哈尔滨市呼兰区(老城区)城市供水水源论证分析

张力春，尤春峰

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

随着哈尔滨市呼兰区(老城区)建设的快速发展，城市缺水情况比较严重。目前呼兰区供水存在供水能力不足、供水水质不达标、供水安全性差、配水能力不足、对地下水安全造成威胁等问题。呼兰区现有第一和第二供水厂两座，日供水能力2.5×104m3/d，其中第一供水厂供水能力5 000 m3/d，第二水厂供水能力2.0×104m3/d，用水高峰供水能力明显不足。经需水预测，呼兰区(老城区)近期2020年需水量3.95×104m3/d，远期2030年需水量4.82×104m3/d。第一水厂和第二水厂日供水能力2.5×104m3/d远不能满足要求，因此迫切需要新建第三水厂，以满足近期供水要求。第三水厂设计取水量为3.28×104m3/d(包括水厂自身消耗0.28×104m3/d，水厂供水3.00×104m3/d。)

1 建设项目取水水源方案比较

根据呼兰区的自然地理位置，城镇供水水源可有3种形式，分别为松花江水、呼兰河水及地下水供水方案。

1.1 松花江水供水方案

松花江水量丰富，在水量上能满足城市供水要求。但松花江沿岸城镇都没有污水处理设施，致使松花江水体污染程度加剧，松花江该段水质为Ⅲ～Ⅳ类水体。考虑该水源易受突发事件的影响，安全性较差，而且距离较远，输水管道长，地表水净化成本高，投资相对较大，不宜作为城市供水水源。

1.2 呼兰河河水供水方案

呼兰河穿过呼兰区内，呼兰河该段由于直接受上游排放污水的污染，属V类水体，不宜作为给水水源。且在近年来，由于干旱，出现断流的现象，断流时间最长可达两个月有余，供水水量难以保证。

1.3 地下水供水方案

区内地下水划分为河漫滩松散层孔隙潜水及一级阶地松散层孔隙弱承压水。

孔隙潜水分布于呼兰河下游左岸高、低河漫滩，水量极丰富。由于受肇兰新河和呼兰河污水下渗补给，水质受到轻微污染。

孔隙弱承压水分布于呼兰河下游左岸一级阶地，水量极丰富。地下水水质较好，经采取除铁、除锰及降低硬度措施处理后，可作为生活饮用水源。

经计算，论证区地下水总补给量2 913.29×104m3/a，可开采量2 670.92×104m3/a。第三水厂投产使用后，地下水总开采量2 349.4×104m3/a，剩余可开采量321.52×104m3/a。水源供给是有保证的。

经分析比较，确定弱承压水为呼兰区(老城区)供水水源。

2 建设项目取水水量论证分析

2.1 需水量预测

需水量预测主要包括综合生活需水量预测、工业企业需水量预测、绿地道路需水量预测、城镇配水管网的漏损水量预测、未预见水量预测。本项目现状年为2010年，近期规划水平年为2020年，远期规划水平年为2030年。根据哈尔滨市呼兰区总体规划及现状统计数据，预测结果见表1。

表1 总需水量预测表 万m3/d

2.2 设计供水能力

根据以上预测，为保证呼兰区(老城区)的供水量及供水水质要求，确定近期呼兰区(老城区)第三水厂及管网建设工程新建净水车间供水量为3.0×104m3/d;原有第一水厂改为加压泵站，不再供水;原有第二水厂将原有两组滤池串联，改造为一级曝气和两级过滤工艺，保留1.0×104m3/d供水能力。设计供水量能力为4.0×104m3/d。

2.3 供需平衡分析

供需平衡情况见表2。

表2 供需平衡分析表 万m3/d

近期2020年总供水能力4.0×104m3/d，基本可满足近期2020年城镇生活、工业生产、环境等方面的需水量。

远期2030年需水量4.82×104m3/d，其中综合生活用水3.32×104m3/d由二、三水厂地下水源供给，工业用水和其他用水1.50×104m3/d将采用2011年10月投产的呼兰区老城区污水处理厂处理后的中水回用，并进一步开发节水潜力，以解决供水不足部分。

3 开采后的地下水位预测

3.1 取水井布设的合理性分析

共布12眼开采井，其中2眼作为备用井。12眼开采井按梅花状布设，井间距500～600 m，井深55 m，设计单井出水量3 280 m3/d，水源地取水3.28×104m3/d。分析水井布设的是否合理，需对拟建水源地群井抽水进行干扰系数的计算。经计算分析，群井开采干扰系数为0.06～0.14，小于上限0.3，表明拟建水源地的布井方案是合理的。

3.2 开采后的地下水位预测

根据拟建水源地开采井布置及开采量，地下水开采水位预测采用非稳定流潜水完整干扰井计算公式:

式中:S为任意点的水位降深，m;Q总为群井组总出流量，m3/d;K为渗透系数，m/d;H为含水层厚度，m;ri为各井至任意点的距离，m;t为井群组抽水延续时间，d;μ为给水度(无因次);a为导压系数为井函数。

10眼井同时开采，拟开采量3.28×104m3/d，连续开采20 a。

根据预测结果可知，随着第三水源地的开采，地下水的降落漏斗由第二水源地北移至第三水源地中心，水源地运行20 a，拟建水源地最大水位降为8.34 m，地下水流场的形状没有太大改变，与水源地运行15 a相拟，说明区内地下水流场趋于稳定。拟建水源地最大水位下降8.34 m，占含水层厚度24%，拟建水源地周边水位附加降深0.89～3.94 m，占含水层厚度的2.56% ～11.32%。因此拟建水源地运行20 a，采补近于平衡，按设计的方案对地下水进行开采，是安全的，有保证的。

4 结语

在综合考虑水位预报结果以及区域以往的开采资料的基础上，认为本区在原有的开采量基础上新增设计开采量3.28×104m3/d合理的，具有补给保证的。但前提条件是在水源地周围必须设置3带保护区，即戒严带、限制带、监视带。在水源地布设地下水观测井，及时掌握地下水位及水质的变化情况。水源地的保护需要当地政府水行政管理部门给予保证。

[1] 黑龙江省水利水电勘测设计研究院.哈尔滨市呼兰区(老城区)第三水厂及管网建设工程水资源论证报告[R].哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2011.