汕尾市區(qū)應(yīng)急備用水源工程規(guī)模分析研究

孫曉敏，陳可飛

(1.廣東水科院勘測設(shè)計院，廣東 廣州 510635；2.珠江水利委員會珠江水利科學(xué)研究院，廣東 廣州 510611)

1 概述

汕尾市區(qū)地處濱海平原區(qū)，區(qū)域內(nèi)沒有大型水庫或河流，淡水資源匱乏，市區(qū)主要水源為海豐縣公平水庫與赤沙水庫(取水點均位于赤沙水庫)，供水水源單一，難以有效應(yīng)對特大干旱、突發(fā)水安全事件等狀況[1]。新建以青年水庫為水源的供水工程，可滿足汕尾市區(qū)應(yīng)急備用水源需求，大幅提高汕尾市區(qū)供水保障能力。綜上，汕尾市區(qū)應(yīng)急備用水源工程建設(shè)是十分迫切且必要的。

2 汕尾市區(qū)供水現(xiàn)狀

1) 供水水源現(xiàn)狀

從河湖范圍來說，城區(qū)供水大部分來自黃江流域的公平水庫及赤沙水庫，小部分由城區(qū)范圍內(nèi)的品清湖流域、紅草河等本地水源供給，因此，黃江和品清湖流域是當(dāng)前汕尾市區(qū)的主要水源[2]。

汕尾市城區(qū)供水水源主要以赤沙水庫為主，總庫容為1 905萬m3，現(xiàn)狀赤沙水庫向市區(qū)新地水廠每天實際供水為12萬m3，赤沙水庫向城區(qū)1 a供水量接近5 000萬m3。公平水庫放水到赤沙水庫是間歇性的，一般20 d為1個周期，連續(xù)放5 d，由于兩個水庫高差太小，赤沙水庫死庫容為100萬m3，水位降到7.6 m(相應(yīng)庫容為130萬m3)時形成自流引水落差，公平水庫就開始放水，1次最多引水300萬m3，1 a放水約10次，累計約3 000萬m3。

2) 供水水量現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計，汕尾市2014年供水量為4 846.54萬m3(日平均為13.28萬m3/d)，2015年供水量為5 228.19萬m3(日平均為14.32萬m3/d)，2016年供水量為5 630.51萬m3(日平均為15.65萬m3/d)，2017年供水量為5 629.39萬m3(日平均為15.42萬m3/d)，2018年供水量為5 428.08萬m3(日平均為14.87萬m3/d)(見圖1～2)。

圖1 2014—2018年供水量

圖2 2014—2018年日均供水量

2014年1月至2018年12月最高日供水量為18.94萬m3/d，日平均供水量為14.71萬m3/d，汕尾市日供水量變化系數(shù)為：最高日供水量/日平均供水量，經(jīng)測算，汕尾市日供水量變化系數(shù)為1.3。

3) 供水水廠現(xiàn)狀

汕尾市供水總公司現(xiàn)有3座水廠，分別為新地水廠、赤嶺水廠、琉璃徑水廠，赤沙水廠(在建)。市區(qū)供水主要為新地水廠，設(shè)計供水規(guī)模為13.0萬m3/d，主水源為赤沙水庫(補(bǔ)水水源為海豐縣公平水庫)；赤嶺水廠設(shè)計供水規(guī)模為2萬m3/d，現(xiàn)狀供水規(guī)模為1.0萬m3/d，水源為赤嶺水庫；琉璃徑水廠設(shè)計規(guī)模為0.5萬m3/d；此外在建的赤沙水廠設(shè)計供水規(guī)模為20萬m3/d，1期為10萬m3/d，取水水源為赤沙水庫(補(bǔ)水水源為海豐縣公平水庫)。其余水廠規(guī)模均為1萬m3/d以下，共5宗，其中馬宮街道為新地水廠擴(kuò)網(wǎng)供水；新港街道新港芳榮片由大華水廠供水，水源為大華水庫；紅草鎮(zhèn)主要水源為黃江支流，水源為紅草尖山水庫；東涌鎮(zhèn)東部由沿海小河流油田水庫供水，西部由市區(qū)擴(kuò)網(wǎng)供水；捷勝鎮(zhèn)主要水源為沿海小河流的前進(jìn)水庫。

水廠供水現(xiàn)狀見表1，供水現(xiàn)狀情況示意見圖3。

表1 汕尾市城區(qū)水廠現(xiàn)狀

圖3 汕尾市區(qū)供水現(xiàn)狀情況示意

3 工程概述

3.1 工程主要建設(shè)內(nèi)容

汕尾市區(qū)應(yīng)急備用水源工程的供水對象為汕尾市城區(qū)，工程以青年水庫作為汕尾市區(qū)的主要應(yīng)急備用水源，與已建的赤嶺水廠、琉璃徑水廠向汕尾市區(qū)應(yīng)急供水。汕尾市區(qū)應(yīng)急備用水源工程以青年水庫發(fā)電站的尾水渠為起點，新地水廠為終點，輸水管線由公路埋管、小液河(大液河)迎水坡堤腳埋管、東關(guān)聯(lián)安圍背水坡埋管、跨河管橋、跨河沉管、頂管組成。輸水管線總長約為26.767 km，其中現(xiàn)有、在建管線長約為14.468 km，新建管線為12.299 km(其中新建青年泵站—西閘管路約為10.382 km，新建成業(yè)路口至新地水廠原水池輸水管線長約為1.917 km)[2]。

3.2 設(shè)計水平年及設(shè)計保證率

工程設(shè)計的現(xiàn)狀基準(zhǔn)年為2018年，近期水平年為2025年，遠(yuǎn)期水平年為2035年。設(shè)計水平年為2035年[2]。

根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》(GB 50282—2016)，結(jié)合城市性質(zhì)和規(guī)模以及水源條件，確定本工程供水保證率：生活供水保證率為97%，工業(yè)供水保證率為97%。

4 應(yīng)急備用供水指標(biāo)及供水時間確定

4.1 應(yīng)急備用供水指標(biāo)

應(yīng)急供水時，不能按照原有供水指標(biāo)進(jìn)行供水，依據(jù)國際慣例，遵循“先生活、后生產(chǎn)，先節(jié)水、后調(diào)水，先地表、后地下水”的原則[3]，對居民生活用水、其他非生產(chǎn)用水降低標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)；適當(dāng)壓縮工業(yè)用水，同時限制或暫停用水大戶及高耗水行業(yè)的用水；適當(dāng)壓縮城市公共用水，在保證重要生命線工程(如醫(yī)院)用水及黨政機(jī)關(guān)、學(xué)校、賓館酒店、商貿(mào)金融等用水的同時，最大限度壓縮體育娛樂場所、其他公共設(shè)施等用水指標(biāo)[4]。

在應(yīng)急供水情況下，依據(jù)《城市供水應(yīng)急和備用水源工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合汕尾市實際供水情況，城市居民生活用水量按照節(jié)約型30%進(jìn)行壓縮[5]，節(jié)約型取值為日常均值的70%[6]；工業(yè)用水按70%進(jìn)行壓縮[5]，為正常情況的30%；公共用水量按照拘謹(jǐn)型40%進(jìn)行壓縮[5]，為正常情況的60%。

4.2 應(yīng)急備用供水時間

確定應(yīng)急備用供水時間，應(yīng)先進(jìn)行供水應(yīng)急事件識別，分析不同應(yīng)急供水事件的歷時是確定應(yīng)急備用供水規(guī)模的前提條件[7]。

1) 應(yīng)急備用供水事件識別

汕尾市位于粵東沿海，市區(qū)主要供水水源為公平水庫—赤沙水庫，赤沙水庫位于黃江流域下游的龍船溪支流上，距汕尾市城區(qū)約15 km。故應(yīng)急備用供水事件類型著重考慮水源突發(fā)性水污染應(yīng)急事件、特殊枯水年與連續(xù)干旱年兩種類型[8]。

2) 應(yīng)急備用供水歷時分析

水源突發(fā)性水污染應(yīng)急事件指突發(fā)事故造成污染物進(jìn)入水源， 導(dǎo)致水源水質(zhì)污染。主要存在油類污染、有機(jī)有毒污染、無機(jī)有毒污染等3類[9]，這類事件對城市供水的影響一般為5～10 d[2]；汕尾市位于南方降水量豐沛地區(qū)，近年來未發(fā)生過因連續(xù)干旱或特枯水年造成水廠取水量驟減而大面積停水的事件，為應(yīng)對極端干旱氣候造成供水水源流域內(nèi)出現(xiàn)用水告急情況，且考慮其對供水通常具有影響范圍廣、持續(xù)時間長的特點，此類事件對城市供水的影響一般為15～30 d。

汕尾市的應(yīng)急備用水源建設(shè)主要針對特殊干旱年或連續(xù)干旱年以及突發(fā)污染事故，應(yīng)急備用天數(shù)確定為20 d[10]。

5 應(yīng)急備用需水量分析計算

應(yīng)急備用水源的供水量主要依據(jù)突發(fā)污染事故、干旱年時間長短和影響供水人口確定，應(yīng)急供水期間只考慮生活、工業(yè)及城市公共用水[11]。以《廣東省統(tǒng)計年鑒(2018)》《汕尾市統(tǒng)計年鑒(2018)》和《汕尾市水資源公報(2017年)》為基礎(chǔ)，進(jìn)行人口預(yù)測、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測，結(jié)合用水定額標(biāo)準(zhǔn)[12]，再以基準(zhǔn)年的生活、工業(yè)及城鎮(zhèn)公共用水量為參考，進(jìn)行統(tǒng)計分析，計算出汕尾市區(qū)生活、工業(yè)及公共需水量。預(yù)測成果見表2～4[2]。

表2 汕尾市區(qū)生活需水量預(yù)測成果 萬m3

表3 汕尾市區(qū)工業(yè)需水量預(yù)測成果 萬m3

表4 汕尾市區(qū)城鎮(zhèn)公共需水量預(yù)測成果 萬m3

汕尾市區(qū)在發(fā)生特殊干旱年或連續(xù)干旱年以及發(fā)生突發(fā)水污染事故情況下，應(yīng)急供水保證生活用水為日常均值的70%，工業(yè)需水為正常情況的30%，城鎮(zhèn)公共需水為正常情況的60%。由此計算汕尾市區(qū)應(yīng)急需水量見表5。

表5 汕尾市區(qū)應(yīng)急需水量預(yù)測成果

6 供水平衡分析

6.1 工程供水水源

赤嶺水庫和琉璃徑水庫也是汕尾市區(qū)的應(yīng)急備用水源，目前已分別建成以赤嶺水庫、琉璃徑水庫為水源的水廠，即赤嶺水廠、琉璃徑水廠，應(yīng)急情況下可以直接通過2座水廠供水，相應(yīng)的供水管網(wǎng)已經(jīng)建成。赤嶺水廠、琉璃徑水廠的現(xiàn)狀供水規(guī)模分別為1.0萬m3/d、0.5萬m3/d[2]。新建以青年水庫為水源的供水工程與現(xiàn)有的赤嶺水廠、琉璃徑水廠的供水管網(wǎng)共同構(gòu)建“互聯(lián)、互供、互備”的供水格局[13]，體現(xiàn)了多水源互濟(jì)互為備用。

6.2 青年水庫水質(zhì)

根據(jù)《汕尾市水資源公報》，2018年青年水庫全年保持I類水質(zhì)，青年水庫的水質(zhì)具有很高的保障性和穩(wěn)定性。本工程取水亦符合相關(guān)水功能區(qū)劃的管理要求。

6.3 供水水量分析

1) 應(yīng)急需水量

根據(jù)預(yù)測2035年，汕尾市區(qū)應(yīng)急需水規(guī)模為10.1萬m3/d，備用時間為20 d，應(yīng)急需水總量為202萬m3。

2) 赤嶺水廠、琉璃徑水廠可供水量

赤嶺水廠以赤嶺水庫為水源，現(xiàn)狀供水規(guī)模為1.0萬m3/d；琉璃徑水廠以琉璃徑水庫為水源，現(xiàn)狀供水規(guī)模為0.5萬m3/d；2座水廠可供水量為1.5萬m3/d。

3) 工程供水量

汕尾市區(qū)應(yīng)急備用水源工程自青年水庫取水，2035年汕尾市區(qū)應(yīng)急備用需水規(guī)模為10.1萬m3/d，赤嶺水廠、琉璃徑水廠可供水量為1.5萬m3/d，因此，確定本工程的供水規(guī)模為8.6m3/d。

4) 工程取水量

① 管道漏損率

根據(jù)2018年、2019年最嚴(yán)格考核結(jié)果，汕尾市2018年、2019年城市公共供水管網(wǎng)漏損率為5.93%、5.52%，結(jié)合《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》的要求，工程設(shè)計水平年(2035年)的管道漏損率按照5%考慮。

② 水廠自用水量

汕尾市區(qū)應(yīng)急備用水源工程管道終點連接至新地水廠原水池，需要考慮新地水廠自用水量，水廠自用水量為供水量的5%。

2035年，汕尾市區(qū)應(yīng)急備用水源工程供水量為8.6萬m3/d；水廠自用水量為供水量的5%，為0.425萬m3/d；管道漏損水量為供水量的5%，為0.425萬m3/d；考慮部分余量，本工程取水量為9.5萬m3/d，折合設(shè)計引水流量為1.1 m3/s，合計20 d的取水量為190.0萬m3。

7 結(jié)語

汕尾市區(qū)應(yīng)急備用水源工程從青年水庫取水的取水量為9.5萬m3/d，折合設(shè)計引水流量為1.1 m3/s。工程建設(shè)后，在一定程度上保證了汕尾市城區(qū)的用水安全，為應(yīng)對未來可能出現(xiàn)的水危機(jī)、水安全事件提供了切實可行的保障措施，進(jìn)一步完善了汕尾市城區(qū)水源安全保障體系。