黃 曉

（佛山市禪城區(qū)城市規(guī)劃研究所，廣東 佛山 528000）

長期以來，我國很多省市雖然都制定有供水規(guī)劃，但受制于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及歷史原因等，還存在相當(dāng)一部分以分散供水為主的方式。很多地區(qū)區(qū)區(qū)設(shè)廠、鎮(zhèn)鎮(zhèn)產(chǎn)水的局面一直沒有被打破。而隨著城市的不斷發(fā)展，水資源也被逐漸開發(fā)利用，有些水廠取水口附近已是內(nèi)河涌的排污出口，對飲用水的水源水質(zhì)存在安全隱患。目前分散供水導(dǎo)致的水廠和飲用水源地眾多、分散的現(xiàn)狀，不僅限制著城市發(fā)展，也增加了環(huán)保執(zhí)法的難度。

為此，各地紛紛出臺水源保護(hù)區(qū)調(diào)整的水資源規(guī)劃及方案。由之而來的相關(guān)安全保障問題越來越受到人們的重視。在水源污染頻發(fā)的當(dāng)今形勢下，飲用水安全保障規(guī)劃設(shè)計(jì)也被提上了議事日程。文章通過對F市水資源規(guī)劃及飲用水水源保護(hù)區(qū)的調(diào)整相關(guān)及其安全影響因素進(jìn)行分類分析，并對其規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)給出實(shí)用、有效的意見及建議，為同類項(xiàng)目提供參考。

1 F市水資源規(guī)劃及水源保護(hù)區(qū)調(diào)整

南方某地市F市規(guī)劃部門組織編制的《F市供水系統(tǒng)專項(xiàng)規(guī)劃修編（2014—2020年）》對該市供水事業(yè)的發(fā)展起到了較好的指導(dǎo)作用，對加快推進(jìn)區(qū)域供水建設(shè)，科學(xué)合理地利用水資源，改善區(qū)域投資環(huán)境，保障人民群眾健康，促進(jìn)區(qū)域工業(yè)化、城市化進(jìn)程都具有重要意義。規(guī)劃到2020年全市共13個飲用水源保護(hù)區(qū)（不含外市的水源保護(hù)區(qū)，下同），計(jì)劃共取消水源保護(hù)區(qū)10個，調(diào)整力度空前。

飲用水水源保護(hù)區(qū)的優(yōu)化調(diào)整，通常是通過遷移取水口、合并水源保護(hù)區(qū)以及備用水源引水等工程建設(shè)，以保障本地區(qū)的飲用水安全。通過統(tǒng)一、全面、前瞻的規(guī)劃，把水廠取水口遷移到更適合的水源保護(hù)區(qū)，或者撤銷不再適宜取水的水源保護(hù)區(qū)，把水廠關(guān)停后易地重建。易地重建按照新建水廠的相關(guān)要求執(zhí)行。下文以水源保護(hù)區(qū)優(yōu)化調(diào)整為主討論水資源優(yōu)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2 水資源規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本原則

水資源規(guī)劃設(shè)計(jì)，尤其是飲用水源保護(hù)區(qū)的調(diào)整，其必須滿足以下基本原則[1]。

2.1 取水口遷移或合并前先進(jìn)行目標(biāo)取水口的水資源勘察

對目標(biāo)取水口，即遷移后的水源保護(hù)區(qū)進(jìn)行水資源勘察是取水口遷移的前提條件。經(jīng)過詳細(xì)的調(diào)研、勘察和評價，取得確切的水文地質(zhì)資料，可以確保水源水質(zhì)、水量、水文等條件滿足，避免造成工程失誤。

2.2 目標(biāo)取水口水源應(yīng)符合水體功能區(qū)劃要求

取水水源、取水口選址及取水量等，應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定及相關(guān)城市規(guī)劃，且應(yīng)向有關(guān)部門審批。應(yīng)考慮與工業(yè)、農(nóng)業(yè)及水利綜合利用，避免水資源缺乏或污染的矛盾。

2.3 水源水量滿足設(shè)計(jì)流量需求

以地表水為供水水源，設(shè)計(jì)枯水流量的年保證率宜采用90%～97%。

2.4 通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定取水口遷移或合并方案

取水口的選擇，除考慮取水口遷移工程的基建投資以外，還應(yīng)充分考慮安全性及日后運(yùn)行成本，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后綜合考慮確定。此外，還需具備施工和運(yùn)輸交通等條件。

3 水源保護(hù)區(qū)調(diào)整的安全性分析

地表水源飲用水源保護(hù)區(qū)調(diào)整的安全性，關(guān)系到水廠能否正常生產(chǎn)、供水水質(zhì)能否達(dá)標(biāo)、運(yùn)行成本是否經(jīng)濟(jì)。對其安全影響因素進(jìn)行分析，主要分為以下方面。

3.1 水源水質(zhì)異常情況

對目標(biāo)取水口的水質(zhì)進(jìn)行安全性分析，對歷史上該流域上的水質(zhì)異常事件，尤其是突發(fā)性污染事件的篩查、整理及分析，評價該取水口水質(zhì)方面的風(fēng)險。

一般地表水源水質(zhì)污染源按污染特征包括工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、移動源、居民生活源、自然災(zāi)害源等五大類。除對目標(biāo)取水口的污染源進(jìn)行分析以外，還可對易發(fā)、典型或潛在的高風(fēng)險污染物進(jìn)行分析，通過分析研究其污染發(fā)生頻次、污染濃度、物理化學(xué)性質(zhì)、毒性影響、去除方法等，為工程論證提供數(shù)據(jù)支撐及依據(jù)。

3.2 長距離管道輸水形式

長距離輸水的安全問題是水源保護(hù)區(qū)調(diào)整項(xiàng)目中必然要考慮的問題[2]。通常長距離輸水采用兩種形式：管道輸水、明渠或暗渠輸水。其中，管道輸水具有安全性更好、水質(zhì)受周圍環(huán)境影響少、滲漏損失少、占地面積少、不受地形條件限制等優(yōu)點(diǎn)，得到更廣泛的應(yīng)用。但管道輸水也具有需要水泵加壓、耗費(fèi)電能、投資及運(yùn)行成本較大等缺點(diǎn)。應(yīng)通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，綜合考慮后確定采用何種形式。值得注意的是，水源保護(hù)區(qū)調(diào)整的輸水管道所在區(qū)域的規(guī)劃變化也會可能造成該管道需要更改走向。在進(jìn)行輸水管道走向的設(shè)計(jì)方案的綜合比較時，應(yīng)充分考慮所經(jīng)地塊近期及遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)劃。

3.3 設(shè)備安全性

水源保護(hù)區(qū)調(diào)整后，原水通過取水泵站提升（或利用地勢重力自流）及長距離輸水管道后，進(jìn)入水廠生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行處理。無論是泵站水泵機(jī)組、水質(zhì)監(jiān)測儀器，還是通信、控制設(shè)備，水廠設(shè)備的安全性在取水口遷移及水的凈化處理過程中都起到至關(guān)重要的作用。

3.4 調(diào)度運(yùn)行模式

因水源保護(hù)區(qū)調(diào)整涉及長距離輸水，水廠的調(diào)度運(yùn)行模式顯得尤為重要。調(diào)度運(yùn)行模式不僅直接關(guān)乎水廠的運(yùn)行電耗等成本，還會影響水廠能否穩(wěn)定、安全、連續(xù)運(yùn)行。尤其是長距離輸水導(dǎo)致從取水泵站到生產(chǎn)構(gòu)筑物間的反饋時間過長，如果調(diào)度人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足、溝通傳達(dá)不暢或信息交流存在異議，就有可能使原水量不足而導(dǎo)致停產(chǎn)的生產(chǎn)事故。

4 水資源優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 加強(qiáng)水源水質(zhì)監(jiān)測

在水源保護(hù)區(qū)遷移整合后，集中取水的水源水質(zhì)的監(jiān)測顯得尤為重要。通過人工監(jiān)測、在線監(jiān)測等手段對水源水質(zhì)進(jìn)行檢測分析，有條件的地區(qū)可以在水源的水質(zhì)監(jiān)測基礎(chǔ)上，建立起水源水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)，即通過對一定時間內(nèi)的水源水質(zhì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評價，推測其未來的變化趨勢，根據(jù)實(shí)際情況及設(shè)定的閾值，從而預(yù)報警情。

4.2 輸水管道安全強(qiáng)化

（1）設(shè)置排氣裝置。設(shè)計(jì)在管道的最高點(diǎn)及每隔一段距離設(shè)置排氣裝置，排除積存在管道內(nèi)的空氣或其他氣體，以防止氣阻造成運(yùn)行失常。

（2）做好管道防腐。為防止土壤的侵蝕，埋地金屬管道表面應(yīng)涂防腐漆，或用浸漬瀝青的玻璃布和麻布等包覆。埋在腐蝕性較強(qiáng)的低電阻土壤中的管道須設(shè)置陰極保護(hù)裝置。地面上的金屬管道為防止大氣腐蝕，也應(yīng)在表面上涂覆各種防銹漆。

（3）做好管道標(biāo)識。當(dāng)管道種類較多時，為了便于操作和維修，在管道表面上涂以規(guī)定顏色的油漆，以資識別。室外管線需做好安全標(biāo)識，并噴涂上權(quán)屬單位及爆漏應(yīng)急搶修電話。

（4）配置輔助設(shè)備。為防止水泵停電或關(guān)機(jī)時水的倒流，水泵出口需設(shè)置止回閥，以防止回水倒灌。在輸水管道上開閉動作頻繁的閥門，優(yōu)先采用電動或液壓閥門，以便操作。

（5）做好管道監(jiān)控。對長距離輸水管道的壓力、流量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時、連續(xù)的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)爆管事故，以便迅速作出反應(yīng)。

（6）開展管道巡查。定期對輸水管道進(jìn)行巡查，檢查排氣裝置、閥門、壓力流量監(jiān)控設(shè)備等是否正常，排查管道有無出現(xiàn)跑冒滲漏現(xiàn)象，并查看水文地質(zhì)條件的變化、管道所經(jīng)區(qū)域有無違法施工等，及時排除管道安全隱患。尤其是在暴雨、臺風(fēng)、洪災(zāi)等極端天氣時，需要加強(qiáng)巡查。

4.3 水廠設(shè)備安全強(qiáng)化

（1）選用高性能低維護(hù)的設(shè)備。設(shè)計(jì)時盡可能選用行業(yè)內(nèi)比較成熟、高性能、穩(wěn)定、安全、自動化程度高、維修率低的設(shè)備，對更換率高的零件、配件需準(zhǔn)備充足備品備件。

（2）水廠設(shè)備升級改造。對泵站水泵機(jī)組、投加設(shè)備、電氣系統(tǒng)、自控系統(tǒng)等進(jìn)行升級改造，提高設(shè)備自動化程度，有條件的水廠可實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組節(jié)能降耗、輸電線路雙回路供電、綜合保護(hù)系統(tǒng)升級、PLC遠(yuǎn)程自動控制、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通信等改造目標(biāo)。

4.4 取供水調(diào)度模式優(yōu)化

由于水源保護(hù)區(qū)調(diào)整長距離輸水的滯后性，為避免調(diào)度運(yùn)行失誤造成停產(chǎn)事故，對調(diào)度模式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

（1）水廠泵站聯(lián)動調(diào)度。對水廠的一級泵站、二級泵站進(jìn)行聯(lián)動調(diào)度。水廠中控室工作人員密切關(guān)注清水池水位及用戶管網(wǎng)壓力變化，對兩個泵站的水泵機(jī)組進(jìn)行聯(lián)動調(diào)度，通過合理調(diào)度，控制合適的清水池水位。

（2）片區(qū)聯(lián)網(wǎng)供水調(diào)度。對于多水廠聯(lián)網(wǎng)供水的片區(qū)，負(fù)責(zé)總調(diào)度任務(wù)的調(diào)度中心可以通過水力建模、試算、壓力試驗(yàn)等，探索最優(yōu)的組合聯(lián)網(wǎng)調(diào)度方式。由于長距離輸水使取水口遷移水廠的取水泵站電耗大大增加，調(diào)度中心需綜合考慮各水廠整體的運(yùn)行電耗水平、操作強(qiáng)度及可行性，從而確定片區(qū)聯(lián)網(wǎng)調(diào)度方案。

（3）舊取水口應(yīng)急備用規(guī)劃。在舊取水口水源水質(zhì)達(dá)標(biāo)、不影響相關(guān)單位及個人、不觸犯相關(guān)法律法規(guī)的前提下，進(jìn)行舊取水口作為應(yīng)急備用水源的規(guī)劃設(shè)計(jì)。如果在新取水口水量、水質(zhì)發(fā)生異?；蛟O(shè)備故障時，將舊取水口作為應(yīng)急取水的備用水源，提高供水安全保障性。

5 工程案例

該市分別于2009年、2018年完成了第二水源項(xiàng)目首期第一階段工程及后續(xù)工程建設(shè)，包括100萬m3/d規(guī)模的取水泵站、40萬m3/d供水規(guī)模的水廠、35萬t/d規(guī)模的加壓泵站以及超過50km配套輸水管網(wǎng)，總投資超過12億元。建成后標(biāo)志著一市三區(qū)西江、北江“雙水源”供水格局的基本形成，更好地保障飲用水供水安全（見圖1）。在該工程完成后，關(guān)停此管網(wǎng)覆蓋的供水區(qū)域內(nèi)的設(shè)施老舊、規(guī)模較小、水質(zhì)難以保證的小水廠，取消小水廠的水源保護(hù)區(qū)，釋放大水廠產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化整合規(guī)劃目的。

圖1 F市第二水源項(xiàng)目示意圖

6 結(jié)束語

在對飲用水水源保護(hù)區(qū)調(diào)整并進(jìn)行水資源優(yōu)化規(guī)劃的時候，應(yīng)遵循相應(yīng)水資源勘察等的基本原則，并從水源水質(zhì)、輸水管道、水廠設(shè)備及調(diào)度模式等方面進(jìn)行強(qiáng)化設(shè)計(jì)，以保障飲用水安全。