城市供水与给水研究

王洪娜 廖敏杰 王文仲

1.福建省溪源水库管理处 福建福州 350001；2.福州市仓山区乡村振兴发展中心 福建福州 350007；3.南京市长江河道管理处 江苏南京 210011

一、问题的提出

水是生命之源、生产之要、生态之基。随着我国城市化进程的加快，城市建筑规模不断扩大，人口不断从农村涌入城市，城市人口的急剧扩张，对水的需求逐步增大，水资源成为制约城市发展的重要因素，充分合理利用水资源变得日益重要。城市用水涉及水利部门的城市供水与城建部门的城市给水，城市供水与给水就至关重要，是我国实现民族复兴的根本需要。

2021年5月21日，习近平总书记主持召开推进南水北调后续工程高质量发展座谈会并发表重要讲话，强调南水北调工程事关战略全局、事关长远发展、事关人民福祉。此次会议为我们做好“十四五”时期水利工作指明了前进方向、提供了根本遵循，充分保障城市供水安全，重点落实“节水优先”方针。“十四五”时期，我国城镇居民人口的增长，导致城市用水增大，城市供水系统是否能满足日益增长的用水需求？期间新建及升级改造的供水工程和给水工程也会增长，城市供水和给水的跨部门协作也越来越多，由于学科不同，侧重点也不同，有一些常见的，如城市给水管网存在不同程度的渗漏、水资源短缺且水源污染、净水设施未普及净水工艺不完善、水源地保护力度不够等都在城市供水和给水过程中发现的问题，这次笔者不探讨这些，主要是笔者在做水利项目过程中遇到几点引起探讨研究的问题，主要有以下几点：

(1)同一个工程供水量与给水用水保证程度是否一致？

(2)用水保证程度是多少？

(3)水资源系统如何运行调度？

这些问题是笔者在做城市供水和城市给水项目时发现的，笔者此次从两者异同点着手，研究两者之间的关系，对上述问题进行了探讨。

二、城市供水概述

城市供水主要包括引调水工程、水库工程、湖库连通工程等建设，为自来水厂提供原水水源，例如，南水北调工程、三峡大坝工程、东深引水工程。

城市供水一般由水利部门承担，按主要任务分为水源工程、输水工程、其他工程等。水源工程分为地表水水源工程和地下水水源工程；地表水水源工程分“蓄引提调”四类，蓄水工程含水库、塘坝、护坡、雨水集蓄工程等；引水工程含渠道引水、隧洞引水；提水工程含抽水泵站、水轮泵等；调水工程为跨流域或跨海调水。地下水水源工程分为浅层地下水和深层承压水工程。输水工程是输送原水，有渠道输水、隧洞输水加压泵站等。其他供水工程分为海水利用工程、污水回收工程等。

城市供水分为取水、输水、水处理和配水四个部分，要求供水保证率高，且在水量、水质和水压三方面均有要求。在我国目前的城市供水运行中，为优化供水系统，实现水资源最优供给，一是加大投资成本，完善城市供水系统的运行管理，提升供水效率。另外还需积极引进先进技术和先进工艺，能使供水效率得到有效提升。二是健全完善供水管理制度。在城市供水系统中应制定合理有效的管理规范制度，明确指导原则、理论依据和管理责任制，同时还应建立考核奖惩制度，从而全面调动管理人员的工作积极性，为供水系统的运行管理打下坚实的制度基础。三是加强城市供水水质管理，防止供水水质二次污染，我国大多数供水系统管网为混凝土管，建立第三方单位全过程监制混凝土管道衔接处重要配件机制，防止污染水质。四是提升运行管理人员综合素质。定期对供水系统管理人员进行理论和实操培训，及时掌握新技术和新理念，也应当积极引进相关技术骨干和高端管理人才，进一步壮大管理人才队伍，有效促进城市供水系统全面发展。五是完善城市供水法制。针对城市供水方面的法规仅有《城市供水条例》，且已出台二十余年，一些新的问题、新的状况仍然得不到有效解决，因此城市供水法规的建立迫在眉睫，任重道远。

城市供水规模确定有多种方法：

(1)分类用水定额法，是根据不同行业的用水定额来计算各行业的用水量，如福建省出台的地方标准《行业用水定额(DB35/T772-2018)》，除生活用水定额、工业用水定额外，还分有农业用水定额。

(2)实测供水增长率法，也叫预测增长率法，根据以往系列年份的用水量增长率分析预测计算年段的用水量。

(3)单位面积用水估算法，主要用于建筑用地、绿化用地等大面积类的用水量计算。

(4)综合人均用水定额法，根据人均用水指标来计算城镇及农村人口的用水量。

(5)项目需水预测法，如农业灌溉需水预测、城镇人口需水预测、水厂需水预测以及河道生态基流、生态补水预测等。

城市供水工程还需根据确定的供水保证率进行水源方案比较、配置方案比较、可供水量分析、来用水量平衡等。

三、城市给水概述

城市给水主要包括取水工程、输水管工程、水处理工程、调节及增压工程、配水管网工程，将原水经加工处理后按需要把制成水供到各用户的一系列工程的组合。

城市给水一般由城建部门承担，按主要任务分为净水工程、输水工程、中水利用工程、污水排放工程等。净水工程有自来水厂、净水池、净水机等相关环节工作；输水工程有上水管道、中水管道、下水管道或渠道、加压泵站等相关环节工作；中水利用工程有收集污水工程、污水处理厂、深度水处理设施、中水利用管道等相关环节工作；污水排放工程有污水处理厂达标排放污水工作。

城市给水主要是持续不断地向城市供应水质有保障且水量充足的水源，以满足城镇居民、企业、交通运输、商业以及消防等部门用水，并且也对水量、水质、水压有要求。随着我国城市化的不断发展，城市给水体量的需求也不断增大，对城市给水系统的管理要求也逐步提高。为优化城市给水系统规划，一是科学布设城市给水系统网络节点，坚持可持续发展战略，以人民为中心，引进先进设计理念和先进理论实践，优化城市给水系统网络布局。二是抓好给水系统管网施工管理，严格把控管网材料质量关以及规范施工作业方法，减少管网渗漏问题。三是建立有效的检漏队伍，建立严密的管理制度经济责任制，加强日常管网系统的巡检和稽查力度，对检漏干部队伍定期开展培训，引进先进的检测设备和检测技术，有效控制管网渗漏率。四是建立城市给水系统的应急与预警机制。建立健全的城市供水调度系统，编制应急预案，实现全过程水量、水质监控，出现异常及时发出预警预报，作出响应及处置。四是加强给水企业的营业管理。组织人员定期宣传相关法律法规和政策，定期对区域给水系统存在的问题进行分析总结，加强给水管网问题研究，补短板、强理论、减渗漏，逐步摸索先进的技术和方法，有效促进我国给水系统的稳定发展。五是完善城市给水法制。目前我国还没有出台针对城市给水的相关法规，因此建立城市给水管理政策是必然的，也是城市发展的需要，对未来我国城市水管理水平的提高都有着现实意义。

城市给水工程规模确定一般采用：(1)单位用地综合用水量指标法，对于处于规划阶段的开发区等，仅有红线范围和面积，可根据单位用地综合用水指标来确定其给水量。(2)用水定额法，用水定额只是一个平均值，还应考虑日变化系数或者时变化系数等。根据各行业定额标准来计算具体的给水量。主要依据给排水手册、《城市给水工程规划规范(GB50282-2016)》《室外给水设计规范(GB50013-2018》和地方标准，如《福建省城市用水量标准》(福建省城乡规划设计研究院主编)。

四、城市供水与给水关系分析

城市供水与给水是城市建设发展的一项重要的基础性工作，两者密不可分，互相衔接将原水走向用水户。城市供水由水利部门承建，将源头水输送至净水厂，城市给水由城建部门承建，将净化后的水输送至各个用水户。水源的选择、种类、水质条件及距离给水区的远近都将影响着城市给水系统。由于城市供水和城市给水是两个部门不同专业的研究对象，行业标准和学科侧重点也不同，使以下几个问题引起争议和探讨，现研究分析如下：

(一)同一个工程供水量与给水用水保证程度是否一致

供水工程与给水工程的衔接工程主要为水厂，那么从水厂角度出发，水厂主要给水对象为城镇居民生活用水、工农业用水等，那么供水和给水保证率是否一致呢？

关于城市供水和给水的保证率选取有以下基本规范：

(1)根据《城市给水工程规划规范(GB50282-2016)》规定：选用地表水位城市给水水源，城市给水水源的枯水流量保证率应根据城市性质和规模确定，可采用90%～97%。

(2)根据《调水工程设计导则(SL430-2008)》规定：应根据调水工程的任务及用户的重要程度结合水资源分布及可利用情况，合理确定供水保证率，城乡生活供水保证率为95%～97%，农业和生态环境供水保证率为50%～90%。

(3)根据《水利工程水利计算规范》(SL104-2015)规定：城乡供水工程设计保证率根据供水对象所属行业、区域的有关规定，取值范围可为95%～97%。

(4)《室外给水设计规范(GB50013-2019)》规定城市地表水水源供水保证率为90%～97%。

(5)《村镇供水工程技术规范(SL310-2019)》要求严重缺水地区涉及保证率不低于90%，其他地区不低于95%。

根据规范可知城市供水和给水保证率相差不大，整体在90%～97%之间，可根据地区的实际情况选取，基本上供水和给水保证率选取都是95%～97%，如福建沿海淡水资源较为缺乏地区可选取90%，但城乡供水一体化工程供水保证率不应低于95%。因此在给排水专业人员在做城市给水工程时应与水文专业人员做城市供水项目时确定的供水保证率一致，防止出现工程前后的保证率不一致，导致供水量的不同存在误差。

(二)用水保证程度是多少

当水厂给水对象包括城镇居民生活用水和农业灌溉用水时，在供水水量平衡分析中供水保证率选取应选取多少，农业灌溉用水最高保证率为90%，当供水保证率超过90%时，农业灌溉用水该如何折减？

关于农业灌溉用水保证率的规范规定如下：根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)规定，以福建省为例，福建省属于湿润地区，位于湿润地区以种植水稻为主的地区灌溉设计保证率取80%～95%。下面以福建省松溪县茶洲水库至文秀湖、花岩溪水系连通工程为例(如下表所示)。在该项目可研报告送审稿审查时就有专家提出来，该工程供水保证率为97%，那么此时是否要考虑灌溉用水呢？经过查阅规范，《水利工程水利计算规范》(SL104-2015)规定，水库供水不足时，优先考虑满足居民生活用水，减少其他用水户用水，供水量一般不小于设计供水量的70%～80%，因此可知本工程茶洲水库实际兴利库容，在保证下游生态基流、水厂等用水的情况下，灌溉用水考虑原需水量的70%。当然也有其他个例，如福建省湄洲湾南北岸供水工程，在=95%特枯干旱年份保证生活工业用水情况下，对农业灌溉采用以供定需方法，实施计划供水。所以根据各用水户担负的功能任务来水，保证居民生活用水是第一位，第二是工业用水，第三是农业灌溉用水，第四是其他用水，如果是水库调配水库应留足一定的生态流量，所以农业灌溉用水应根据实际情况来具体权衡该削减至多少。

茶洲水库调出区水量平衡表 单位：万m3

(三)水资源系统如何运行调度

水资源系统运行调度是在保证系统内水利工程安全的前提下，依据水利工程运用规则，以尽可能满足用水需求为目标，制定水利工程对各用水户的供水策略的一种控制运用技术。例如，松溪县茶洲水库至文秀湖、花岩溪水系连通工程，现有茶洲水库、堑上水库、文秀湖水库和花岩水库作为整体的水资源系统，通过对水库群统一管理，联合调度，进行库容补给，水量补给，建立完善的水资源运行调度模型，可有效提高水资源利用率，减少水量损失，实现水资源的合理利用。

结语

研究城市供水与给水是一项跨部门、专业的课题，能解决这一课题，将给排水及水文专业密切联系起来，为日后城市供水和城市给水工程的建设都有着重要意义，笔者在研究这一课题后，对做好城市供水和城市给水工作提出以下几点看法：

(1)供水保证率在基本现行规范中都有规定，笔者认为具有交叉的城市供给水工程，城市供水保证率与城市给水保证率应前后一致。

(2)对于城乡结合或跨境、跨流域供水工程，供水保证率的确定应偏不利，就高不就低。

(3)对于超过农业灌溉用水保证率情况下，规范中应明确指定不同类型工程，农业灌溉用水应如何折减。

(4)城市供水涉及水利部门水文专业，城市给水涉及城建部门给排水专业，今后各地相应衔接工程应加强两专业之间的交流协作，研究当地供水及给水的规律。

(5)建立完善的节水潜力制度并根据“十四五”规划制定相应的五年节水规划，实现水资源的有效利用，减少水量损失。

(6)加强城市用水部门用水量的实时监控，做好资料收集工作，日后在城市用水方案实现数字化、智能化，对远期水平年的用水水平提供依据。

(本文特别感谢陈斌教授级高级工程师的指导)