南通市區(qū)域供水李港水廠取水口設(shè)置方案比選

宋建軍 陳艷 陸建平

南通市區(qū)域供水李港水廠取水口設(shè)置方案比選

宋建軍1陳艷1陸建平2

（1.江蘇省水文水資源勘測(cè)局南通分局 江蘇南通 226006；2.江蘇省南通市水利局 江蘇南通 226006）

根據(jù)地表水廠取水口設(shè)置要求，在對(duì)取水河段水源地水量、水功能區(qū)水質(zhì)、河床穩(wěn)定性、水源地保護(hù)以及突發(fā)水污染事故風(fēng)險(xiǎn)分析基礎(chǔ)上，結(jié)合取水河段河勢(shì)控制、河道治理等要求，提出南通市區(qū)域供水李港水廠取水口設(shè)置方案，推薦取水口設(shè)置最優(yōu)方案。

區(qū)域供水 李港水廠 取水口設(shè)置 方案比選

李港水廠是南通市西部區(qū)域供水水廠，原規(guī)劃取水口位于長(zhǎng)江澄通段天生港水道中段捕魚港閘附近，規(guī)劃供水規(guī)模80萬m3/d。近年來，隨著南通市沿江開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，長(zhǎng)江岸線的開發(fā)利用，李港水廠原規(guī)劃取水口附近的河勢(shì)、水文、水源地水質(zhì)、水源地保護(hù)等條件發(fā)生了不同程度的變化，對(duì)李港水廠取水口設(shè)置帶來影響。在此，本文擬通過取水河段水源地水量、水功能區(qū)水質(zhì)、河床穩(wěn)定性、水源地保護(hù)以及突發(fā)水污染事故風(fēng)險(xiǎn)分析，結(jié)合取水河段河勢(shì)控制、河道治理等要求，提出李港水廠取水口設(shè)置方案，推薦取水口設(shè)置最優(yōu)方案。

1 取水河段基本情況

1.1河道概況

如皋沙群水道是長(zhǎng)江澄通河段組成部分，上接福姜沙水道，下連通州沙水道，全長(zhǎng)23km。該河段沙洲眾多，水流流路分歧多變，分布有雙澗沙、民主沙、長(zhǎng)青沙、泓北沙、橫港沙等沙體，其南岸瀏海沙水道為主槽，全長(zhǎng)20km，平均河寬3.0km，北岸如皋中汊為如皋沙群水道一級(jí)分汊河道，全長(zhǎng)10km，平均河寬1.5km。由于上游雙锏沙頭部已伸入福姜沙北汊，致使福姜沙北汊水流一部分走雙锏沙北水道，進(jìn)入如皋中汊，另一部分水流與福姜沙南汊水流匯合后，走瀏海沙水道形成主流。

天生港水道為如皋中汊二級(jí)左支汊，全長(zhǎng)25km，其上口接如皋中汊，下口在通呂河口附近入長(zhǎng)江主流。由于天生港水道進(jìn)口段與如皋中汊幾近垂直，分流比不足1%，天生港水道已演變?yōu)闈q潮流占優(yōu)勢(shì)的潮汐水道。

1.2岸線開發(fā)利用狀況與水功能區(qū)劃

取水河段地處長(zhǎng)江口地區(qū)，沿江岸線開發(fā)利用程度較高，其右岸新山港至十三圩為張家港港區(qū)，已建萬噸級(jí)碼頭泊位13座，左岸四號(hào)港至通呂運(yùn)河口為如皋港區(qū)和天生港區(qū)。其中，如皋港區(qū)為如皋市石化、港口及船舶制造基地，已建碼頭泊位12座；天生港區(qū)九圩港河口以上段為通州船舶制造基地，以下段為南通市電力能源及船舶制造、交通物流基地，已建碼頭泊位17座，擬建滬通鐵路大橋位于捕魚港閘下游0.2km。

本河段共劃分8各水功能區(qū)，包括保留區(qū)1個(gè)，過渡區(qū)1各，工農(nóng)業(yè)用水區(qū)3個(gè)，飲用水源區(qū)3個(gè)，2020年水質(zhì)管理目標(biāo)為Ⅱ～Ⅲ類水。

1.3河勢(shì)控制與河道治理

如皋沙群水道河道寬闊，沙洲眾多，在復(fù)雜的徑流和潮流的共同作用下，河道沖淤多變，河勢(shì)控制主要是穩(wěn)定雙澗沙，維持目前較為穩(wěn)定的雙汊型河型，改善天生港水道進(jìn)流條件，穩(wěn)定瀏海沙水道下段南岸頂沖點(diǎn)位置及南、北兩岸岸坡，并通過橫港沙的圈圍，使九龍港附近形成新的人工節(jié)點(diǎn)。主要治理工程包括雙澗沙雙順堤護(hù)灘工程、護(hù)槽港邊灘圈圍工程、橫港沙圈圍工程和天生港水道整治工程等。其中，橫港沙圈圍南緣治導(dǎo)線基本按-2m（國(guó)家85高程，下同）等深線布置，至九圩港附近，北緣治導(dǎo)線按-2m等深線后退200m布置；天生港水道整治近期主要對(duì)水道上口及長(zhǎng)青沙北角切灘，以改善天生港水道入流條件，提高分流比。見圖1。

圖1 如皋沙群水道河勢(shì)及水功能區(qū)劃圖

2 取水口設(shè)置方案

2.1設(shè)置原則

（1）水源地枯水流量應(yīng)滿足90%～97%保證率要求；

（2）符合水功能區(qū)劃要求；

（3）取水口附近應(yīng)當(dāng)有相對(duì)穩(wěn)定的河床條件；（4）滿足取水口水源地保護(hù)要求；

（5）滿足河勢(shì)控制和河道治理規(guī)劃要求。

2.2設(shè)置方案

按照取水口設(shè)置原則，結(jié)合取水河段基本情況，李港水廠取水口提出以下三種設(shè)置方案：方案①設(shè)置在瀏海沙水道橫港沙右邊灘-7m等深線附近，位于長(zhǎng)江南通天生港飲用水源區(qū)，與橫港沙圈圍治導(dǎo)線距離0.15km；方案②設(shè)置在天生港水道中段，橫港沙左邊灘-7m等深線附近，位于長(zhǎng)江通州九圩港飲用水源區(qū)，距橫港沙圈圍治導(dǎo)線距離0.08km；方案③設(shè)置在天生港水道上段，東沙左邊灘-5m等深線附近，位于長(zhǎng)江如皋營(yíng)房保留區(qū)，距橫港沙圈圍治導(dǎo)線距離0.2km。

3 方案比選

3.1水源地水量

本河段一般以大通流量作為上游來水量分析主要依據(jù)。據(jù)1950～2012年實(shí)測(cè)水文資料，大通站多年平均徑流量9050億m3，最枯1月份平均徑流量300億m3，最豐7月份平均徑流量1326億m3，P=97%保證率年徑流量6953億m3，1月份徑流量194億m3。李港水廠規(guī)劃取水規(guī)模80萬m3/d，年取水量2.92億m3，取水量占取水河段P=97%保證率年徑流量的0.42‰、占1月份徑流量的1.5‰，取水河段水源地來水量滿足李港水廠不同時(shí)段取水要求。

3.2水功能區(qū)水質(zhì)

據(jù)2010～2012年監(jiān)測(cè)資料，以水功能區(qū)為評(píng)價(jià)單元，采用單因子評(píng)價(jià)方法，在全部監(jiān)測(cè)的pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、砷、汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽、鐵、錳等23項(xiàng)指標(biāo)中，大部分符合Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)，僅氨氮、總磷和石油類部分測(cè)次符合Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)河段各水功能區(qū)水質(zhì)類別為Ⅱ～Ⅲ類水，達(dá)到功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo)要求。

3.3河床穩(wěn)定性

3.3.1 水動(dòng)力條件

取水河段屬長(zhǎng)江近河口段，受潮汐和徑流雙重影響，水流呈往復(fù)流形態(tài)。據(jù)2010年4月農(nóng)歷大潮期水文測(cè)驗(yàn)，方案①橫港沙邊灘漲落潮垂線平均流速0.84m/s和0.82m/s，漲落潮流向夾角178°，表明該區(qū)域水動(dòng)力條件優(yōu)越，漲落潮動(dòng)力對(duì)塑造河床形態(tài)均具較大作用；方案②與方案③天生港水道中上段漲潮垂線平均流速0.61m/s和0.87m/s，落潮垂線平均流速0.37m/s和0.29m/s，漲落潮流向夾角181°～190°，表明天生港水道上段漲潮流大于落潮流，且越往上游，漲潮流速越大，漲潮流是塑造河床形態(tài)的主要水動(dòng)力條件。

3.3.2 河床穩(wěn)定性

經(jīng)長(zhǎng)期自然演變以及人工整治工程的實(shí)施，如皋沙群水道已演變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定的雙汊型河型。目前，瀏海沙水道河勢(shì)微彎順直，主流頂沖點(diǎn)在九龍港附近，橫港沙邊灘-5、-10m等深線穩(wěn)定少變；如皋中汊分流比長(zhǎng)期穩(wěn)定在30%左右，岸灘沖淤變化不大；天生港水道隨著又來沙的并岸以及如皋中汊的發(fā)育成熟，除口門、彎頂及小李港等少數(shù)地方?jīng)_淤有所變化外，天生港水道中下段呈微沖狀態(tài)，河床相對(duì)穩(wěn)定。

3.4水源地保護(hù)

方案①所處瀏海沙水道河寬在3.5km以上，與上游擬建滬通鐵路橋及下游華能南通電廠輸煤碼頭距離均為3.00km，目前橫港沙尚處于自然演變狀態(tài)，岸線資源尚未開發(fā)利用，水源地保護(hù)條件優(yōu)越；方案②所在河段屬天生港水道中水岸線，左岸為天生港港區(qū)，右側(cè)為橫港沙，水源地保護(hù)條件基本滿足要求；方案③所在河段屬天生港水道淺水岸線，左岸大李港涵至碾砣港閘共4.0km長(zhǎng)江岸線尚未開發(fā)利用，右側(cè)為東沙邊灘，水源地保護(hù)條件良好。

3.5突發(fā)水污染事故風(fēng)險(xiǎn)

取水河段突發(fā)水污染風(fēng)險(xiǎn)主要來自過往船舶碰撞、沉沒、泄漏所造成的突發(fā)水污染事故影響。統(tǒng)計(jì)近五年共發(fā)生的大小207起水上事故，風(fēng)災(zāi)引起的占42%，船舶碰撞引起的占36%，擱淺、觸礁引起的占11%，其他因素引發(fā)的占11%，采用類比分析及專家咨詢法，確定最大可信事故風(fēng)險(xiǎn)概率約為1.0×10-4次/年。見表1。

TV671

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1672-2469(2014)06-0028-02

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.06.010

宋建軍（1966年—），男，高級(jí)工程師。