水力聯(lián)系，當(dāng)陸域地下水位低于海平面時，就會造成海水倒灌(海水入侵)。規(guī)劃島地下水資源量約為2242 萬立方米。但由于規(guī)劃區(qū)地下水開采超量，引發(fā)海水入侵，地下水開采量需被壓縮控制，水量保護(hù)控制開采目標(biāo)為746 萬立方米。

4.2 雨水

規(guī)劃島有24 年降雨量資料，多年平均降雨量為1209 毫米，最大年降雨量1900 毫米，最小年降雨量為640 毫米;降雨量最大的月份為9月，占全年降雨量的17%，降雨量最小的月份為1 月，占全年降雨量不到2%，6～9 月降雨量占全年降雨量的60%以上。據(jù)《廣東省水文圖集》(1991 年)，可查出當(dāng)?shù)囟嗄昶骄嬲舭l(fā)量為1150 毫米(E601 型蒸發(fā)器觀測)，陸地蒸發(fā)量為970 毫米。

島內(nèi)城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)，雨水利用可通過雨水管道收集雨水，排入相應(yīng)的蓄水池調(diào)蓄雨水加以利用;其他地區(qū)，雨水利用可通過地塊邊溝匯入附近小型水庫或者水塘，形成地表水源。

規(guī)劃島多年平均降雨量1209 米，根據(jù)《廣東省水文圖集》(1991年)，進(jìn)行當(dāng)?shù)厮Y源量的計算，島內(nèi)地表淡水資源量為2968 萬立方米。

表1 地表水資源量計算成果表

年均可利用雨水資源量按下式進(jìn)行計算:

W=αψHA

式中:W 是年均可利用雨水資源量，立方米;H 是多年平均降雨量，米;A 是匯水面積，平方米;ψ 是綜合徑流系數(shù);α 是季節(jié)折減系數(shù)。

規(guī)劃根據(jù)城市建設(shè)用地面積和農(nóng)作物等非建設(shè)用地面積估算全島年均可利用雨水資源量約2600 萬立方米，其中城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)約380 萬立方米，其他區(qū)域約2220 萬立方米。

4.3 中水

中水回用指污水經(jīng)集中處理，尾水達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行回用，規(guī)劃島污水集中處理量約1.3 萬立方米/天，則中水可利用量約1.0 萬立方米/天，即475 萬立方米/年。

5 供需平衡分析

5.1 年均需水量

規(guī)劃島年均城鄉(xiāng)生活需水量約646 萬立方米，年均道路及綠化澆灑需水量約73 萬立方米，年均農(nóng)業(yè)澆灌需水量約1212 萬立方米。

5.2 年均可供水量

規(guī)劃島地下水年均可開采量約740 萬立方米;年均可利用雨水資源量約2600 萬立方米，其中城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)約380 萬立方米，其他區(qū)域約2220 萬立方米;中水年均可供應(yīng)量約475 萬立方米。

5.3 供需平衡

如下圖所示，規(guī)劃島水量在島內(nèi)供需可達(dá)平衡，水資源能滿足用水需求。

圖2 供需平衡示意圖(單位:立方米/年)

6 給水系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)供水水質(zhì)的不同，規(guī)劃島給水系統(tǒng)分為生活給水系統(tǒng)、中水系統(tǒng)、雨水利用系統(tǒng)。生活給水系統(tǒng)采用地下水，主要供應(yīng)居民生活用水，系統(tǒng)由新建一座地下水廠及配套管網(wǎng)組成;中水采用深度處理后的污水，主要用于農(nóng)田澆灌，系統(tǒng)由4 處中水處理設(shè)施及其配套管網(wǎng)組成;雨水利用系統(tǒng)采用收集的雨水，部分用于市政澆灑，部分用于農(nóng)田澆灌，系統(tǒng)由4 處雨水處理設(shè)施及其配套管網(wǎng)組成。

7 給水設(shè)施規(guī)劃

(1)規(guī)劃地下水廠1 座，位于規(guī)劃島中部，設(shè)計規(guī)模2.0 萬立方米/天;(2)規(guī)劃中水處理設(shè)施4 座，與污水處理設(shè)施合建，總設(shè)計規(guī)模1.5萬立方米/天;(3)規(guī)劃雨水處理設(shè)施6 座，位于各排水分區(qū)最低處，總設(shè)計規(guī)模2.5 萬立方米/天。

8 給水管網(wǎng)規(guī)劃

根據(jù)供水水質(zhì)的不同，規(guī)劃島給水管網(wǎng)分為生活給水管網(wǎng)、雨水利用管網(wǎng)及中水管網(wǎng)。三套管網(wǎng)各成體系，嚴(yán)禁連通。

生活給水主干管沿規(guī)劃道路布置，開發(fā)建設(shè)初期采用枝狀管網(wǎng)，隨著開發(fā)建設(shè)的深入，將枝管連接成環(huán)，保證供水的安全可靠性;雨水利用管網(wǎng)及中水管網(wǎng)沿規(guī)劃道路布置，采用枝狀管網(wǎng)。

9 水源保護(hù)措施

9.1 功能分區(qū)

根據(jù)《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838 -2002)，將規(guī)劃區(qū)地表淡水域規(guī)劃為地面水III 類水環(huán)境功能區(qū)，執(zhí)行地面水環(huán)境質(zhì)量III 類標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》，劃分飲用水地下水源保護(hù)區(qū):一級保護(hù)區(qū)以開采井為中心，按下表所列經(jīng)驗值R1 為半徑的圓形區(qū)域。對于集中式供水水源地，井群內(nèi)井間距大于以及保護(hù)區(qū)半徑的2 倍時，分別對每口井進(jìn)行一級保護(hù)區(qū)劃分，井群內(nèi)間距小于等于一級保護(hù)區(qū)半徑2 倍時，則以外圍井的外接多邊形為邊界，向外徑向距離為一級保護(hù)區(qū)半徑的多邊形區(qū)域;二級保護(hù)區(qū)以開采井為中心，按下表所列經(jīng)驗值R2 為半徑的圓形區(qū)域。對于集中式供水水源地，井群內(nèi)井間距大于以及保護(hù)區(qū)半徑的2 倍時，分別對每口井進(jìn)行一級保護(hù)區(qū)劃分，井群內(nèi)間距小于等于一級保護(hù)區(qū)半徑2 倍時，則以外圍井的外接多邊形為邊界，向外徑向距離為一級保護(hù)區(qū)半徑的多邊形區(qū)域。

表2 地下水保護(hù)區(qū)半徑

9.2 保護(hù)措施

(1)加快制定規(guī)劃島飲用水源保護(hù)的規(guī)范性文件，使水源地生態(tài)環(huán)境保護(hù)和污染防治監(jiān)督管理有法可依，保障飲用水源安全;(2)加強飲用水水源地環(huán)境保護(hù)，建立健全飲用水源安全預(yù)警制度，定期發(fā)布飲用水源地水質(zhì)監(jiān)測信息;(3)制定符合規(guī)劃島客觀實際的海水入侵預(yù)防與治理對策，如調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，全面推行節(jié)水灌溉，分層控制地下水開采量(大幅減采或禁采海水入侵區(qū)淺層地下水，適量調(diào)減中層地下水開采量適當(dāng)增加深層地下水開采量)，蓄水補源，增加地下水補給，封填“串層井”，堵塞垂向入侵通道等等。

10 節(jié)約用水

城鎮(zhèn)生活節(jié)水措施:盡量降低城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏失率，規(guī)劃從現(xiàn)狀的18%降低到規(guī)劃水平年的15%。提倡生活用水的多次利用，例如洗菜水收集起來沖廁所或澆花。推廣采用節(jié)水衛(wèi)生潔具等措施。

再生水回用和回歸水利用措施:建立污水處理廠，把污水處理后的再生水作為綠化、下游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)澆灌用水及生態(tài)用水等?？紤]排水管網(wǎng)清污分流，把雨水收集起來作為綠化、市政用水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)澆灌用水及生態(tài)用水，減少污水處理量和處理成本。

工業(yè)節(jié)水措施:結(jié)合產(chǎn)業(yè)政策要求，嚴(yán)格對企業(yè)的生產(chǎn)流程進(jìn)行審查，嚴(yán)禁上馬工藝落后、耗水量大、效益低、污染大的企業(yè)。從源頭上控制水量浪費和水污染問題。

非工程節(jié)水措施:除了上述工程節(jié)水措施外，還可以利用水價機制和提高水資源管理水平來達(dá)到節(jié)水的目的。建立合理的水價機制，提高全社會的節(jié)水意識。建設(shè)水資源管理信息系統(tǒng)，提高科學(xué)調(diào)度和優(yōu)化配置能力。改革水資源管理體制，推行水務(wù)一體化管理，實現(xiàn)全市水資源和用水的統(tǒng)一調(diào)度。加大宣傳力度，倡導(dǎo)水資源公告制度，加深人們對市內(nèi)水資源情況的了解和認(rèn)識，從而自覺節(jié)水。

11 結(jié)語

由于小型海島與陸地城市分離，形成一個獨立的整體，供水自身存在相對獨立性和局限性，因此，給水總體規(guī)劃過程中，應(yīng)對現(xiàn)狀進(jìn)行充分的調(diào)研，并對供水系統(tǒng)存在的主要問題進(jìn)行深入探討。海島供水規(guī)劃的編制，水量預(yù)測必須力求全面準(zhǔn)確，相較陸地城市，除對城市用水量進(jìn)行預(yù)測，還應(yīng)增加農(nóng)業(yè)等其他用水量的預(yù)測;并對海島水源進(jìn)行重點分析，充分科學(xué)利用各類水資源，組合出合理的供水模式;同時對給水廠、管網(wǎng)等供水設(shè)施提出規(guī)劃要求，構(gòu)建供水保障體系。

［1］鄭毅.城市規(guī)劃設(shè)計手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2000.

［2］GB 50282298.城市給水工程規(guī)劃規(guī)范［S］.

［3］GB 5001322006.室外給水設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］王晨，莫罹，朱玲.對海島地區(qū)水資源優(yōu)化配置與供水規(guī)劃的思考［J］.建設(shè)科技，2011(22).

［5］陳國偉.浙江省海島地區(qū)供水配置探討［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2006(1).