南水北調(diào)河南受水區(qū)城市供水配套工程實施方案探討
南水北調(diào)河南受水區(qū)城市供水配套工程實施方案探討
郭東良，劉劍，楊保亞，尹衛(wèi)紅
(河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司，河南鄭州450000)
南水北調(diào)河南受水區(qū)城市供水配套工程包括鄭州、南陽、平頂山、漯河、周口、許昌、焦作、新鄉(xiāng)、鶴壁、濮陽、安陽11個省轄市市區(qū)及32個縣（縣級市）和南陽市龍升工業(yè)園區(qū)、鄧州市移民安置區(qū)、禹州市神垕鎮(zhèn)、鄭州新鄭國際機場、鄭州市上街區(qū)，共48個供水目標(biāo)的83座水廠以及相應(yīng)的管網(wǎng)設(shè)施，工程全年計劃接納水量為29.94億噸，直接受益人口2 000多萬人。
1 河南受水城市概況
1.1 供水設(shè)施現(xiàn)狀
到2012年底，受水區(qū)范圍內(nèi)共建有各類集中供水廠96座，涵蓋了省轄市、縣級市和縣城。2012年統(tǒng)計資料顯示，43座受水城市全社會供水（包括公共供水和自建設(shè)施供水）能力總和為771.9萬噸/天，年供水總量為151 958.83萬噸，供水管道長度為13 830.84 km。其中,公共供水總量為101 202.67萬噸，占年供水總量的67.76%；自建設(shè)施供水總量為50 756.16萬噸，占年供水總量的32.24%。污水處理能力為386.5萬噸/天，年處理量為106 258萬噸，約為年供水總量的70%。
受水城市供水設(shè)施現(xiàn)狀見表1。
表1 2012年受水城市供水設(shè)施現(xiàn)狀
1.2 社會經(jīng)濟情況
南水北調(diào)中線工程河南受水區(qū)是河南省中部的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，受水城市國土面積為8.81萬km2，占全省總面積的52.92%，城區(qū)面積為3 455.12 km2，其中建成區(qū)面積為1 804.88 km2，綠地面積為224.87 km2；受水城市人口達到1 791.14萬人，用水人口為1 598.25萬人。受水城市社會經(jīng)濟情況見表2。
表2 2012年受水城市社會經(jīng)濟情況
1.3 供水配套設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀
至2014年2月，河南受水區(qū)范圍內(nèi)83座南水北調(diào)配套水廠，已建成的水廠有18座，其中省轄市10座，縣（市）及其他區(qū)域8座；在建的水廠有17座，其中省轄市7座，縣（市）及其他區(qū)域10座；正在做前期工作的水廠有40座，其中省轄市11座，縣（市）及其他區(qū)域29座；未開展工作的水廠有8座，其中省轄市6座，縣（市）及其他區(qū)域2座。
2 配套工程建設(shè)存在的主要問題
2.1 分配水量為遠期規(guī)模，近期消納能力有限
南水北調(diào)中線工程向河南受水區(qū)年分配水量為29.94億噸，據(jù)供水設(shè)施現(xiàn)狀數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2012年河南省受水城市公共及自建設(shè)施供水總量為15.20億噸，現(xiàn)有供水設(shè)施除鄭州市、平頂山市等個別地表水廠切換水源后可以利用之外，其余均需新建供水配套設(shè)施。到南水北調(diào)通水后的2015年，通過對各城市的需水量預(yù)測，預(yù)計需水總量為21.56億噸，遠期2020年為27.70億噸。南水北調(diào)中線工程分配水量與遠期受水城市需水總量基本匹配，因此為保障南水北調(diào)配套工程高效運行，部分新建水廠根據(jù)用水需求分期建設(shè)，對南水北調(diào)水近期消納能力有限。
2.2 自備水源比重較大，難以統(tǒng)一管理
各受水城市自備供水設(shè)施大量存在，大部分自備水源供水對象為工業(yè)企業(yè)，使公共供水能力的效力不能充分發(fā)揮，部分省轄市和縣（市）的自備水源供水量已經(jīng)超過公共供水量，例如漯河市2012年自備水源供水量為5 818萬噸，公共供水供水量為4 054萬噸；輝縣2012年自備水源供水量為1 620萬噸，公共供水供水量為594萬噸。根據(jù)近十年來受水城市供水設(shè)施供水量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自備水源占據(jù)的比重大約為總供水量的30%。
南水北調(diào)通水后，為保障城市供水配套工程運行規(guī)模，同時作為重要的備用水源，自備水源要納入城市水源統(tǒng)一管理，而部分受水區(qū)受到財政、管理以及其他因素的影響，對自備水源的調(diào)查、管理、保護困難較大。
2.3 調(diào)蓄、應(yīng)急設(shè)施不足，難以保證用水安全
通過對南水北調(diào)中線工程1956年—1997年42年來河南省分配水量系列進行統(tǒng)計，年際調(diào)水量不均，年內(nèi)分配不均，南水北調(diào)水過程與城市均衡需水過程不完全匹配。
根據(jù)總干渠沿線可利用的調(diào)蓄水庫情況，除南陽市、平頂山市、鄭州市、新鄭市等市縣能夠利用水庫調(diào)蓄供水，濮陽市、安陽市、長葛市和上街區(qū)擬新建蓄水池外，其余受水城市均無調(diào)蓄工程；另外部分受水城市從口門至配套水廠輸水管線較長，且為單管，運行風(fēng)險較大。在南水北調(diào)水停供或輸水線路出現(xiàn)故障，受水城市需臨時啟動當(dāng)?shù)鼗蚱渌麄溆盟磿r，供水系統(tǒng)內(nèi)沒有調(diào)蓄設(shè)施，應(yīng)急水源的選取、保護及利用方案缺失，無法保證城市供水安全。
3 配套工程實施方案主要任務(wù)
3.1 需水量預(yù)測和配套工程實施規(guī)模確定
受水城市需水預(yù)測采用“多種方法、綜合分析、合理確定”的原則。在城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，根據(jù)城市人口、用地發(fā)展規(guī)模、用地性質(zhì)、用水量標(biāo)準，預(yù)測城市用水需求量，以分項預(yù)測為基本方法，對于綜合生活用水量預(yù)測，采用結(jié)構(gòu)分析法和人均綜合用水定額法進行預(yù)測，工業(yè)用水量采用與生活用水量比例法和用地指標(biāo)法進行預(yù)測，不同方法預(yù)測出的結(jié)果相互驗證，最終確定城市需水量。
根據(jù)以上預(yù)測方法，對受水各城市進行了需水量預(yù)測，到2015年需水量為767.9萬噸/天，2020年需水量為948.5萬噸/天，日變化系數(shù)2015年取1.3、2020年取1.25，則2015年需水量為21.56億噸，2020年需水量為27.70億噸。
南水北調(diào)中線工程向河南受水區(qū)年分配水量為29.94億噸，為保證通水后受水區(qū)能夠有效利用來水，對受水區(qū)45個受水城市的83座水廠進行改擴建或新建。到2014年5月建成一期設(shè)計規(guī)模的水廠有34座，建成總設(shè)計規(guī)模的水廠有43座，供水規(guī)模達到655.4萬噸/天，新增供水能力472.6萬噸/天，項目估算總投資為78.8億元，接納南水北調(diào)水量為16.08億噸/年。到2020年完成77座配套水廠建設(shè)任務(wù)，總供水規(guī)模達到847.2萬噸/天，估算投資為45.6億元，接納南水北調(diào)水量為27.44億噸/年。
3.2 研究自備水源留存規(guī)模，制定利用規(guī)劃
南水北調(diào)來水后，遵循優(yōu)先利用南水北調(diào)水、其次為當(dāng)?shù)氐乇硭⒆詈鬄榈叵滤睦貌呗�，加大關(guān)閉公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)自備水源的力度，保障供水配套工程實現(xiàn)最大效益。
但是，從城市供水安全保障、地下水環(huán)境的科學(xué)調(diào)控、水資源的合理利用及各城市實際來看，南水北調(diào)水通水后，自備水源的戰(zhàn)略地位和作用仍不可忽視，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一是自備水源依然是城市公共供水的重要補充;二是自備水源是保障城市供水安全的重要應(yīng)急備用設(shè)施;三是自備地下水源供水是調(diào)節(jié)地下水位、合理利用地下水資源的有效手段。因此應(yīng)結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃和用水需求，合理確定城市自備水源的留存規(guī)模。
按照需水量預(yù)測和配套工程實施計劃，到2015年，河南受水區(qū)各城市需水量為21.56億噸，南水北調(diào)配套水廠供水16.08億噸，當(dāng)?shù)丶兴垂┧?/span>3.72億噸，自備水源供水1.76億噸，比2012年自備水源供水規(guī)模削減3.32億噸，更多的自備水源供水將由公共供水替代。至2020年，隨著城市公共供水能力增加、供水系統(tǒng)與設(shè)施的完善，逐步關(guān)停城市自建供水設(shè)施，使城市供水布局合理化，供水管理統(tǒng)一化。
3.3 分析水源風(fēng)險，提出應(yīng)急調(diào)蓄設(shè)施規(guī)模及措施
南水北調(diào)工程實施后，沿線受水城市將形成由南水北調(diào)水為主供水源、當(dāng)?shù)氐乇硭偷叵滤绕渌醋鳛檠a充的聯(lián)合供水系統(tǒng)。
在南水北調(diào)水水源緊缺時，主要依靠兩側(cè)的調(diào)節(jié)水庫補充水源，左側(cè)的有蘭營、尖崗、常莊、老觀寨中型水庫和望京樓小型水庫，右側(cè)的有白龜山大型水庫、劉灣小型水庫；同時各受水城市之間根據(jù)當(dāng)?shù)氐乇硭呢S枯情況，適當(dāng)調(diào)配南水北調(diào)分配水量；按照城市地下水可開采量控制，增加當(dāng)?shù)氐叵滤_采量。
在城市發(fā)生突發(fā)水源事故，如水源污染、輸水管線故障，常規(guī)水源無法滿足城市正常的供水需求時，需要啟用應(yīng)急備用水源進行供水。
（本文發(fā)表于《中國給水排水》雜志2014年第20期“給水深度處理及飲用水安全保障技術(shù)交流會專題”欄目）
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