南寧市城市供水水源規劃探討

林 鶯 陸華理

(廣西南寧水利電力設計院 南寧 530001)

1 南寧市城市供水水源現狀組成

目前南寧市各供水企業水源分別取自于邕江、周邊水庫和地下水。現狀以邕江為水源的水廠供水能力為114萬m3/d,占總供水能力的90%,非邕江水源的水廠供水能力為11.3萬m3/d,僅占總供水能力的 10%。2020年城市需水量為6.288億m3,折合供水規模為207萬m3/d。2020年邕江水源水廠按原定規劃、非邕江水源水廠按97%保證率供水能力擴建后,以邕江為水源的水廠供水能力為164萬m3/d,占規劃總供水能力的92%,非邕江水源的其余水廠供水能力為14.5萬m3/d,僅占規劃總供水能力的8%。

2 水源工程面臨的主要問題

目前現有中心城區的六座水廠,均以邕江水為水源,水廠間取水點集中在相距不遠的20km范圍內,若邕江無重大水污染事故發生,邕江水源水廠的供水能力可滿足目前的城市生活用水需求。但邕江上游左、右江流域人口增長、經濟快速發展,工業廢水及生活污水不斷增加,加上南寧市本身的污染,如果邕江出現嚴重而且長時間的水質污染,在97%供水保證率的情況下,靠其它非邕江水源水廠目前11.3萬m3/d(規劃14.5萬m3/d)的供水能力,是無法保障城市生活用水安全的。國內多數城市均有多個供水水源:如廣州7個水廠的水源分別取自西江、東江和北江;深圳、青島、昆明等市除在江河取水外,水庫也是這些城市的主要水源。多源取水,可根據不同時段的水量、水質及原水水價情況進行調節,發生突發事件能應付自如。

3 新水源的規劃

本人認為,南寧市供水水源較合理的結構應是:以邕江為主水源,以周邊水庫水和地下水為次水源,在主、次水源的定量分配上,應遵循任一水源均能滿足全市居民基本生活用水的原則來配置。同時,為避免資源的閑置,主、次水源的總供量不宜過于超出同期社會的總需量,也就是在常態下次水源參與市政供水,在非常態下代替主水源,履行應急功能。考慮到次水源的稀缺和引用的困難,次水源應只滿足應急狀態下居民基本生活用水量,超出居民基本生活用水量至城市需水總量之間的其它用水量應由主水源供應。

3.1 新水源的規模要求

將居民最低日均用水量標準105 L/(人?d)乘以同期全市人口總量,即為居民最低用水量,加上重要公共場所、自治區及南寧市黨、政、軍、警重要機關 (部門)用水,按25 L/(人?d)考慮,得到全市基本生活需水量,考慮管網損失及現有非邕江水源的供水能力后,供需平衡成果如表1。

供需平衡分析表明,在主水源缺失保障生活飲用功能的情況下,現有的非邕江水源的水廠尚不能解決現狀的基本生活用水需求,2015年部分水廠擴建后,也不能滿足需水要求,缺口為31.5萬m3/d;與遠期2020年解決300萬人用水的需求則相差更遠,缺口為37.5萬m3/d。因此,必須另辟新的水源。

表1 應急狀態下水廠規模供需平衡分析成果單位:萬m3/d

3.2 新水源的條件

新水源必須符合如下條件:

(1)具有充足水量。該水源的供水能力,要求其必須常年能夠達到或超過37.5萬m3/d。

(2)必須有較優的水質,水質符合《地表水環境質量標準》中Ⅲ類或優于Ⅲ類標準,而且水源地沒有潛在的水質安全隱患,水源相對獨立于邕江水體。當發生水質污染時,邕江主水源與次水源不能互相污染。

(3)新水源引至市政供水的工程費用不宜過大,管理運行成本也不宜太高,費效之比應有一個合理的程度。

根據以上條件,從地下水、地表水、水庫水三類水源方面分析選擇南寧市的新水源。

3.3 新水源的選擇

3.3.1 地下水分析

南寧市地下水資源較為豐富,近遠郊共有12條富水地帶和7條流量較大的地下河。但這些地下水的水量均不能滿足市政的供水需求,而且相當部分地下富水帶或地下河業已開發殆盡。

如蒲廟清水泉,是5萬m3/d生產能力的邕寧水廠的唯一水源,加之泉邊農田灌溉用水,該泉已無余量向外供應;流量最大的金光農場地下河,既是金光農場的生產生活水源,也是規劃中壇洛組團的人飲水源,也無余量向城區供水;部分地區地下水鐵、錳含量超標,不符合飲用水質要求;沿邕江的部分地下水,靠江水高位補水,與邕江同源,更不宜作次水源。

因此,南寧市地下水資源不宜作本市的新水源。部分已開發的地下水,可與市政管網連通,作為次水源的一個重要組成部分。

3.3.2 地表徑流分析

南寧市地表徑流眾多,流域面積50km2以上的河流有21條,但符合新水源水量條件的只有左江、右江和八尺江。左江、右江是邕江(郁江)上游的主干支流,本質上與邕江同源,是邕江水質污染的根源,不具備新水源的水質條件。八尺江是郁江(邕江段)的一級支流,發源于上思縣公正鄉大龍山北麓,止于邕寧區蒲廟鎮西側并匯入邕江,全長126.5km,集雨面積2144km2,多年平均流量27.6 m3/s。流域上游自然生態保持得較好,下游則較差。八尺江出口位于邕江中段的蒲廟鎮,與上游南寧市主水源取水點的河段有20km以上的距離,兩江水質互不干擾,可謂不同源,較為符合新水源條件。但由于八尺江自大王灘水庫主壩以上的中上游主干已建成了三座水庫,僅余大壩以下至蒲廟出口20km以上的河段仍為天然河道,而該河段流域又處于良慶中心區、計劃重點開發的五象新區、那馬組團、“一主兩次”的蒲廟次城的范圍內,目前已有不少工礦企業遷往該流域,以現在的發展趨勢,八尺江下游段成為南寧市的新內河只是遲早的事。

因此,八尺江下游段也不能作為新水源的選點。總而言之,南寧城區范圍內的地表河流均不能作為新水源。

3.3.3 水庫水分析

在南寧市周邊可作為城市供水水源的水庫中,老虎嶺、峙村河、天雹、龍潭、東山水庫地處南寧市中心城區近郊,五座水庫總庫容5184萬m3,有效庫容3158萬m3,多年平均來水量10103萬m3,五座水庫已分別建有五家水廠,目前總生產能力為 7.3萬m3/d,主要向中心城區邊緣供水,并與市政管網連通。根據這五座水庫的庫容、來水量、農灌用水量進行水量平衡計算,這五家水廠97%保證率可供水規模為10.5萬m3/d。這五座水庫可供水規模較小,不能滿足次水源的需求,但卻是次水源不可缺少的組成部分。大王灘、鳳亭河、屯六三座大(2)型水庫位于南寧中心城的南部,均屬八尺江流域中上游段,鳳亭河、屯六、大王灘自上而下呈梯級布局。三座水庫總庫容13.89億 m3,有效庫容4.733億m3,多年平均來水量6.8897億m3,符合南寧市新水源的水量條件。三座水庫所處的八尺江流域與邕江南寧段平行,水質互不影響,可互為備用,符合新水源與邕江不同源的水質條件。

3.4 新水源方案比較

新水源供水規模為 40萬m3/d(年 12155萬m3)。由于這三大水庫還承擔著灌溉、城鎮及工業供水的任務,單一水庫不能滿足新水源的需求,因此須分析兩座或三座水庫聯合調度向城市供水的能力。現就三水庫的兩種組合方案進行水量供需平衡分析,方案一為鳳亭河、屯六兩水庫聯合向南寧市供水,方案二為大王灘、鳳亭河、屯六三座水庫聯合向南寧市供水。

(1)鳳亭河、屯六兩水庫聯合供水方案

經鳳亭河、屯六兩水庫的來、用水平衡計算,兩水庫豐、平、枯代表年能滿足農業灌溉、人畜飲水、城市用水的需求,但連續枯水年組的枯水年及特枯水年均不能滿足用水需求,枯水年缺水5815萬m3,其中城市用水缺水648萬m3;特枯水年缺水9834萬m3,其中城市用水缺水4667萬m3。說明鳳亭河、屯六兩水庫聯合調度運行尚不能滿足遠期2020年南寧市城市用水新水源的規模需求。

(2)大王灘、鳳亭河、屯六三水庫聯合供水方案

大王灘、鳳亭河、屯六三座水庫聯合供水方案的調度原則為:在滿足各自農業灌溉用水和人畜飲水要求的前提下,首先由大王灘水庫向城市及工業供水,不足水量再由屬多年調節水庫的鳳亭河、屯六水庫補充。經平衡分析計算,大王灘水庫豐、平代表年能滿足農業灌溉、人畜飲水、工業用水、城市用水的需求,但枯水年及連續枯水年組不能滿足用水需求,分別缺水9935、26742萬m3,經鳳亭河、屯六水庫補水后P=85%枯水年能滿足用水需求,連續枯水年組的特枯年份,灌溉缺水5926萬m3,占兩灌區灌溉用水量的23%。說明三水庫聯合調度運行,水庫除滿足明陽工業區用水量、大塘鎮水廠用水量外,還有向南寧市提供40萬m3/d供水規模的能力。因此南寧市城市供水新水源選擇大王灘、鳳亭河、屯六三座水庫聯合供水方案。

(3)新水源方案選擇

從水量及工程投資方面比較,均以三水庫聯合調度方案較優,但大王灘水庫由于庫區養殖過密及明陽工業園企業污水不達標排放,水庫部分水域水質受到嚴重污染,水污染事故時有發生。2009年8月,政府下令取締庫區養殖,同時明陽工業園污水處理廠一期3萬噸/日于2009年11月完成,二期計劃建設6萬t/d。目前水庫水質已明顯改善。因此南寧市城市供水新水源選擇大王灘、鳳亭河、屯六三座水庫聯合供水方案。

3.5 新水源工程布局

三大水庫聯合調度原水輸送工程由調水工程、取水建筑物、輸水管道構成。現狀鳳亭河水庫的水是先調入屯六水庫,再經南間、南曉兩電站,最終流入欽州茅嶺江。調水工程的主要任務是將鳳亭、屯六水庫的水調回八尺江流域,集中到大王灘水庫。具體的措施是在鳳亭河主壩建消能電站,庫水經電站消能后流入八尺江河道;屯六水庫的水在一副壩經簡單消能后流入八尺江,最終匯入大王灘水庫。取水建筑物設于大王灘壩首,原水經28km的管道重力自流至河南水廠,則可充分利用河南水廠的設備和供水管網,節省投資。該方案匡算總投資8.25億元,含鳳亭-屯六隧洞維護、八尺江河道清理投資約7100萬元。

4 結語

以大王灘、鳳亭河和屯六三座水庫聯合供水,是改變南寧市近乎單一水源的局面,實現城市供水系統安全和合理調配的重要舉措,是增加南寧市城市用水調蓄庫容和水量儲備、提高應對特枯年和突發供水事件能力、滿足城市社會經濟和生態系統可持續發展的重要保證。

目前南寧市政府已將三大水庫劃定為南寧市的備用水源,作為中遠期目標予以嚴格保護,禁止不合理開發。

略)