馬郁

　　【摘要】 本文結(jié)合新實(shí)施的《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》和某城市給水工程的規(guī)劃內(nèi)容，提出了對(duì)給水工程規(guī)劃的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
　　【關(guān)鍵詞】 給水工程 規(guī)劃 水量 調(diào)蓄 工藝

　　《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB 50282－98）已于1999年2月1日開(kāi)始實(shí)施，此規(guī)范適用于城市總體規(guī)劃的給水工程規(guī)劃。其內(nèi)容主要包括：預(yù)測(cè)城市用水量，并進(jìn)行水資源與城市用水量之間的供需平衡分析；選擇城市給水水源并提出相應(yīng)的給水系統(tǒng)布局框架；確定給水樞紐工程的位置和用地；提出水資源保護(hù)以及開(kāi)源節(jié)流的要求和措施。今年三月初，本人有幸參加了南方的一個(gè)城市的給水工程規(guī)劃工作。結(jié)合此工程對(duì)給水規(guī)劃的特點(diǎn)有了一些粗淺的認(rèn)識(shí)，下面就以下幾個(gè)方面談一些看法。

1 水資源利用

　　凡是可用作城市各種用途的水均為城市水資源。它包括符合和經(jīng)處理符合各種用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的地表和地下淡水，目前海水利用和污水回用作為城市用水的補(bǔ)充水源也日益受到人們的重視。對(duì)于關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的水資源的利用和開(kāi)發(fā)，要從城市發(fā)展的需要出發(fā)，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理調(diào)配。當(dāng)城市水資源貧乏，需要外域引水時(shí)，《水法》第二十一條有如下規(guī)定：“興建跨流域引水工程，必須進(jìn)行全面規(guī)劃和科學(xué)論證，統(tǒng)籌兼顧引出和引入流域的用水需求，防止對(duì)生態(tài)的不利影響。”
　　我們所接觸工程的水資源既有地下水、地面水（本地水庫(kù)水）、中水及海水利用，又有長(zhǎng)距離的境外引水。如何合理地利用這些水資源，并進(jìn)而進(jìn)行合理的給水系統(tǒng)布局，我們具體情況具體分析，制定了切實(shí)可行的措施。
　　首先本地區(qū)的地下水資源比較貧乏。例如某鎮(zhèn)為緩解用水緊張情況，曾打了8口井，但井的產(chǎn)水量很小，每日產(chǎn)水量?jī)H為3000m³左右，還有一些井幾乎是干井。由于地下水的開(kāi)發(fā)受儲(chǔ)量和開(kāi)發(fā)條件的限制，故根據(jù)地方特點(diǎn)，地下水不宜作為集中用水水源，只用作零星、分散的、少量的補(bǔ)充用水。
　　其次本地區(qū)的現(xiàn)有水源主要來(lái)自中、小型水庫(kù)自產(chǎn)水，且有相當(dāng)一部分小型水廠是利用此水源的。本地水資源的取舍，主要取決于水庫(kù)枯水流量保證率下的可供水量。根據(jù)城市的性質(zhì)和規(guī)模，枯水流量保證率采用97％。另外水庫(kù)水的水質(zhì)也是一個(gè)很重要的決定因素，應(yīng)符合《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 3020－93），保證水體不受污染。
　　通過(guò)對(duì)本地區(qū)小型以上且與水廠相聯(lián)系的水庫(kù)，97％保證率下可供水量的分析計(jì)算，來(lái)確定哪些水庫(kù)可以、哪些水庫(kù)不宜做為水廠的原水水源。對(duì)那些原水水量供應(yīng)明顯不足的小水廠，建議逐步關(guān)停。這樣既能保證供水安全，又能解決水廠布局零散、分布較廣、規(guī)模較小的現(xiàn)況。
　　另一方面，為充分利用本地水資源，在有條件的情況下，可采用擴(kuò)建水庫(kù)、加高大壩、水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度等措施，減少水資源的浪費(fèi)。
　　再次，由于本地區(qū)境內(nèi)水源的不足，需興建境外引水工程。長(zhǎng)距離的境外引水工程規(guī)模大，耗資多，對(duì)城市的發(fā)展和人民生活的提高有著舉足輕重的作用。境外引水工程設(shè)計(jì)要合理，施工要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。為減少沿途污染，全線(xiàn)應(yīng)暗渠化；若需停水檢修，檢修期要盡量縮短，并采取相應(yīng)措施，保證供水安全。
　　還有污水回用及海水利用是解決水資源短缺、緩解水的供需矛盾的一項(xiàng)重要措施。在規(guī)劃和設(shè)計(jì)城市污水處理廠時(shí)，必須同時(shí)考慮污水回用。也需要政府有關(guān)部門(mén)加強(qiáng)污水回用的政策法規(guī)建設(shè)，建立、健全污水處理和回用的管理機(jī)構(gòu)，并利用經(jīng)濟(jì)杠桿，積極引導(dǎo)用戶(hù)使用回用水。使人們不斷提高環(huán)保意識(shí)和強(qiáng)化水資源短缺的危機(jī)感。提高人們的污水回用意識(shí)。利用沿海城市的有利條件，在海水水質(zhì)滿(mǎn)足海水利用要求的前提下，建立、健全海水利用的管理機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)海洋環(huán)境保護(hù)，促進(jìn)海水利用持續(xù)向前發(fā)展。海水的利用方式目前主要有兩種，一種是海水直接利用；另一種是海水淡化，做生活飲用水。但海水淡化受技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的影響，大規(guī)模生產(chǎn)較困難，且成本較高。因此海水利用多以第一種方式為主，其應(yīng)用范圍主要為：工業(yè)冷卻用水；生活雜用水（如沖洗廁所等）；市政用水。
　　由于污水回用與海水利用在我國(guó)起步較晚，為了促進(jìn)其發(fā)展，還有待于開(kāi)展這方面的專(zhuān)題研究。

2 需水量預(yù)測(cè)

　　需水量預(yù)測(cè)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，它牽扯的因素多，應(yīng)結(jié)合城市的性質(zhì)、規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活水平等相關(guān)因素加以考慮。另外，城市的流動(dòng)和暫住人口對(duì)城市用水量也有一定影響。在需水量預(yù)測(cè)中，應(yīng)充分深入調(diào)查，盡量使需水量切合實(shí)際。需水量的預(yù)測(cè)方法有很多，下面介紹的是兩種比較簡(jiǎn)便的方法。
　　城市需水量預(yù)測(cè)可采用人均綜合用水量（包括生活、公共設(shè)施、綠化、市政、商業(yè)及服務(wù)業(yè)等），即生活用水指標(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)生活用水量；采用萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量來(lái)預(yù)測(cè)工業(yè)用水量。城市規(guī)劃人口、生活用水指標(biāo)、萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量指標(biāo)等是根據(jù)城市總體規(guī)劃確定的。需水量計(jì)算公式如下：
　　生活用水量＝生活用水指標(biāo)（升／人·日）×規(guī)劃人口數(shù)
　　工業(yè)用水量＝萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量（m³／萬(wàn)元）×萬(wàn)元產(chǎn)值
　　滲漏及不可預(yù)見(jiàn)水量＝（工業(yè)用水量＋生活用水量）×10～18％
　　總需水量＝生活用水量＋工業(yè)用水量＋滲漏及不可預(yù)見(jiàn)水量
　　另一種方法是根據(jù)詳細(xì)規(guī)劃用水標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)用水量。詳細(xì)規(guī)劃用水標(biāo)準(zhǔn)包括：生活用水標(biāo)準(zhǔn)（升／人·日），商業(yè)服務(wù)用水標(biāo)準(zhǔn)（升／m²·日），行政辦公用水標(biāo)準(zhǔn)（升／人·日），賓館、酒店用水標(biāo)準(zhǔn)（升／床·日），澆灑綠地用水標(biāo)準(zhǔn)（升／m²·日），標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)廠房用水標(biāo)準(zhǔn)（升／m²·日）等。
　　總需水量＝生活用水量＋工業(yè)廠房用水量＋商業(yè)服務(wù)用水量＋行政辦公用水量＋賓館、酒店用水量＋澆灑綠地用水量＋其他用水量
　　其他用水量＝（生活用水量＋工業(yè)廠房用水量＋商業(yè)服務(wù)用水量＋行政辦公用水量＋賓館、酒店用水量＋澆灑綠地用水量）×15％
　　采用分類(lèi)指標(biāo)計(jì)算用水量要求各分區(qū)詳細(xì)規(guī)劃較為完善，各用地功能、人口與占地劃分較為細(xì)致，實(shí)際調(diào)查資料較為充分。

3 調(diào)蓄系統(tǒng)

　　如上所述，本工程所在城市因本地水資源不足，境外引水就成為其主要水源。境外引水工程一般需要定期檢修，檢修期為每年20～31天，其它時(shí)間按平均日供水。但城市用水量是逐日逐月變化的，各水廠及供水支渠均按高日水量設(shè)計(jì)，水源按平均日送水，其水量滿(mǎn)足不了高日水量的要求，低日又有富裕。如何解決這個(gè)問(wèn)題，同時(shí)又能保證在境外引水工程檢修期間，水廠能正常運(yùn)行？那么就必須設(shè)置調(diào)蓄系統(tǒng)。即調(diào)蓄系統(tǒng)的兩大作用是：一是在水源停水檢修期間，調(diào)蓄系統(tǒng)要保證各水廠的原水供應(yīng)；二是要彌補(bǔ)高日水量的不足，同時(shí)又要接納低日的富裕水量。下面就本工程的一些情況，作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。
3.1 調(diào)蓄水量的計(jì)算
3.1.1 月分配系數(shù)
　　月分配系數(shù)是根據(jù)各水廠或供水公司逐日、逐月供水量的實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料分析計(jì)算得來(lái)的，資料、數(shù)據(jù)必須可靠、準(zhǔn)確。
　　經(jīng)實(shí)際用水量調(diào)查統(tǒng)計(jì)計(jì)算，得出年用水量的月分配系數(shù)如下表所示。

各月用水量占全年用水總量的百分比 全年 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 平均 7.35 6.42 7.70 7.75 8.41 8.72 9.22 9.40 9.27 8.90 8.34 8.52 100.00

3.1.2 調(diào)蓄水量計(jì)算
　　本工程境外水源有兩個(gè)。境外水源1的檢修期為每年12月份，檢修期為一個(gè)月；境外水源2的檢修期在每年3月份，檢修期為20天。
　　月需水量＝規(guī)劃年全年的需水量×月分配系數(shù)
　　境內(nèi)水源月平均供水量＝境內(nèi)水源年供水量／12
　　境外水源月平均供水量＝境外水源年供水量／（365－檢修天數(shù)）×當(dāng)月供水天數(shù)
　　則月調(diào)蓄水量為：
　　月調(diào)蓄水量＝境外水源月平均供水量1＋境外水源月平均供水量2＋境內(nèi)水源月平均供水量－月需水量
　　若按規(guī)劃年總需水量為19.4億m³，境內(nèi)水量按全年平均計(jì)算。境外水源1供水量為9.78億m³／年，12月份停水檢修，按334日平均送水，平均每日送水292.8萬(wàn)m³／d；境外水源2供水量為7.127億m³／年，3月份停水檢修，檢修期為20天，按345日平均送水，平均每日送水206.6萬(wàn)m³／d。據(jù)此，算出每年12月份境外水源1停水檢修時(shí)，需要的調(diào)蓄水量為8050萬(wàn)m³。每年3月份境外水源2停水檢修時(shí)，各水庫(kù)應(yīng)放出的調(diào)蓄水量為1510萬(wàn)m³。每年七、八、九月份高峰用水季節(jié)，為調(diào)節(jié)高日用水與平均日供水的差額水量，全市各調(diào)蓄水庫(kù)應(yīng)放出1932萬(wàn)m³水量。以上三種調(diào)蓄水量之和為11492萬(wàn)m³。所選調(diào)蓄水庫(kù)庫(kù)容要滿(mǎn)足11492萬(wàn)m³調(diào)蓄水量的要求。調(diào)蓄水量計(jì)算見(jiàn)表1。

表1 項(xiàng)目 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 總計(jì) 需
水
量 月分配系數(shù)
(％) 7.35 6.42 7.70 7.75 8.41 8.72 9.22 9.40 9.27 8.90 8.34 8.52 100 月需水量
(萬(wàn)m³) 14265.5 12460.5 14944.8 15041.8 16322.8 16924.5 17894.9 18244.3 17992.0 17273.8 16186.9 16536.3 194088.1 供
　
水
　
量 境內(nèi)水量
(萬(wàn)m³) 2082. 3 2082.3 2082.3 2082.3 2082.3 2082.3 2082.3 2082.3 2082.3 2082.3 2082.3 2082.3 24988.0 境外供水量1
(萬(wàn)m³) 9080.0 8201.3 9080.0 8787.1 9080.0 8787.1 9080.0 9080.0 8787.1　 9080.0 8787.1 0.0 97830.0 境外供水量2
(萬(wàn)m³) 6404.0 5784.2 2272.4 6197.4 6404.0 6197.4 6404.0 6404.0 6197.4 6404.0 6197.4 6404.0 71270.0 小計(jì)
(萬(wàn)m³) 17566.3 16067.9 13434.7 17066.9 17566.3 17066.9 17566.3 17566.3 17066.9 17566.3 17066.9 8486.3 194088.0 　
調(diào)
蓄
水
量 調(diào)蓄水量
(萬(wàn)m³) 3300.9 3607.4 (1510.0) 2025.0 1243.5 142.4 (328.6) (677.9) (925.1) 292.5 879.9 (8050.0) 調(diào)蓄水量分段
小計(jì)(萬(wàn)m³) 6908.3 1510.0 3410.9 (1931.7) 1172.4 (8050.0) 11491.7 注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為供水量小于需水量時(shí)的差值，即調(diào)蓄系統(tǒng)應(yīng)放出的調(diào)蓄水量值。

　　有兩種方式可以達(dá)到此目的，第一是所選調(diào)蓄水庫(kù)庫(kù)容之和大于或等于11492萬(wàn)m³。第二是所選調(diào)蓄水庫(kù)滿(mǎn)足大者即8050萬(wàn)m³。因?yàn)閺谋?可以看出，以上三種調(diào)蓄水量不是連續(xù)的，有幾個(gè)月的間斷時(shí)間。第一種方式比較安全，但所需調(diào)蓄庫(kù)容較大，第二種方式雖然要求的調(diào)蓄庫(kù)容較小，但要求有在間隔時(shí)間內(nèi)灌滿(mǎn)水庫(kù)的措施。
3.2 調(diào)蓄系統(tǒng)
　　調(diào)蓄系統(tǒng)可采用幾個(gè)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)蓄的方法，以保證不間斷供水。經(jīng)調(diào)蓄計(jì)算，計(jì)算出水庫(kù)在每年檢修期間可提供的調(diào)蓄水量。然后從地域關(guān)系及供水能力考慮，確定使用各水庫(kù)調(diào)蓄水量的優(yōu)先順序。如果水庫(kù)所能提供的調(diào)蓄水量小于需要的調(diào)蓄水量，則在檢修期間會(huì)出現(xiàn)水廠因原水供水量不足而不能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。解決的辦法有兩條途徑：一是增加水庫(kù)的調(diào)蓄容量，如擴(kuò)建調(diào)蓄水庫(kù)或增加調(diào)蓄水庫(kù)的數(shù)量。另一條途徑可以是增加其它水源的來(lái)水量。由于調(diào)蓄系統(tǒng)隨各種工況和系統(tǒng)分區(qū)而相應(yīng)變化，是一個(gè)復(fù)雜多變的系統(tǒng)，這里只作簡(jiǎn)單介紹，不再詳盡描述。

4 對(duì)微污染水工藝流程的選擇

　　本工程的境外引水均為大型跨流域引水工程，特別是境外引水1全線(xiàn)采用的是明渠輸水，沿途受到嚴(yán)重污染。為改善水質(zhì)在交水點(diǎn)增設(shè)了硝化處理工藝，原水水質(zhì)雖有所改善，但根據(jù)自來(lái)水公司1999年2月份的原水水質(zhì)化驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，仍有凱氏氮、亞硝酸鹽、B0D₅、礦物油等指標(biāo)時(shí)有超標(biāo)，屬微污染水源。更何況在交水點(diǎn)上游的大部分水廠，原水未經(jīng)硝化處理，其污染程度更重，因此，對(duì)于這樣的微污染原水，我們采用了以下工藝流程，即在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上增設(shè)臭氧、活性炭深度處理。

　　據(jù)有關(guān)資料記載：現(xiàn)有自來(lái)水廠采用的“預(yù)氯化＋傳統(tǒng)處理”的工藝流程，不能有效解決水源水中日益突出的氨氮、藻類(lèi)等污染問(wèn)題。出廠水、管網(wǎng)水中氨氮、亞硝酸鹽氮等水質(zhì)指標(biāo)經(jīng)常超標(biāo)；春末夏初、夏秋之交，自來(lái)水廠氯耗出現(xiàn)季節(jié)性猛增（2～3倍），并有明顯異味。用“預(yù)氯化＋傳統(tǒng)處理”的工藝流程處理微污染的水源水，出廠水中含有多種有毒有害有機(jī)物，致突變活性較原水反而增強(qiáng)，并具有明顯的生物不穩(wěn)定性，從而對(duì)居民身體健康構(gòu)成了潛在的威脅。
國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究表明：
　　① 預(yù)加臭氧能夠改善濾后水水質(zhì)。與預(yù)氯化相比，濾后水濁度更低，濾程更長(zhǎng)，單位面積濾池周期產(chǎn)水量增加。
　?、?預(yù)加臭氧能夠有效地去除原水中的三氯甲烷母體物，使濾后水再經(jīng)氯化消毒時(shí)的三氯甲烷生成量極微。
　?、?預(yù)加臭氧除嗅作用明顯，與預(yù)氯化相比，能夠使過(guò)濾出水嗅閾值低一個(gè)等級(jí)。
　　④ 預(yù)加臭氧能夠改變?cè)杏袡C(jī)物分子結(jié)構(gòu)，使短鏈有機(jī)物種類(lèi)增加，并去除部分有機(jī)物，從而使水中有機(jī)物總量減少。
　　⑤ 加臭氧處理后，水體的致突變活性得到顯著改善。
　?、?臭氧化和生物活性炭處理技術(shù)具有氧化和吸附能力強(qiáng)、能去除多種污染物、無(wú)毒害副產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)?；钚蕴繉?duì)分子量在500～3000的有機(jī)物吸附非常有效，尤其對(duì)分子量在500～1000的有機(jī)物，去除率可達(dá)86.7％。
　　實(shí)踐證明，臭氧、活性炭深度處理是處理微污染原水和去掉水中色、嗅、味的有效手段。
　　另外，對(duì)于跨世紀(jì)建設(shè)的城市供水工程，在凈化工藝選擇上，不僅要滿(mǎn)足國(guó)家現(xiàn)行的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749－85），還必須按照《城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》對(duì)城市供水水質(zhì)提出的控制要求，采用較為成熟的深度處理工藝。只有這樣，才能解決不斷惡化的原水水質(zhì)與不斷提高的出水水質(zhì)之間的矛盾，才能適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高。
　　城市給水工程規(guī)劃的目的是充分利用水資源，合理供水布局，提高地區(qū)的整體水質(zhì)和管理水平。給水規(guī)劃涉及的范圍廣，牽扯的因素多，尤其是城市用水量的預(yù)測(cè)、供需平衡分析、供水系統(tǒng)確定等方面，都有很大的難度。以上是我在實(shí)際工作中，對(duì)給水工程規(guī)劃的幾個(gè)問(wèn)題的一些體會(huì)和收獲。由于水平有限、時(shí)間倉(cāng)促，文中不當(dāng)之處，敬請(qǐng)同行批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)
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　　［3］《水工業(yè)學(xué)術(shù)研討會(huì)——香港1999 論文集》