城市應急備用水源工程建設研究

蔣余超

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司 江蘇南京 210000）

城市應急備用水源工程主要肩負起抵御城市內水源突發(fā)性污染事件，有效應對洪水及干旱等自然災害的重要職責。相較于其他水源工程而言，應急備用水源工程建設期間的復雜影響因素較多，需要結合現(xiàn)有城市水源存儲狀況，不斷優(yōu)化應急備用水源工程施工方案，確保應急備用水源工程能夠在提升當?shù)毓┧健M足各領域生產(chǎn)經(jīng)營建設用水需求中發(fā)揮出重要作用。

1 城市應急備用水源工程建設背景及種類

1.1 城市應急備用水源工程建設背景

現(xiàn)階段，關于城市應急備用水源工程的概念尚未得到完全統(tǒng)一，關于應急水源、備用水源理論較為混淆。部分學者認為，城市應急備用水源工程主要就是以備用水源為前提，以增強城市供水保障利潤率目標［1］，有效解決城市內水資源短缺問題。還有部分學者認為，城市應急備用水源工程主要就是為應對延續(xù)干旱或水安全突發(fā)事件的臨時供水設施，在應急備用水源建設過程中，需要切實滿足應急、備用以及高品質水要求。

2011年，國務院首次在全國抗旱規(guī)劃中明確指出，對于缺少飲用水、備用水源、水源單一的城市需要建立應急備用水源工程。2015年，城市應急備用水源工程實現(xiàn)了多規(guī)合一目標，各城市需遵照水利規(guī)劃工作通知，陸續(xù)建立起完善的城市供水保障體系。

在城市應急水源工程建設過程中，需要結合地區(qū)自然環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展條件等特征，實施因地制宜原則，避免在應急備用水源工程建設時出現(xiàn)水質受污染問題，使應急備用水源工程與常規(guī)供水水源保持相互獨立的狀態(tài)［2］。在常規(guī)供水水源出現(xiàn)缺水或受污染問題的情況下，應急備用水源工程需要立即啟動，幫助城市渡過供水危機，切實滿足城市化建設期間的用水要求。

1.2 城市應急備用水源工程種類

城市應急備用水源工程具有臨時性特征，要求備用水源應當滿足應急取水、輸水、供水要求，確保工程能夠處于快速啟用狀態(tài)。當前，應急備用水源工程主要分為以下幾種類型［3-4］。

（1）輸水與配套工程。如已有輸水工程與配套設施的維修與改造，針對已有、在建、規(guī)劃水源與水利工程、新建應急輸水工程及配套設備。

（2）水源聯(lián)網(wǎng)工程。如河湖連通、水系聯(lián)網(wǎng)、水庫串聯(lián)、地表水與地下水聯(lián)調。在具體實施過程中，需要對不同水源工程開展水量調劑，以增加應急供水量。

（3）供水系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工程。針對相互獨立供水系統(tǒng)實施的應急用配套聯(lián)網(wǎng)工程，如城市不同區(qū)域中供水系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、城市與周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

（4）地下水工程。如新建地下水井等，進行應急備用輸水以及配套設置建設。

2 城市應急備用水源工程建設要求

現(xiàn)階段，我國大部分城市很多存在水源單一問題，水資源存儲量嚴重不足。具備供水條件的水源地主要采用清淤與疏浚方式實現(xiàn)擴建以及機組配套。通過開展水源保護及生態(tài)修復等非工程技術手段，將原有水質達不到飲用水標準或者存在年久失修問題的水庫改建為應急備用水庫，以從根本上控制應急備用水庫建設成本，導致已建水源地與應急備用水源地功能相互交叉，難以保障水體質量，部分水資源被嚴重浪費。

針對存在于城市應急備用水源工程中的可選范圍狹窄、建設難度大等問題，在實際建設期間，可以依照先挖潛、再新建的方式，優(yōu)先挖掘供水水源以及周邊水利工程的應急備用潛力。例如，當前供水水源與水利挖潛難以滿足水源備用要求的情況下，需要結合城市缺水情況與水源工程建設特征，充分利用水源和水利工程，加強流域、區(qū)域水源以及水利工程聯(lián)合調度水平，從根本上提升應急供水能力。借助挖潛措施無法滿足應急要求的情況下，應規(guī)劃新建應急備用水源，儲備與預留應急供水量。

為充分發(fā)揮出城市應急備用水源工程建設工作的重要作用，需要結合現(xiàn)有供水水源開采潛力，找尋出開發(fā)利用前景廣闊的河道、水庫、湖泊等作為應急備用水源。同時，應急備用水源工程建設要求也主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）做好應急備用水源工程與常規(guī)水源工程的供水關系協(xié)調工作，要求應急備用供水不應對城市常規(guī)供水系統(tǒng)造成影響，并對常規(guī)供水系統(tǒng)的剩余潛力進行挖掘及開發(fā)。

（2）應急備用水源工程需要進一步提升地表水與地下水的綜合利用率，實現(xiàn)聯(lián)合調度與互為備用目標。對于無地下水開采潛力或者本地地表水難以滿足實際使用要求的地區(qū)，還需要著重規(guī)劃境外水資源，滿足應急備用水源工程建設要求。

（3）針對具備一定開采潛力的地方供水水源以及富水地區(qū)水源，還是要將其著重列為應急備用水源工程規(guī)劃重點，確保建成后的應急備用水源工程能夠在城市常規(guī)水源工程難以正常運行時發(fā)揮出積極作用。

（4）要求建立起的應急備用水源工程能夠從根本上提升水源的可汲取性，能夠快速解決城市供水問題，最大限度地控制供水風險對城市各領域生產(chǎn)經(jīng)營建設水平造成的不利影響［5］。

（5）城市應急備用水源工程到水源地選擇工作應當盡量遠離城市或者城市內重要工業(yè)區(qū)，確保水源地供水條件便捷，滿足行政劃分要求。具備良好供水條件的一般性工業(yè)供水使用地也可被納入到城市應急備用水源工程的建設中，通過切實優(yōu)化供水方式，集中向城市生活及工業(yè)供給應急水源。

（6）對于規(guī)劃關停的水源地，還需要開展專業(yè)修復工作，在原供水管網(wǎng)以及集水設施基礎上，配合使用專項可行的水污染防治手段，逐步恢復水源地的供水及儲水功能，使城市供水水平始終處于良好效果。

（7）如城市遭遇緊急供水危機的情況下，也應當遵循可持續(xù)發(fā)展原則，將應急備用水源工程可能引發(fā)的環(huán)境負效應控制在最低水平之內，確保城市應急備用水源工程實時功能與預期目標相符。注重控制城市應急水源工程建設與運營成本，做好應急備用水源工程成本管控工作，在保障運營效果的基礎上，提升供水成本利用率，緩解城市發(fā)展期間的經(jīng)濟壓力。

3 城市應急備用水源工程建設緊迫性

城市應急備用水源就是在常規(guī)供水水源以外儲備的控制水源。基于國家印發(fā)的水污染防治行動計劃通知，現(xiàn)有單一水源供水地級以上城市需要陸續(xù)完成應急備用水源建設工作，使工程建設任務更加緊迫。

部分城市由于早年沒有做好管控工作，導致水流衰減、水體受到嚴重污染。因此，為從根本上滿足大眾日常生產(chǎn)生活期間的用水要求［6］，還需要加大城市應急備用水源建設工作投入力度，結合城市水源分布特征與水質現(xiàn)狀，不斷優(yōu)化城市應急備用水源工程建設方案。

4 城市應急備用水源工程建設方案

4.1 地表水源工程建設

地表水水源工程建設主要就是指將江河引堤水源、蓄水工程水源等。其中，江河引堤水源需要直接引入江河，供水量受到江河來水影響，通過建設水庫、湖泊等調蓄水工程，緩解地區(qū)供水及蓄水壓力。在城市應急備用水源工程建設工作開展期間，需配合使用城市調蓄工程，挖掘地下水資源的應用潛力，設置應急備用水源地。

在汛期來臨前，建設蓄水工引提水量，提供更為充足的應急備用水資源。選擇應急備用水源地期間，需要嚴格遵循經(jīng)濟適用性、技術可行性要求，加強應急備用水源地保護力度，嚴格監(jiān)管水源地開發(fā)活動。結合應急備用水源地環(huán)境特征，建立起專項可行的污染防控機制，從根本上提升應急備用水源地的開發(fā)、利用與保護水平。

針對地區(qū)存在兩個水源地互為備用的情況，還需要細致分析不同水源地的實際供水量，獨立劃分出供水量充足的應急備用水源地。

4.2 地下水源工程建設

地下水是城市應急備用水源工程的重要建設對象，地下水存儲及水質情況決定了應急備用水源地規(guī)劃位置。現(xiàn)有地下水開采管理條例更加規(guī)范，各地區(qū)為解決地下水資源超采及開采難度大等實際問題頒布了嚴格規(guī)定。例如，對省內地下水開采，實行總量控制、計劃開采，加強地下水取用情況監(jiān)督、檢查等。

在工程規(guī)劃過程中，需要酌情考量地下水資源開采數(shù)量、開采地段便利條件，通過建設應急抽水設施抽取地下水，使城市能夠順利度過供水危機。

如地區(qū)地下水存在埋深較大、水理性不佳、開采成本過高等問題時，還需要著重評估地下備用水源地的建設可行性，結合地下水源歷年動態(tài)變化規(guī)律，合理制定地下水源工程建設方案，確保地下水源在連續(xù)枯水的狀態(tài)下也能夠滿足突發(fā)事件時的城市用水要求［7］。

針對地區(qū)內存儲資源以及枯水年超量開采空間，在豐水時期，采用人工蓄攔或人工回復方式補充地下水。在應急備用水源工程啟動后，還應當及時檢測地下水位下降面積、下降速度，判斷地下水狀態(tài)是否滿足安全要求。

為切實保障地下水資源可利用水平，還需要配合使用深淺結合、立體開采技術手段，避免應急用水對常規(guī)用水工作造成不利影響。同時，將地下水作為城市應急備用水源，還需要分析是原取水點以及當前城市供水系統(tǒng)的匹配度，最大限度縮短水資源傳輸距離，從根本上降低水資源利用成本。

4.3 外調水源工程建設

外調型水源工程主要就是借助長距離調水手段，滿足城市供水風險下的應急用水要求。現(xiàn)階段，外調型水源工程建設已然成為國家資源性戰(zhàn)略儲備的重要方式之一。相較于其他城市應急備用水源工程建設項目而言，外調型水源工程建設在規(guī)劃、設計與建設期間的周期長，投入成本更高，需要相關部門做好跨流域、跨區(qū)域的資源調度與管理工作。

由于部分城市所處地理位置較為偏僻，實際供水水源較為單一，如果常規(guī)水源工程受不利因素影響而出現(xiàn)供水危機的情況下，極易出現(xiàn)無水可用問題，難以從根本上保障大眾基本生產(chǎn)生活用水需求。以北方部分城市為例，由于北方地區(qū)的降雨量較少，城市水源工程抗旱能力較為薄弱，需要通過區(qū)域外供給使資源，并建立起城市應急備用水源工程。在使用跨區(qū)域跨流域調水方式期間，應當著重平衡不同流域的調水方式，建立起科學專項的缺水管控機制，確保城市備用應急水源工程能夠在滿足城市平穩(wěn)可持續(xù)建設要求中發(fā)揮出重要作用。

外調水源工程需要著重分析水源調入與調出地區(qū)的水質、水量變化情況，結合城市發(fā)展用水要求，選擇適宜的應急備用水源工程供水量以及供水方式，增強應急備用水源工程實際運行效果。

4.4 非常規(guī)水源工程建設

非常規(guī)城市應急備用水源工程主要就是指再生水源工程、海水淡化工程、雨洪資源化工程等。

在再生水源工程建設過程中，需要確保工程所處地區(qū)具備較高水平的再生水利用技術，采用合理方式提升再生水廠建設規(guī)模，確保再生水廠也能夠滿足應急備用水源工程供水要求。結合干旱年份等特殊情況，注重規(guī)劃再生水源中的污水收集范圍、收集量，選擇更加適宜的污水處理技術，不斷提升再生水利用標準，使再生水源可滿足城市應急備用水源工程對安全用水要求。

海水淡化備用水源工程建設工作主要就是針對沿海城市，利用海水淡化技術解決城市內供水方向問題，提高沿海城市飲用水存儲量。結合現(xiàn)有國家級有關部門針對海水淡化工作明文規(guī)定，要求在沿海城市建設應急備用水源工程過程中，需要著重分析所處區(qū)域海域狀況、還是海水水質狀況以及海水淡化難度，合理設置海水淡化廠建設方案。針對遠離海邊的城市，為最大限度控制應急備用水源工程建設成本，應當盡量將淡化后的海水作為備用水源。

雨洪資源化備用水源工程建設主要就是通過提高城市內部雨水及洪水的滲透量、滯留性、凈化性、利用水平與排放水平，將能夠滿足城市應急備用水源要求的雨洪水存儲起來，以有效緩解城市內用水壓力。在雨洪資源化備用水庫建設時，還可以配合使用上中下立體的雨洪資源化備用水源建設方式。鼓勵在城市內建設屋頂集水利用系統(tǒng)、綠地控制利用系統(tǒng)、雨水滲透利用系統(tǒng)，將雨洪資源收集在一起，從根本上提升此類水資源利用率，以最大限度控制城市應急備用水源工程建設成本。

城市應急利用水源工程建設過程中還需使用區(qū)域聯(lián)網(wǎng)供水模式，將相鄰兩個城市的給水系統(tǒng)通過合理手段連接在一起。在一個城市出現(xiàn)供水風險的情況下，另一個城市可以利用給水系統(tǒng)管道為其提供基本生活用水。區(qū)域聯(lián)網(wǎng)水源工程建設工作需要著重評估不同城市的水質參數(shù)、給水系統(tǒng)運行壓力，確保提供的水資源能夠經(jīng)過初步處理就可直接應用。由于區(qū)域聯(lián)網(wǎng)供水系統(tǒng)涉及水源連接成本、管道維護成本，因此，還需要相關管理部門建立起專項可行的調度機制，最大限度地提升城市應急備用水源工程綜合效益。

5 結語

城市應急備用水源工程是保障城市供水安全、促進社會及經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要措施。為從根本上提升城市應急供水保障能力、發(fā)揮備用水源的綜合效益，需結合所在地的水源情況，科學、合理地規(guī)劃及建設應急備用水源工程，并結合地區(qū)用水要求，制定應急預案以及水源聯(lián)合調度機制。