保定市城区供水安全保障方案分析

□张兢浩 朱宏鹏 倪雪丽 刘渤涵

2014 年底南水北调中线通水运行，沿线受水区城镇供水逐步完成切换使用江水，南水北调引江水成为生产生活主水源，为推动沿线城镇的经济发展，原供水水源大部分改为应急备用水源。供水安全保障应对突发状况的适用性需结合城镇经济发展进行研究分析。保定市城区由主城区（竞秀区、莲池区）、满城区、清苑区、徐水区组成，城区现状供水水源主要为南水北调引江水，当南水北调主水源不能保证正常供水时，启动应急备用水源，徐水区为独立供水单元，应急期启用本区内地下水源应急生产生活之需。结合区域供水及发展情况对保定市主城区、满城城区、清苑城区日常及应急期供水保障配置方案进行统筹分析研究。

1.需水量预测

1.1 需水量预测

1.1.1 生活需水量预测

主城区（竞秀区、莲池区）生活需水量预测。

人口预测。随着城市建设的发展、雄安新区的设立和人们居住观念的改变，保定市主城区近3 年常住人口有较大的增长。本次采用综合增长率法预测主城区人口规模，依据近3 年主城区常住人口平均综合增长率10.18‰为规划年2025 年—2030 年人口增长趋势，预测到2025 年、2030 年保定市主城区常住人口分别为146.2 万人、209.6 万人。

居民生活需水量预测。采用定额法对主城区进行生活需水量预测，参照河北省《生活与服务业用水定额》（DB13/T 5450.1-2021），规划2025 年、2030 年保定市城镇居民生活人均用水量118L/人·d、122L/人·d。根据定额计算2025 年、2030 年保定市主城区居民生活平均日净需水量为17.25 万m3/d、25.57 万m3/d。

公共用水量预测。根据保定市中心城区用水现状，公共用水量在城区综合生活用水中所占比例平均为35%，根据预测保定市主城区居民生活日需水量，确定2025 年、2030 年保定市主城区公共生活平均日净需水量为9.29 万m3/d、13.77 万m3/d。

管网漏失水量。根据近3 年供水公司供水量、售水量统计，供水管网综合漏损率为10%，预测2025 年、2030 年城市综合生活用水管网漏失水量分别为2.65 万m3/d、3.93 万m3/d。

综上，预测2025 年、2030 年保定市主城区生活需水量为29.19 万m3/d、43.27 万m3/d。

同理，利用相同的方法对满城城区、清苑城区生活需水量进行预测。其中，满城城区生活需水量：预测到2025年、2030 年 常住人口13.3 万人、16.4 万人;规划2025 年、2030 年生活需水量为2.16 万m3/d、2.75 万m3/d。清苑城区生活需水量：预测到2025 年、2030 年常住人 口9.3 万 人、12.7 万 人;规 划2025 年、2030 年生活需水量为1.55 万m3/d、2.19万m3/d。

1.1.2 工业需水量预测

结合近几年实际工业用水情况及产业布局规划，对工业需水量进行预测,同时供水管网损失率为10%。预测保定市主城区2025 年、2030 年工业用水总量为4.29 万m3/d、4.72 万m3/d;满城城区2025 年、2030 年工业用水总量为0.25 万m3/d、0.30 万m3/d;清苑城区2025年、2030 年工业用水总量为0.80 万m3/d、0.88 万m3/d。保定市主城区、满城城区、清苑城区2025 年、2030 年工业用总量合计为5.34 万m3/d、5.90 万m3/d。

1.1.3 需水总量

综上，保定市主城区、满城区、清苑区2025 年、2030 年需水总量分别为33.48 万m3/d、47.99 万m3/d;2.41 万m3/d、3.05 万m3/d;2.35 万m3/d、3.07 万m3/d。

1.2 应急需水量预测

根据《河北省城镇应急备用水源工程建设与管理指南》、《城市供水应急和备用水源工程技术标准》（CJJ/T 282-2019），应急供水情况下不同类别用水的供水压缩比选用拘谨型类型，确定保定市主城区、满城城区、清苑城区居民生活和公共生活应急用水压缩比例为30%、工业供水压缩比例为50%。

经计算，保定市主城区、满城城区、清苑城区2025 年、2030 年应急需水量分别为22.58 万m3/d、32.65 万m3/d;1.64万m3/d、2.08 万m3/d;1.49 万m3/d、1.97 万m3/d。

1.3 保定市城区需水量预测

综上，保定市主城区、满城区城区、清苑区城区需水量及应急期需水量情况见表1。

表1 保定市主城区、满城区城区、清苑区城区日常及应急期需水量预测表 单位：万m3/d

2.主水源供水能力分析

2.1 供水现状及供水方案配置

南水北调中线干线多年平均分水指标保定市主城区为20475 万m3，满城区 为1800 万m3，清 苑 区 为2100 万m3。现状保定市主城区和清苑区城区由南水北调配套水厂—保定市第一表水厂供水，满城城区由满城区南水北调地表水厂供水。

2.2 正常运行供需分析

保定市第一地表水厂，设计供水能力为26 万m3/d;新建成的保定市第二地表水厂，设计供水能力为30 万m3/d;满城水厂，设计供水能力6.4 万m3/d;水厂供水总能力62.4 万m3/d。

由表1 可得，保定市主城区和清苑区城区2025 年、2030 年日常需水量分别 为35.83 万m3/d、51.06 万m3/d；满 城城区2025 年、2030 年日常需水量分别为2.41 万m3/d、3.05 万m3/d。

由表2 分析，保定市第一地表水厂、第二地表水厂、满城水厂现状供水能力均大于保定市主城区和清苑城区、满城城区2025 年、2030 年日常生活所需要水量。因此，供水系统正常运行时的供水方案能够满足保定市城区2025年、2030 年日常需水量。

表2 供水系统正常运行情况供需水量表 单位：万m3/d

3.应急水源供水能力分析

当南水北调遇突发状况不能保障正常供水时，需启动应急备用供水方案。为提高应急备用水源的保障程度，拟对保定市主城区、清苑城区、满城城区3 个区域统筹优化分析。

3.1 备用水源地现状及供水方案配置

第一备用水源采用西大洋、王快水库联合调度，王快至西大洋水库连通输水设计流量10m3/s，西大洋水库至保定市第一水厂的引水管线管道全长64.8km，设计引水流量为3.4m3/s。第二备用水源采用保定市一亩泉水源地地下水，现有38 眼取水井，供水能力为13.6 万m3/d。

统筹保定市城区应急期需水量、应急备用水源地布置及供水管网现状等综合因素，确定保定市城区应急备用供水保障方案：保定市主城区和清苑区城区应急备用水源一是王快—西大洋水库水源，二是一亩泉地下水水源地；满城区城区应急备用水源为一亩泉地下水源地。

3.2 应急期供水能力分析

根据《城市供水应急和备用水源工程技术标准》(CJJ/T 282-2019)，为加强城市应急备用水源地建设，统筹考虑本地水与外地调水、地下水与地表水,鉴于突发性水源污染风险期时间跨度较小,按最不利影响考虑,以满足城市供水保证率为目标，确定应急期供水方案的应急风险期为10 天。因此确定应急期需水量如下。

应急期供水能力。保定市主城区、清苑城区2025 年、2030 年应急期需水规 模24.07 万m3/d、34.62 万m3/d；满 城城区2025 年、2030 年应急期需水规模1.64 万m3/d、2.08 万m3/d。

应急供水量。王快—西大洋水库供水能力为25.9 万m3/d,应急期可供水量为259 万m3；一亩泉水源地管网日供水能力为13.6 万m3/d,应急期可供水量为136 万m3；王快—西大洋水库、一亩泉水源地应急期供水总量为395 万m3，系统不能正常运行情况供需水量表见表3。

表3 应急情况供需水量表 单位：万m3/d

3.2.1 工况一 南水北调水源不能保障正常供水情况

当南水北调遇突发状况不能保障正常供水时，保定市主城区、清苑城区启用第一备用水源王快—西大洋水库为应急水源，满城城区启用一亩泉水源地为应急水源，风险期为10 天。

2025 年保定市主城区、清苑城区应急期需水量（240.7 万m3）小于第一备用水源王快—西大洋水库2025 年应急期供水量（259 万m3）；2025 年满城区应急期需水量（16.4 万m3）小于一亩泉水源地应急期供水量（136 万m3）。所以，应急期供水方案可以满足保定市主城区、清苑城区、满城城区应急期生产生活用水。

2030 年保定市主城区、清苑城区应急期需水量（346.2 万m3）大于第一备用水源王快—西大洋水库应急期可供水量（259 万m3），此时第一备用水源供水量不能满足保定市主城区、清苑城区应急期生产生活,此时还需87.2 万m3水量。一亩泉水源地可供水量（136 万m3）远大于2023 年满城区应急期需水量（20.8 万m3），一亩泉水源地在满足满城区城区应急期用水需求的同时，仍有115.2 万m3的剩余水量可满足保定市主城区、清苑城区不足的87.2 万m3需水量。所以，启用第一备用水源王快—西大洋水库、第二备用水源一亩泉水源地联合供水方案，可以满足2023 年保定市主城区、清苑城区及满城区应急期供水需求。

3.2.2 工况二 南水北调水、王快—西大洋水库均不能保障正常供水情况

当南水北调遇突发状况不能保障正常供水时，由于王快—西大洋水库水源作为地表水具有不确定性，当其出现不能正常供水时，就只能启用第二备用水源一亩泉水源地作为应急期水源为保定市主城区、清苑城区及满城城区供水。

2025 年保定市主城区、清苑城区、满城城区应急期需水总量为257.1 万m3，2030 年 保 定 市 主 城 区、清 苑 区、满城区应急期需水总量为367 万m3，而一亩泉水源地管网日供水能力为13.6 万m3/d,应急期可供水量为136 万m3。所以，一亩泉水源应急供水量均小于2025 年、2030 年保定市主城城区、清苑城区、满城城区应急期需水量。

此种工况下，为确保保定市主城区、清苑城区、满城城区基本生活，将应急供水量全部供给生活用水，压缩用水定额，按照各区人口比例配置水量，具体供水方案配置见表4。

表4 一亩泉水源地应急期单独供水配置表 单位：万m3

此种情况需要尽快恢复王快—西大洋水库供水，确保应急期内生产生活用水，并避免超采地下水量。

4.结论

基于保定市城区日常及应急期2025 年和2030 年需水量预测，结合供水工程及备用水源现状，对供水系统正常及不正常运行工况下供水方案进行研究，进一步分析了保定市城区供水保障方案的合理性，并对不利条件下典型工况运行做了优化供水配置，以期为类似城市供水安全保障提供借鉴与参考。□