马鞍山市城市供水专项规划分析

孙艳涛 夏 炜 江伟民

(上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司，安徽 合肥 200032)

随着经济的发展、人口的增长、居民生活水平的不断提高和城市规划区的扩展，需水量将呈现增长趋势,同时由于现状水环境及突发事件对水资源产生较大影响，对城市安全构成严重威胁。近年来相继发生的松花江、北江、太湖流域等多起水源污染事件，都对事故所在地的城市居民生活及工农业生产造成了严重危害[1]。因此合理的对马鞍山市水资源、取水、净水、输水、配水等工程进行统一规划,并建立备用水源系统、保障供水安全具有重要的意义。

1 规划概况

根据《马鞍山市中心城区规划》和《马鞍山市博望镇总体规划》的发展目标，到2020年中心城区人口将达到120万人，中心城区面积120 km2；到2030年中心城区人口将达到150万人，中心城区面积150 km2；到2020年博望城区人口将达到14万人，中心城区面积17.5 km2，到2030年博望城区人口将达到23万人，中心城区面积25.3 km2。

2 供水现状及存在问题

2.1 供水系统现状

马鞍山市现有城市水厂三座，总供水能力35万m3/d，其中采石水厂设计总供水能力达到25.0万m3/d；慈湖水厂一期设计总供水能力已达到25.0万m3/d；另外，博望锦盛水厂现状供水能力5万m3/d。

2.2 供水系统存在的主要问题

1)中间局部管道尚未连通造成局部瓶颈和未形成环状，导致供水安全性差；

2)城市部分早期供水管道管径偏小，水头损失大，负荷过重；

3)新区用水量增加，局部地块地势偏高，水压、水量偏低；

4)取水口附近有潜在污染源存在，水源有受到污染的隐患等。

3 城市需水量预测

本规划采用四种方法进行水量预测并校核。预测如表1所示。

表1 需水总量预测表

马鞍山市2030年居民生活用水量标准为240 L/(人·d)；单位人口综合用水量指标为0.45万m3/(万人·d)；城市单位建设用地综合用水量指标为0.40万m3/(km2·d)。规划近期2020年和远期2030年预测城市最高日供水总量分别为58万m3/d和77万m3/d(考虑博望区方向沿途乡镇用水)。

4 城市给水工程规划

4.1 取水工程规划

4.1.1取水工程规划原则

1)设在水量充沛、水质较好、河床和岸边稳定的地点；

2)供水水源的设计最小(枯水)流量的保证率采用95%；设计枯水位的保证率采用99%；

3)取水构筑物的防洪标准取其设计洪水重现期不低于100年；

4)对拟建取水构筑物河段进行河势演变分析,选取最佳河段建造取水构筑物等。

4.1.2取水工程规划

1)慈湖水厂取水构筑物已按20万m3/d建设完成， 一期供水规模为10万m3/d，2020年达到设计规模20万m3/d，按照规模增加设备即可满足慈湖水厂取水要求。

2)采石水厂土建总取水能力为65万m3/d，取水量能满足届时五水厂的取水要求，五水厂与采石水厂可共用取水构筑物，该取水头部土建及自流管已经建成。五水厂建设只需增加取水设备及输水管道。

3)博望水厂已完成改扩建,从运粮河取水，取水构筑物为6万m3/d，现状4万m3/d，视城区用水量加大，增加取水设备达到5万m3/d取水能力。

4.2 净水厂规划

结合需水量预测和整个马鞍山市发展的趋势以及现状几座水厂的情况，对各净水厂规划做如下分析：

1)采石水厂已完成25万m3/d改建，维持其规模不变。

2)慈湖水厂规划近期2020年完成二期工程扩建，扩建后达到20万m3/d总设计规模。

3)新建五水厂，在规划2020年完成一期10万m3/d工程, 远期以10万m3/d为一档,根据城市发展及用水实际情况建设，2030年规模达到30万m3/d。

4)规划2020年维持锦盛水厂现有5万m3/d规模，2030年前博望区采取长江和运粮河双水源，根据博望区远期人口发展及沿线镇区用水,由中心城区向东输送7万m3/d自来水。

4.3 城市加压站规划

4.3.1加压站设置原则

1)马鞍山市主城区绝大多数地面高程较低，在10 m左右。但是宁芜高速以东地势明显上升，局部路面高程达20 m～25 m左右。

2)市政压力出水过高有悖于国家提倡的“节能减排”的大政方针。

3)管网压力过高对管材和施工要求提高，漏损增加，爆管几率增加。

4)地处高地的建筑可通过小范围内自设加压装置解决供水问题。

4.3.2加压站规划

1)霍里山路和湖南东路交口地块规划加压站规模为3万m3/d；秀山花园对面地块规划加压站规模为1万m3/d。

2)博望区供水分别沿已建314省道和规划新313快速通道各设置1座加压站, 加压站规模各约3.5万m3/d(同时考虑沿途乡镇用水)。

3)远期博望区鸭绿江路以北局部高地设置1座1.5万m3/d的加压站。

4)远期为濮塘片区供水设置加压站2座，每座加压站规模各约1.2万m3/d。

5 原水输水管线规划

2)管线条数。马鞍山市各水厂输水管均不少于2条，发生事故时应保证供应70%的设计流量。

3)规划布置。慈湖水厂现状采用两根φ1 400×16钢管，可满足20万m3/d的取水要求；采石、五水厂共用取水构筑物取水能力达到65万m3/d，五水厂输水管线按照远期30万m3/d规划，分步实施。五水厂在规划近期2020年完成一期10万m3/d工程,配合一期工程建设先实施2根DN1 200管道。其余输水管线远期阶段结合净水处理能力增设。

6 城市配水管网规划

6.1 配水管网平差

2)规划近期2020年市水厂最高日供水量60万m3/d，远期2030年预测市水厂最高日供水量80万m3/d,配水管网水力平差计算以此作为计算规模的依据。

3)方案确定后按最高日最高时流量进行配水管网计算。

4)水厂出水管通常有2根～3根，以保证供水安全。

5)地势平坦地区按照GB 50282—2016城市给水工程规划规范[2]中要求的最不利点自由水头0.28 MPa控制，地势较高地区按照不低于建设部J/T 316—2009城镇供水服务求的0.14 MPa控制，局部高地低于0.14 MPa的需自行加压或高层建筑自建加压系统。

6.2 校核要求

配水管网除满足最高日最高时水量水压要求外，仍需满足：

1)最大时流量加消防流量，核算发生消防时不利点水压不低于10 m。根据GB 50974—2014消防给水及消火栓系统技术规范[3]，中心城区同一时间内火灾次数3次，一次灭火用水量100 L/s，博望城区同一时间内火灾次数2次，一次灭火用水量60 L/s。

2)管网最不利管段发生损坏，用最大时用水量的70%，核算事故时不利点的水压满足设计水压。

7 供水安全及备用水源

7.1 供水安全

供水系统是城市的重要的基础设施之一，确保城市供水安全，具有重要意义。从以下几方面分析马鞍山市的安全供水问题：

1)水源和水质安全:上游地区突发事件对下游水源水质造成破坏会对供水安全构成一定的威胁。

2)输水安全:原水输水管线要求至少采用双管引水，保证输水的安全性。

3)给水厂安全:水厂应保证出水水质达到或超过国家规定的要求。

4)配水管网安全:配水管网呈环状布置等。

7.2 备用水源

由于我国长期以来工业布局，众多工业企业分布在江河湖库附近，造成水源水污染事故隐患短期内难以根除[4]，要保证城市供水的安全，建立城市多水源系统，在某一水源出现水质问题时，及时由备用水源供水，是解决供水突发事件最直接的手段。

1)马鞍山市中心城区远期阶段可利用姑溪河和运粮河作为备用水源,当涂水厂和博望锦盛水厂作为应急水厂。

2)博望区远期阶段可以利用中心城区和博望锦盛水厂进行联合供水，主城区供水和博望区锦盛水厂可以作为博望区互为备用水源。

8 结语

通过对马鞍山市现状城市地形、路网、供水、规划等条件进行分析，本规划建设过程中主要关键技术点如下：

1)采用四种不同方式对城市需水量进行预测，更加准确的预测城市需水量，为城市用水发展提供决策。

2)从系统分析城市水厂布局、需水量等特点，建立城市水厂供水联络通道，保障城市供水安全。

3)建立城市多水源保障体系，为防止突发事件应急供水提供可靠保障。

4)采用软件对输配水管网进行平差计算，并对不同(最高日、事故、消防)工况条件下的管网进行校核，保障了输配水安全，节省投资和能耗。

5)配水管网除满足最高日最高时水量水压要求外，还对配水管网进行消防和事故校核，满足水压不利状况下的用水需求。