馬鞍山市城市供水專項規劃分析

孫艷濤 夏 煒 江偉民

(上海市政工程設計研究總院集團第六設計院有限公司，安徽 合肥 200032)

隨著經濟的發展、人口的增長、居民生活水平的不斷提高和城市規劃區的擴展，需水量將呈現增長趨勢,同時由于現狀水環境及突發事件對水資源產生較大影響，對城市安全構成嚴重威脅。近年來相繼發生的松花江、北江、太湖流域等多起水源污染事件，都對事故所在地的城市居民生活及工農業生產造成了嚴重危害[1]。因此合理的對馬鞍山市水資源、取水、凈水、輸水、配水等工程進行統一規劃,并建立備用水源系統、保障供水安全具有重要的意義。

1 規劃概況

根據《馬鞍山市中心城區規劃》和《馬鞍山市博望鎮總體規劃》的發展目標，到2020年中心城區人口將達到120萬人，中心城區面積120 km2；到2030年中心城區人口將達到150萬人，中心城區面積150 km2；到2020年博望城區人口將達到14萬人，中心城區面積17.5 km2，到2030年博望城區人口將達到23萬人，中心城區面積25.3 km2。

2 供水現狀及存在問題

2.1 供水系統現狀

馬鞍山市現有城市水廠三座，總供水能力35萬m3/d，其中采石水廠設計總供水能力達到25.0萬m3/d；慈湖水廠一期設計總供水能力已達到25.0萬m3/d；另外，博望錦盛水廠現狀供水能力5萬m3/d。

2.2 供水系統存在的主要問題

1)中間局部管道尚未連通造成局部瓶頸和未形成環狀，導致供水安全性差；

2)城市部分早期供水管道管徑偏小，水頭損失大，負荷過重；

3)新區用水量增加，局部地塊地勢偏高，水壓、水量偏低；

4)取水口附近有潛在污染源存在，水源有受到污染的隱患等。

3 城市需水量預測

本規劃采用四種方法進行水量預測并校核。預測如表1所示。

表1 需水總量預測表

馬鞍山市2030年居民生活用水量標準為240 L/(人·d)；單位人口綜合用水量指標為0.45萬m3/(萬人·d)；城市單位建設用地綜合用水量指標為0.40萬m3/(km2·d)。規劃近期2020年和遠期2030年預測城市最高日供水總量分別為58萬m3/d和77萬m3/d(考慮博望區方向沿途鄉鎮用水)。

4 城市給水工程規劃

4.1 取水工程規劃

4.1.1取水工程規劃原則

1)設在水量充沛、水質較好、河床和岸邊穩定的地點；

2)供水水源的設計最小(枯水)流量的保證率采用95%；設計枯水位的保證率采用99%；

3)取水構筑物的防洪標準取其設計洪水重現期不低于100年；

4)對擬建取水構筑物河段進行河勢演變分析,選取最佳河段建造取水構筑物等。

4.1.2取水工程規劃

1)慈湖水廠取水構筑物已按20萬m3/d建設完成， 一期供水規模為10萬m3/d，2020年達到設計規模20萬m3/d，按照規模增加設備即可滿足慈湖水廠取水要求。

2)采石水廠土建總取水能力為65萬m3/d，取水量能滿足屆時五水廠的取水要求，五水廠與采石水廠可共用取水構筑物，該取水頭部土建及自流管已經建成。五水廠建設只需增加取水設備及輸水管道。

3)博望水廠已完成改擴建,從運糧河取水，取水構筑物為6萬m3/d，現狀4萬m3/d，視城區用水量加大，增加取水設備達到5萬m3/d取水能力。

4.2 凈水廠規劃

結合需水量預測和整個馬鞍山市發展的趨勢以及現狀幾座水廠的情況，對各凈水廠規劃做如下分析：

1)采石水廠已完成25萬m3/d改建，維持其規模不變。

2)慈湖水廠規劃近期2020年完成二期工程擴建，擴建后達到20萬m3/d總設計規模。

3)新建五水廠，在規劃2020年完成一期10萬m3/d工程, 遠期以10萬m3/d為一檔,根據城市發展及用水實際情況建設，2030年規模達到30萬m3/d。

4)規劃2020年維持錦盛水廠現有5萬m3/d規模，2030年前博望區采取長江和運糧河雙水源，根據博望區遠期人口發展及沿線鎮區用水,由中心城區向東輸送7萬m3/d自來水。

4.3 城市加壓站規劃

4.3.1加壓站設置原則

1)馬鞍山市主城區絕大多數地面高程較低，在10 m左右。但是寧蕪高速以東地勢明顯上升，局部路面高程達20 m～25 m左右。

2)市政壓力出水過高有悖于國家提倡的“節能減排”的大政方針。

3)管網壓力過高對管材和施工要求提高，漏損增加，爆管幾率增加。

4)地處高地的建筑可通過小范圍內自設加壓裝置解決供水問題。

4.3.2加壓站規劃

1)霍里山路和湖南東路交口地塊規劃加壓站規模為3萬m3/d；秀山花園對面地塊規劃加壓站規模為1萬m3/d。

2)博望區供水分別沿已建314省道和規劃新313快速通道各設置1座加壓站, 加壓站規模各約3.5萬m3/d(同時考慮沿途鄉鎮用水)。

3)遠期博望區鴨綠江路以北局部高地設置1座1.5萬m3/d的加壓站。

4)遠期為濮塘片區供水設置加壓站2座，每座加壓站規模各約1.2萬m3/d。

5 原水輸水管線規劃

2)管線條數。馬鞍山市各水廠輸水管均不少于2條，發生事故時應保證供應70%的設計流量。

3)規劃布置。慈湖水廠現狀采用兩根φ1 400×16鋼管，可滿足20萬m3/d的取水要求；采石、五水廠共用取水構筑物取水能力達到65萬m3/d，五水廠輸水管線按照遠期30萬m3/d規劃，分步實施。五水廠在規劃近期2020年完成一期10萬m3/d工程,配合一期工程建設先實施2根DN1 200管道。其余輸水管線遠期階段結合凈水處理能力增設。

6 城市配水管網規劃

6.1 配水管網平差

2)規劃近期2020年市水廠最高日供水量60萬m3/d，遠期2030年預測市水廠最高日供水量80萬m3/d,配水管網水力平差計算以此作為計算規模的依據。

3)方案確定后按最高日最高時流量進行配水管網計算。

4)水廠出水管通常有2根～3根，以保證供水安全。

5)地勢平坦地區按照GB 50282—2016城市給水工程規劃規范[2]中要求的最不利點自由水頭0.28 MPa控制，地勢較高地區按照不低于建設部J/T 316—2009城鎮供水服務求的0.14 MPa控制，局部高地低于0.14 MPa的需自行加壓或高層建筑自建加壓系統。

6.2 校核要求

配水管網除滿足最高日最高時水量水壓要求外，仍需滿足：

1)最大時流量加消防流量，核算發生消防時不利點水壓不低于10 m。根據GB 50974—2014消防給水及消火栓系統技術規范[3]，中心城區同一時間內火災次數3次，一次滅火用水量100 L/s，博望城區同一時間內火災次數2次，一次滅火用水量60 L/s。

2)管網最不利管段發生損壞，用最大時用水量的70%，核算事故時不利點的水壓滿足設計水壓。

7 供水安全及備用水源

7.1 供水安全

供水系統是城市的重要的基礎設施之一，確保城市供水安全，具有重要意義。從以下幾方面分析馬鞍山市的安全供水問題：

1)水源和水質安全:上游地區突發事件對下游水源水質造成破壞會對供水安全構成一定的威脅。

2)輸水安全:原水輸水管線要求至少采用雙管引水，保證輸水的安全性。

3)給水廠安全:水廠應保證出水水質達到或超過國家規定的要求。

4)配水管網安全:配水管網呈環狀布置等。

7.2 備用水源

由于我國長期以來工業布局，眾多工業企業分布在江河湖庫附近，造成水源水污染事故隱患短期內難以根除[4]，要保證城市供水的安全，建立城市多水源系統，在某一水源出現水質問題時，及時由備用水源供水，是解決供水突發事件最直接的手段。

1)馬鞍山市中心城區遠期階段可利用姑溪河和運糧河作為備用水源,當涂水廠和博望錦盛水廠作為應急水廠。

2)博望區遠期階段可以利用中心城區和博望錦盛水廠進行聯合供水，主城區供水和博望區錦盛水廠可以作為博望區互為備用水源。

8 結語

通過對馬鞍山市現狀城市地形、路網、供水、規劃等條件進行分析，本規劃建設過程中主要關鍵技術點如下：

1)采用四種不同方式對城市需水量進行預測，更加準確的預測城市需水量，為城市用水發展提供決策。

2)從系統分析城市水廠布局、需水量等特點，建立城市水廠供水聯絡通道，保障城市供水安全。

3)建立城市多水源保障體系，為防止突發事件應急供水提供可靠保障。

4)采用軟件對輸配水管網進行平差計算，并對不同(最高日、事故、消防)工況條件下的管網進行校核，保障了輸配水安全，節省投資和能耗。

5)配水管網除滿足最高日最高時水量水壓要求外，還對配水管網進行消防和事故校核，滿足水壓不利狀況下的用水需求。