基于水源分析的城鎮(zhèn)一體化供水規(guī)劃研究

劉麗斐

(河南省水利勘測設計研究有限公司汕頭分公司， 廣東 汕頭 515000)

1 區(qū)域水文概況和水源分析

1.1 區(qū)域水文狀概況

汕頭市澄海區(qū)位于廣東省東部、韓江三角洲出?？谔?，區(qū)內主要水系為韓江干流，見圖1，其流域集水面積30 112 km2，全長470 km，平均年水量為254.52億m3。主流外砂河起始于冠隴村附近，至南港口入海，為澄海區(qū)生活、工業(yè)供水和農業(yè)用水提供了主要來源[1-3]。

1.2 供水水源

澄海區(qū)集中飲用水水源地分布不均勻。據(jù)統(tǒng)計現(xiàn)存外砂河、蓮陽河、東溪、南溪等4個水源地。

選取典型污染物指標(CODMn、NH3-N、TN、TP)，對開展常規(guī)監(jiān)測的6個飲用水源地2020年水質進行分析，結果顯示，盡管CODMn、TN、TP濃度較于往年呈略微上升趨勢，但總氮、總磷、以及水體耗氧量依舊符合中國環(huán)境監(jiān)測總站水字〔2008〕140號標?？紤]到時段性現(xiàn)象，區(qū)域內河流水體在一段時間內均符合飲用水水質要求。

2 供水系統(tǒng)現(xiàn)狀和存在問題2.1 城鎮(zhèn)供水水廠現(xiàn)狀

澄海區(qū)現(xiàn)已建澄海區(qū)第一自來水廠、澄海區(qū)第二自來水廠、蓮下鎮(zhèn)自來水廠、溪南鎮(zhèn)自來水廠、澄海東部自來水廠、隆都鎮(zhèn)自來水廠、蓮上鎮(zhèn)自來水廠、上華鎮(zhèn)自來水廠等8個鎮(zhèn)區(qū)自來水廠，和上華鎮(zhèn)島門水廠、隆都鎮(zhèn)后溝水廠、澄華街道冠山水廠等3個自然村簡易水廠，見圖1?？傇O計供水規(guī)模為40.98萬m3/d，實際可供水規(guī)模為35.98萬m3/d，歷史最高日供水規(guī)模為30.78萬m3/d，總供水受益人口為84.1萬人。截至2020年，澄海區(qū)全區(qū)常住人口數(shù)87.4萬人,其中已通自來水的人數(shù)為84.1萬人，行政村自來水覆蓋率達到97.3%，全區(qū)自來水普及率為96%，其余為農村分散式供水。

2.2 供水管網現(xiàn)狀

供水管網是保障城市居民日常生活、維持城市正常運轉不可或缺的基礎設施，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)滯后或故障都有極大可能性造成城市癱瘓，因此又被稱為城市的“生命線”[4-6]。

澄海區(qū)各水廠供水管網總長度為489.6 km，其中DN1200管線長1.0 km，DN1000管線長5.4 km，DN800管線長28.7 km，DN600管線長21.2 km，DN600管徑以下的管線長202.6 km。澄海自來水公司供水管網總長度(口徑100 mm以上)220 km，供水范圍包括澄海區(qū)三個街道及萊蕪開發(fā)區(qū)，供水面積約80 km2，供水人口45.3萬人。

3 水資源供需分析

3.1 水資源需求分析

據(jù)2020年第七次人口普查結果顯示，澄海區(qū)常住人口為874 444人，其中城鎮(zhèn)人口為637 612人，農村人口為236 832人。與第六次人口普查相比，總人數(shù)十年共增加75 548人，增長9.46%，年平均增長率為0.91%。供水人口按下式(1)計算：

P=P0(1+r)n+P1

(1)

式中：P0為供水范圍內的現(xiàn)狀常住人口數(shù)，人；r為設計年限內人口自然增長率，取0.91%；n為工程設計年限，取10 a；P1為設計年限內人口機械增長總數(shù)。

居民生活用水量計算公式(2)：

w=p×q/1000

(2)

式中：w為居民生活用水量，m3/d；p為設計用水居民人數(shù)，人；q為最高日居民生活用水定額，L/人·d。

根據(jù)以上原則，本工程最高日供水量為1261.76 m3/d。本項目農村人均最高日生活用水量采用60 L/人·d。預測結果如表1所示。

表1 澄海區(qū)水資源綜合規(guī)劃需水預測成果 萬m3

3.2 水資源供需平衡分析

在現(xiàn)狀供水條件與各規(guī)劃水平年正常需水增長的情況下，根據(jù)水資源合理配置模型進行計算，得出“一次平衡”情況下的水資源供需平衡結果。在此基礎上，以規(guī)劃水平年供水方案及需水成果中的“推薦方案”作為水資源配置計算的輸入，完成“二次平衡”分析，見表2。其中需水量以上述方案進行分析，供水工程以現(xiàn)狀工程設計供水規(guī)模為基礎，不包括新建水源工程、現(xiàn)有工程的挖潛,以及污水處理再利用。得出規(guī)劃水平年的供需平衡結果。

表2 澄海區(qū)規(guī)劃水平年平衡分析結果

從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，為實現(xiàn)澄海區(qū)水資源供需平衡，仍有必要采取節(jié)水措施和工程措施，提高現(xiàn)有工程的供水能力，緩解未來的工程性缺水現(xiàn)象。

4 一體化供水規(guī)劃

針對澄海區(qū)水源較為單一、供水設施老化陳舊、水資源供需矛盾突出以及水資源浪費嚴重等問題，提出“優(yōu)化保護水源地、優(yōu)化水廠布局、優(yōu)化供水管網”一體化的供水規(guī)劃思路，并加大節(jié)約用水規(guī)劃，保障居民安全用水。

4.1 水源地規(guī)劃

4.1.1 水源保護區(qū)規(guī)劃

根據(jù)《汕頭市飲用水源地環(huán)境保護規(guī)劃》(2009年)，2005—2009年期間汕頭市飲用水源保護區(qū)規(guī)劃由45個增加到55個，其中集中式飲用水源保護區(qū)15個，應急飲用水源保護區(qū)20個，備用飲用水源保護區(qū)20個。因此規(guī)劃在已有基礎上，在澄海區(qū)內增加飲用水源保護區(qū)8個，規(guī)劃生活飲用水地表水源保護區(qū)共8個，其中劃定一級保護區(qū)4個，二級保護區(qū)4個。

4.1.2 應急備用水源規(guī)劃

為防止突發(fā)性水源污染事件造成區(qū)內難以彌補的供水缺口，初步考慮可以作為應急水源的幾種水源：(1)部分地下水水源。(2)韓江下游外砂河、蓮陽河和東里河橋閘閘前的槽蓄水。(3)利用南澳的水源通過即將建成的引韓供水管道，返供澄海區(qū)。(4)溪南水廠現(xiàn)有生產廠區(qū)地勢高出供水區(qū)內高度約30 m，考慮改造為高位水池，作為錯峰調蓄和突發(fā)事件備用水源。

4.2 供水設施規(guī)劃

結合水資源供需平衡分析結果，澄海區(qū)規(guī)劃水平年的最高日需水量見表3。

對供水工程作出以下規(guī)劃建議：

(1)保留有七處集中供水工程劃分的供水范圍。

(2)對供水設施、設備簡陋老化、未達到自來水水質標準的水廠進行升級改造；對管道破損老化，管徑小，水壓低的供水管網進行更換改造。

(3)對未納入集中供水工程供水范圍的村莊，通過整合、擴網(擴建)或新建供水工程實現(xiàn)集中供水。

表3 澄海區(qū)規(guī)劃水平年的日需水量

4.3 配水管網規(guī)劃

供水管網規(guī)劃應滿足三個原則：①供水安全、經濟合理。②技術可行、施工方便。③統(tǒng)一規(guī)劃、重點突出。根據(jù)澄海區(qū)供水管網布局，分為兩個階段進行規(guī)劃：

(1)近期規(guī)劃為供水管網的更新建設，主要包括管道更換、不開挖修復管道，以及管道除垢三種方法，具體的實施需結合實際情況。

(2)遠期規(guī)劃為各水廠之間連通管的建設：①新建第三水廠和第一、第二水廠的連通管DN1600。②蓮上水廠與蓮下水廠DN1000連通管。③蓮上水廠與第一、第三水廠DN1000連通管。④隆 都水廠與第三水廠DN1000連通管。⑤隆都水廠與東部水廠DN1000連通管。⑥蓮上水廠與東部水廠DN1000連通管。⑦其他區(qū)域間連通管。⑧鋪 設澄海城區(qū)登峰路至蓮下鎮(zhèn)蓮鴻路DN800供水干管，作為蓮下鎮(zhèn)的應急水源，供水干管長度為1460 m。⑨鋪設自蓮鴻路至廠區(qū)路段的供水管網作為蓮上鎮(zhèn)應急取水源，該路段大約2000 m。

4.4 節(jié)約用水規(guī)劃

在生活用水方面實行幾點措施：在居民住宅區(qū)和公共用水場所推行節(jié)水器具；快速推進城鎮(zhèn)供水管網改造，降低管網漏失；提高公共設施冷卻用水循環(huán)利用率；通過媒體宣傳及舉辦節(jié)水競賽等形式開展節(jié)水宣傳工作，使節(jié)水觀念深入人心。

工業(yè)上，從系統(tǒng)節(jié)水、工藝節(jié)水、管理節(jié)水三方面首先開展節(jié)水規(guī)劃，大力推行清潔生產，實現(xiàn)從治污到防污的轉變。另外，加大非常規(guī)水源開發(fā)利用，大力推動水資源的可持續(xù)健康發(fā)展。

4.5 環(huán)境影響綜合評價

水源地規(guī)劃、水廠擴建和供水管網的改造與優(yōu)化擴大了供水范圍，實現(xiàn)了城鄉(xiāng)供水一體化，大大提高了居民生活和工業(yè)用水的保證率，實現(xiàn)了水資源的可持續(xù)利用及健康發(fā)展。

5 結 語

澄海區(qū)受制于供水系統(tǒng)陳舊老化、管理體系落后等問題，導致供水水質、水量，以及供需矛盾問題凸顯，加之供水水源單一，難以有效應對突發(fā)性水污染等應急事件。要解決澄海區(qū)供水問題，需緊抓問題的關鍵點，將工程措施與非工程措施高效結合，構建澄海區(qū)水安全屏障。因此，本文從水源地、供水水廠、供水管網，以及節(jié)約用水等方面，對澄海區(qū)建立新型水資源管理模型提出對應的近期和遠期規(guī)劃，為當?shù)爻擎?zhèn)一體化供水規(guī)劃提供對應依據(jù)。同時，由于未考慮未來人口增長率變化，本研究對供水量的預測僅為理論值，精確的供需平衡分析有待后續(xù)的進一步深入研究。