城市供水备用水源工程规划设计探讨

城市供水备用水源工程规划设计探讨

韩光辉1卜凡福1李亚琴2

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（1.吉林省临江市水利局吉林临江134600；2.沈阳九如水处理设备工程有限公司辽宁沈阳110043）

摘要：本文初步提出了城市备用水源的定义、构建类型、主要水质风险及可采取的技术措施，并对备用水源的设计规模和工程建设标准进行了探讨，为城市备用水源工程的规划设计提供一定参考。

关键词：城市供水；备用源；工程规划；设计

一、国内城市备用水源建设现状及存在的主要问题

我国城镇化和工业化的快速推进，水源污染严重、水资源短缺与用水需求不断增长的矛盾日益突出，河网地区的雨污水排水系统难以完全分流，季节性排涝携带大量生活有机污染物进入水体，对饮用水源的安全保障构成威胁；沿海地区江河压咸流量严重不足，河道过度挖沙引起河床下切，使取水口受到周期性咸潮上溯的影响；连续干旱造成北方地区补给条件严重缺失，地下水位下降，江河地表水断流，地下水超采，多座水库蓄水将至警戒线以下；突发水污染事件的频发导致的供水中断，以及对城市生产和居民生活造成的严重损失，城市供水水源的脆弱愈加警示了作为生命线工程的极端重要性。国内目前很多城市根据自身的地理位置、气候特征、资源条件和工程实施的可行性等对备用水源进行了规划和建设，主要有以下3种构建形式：

（1）建设长距离调水工程，以解决水资源短缺。东深引水工程一期工程建成后，可向北京多年平均供水大约11亿m3，有效解决北京水资源紧缺问题。长距离调水涉及跨流域的资源调配与管理，工程规模较大，决策与建设周期相对较长，需要巨大的人、物和资金投入，属于资源性战略储备的重大国策。（2）建设蓄水或联网工程以控制咸潮或排涝影响，即解决水质型缺水。如被誉为为上海的“生命水源工程”之称的青草沙水库。（3）建设黄河平原调蓄水库，以解决河道断流。如东营市为应对黄河断流和来水偏少问题，规划修建纯化水库、广北水库、永镇水库、利津水库等多座水库的备用水源工程，达到了“丰存枯用，冬蓄春用”的配套供水目的。

目前，虽然我国已经建设了多种类型的备用水源工程，但对于城市备用水源的定义、构建类型及选用原则、设计规模及建设标准、备用水源的主要水质风险及应对技术措施等，尚缺乏系统性的研究和规范性指导文件。

二、城市备用水源的定义、构建类型及主要功能综合国内已建的备用水源工程，构建城市备用水源一般基于以下需求：

现有城市主要水源相对单一，且受到周期性咸潮或断流以及季节性排污影响；突发性水源污染风险；水资源相对短缺，包括资源型缺水和水质型缺水，城市备用水源不同于应急水源，它们在应对风险、开采强度及周期和供水水量等方面有所不同。城市备用水源主要包括以下构建类型及主要功能：

（1）通过长距离或跨流域调水工程，实现与本地水资源的联合调度。形成多水源供水的局面，相互备用。（2）地下水与地表水联合调度，合理配置资源量。（3）岸边或江心蓄淡备用水库。以江河作为主要水源并受咸潮上溯影响的城市，可以此构建类型解决咸潮上溯或江（河）断流对供水的影响。（4）江库联网。在排涝期或咸潮期到来之前，将江河的淡水引入联网水库，以避咸避污蓄淡，保证城市水厂的取水水质。（5）多水库联调。拥有多座水库的城市可构建多水库联调的备用水源，通过联合调度和切换运行，充分利用总的调蓄容量控制水体的污染负荷。（6）其他备用水源。沿海或缺水的城市，也可结京水资源紧缺问题。长距离调水涉及跨流域的资源调配与管理，工程规模较大，决策与建设周期相对较长，需要巨大的人、物和资金投入，属于资源性战略储备的重大国策。（2）建设蓄水或联网工程以控制咸潮或排涝影响，即解决水质型缺水。如被誉为为上海的“生命水源工程”之称的青草沙水库。（3）建设黄河平原调蓄水库，以解决河道断流。如东营市为应对黄河断流和来水偏少问题，规划修建纯化水库、广北水库、永镇水库、利津水库等多座水库的备用水源工程，达到了“丰存枯用，冬蓄春用”的配套供水目的。

目前，虽然我国已经建设了多种类型的备用水源工程，但对于城市备用水源的定义、构建类型及选用原则、设计规模及建设标准、备用水源的主要水质风险及应对技术措施等，尚缺乏系统性的研究和规范性指导文件。

二、城市备用水源的定义、构建类型及主要功能综合国内已建的备用水源工程，构建城市备用水源一般基于以下需求：现有城市主要水源相对单一，且受到周期性咸潮或断流以及季节性排污影响；突发性水源污染风险；水资源相对短缺，包括资源型缺水和水质型缺水，城市备用水源不同于应急水源，它们在应对风险、开采强度及周期和供水水量等方面有所不同。

城市备用水源主要包括以下构建类型及主要功能：

（1）通过长距离或跨流域调水工程，实现与本地水资源的联合调度。形成多水源供水的局面，相互备用。（2）地下水与地表水联合调度，合理配置资源量。（3）岸边或江心蓄淡备用水库。以江河作为主要水源并受咸潮上溯影响的城市，可以此构建类型解决咸潮上溯或江（河）断流对供水的影响。（4）江库联网。在排涝期或咸潮期到来之前，将江河的淡水引入联网水库，以避咸避污蓄淡，保证城市水厂的取水水质。（5）多水库联调。拥有多座水库的城市可构建多水库联调的备用水源，通过联合调度和切换运行，充分利用总的调蓄容量控制水体的污染负荷。（6）其他备用水源。沿海或缺水的城市，也可结合海水、雨水和城市污水的再生利用，作为对水质要求低的行业的备用水源，减少高品质水的总量需求。青山水库输水管线为两条DN600球墨铸铁管，沿程有七处过河，

2010年8月大雨冲毁部分输水管道，导致临江市150小时长达6天停水，严重影响了市民的生活，为了改变临江市中心城区缺水、无第二水源的现状，确保临江经济快速发展，急需开辟第二水源（临江市区中心区第二水源输水管线工程），本项目实施后，既解决水源冬季缺水情况，也解决了临江市远期水源水量不足的问题，对促进当地的经济发展具有深远意义，第二水源平时作为备用水源，当青山水库水源出现问题时使用。因此城市备用水源还具有应急启动的功能，如遭遇非常规事件，根据可压缩供水量的比例，实施应急供水预案，最大限度的利用净水、取水设施能力和输配水能力。

三、城市备用水源的设计规模和工程建设标准

（一）城市备用水源的设计规模。

城市供水备用水源规模，不仅要考虑干旱、咸潮等常规风险，也要考虑水源污染风险，既要考虑到城市综合生活与工业等用水的现况，也要考虑未来城市的发展及用水量的增长，进行充分的论证。各城市面临的供水风险是不一样的，风险的持续时间也有很大差别，对于单一水源城市，备用水源规模按风险期需水量的确定：对于多水源供水的城市，备用水源规模为风险期需水量减去风险期可用水量。在确定备用水源规模时，应考虑到能够应对各种供水风险的需要，以持续时间最长的作为备用水源规模确定依据。如果供水风险期水量短缺，应采取节约用水和压缩给水排水的策略，在城市平均日用水量的基础上进行压缩。

（二）城市备用水源工程建设标标准。

备用水源工程应考虑为永久性工程，规划设计年限应高于一般给水工程，建议设计年限宜采用10~20年，远期规划设计年限宜采用20~40年：城市供水备用水源工程，应属于水利工程，其水工主要建筑物应为1级，次要建筑物应为3级，临时性建筑物应为4级;备用水源及配套建筑物抗震设防应按高于本地区抗震设防烈度1度的要求加强其抗震措施，如抗震设防度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施，地基基础的抗震措施应符合有关规定。

四、城市备用水源主要水质风险及技术对策

备用水源水质风险应考虑重金属及化合物污染、有机物污染、藻类污染、水力冲击、咸潮危害及其他风险，应根据备用水源面临的具体水质风险，采取相应的控制技术或建立水质风险处置预案。备用水源通常采取预沉淀、氧化、导流、生态调控、曝气和活性炭吸附水质控制技术。

五、结语

城市备用水源的建设对于保障城市供水安全和应对供水风险具有重要意义，其规划设计应合理考虑供水风险，根据各城市实际情况，确定备用水源类型、规模和建设标准，采取有针对性的水质控制技术，确保在风险发生时能够及时有效投入使用，才能达到解决城市水资源短缺、提高城市供水保证率、主要水源单一等水源安全问题的目的。