基于水源分析的城镇一体化供水规划研究

刘丽斐

(河南省水利勘测设计研究有限公司汕头分公司， 广东 汕头 515000)

1 区域水文概况和水源分析

1.1 区域水文状概况

汕头市澄海区位于广东省东部、韩江三角洲出海口处，区内主要水系为韩江干流，见图1，其流域集水面积30 112 km2，全长470 km，平均年水量为254.52亿m3。主流外砂河起始于冠陇村附近，至南港口入海，为澄海区生活、工业供水和农业用水提供了主要来源[1-3]。

1.2 供水水源

澄海区集中饮用水水源地分布不均匀。据统计现存外砂河、莲阳河、东溪、南溪等4个水源地。

选取典型污染物指标(CODMn、NH3-N、TN、TP)，对开展常规监测的6个饮用水源地2020年水质进行分析，结果显示，尽管CODMn、TN、TP浓度较于往年呈略微上升趋势，但总氮、总磷、以及水体耗氧量依旧符合中国环境监测总站水字〔2008〕140号标。考虑到时段性现象，区域内河流水体在一段时间内均符合饮用水水质要求。

2 供水系统现状和存在问题2.1 城镇供水水厂现状

澄海区现已建澄海区第一自来水厂、澄海区第二自来水厂、莲下镇自来水厂、溪南镇自来水厂、澄海东部自来水厂、隆都镇自来水厂、莲上镇自来水厂、上华镇自来水厂等8个镇区自来水厂，和上华镇岛门水厂、隆都镇后沟水厂、澄华街道冠山水厂等3个自然村简易水厂，见图1。总设计供水规模为40.98万m3/d，实际可供水规模为35.98万m3/d，历史最高日供水规模为30.78万m3/d，总供水受益人口为84.1万人。截至2020年，澄海区全区常住人口数87.4万人,其中已通自来水的人数为84.1万人，行政村自来水覆盖率达到97.3%，全区自来水普及率为96%，其余为农村分散式供水。

2.2 供水管网现状

供水管网是保障城市居民日常生活、维持城市正常运转不可或缺的基础设施，任何环节出现滞后或故障都有极大可能性造成城市瘫痪，因此又被称为城市的“生命线”[4-6]。

澄海区各水厂供水管网总长度为489.6 km，其中DN1200管线长1.0 km，DN1000管线长5.4 km，DN800管线长28.7 km，DN600管线长21.2 km，DN600管径以下的管线长202.6 km。澄海自来水公司供水管网总长度(口径100 mm以上)220 km，供水范围包括澄海区三个街道及莱芜开发区，供水面积约80 km2，供水人口45.3万人。

3 水资源供需分析

3.1 水资源需求分析

据2020年第七次人口普查结果显示，澄海区常住人口为874 444人，其中城镇人口为637 612人，农村人口为236 832人。与第六次人口普查相比，总人数十年共增加75 548人，增长9.46%，年平均增长率为0.91%。供水人口按下式(1)计算：

P=P0(1+r)n+P1

(1)

式中：P0为供水范围内的现状常住人口数，人；r为设计年限内人口自然增长率，取0.91%；n为工程设计年限，取10 a；P1为设计年限内人口机械增长总数。

居民生活用水量计算公式(2)：

w=p×q/1000

(2)

式中：w为居民生活用水量，m3/d；p为设计用水居民人数，人；q为最高日居民生活用水定额，L/人·d。

根据以上原则，本工程最高日供水量为1261.76 m3/d。本项目农村人均最高日生活用水量采用60 L/人·d。预测结果如表1所示。

表1 澄海区水资源综合规划需水预测成果 万m3

3.2 水资源供需平衡分析

在现状供水条件与各规划水平年正常需水增长的情况下，根据水资源合理配置模型进行计算，得出“一次平衡”情况下的水资源供需平衡结果。在此基础上，以规划水平年供水方案及需水成果中的“推荐方案”作为水资源配置计算的输入，完成“二次平衡”分析，见表2。其中需水量以上述方案进行分析，供水工程以现状工程设计供水规模为基础，不包括新建水源工程、现有工程的挖潜,以及污水处理再利用。得出规划水平年的供需平衡结果。

表2 澄海区规划水平年平衡分析结果

从可持续发展的角度来看，为实现澄海区水资源供需平衡，仍有必要采取节水措施和工程措施，提高现有工程的供水能力，缓解未来的工程性缺水现象。

4 一体化供水规划

针对澄海区水源较为单一、供水设施老化陈旧、水资源供需矛盾突出以及水资源浪费严重等问题，提出“优化保护水源地、优化水厂布局、优化供水管网”一体化的供水规划思路，并加大节约用水规划，保障居民安全用水。

4.1 水源地规划

4.1.1 水源保护区规划

根据《汕头市饮用水源地环境保护规划》(2009年)，2005—2009年期间汕头市饮用水源保护区规划由45个增加到55个，其中集中式饮用水源保护区15个，应急饮用水源保护区20个，备用饮用水源保护区20个。因此规划在已有基础上，在澄海区内增加饮用水源保护区8个，规划生活饮用水地表水源保护区共8个，其中划定一级保护区4个，二级保护区4个。

4.1.2 应急备用水源规划

为防止突发性水源污染事件造成区内难以弥补的供水缺口，初步考虑可以作为应急水源的几种水源：(1)部分地下水水源。(2)韩江下游外砂河、莲阳河和东里河桥闸闸前的槽蓄水。(3)利用南澳的水源通过即将建成的引韩供水管道，返供澄海区。(4)溪南水厂现有生产厂区地势高出供水区内高度约30 m，考虑改造为高位水池，作为错峰调蓄和突发事件备用水源。

4.2 供水设施规划

结合水资源供需平衡分析结果，澄海区规划水平年的最高日需水量见表3。

对供水工程作出以下规划建议：

(1)保留有七处集中供水工程划分的供水范围。

(2)对供水设施、设备简陋老化、未达到自来水水质标准的水厂进行升级改造；对管道破损老化，管径小，水压低的供水管网进行更换改造。

(3)对未纳入集中供水工程供水范围的村庄，通过整合、扩网(扩建)或新建供水工程实现集中供水。

表3 澄海区规划水平年的日需水量

4.3 配水管网规划

供水管网规划应满足三个原则：①供水安全、经济合理。②技术可行、施工方便。③统一规划、重点突出。根据澄海区供水管网布局，分为两个阶段进行规划：

(1)近期规划为供水管网的更新建设，主要包括管道更换、不开挖修复管道，以及管道除垢三种方法，具体的实施需结合实际情况。

(2)远期规划为各水厂之间连通管的建设：①新建第三水厂和第一、第二水厂的连通管DN1600。②莲上水厂与莲下水厂DN1000连通管。③莲上水厂与第一、第三水厂DN1000连通管。④隆 都水厂与第三水厂DN1000连通管。⑤隆都水厂与东部水厂DN1000连通管。⑥莲上水厂与东部水厂DN1000连通管。⑦其他区域间连通管。⑧铺 设澄海城区登峰路至莲下镇莲鸿路DN800供水干管，作为莲下镇的应急水源，供水干管长度为1460 m。⑨铺设自莲鸿路至厂区路段的供水管网作为莲上镇应急取水源，该路段大约2000 m。

4.4 节约用水规划

在生活用水方面实行几点措施：在居民住宅区和公共用水场所推行节水器具；快速推进城镇供水管网改造，降低管网漏失；提高公共设施冷却用水循环利用率；通过媒体宣传及举办节水竞赛等形式开展节水宣传工作，使节水观念深入人心。

工业上，从系统节水、工艺节水、管理节水三方面首先开展节水规划，大力推行清洁生产，实现从治污到防污的转变。另外，加大非常规水源开发利用，大力推动水资源的可持续健康发展。

4.5 环境影响综合评价

水源地规划、水厂扩建和供水管网的改造与优化扩大了供水范围，实现了城乡供水一体化，大大提高了居民生活和工业用水的保证率，实现了水资源的可持续利用及健康发展。

5 结 语

澄海区受制于供水系统陈旧老化、管理体系落后等问题，导致供水水质、水量，以及供需矛盾问题凸显，加之供水水源单一，难以有效应对突发性水污染等应急事件。要解决澄海区供水问题，需紧抓问题的关键点，将工程措施与非工程措施高效结合，构建澄海区水安全屏障。因此，本文从水源地、供水水厂、供水管网，以及节约用水等方面，对澄海区建立新型水资源管理模型提出对应的近期和远期规划，为当地城镇一体化供水规划提供对应依据。同时，由于未考虑未来人口增长率变化，本研究对供水量的预测仅为理论值，精确的供需平衡分析有待后续的进一步深入研究。