海島地區(qū)分質(zhì)供水模式研究

高穎會(huì)，修海峰，胡煜彬

（1.浙江中水工程技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310020；2.岱山縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局（水利局），浙江 舟山 316000）

1 問題的提出

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城鄉(xiāng)居民生活對(duì)水資源需求的逐年遞增，加之局部區(qū)域水環(huán)境污染呈加重態(tài)勢(shì)，使得水資源供需矛盾日益突出；并且長(zhǎng)期以來，城市供水系統(tǒng)多數(shù)采用統(tǒng)一的供水方式，在用水量急劇增加、水用途多樣化的情況下，既是對(duì)優(yōu)質(zhì)水資源的極大浪費(fèi)，也是對(duì)人力、物力與能量的浪費(fèi)[1]。

海島與大陸分隔，無過境客水，水資源全靠降水補(bǔ)給，降雨量年際分布不均，年內(nèi)分配相對(duì)集中，空間分布不均勻；而且海島受地貌地質(zhì)自然條件制約，島內(nèi)大多以丘陵地貌為主，缺乏籌建大中型水庫(kù)的有利地形地質(zhì)條件，島嶼分散造成地面徑流差異大，山低溪短，降雨徑流大部分直排入海，截流條件差，淡水資源開發(fā)利用難度大。隨著海島地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)水量和水質(zhì)也有更高的要求，如何進(jìn)一步提高供水保障水平和水質(zhì)，將成為制約海島地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的瓶頸[2-3]。實(shí)施分質(zhì)供水，改變目前不分用途、單一水質(zhì)的供水模式，采用針對(duì)不同用途提供不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的供水模式，在現(xiàn)有水資源不足的條件下，確保社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，海島地區(qū)分質(zhì)供水模式的研究和實(shí)踐很有必要。本文以岱山本島為例，研究海島地區(qū)分質(zhì)供水模式，以期實(shí)現(xiàn)生活區(qū)和工業(yè)區(qū)分區(qū)供水，優(yōu)水優(yōu)用，使海島地區(qū)老百姓從“有水喝”到“喝好水”。

2 國(guó)內(nèi)外分質(zhì)供水應(yīng)用概況

分質(zhì)供水是指供水系統(tǒng)根據(jù)用戶對(duì)水質(zhì)要求的不同而分開供應(yīng)相應(yīng)用水的一種供水形式[4]。國(guó)內(nèi)外分質(zhì)供水模式有很多種，按水源分類可劃分為：利用海水的分質(zhì)供水、利用雨水的分質(zhì)供水、利用城市污水的分質(zhì)供水、中水利用、微污染水源利用、小分質(zhì)供水系統(tǒng)和大分質(zhì)供水系統(tǒng)等。

目前，浙江省的寧波市、金華市、杭州市、紹興市、臺(tái)州市已實(shí)施大分質(zhì)供水，湖州市八里店社區(qū)已實(shí)施小分質(zhì)供水，嘉興市和溫州市也將分質(zhì)供水提上日程[5-6]。

3 分質(zhì)供水模式在岱山本島的應(yīng)用

3.1 供水模式現(xiàn)狀及存在的問題

受自然條件限制，岱山水資源極為緊缺，水資源供需矛盾突出。人均水資源占有量562 m3，不到全省人均值的三分之一。由于水資源緊張，岱山采用多種水源混合利用、工業(yè)與生活不分的供水模式。目前大量的河道徑流翻水入庫(kù)，水庫(kù)內(nèi)多種原水混合，反而給原水水質(zhì)帶來負(fù)面影響。岱山即將全面建成小康社會(huì)，大力推進(jìn)“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略的實(shí)施，老百姓正在經(jīng)歷從“有水喝”到“喝好水”的提升轉(zhuǎn)變，而現(xiàn)有的供水模式無法保障老百姓喝好水的需求。受地形地貌等因素的制約，水源工程雖然數(shù)量多，但是規(guī)模小而分散，本地水源的供水能力已接近上限。

3.2 分質(zhì)供水模式選擇

小分質(zhì)供水模式在市政給水管網(wǎng)進(jìn)入小區(qū)時(shí)設(shè)置小型處理站，將部分自來水深度處理成為直飲水，能夠提高小區(qū)內(nèi)的供水安全性。但小分質(zhì)供水模式僅限于在特殊地區(qū)小范圍內(nèi)使用，若在城市范圍內(nèi)多處建設(shè)小分質(zhì)供水模式，則投資重復(fù)且管理標(biāo)準(zhǔn)不一，難以監(jiān)控出水水質(zhì)，所以在整個(gè)城市實(shí)行小分質(zhì)供水模式是不合理的。

大分質(zhì)供水模式在城市范圍內(nèi)設(shè)置2~3套供水設(shè)施與管網(wǎng)，將質(zhì)量較好的水優(yōu)先用于居民生活，次好的水用于工業(yè)，再生水用于市政和環(huán)境生態(tài)等。大分質(zhì)供水模式能夠解決水質(zhì)型缺水地區(qū)需求總量與供應(yīng)不足、用水安全與污染嚴(yán)重之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)水資源的有效優(yōu)化配置，充分體現(xiàn)優(yōu)水優(yōu)用及循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，并提高供水安全性。

小分質(zhì)供水模式適用于需水量小且供水相對(duì)集中的小區(qū)或地塊；大分質(zhì)供水模式立足于多種水源的統(tǒng)籌兼顧和綜合利用，根據(jù)不同的用水需求分質(zhì)供水，適用于海島地區(qū)。

綜上所述，岱山本島選用大分質(zhì)供水模式。

3.3 分質(zhì)供水結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

3.3.1 優(yōu)化布置原則

（1）分區(qū)供水。根據(jù)岱山本島的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局，將岱山本島的用水系統(tǒng)劃分為工業(yè)區(qū)用水和生活區(qū)用水兩大系統(tǒng)，分別確定供水水源、供水水廠和管網(wǎng)系統(tǒng)。生活區(qū)供水系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象為整個(gè)岱山本島的生活區(qū)，工業(yè)區(qū)供水系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象主要是開發(fā)區(qū)、岱北和魚山3個(gè)工業(yè)集聚區(qū)塊。

（2）優(yōu)水優(yōu)用。岱山本島供水水源主要有水庫(kù)水、大陸引水和淡化海水，這3種水源的運(yùn)行費(fèi)用、供水成本和水質(zhì)不同。供水水質(zhì)由高到低依次為：水庫(kù)水＞大陸引水＞淡化海水。水庫(kù)水的水質(zhì)較好，優(yōu)先考慮用于生活區(qū)用水；大陸引水和淡化海水的水質(zhì)一般，考慮作為生活區(qū)補(bǔ)充用水和工業(yè)區(qū)用水。另外，河道翻水的水質(zhì)一般，專門設(shè)置水庫(kù)來儲(chǔ)存河道水，經(jīng)沉淀、生物處理后再利用。

（3）以點(diǎn)帶面。在區(qū)域內(nèi)選擇規(guī)模水庫(kù)作為區(qū)域中心水庫(kù)，盡量匯集周邊小型水庫(kù)、山塘、坡面水源，以全區(qū)域水資源能夠高效匯入中心水庫(kù)為目標(biāo)。

（4）聯(lián)網(wǎng)聯(lián)調(diào)。整合現(xiàn)有原水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各水源水庫(kù)的有效連通，通過聯(lián)合調(diào)度提升本地水資源利用率。

3.3.2 生活區(qū)供水系統(tǒng)

生活區(qū)供水系統(tǒng)（見圖1）將岱山本島除楓樹水庫(kù)外的供水水庫(kù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，作為生活區(qū)用水水源，不足部分由大陸引水一期補(bǔ)充。生活區(qū)以小高亭水廠作為主水廠，以洛沙灣水庫(kù)、磨心水庫(kù)、岱南平地水庫(kù)、小高亭水庫(kù)作為區(qū)域中心水庫(kù)，匯集周邊小型水庫(kù)、山塘、坡面水源向小高亭水廠供水，小高亭水廠原水不足部分由大陸引水一期補(bǔ)充。南峰水廠也是本島生活區(qū)供水水廠，以黃官泥岙水庫(kù)作為水源。

圖1 生活區(qū)供水系統(tǒng)圖

3.3.3 工業(yè)區(qū)供水系統(tǒng)

工業(yè)區(qū)供水系統(tǒng)（見圖2）將楓樹水庫(kù)作為工業(yè)用水水源，不足部分由岱山引水二期和淡化海水補(bǔ)充，以新建水廠作為主水廠。楓樹水庫(kù)作為本地主要水源，還承擔(dān)著岱山引水二期調(diào)蓄水庫(kù)的作用，經(jīng)調(diào)蓄后向新建水廠供水。楓樹水庫(kù)作為一個(gè)獨(dú)立水庫(kù)，其入庫(kù)徑流包括庫(kù)區(qū)的天然來水和下游河道的翻水。能。計(jì)算得到各水庫(kù)50%、75%和95%保證率下的年供水量，即為生活區(qū)供水量（見表1）。

圖2 工業(yè)區(qū)供水系統(tǒng)圖

表1 生活區(qū)供水能力分析表

3.3.4 供水能力分析

3.3.4.1 生活區(qū)供水能力分析

根據(jù)水量平衡原理，分別對(duì)洛沙灣水庫(kù)、磨心水庫(kù)、岱南平地水庫(kù)、小高亭水庫(kù)和黃官泥岙水庫(kù)等區(qū)域中心水庫(kù)的入庫(kù)徑流量進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，徑流系列為1961—2008年共48 a逐日徑流過程，調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)以供水作為唯一功能，不考慮其他用水功

3.3.4.2 工業(yè)區(qū)供水能力分析

根據(jù)水量平衡原理，采用1961—2008年共48 a逐日徑流分別對(duì)楓樹水庫(kù)的入庫(kù)徑流量進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，得到楓樹水庫(kù)50%、75%和95%保證率下的年供水量，即為工業(yè)區(qū)供水量（見表2）。

表2 工業(yè)區(qū)供水能力分析表

3.3.5 效益分析

本方案實(shí)施后，岱山本島能夠?qū)崿F(xiàn)生活區(qū)與工業(yè)區(qū)分區(qū)供水的目標(biāo)。

岱山本島生活區(qū)通過截洪溝和庫(kù)庫(kù)聯(lián)網(wǎng)工程，將21座供水水庫(kù)連接成整體，可匯集本島東部流域的所有山水，在現(xiàn)有年入庫(kù)水量310.00萬m3的基礎(chǔ)上，每年可增加入庫(kù)水量339.00萬m3，達(dá)到649.00萬m3，年供水能力可達(dá)615.70萬m3，岱山本島生活區(qū)的年用水量現(xiàn)為584.00萬m3，故目前本島平水年生活區(qū)優(yōu)質(zhì)水的用水需求能夠得到滿足。

岱山本島工業(yè)區(qū)的年用水量現(xiàn)為946.00萬m3，其中楓樹水庫(kù)每年可供給69.00萬m3，缺口的877.00萬m3由大陸引水和淡化海水共同保證95%的供水量。

4 結(jié)論及建議

本文以岱山本島為例研究了海島地區(qū)的分質(zhì)供水模式，主要結(jié)論及建議如下：

（1）海島地區(qū)分質(zhì)供水的實(shí)施，不僅可以實(shí)現(xiàn)生活區(qū)和工業(yè)區(qū)分區(qū)供水，而且能夠提高海島地區(qū)供水量和生活區(qū)供水水質(zhì)。

（2）海島地區(qū)分質(zhì)供水雖然可以解決水資源供需矛盾，提高生活用水水質(zhì)，但不能因?yàn)橛辛朔仲|(zhì)供水而忽視節(jié)水工作，未來需繼續(xù)堅(jiān)持“節(jié)水優(yōu)先”，進(jìn)一步落實(shí)國(guó)家節(jié)水行動(dòng)方案要求，始終維持各行業(yè)節(jié)水水平的先進(jìn)地位。

（3）海島地區(qū)分質(zhì)供水工程的建設(shè)需與河道建設(shè)、水資源保護(hù)、城市規(guī)劃、土地利用等結(jié)合考慮。