徐運(yùn)成

(遼寧省水文水資源勘測局鐵嶺分局，遼寧鐵嶺112000)

昌圖縣水平衡測試分析

徐運(yùn)成

(遼寧省水文水資源勘測局鐵嶺分局，遼寧鐵嶺112000)

通過對昌圖縣水平衡測試，進(jìn)一步說明了開展水平衡測試的重要意義和目標(biāo)，計(jì)算出昌圖縣城市生活用水量、耗水量、排水量和污染物排放量及之間的比例關(guān)系，為其他同類城市生活用水情況的確定提供了比例關(guān)系。

水平衡測試;城市生活用水量;耗水量;排水量;污染物排放量;比例關(guān)系

1 城市水平衡測試的目的和意義

在城市生活用水方面，準(zhǔn)確確定用水量、耗水量、廢污水量和污染物排放量數(shù)據(jù)，對于城市節(jié)水、城市水資源配置與供水工程建設(shè)與設(shè)計(jì)、城市污水處理與污水處理廠建設(shè)與設(shè)計(jì)、城市污水對流域或區(qū)域水環(huán)境的影響分析等諸多方面都是十分重要的，是在城市用水方面實(shí)施科學(xué)、精細(xì)、最嚴(yán)格的水資源管理所必須掌握的數(shù)據(jù)。本文按照城市生活用水的變化規(guī)律，通過水平衡測試的辦法計(jì)算出昌圖縣城區(qū)生活用水量、耗水量、排水量和污染物排放量及之間的比例關(guān)系。

2 水平衡測試的目標(biāo)

水平衡測試的目標(biāo)有5點(diǎn):①通過典型城市的生活用水水平衡測試，確定典型城市生活用水的現(xiàn)狀用水量、耗水量、排水量和污染物排放量，并確定用水量、耗水量、排水量和污染物排放量之間的比例系數(shù)。②根據(jù)供水人口統(tǒng)計(jì)確定城市的人均用水量、耗水量、排水量和污染物排放量及之間的比例系數(shù)。③通過典型城市水平衡測試，為其他同類城市生活用水情況的確定提供比例系數(shù)。使其他城市可以通過本城市的供水量和對應(yīng)典型城市所確定的比例系數(shù)來確定用水情況數(shù)據(jù)。④根據(jù)排污口情況，在可能的情況下，對城市內(nèi)工業(yè)用水的排污量和污染物排放量進(jìn)行監(jiān)測，調(diào)查所產(chǎn)生污水的企業(yè)，為未來企業(yè)排污狀況分析提供基本監(jiān)測資料［1］。⑤在可能的情況下，在城市排水管網(wǎng)的生活用水和工業(yè)用水匯合點(diǎn)處建立生活排水量和水質(zhì)的長期觀測點(diǎn)，用于今后水平衡測試或其他項(xiàng)目觀測時(shí)使用。

3 水平衡測試的基本方法

水平衡測試期間的用水量由供水量確定。供水量通過獲取水平衡測試期間市政自來水公司和企業(yè)自備井的生活供水?dāng)?shù)據(jù)來確定［2］。排水量和污染物排放量由水平衡測試中入河排污口和市內(nèi)排水管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的水量和水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)確定。耗水量為供水量與排水量之差。本次水平衡測試對入污水處理廠前和經(jīng)污水處理廠處理后的污水量和水質(zhì)進(jìn)行全面監(jiān)測。

4 水平衡測試基本方案

4.1 水平衡測試范圍及分區(qū)的劃分

昌圖縣城區(qū)屬于以農(nóng)業(yè)為主的生產(chǎn)生活城區(qū)，整個(gè)縣城沒有工業(yè)，沒有自備水源井。供水區(qū)域和排水區(qū)域一致，供水全部由凈水廠通過管網(wǎng)供給、排水通過地下管道和排污明渠匯至污水處理廠，故對昌圖縣城區(qū)只做一個(gè)監(jiān)測區(qū)來進(jìn)行水平衡測試。

4.2 供水量監(jiān)測

本次水平衡測試供水?dāng)?shù)據(jù)根據(jù)凈水廠供水部門獲得，計(jì)量儀器自動化程度很高，精度可靠。

4.3 排水量監(jiān)測

4.3.1 明渠水量監(jiān)測計(jì)算

在排污明渠下游合適地段選一斷面，設(shè)立水尺，進(jìn)行水位和流量監(jiān)測，流量采用轉(zhuǎn)子式流速儀施測。在測試期間，選擇明渠上游污水排入之前的一個(gè)斷面對底水每天進(jìn)行2～3次的水量監(jiān)測，以扣除底水的水量。

4.3.2 管道(南、北)水量監(jiān)測計(jì)算

在102線公路橋以下，南北排污管道匯合前選一個(gè)檢修井，利用 Starflow渠道流量計(jì)進(jìn)行流量監(jiān)測。

4.4 污染物排放量監(jiān)測分析

4.4.1 監(jiān)測項(xiàng)目

昌圖縣城區(qū)污水排放主要為生活污水，無工業(yè)廢水，監(jiān)測項(xiàng)目為氨氮、化學(xué)需氧量、總磷、總氮。

4.4.2 監(jiān)測頻次

在水平衡測試的首日、周六和周日、周一至周五隔日進(jìn)行共5 d的污染物排放監(jiān)測。

4.4.3 采樣方法

水樣應(yīng)在采樣斷面的中心進(jìn)行采集。當(dāng)水深≥1 m時(shí)，應(yīng)在水深的1/4處采樣;水深≤1 m時(shí)，在水深的1/2處采樣，水樣采集時(shí)注意去除睡眠雜物、垃圾等漂浮物。水質(zhì)采樣與流量施測同步進(jìn)行，每小時(shí)等量取樣一次，按早(4:00 ～10:00)、午(11:00 ～16:00)、晚(17:00～次日3:00)混合成三個(gè)樣品進(jìn)行分析。

4.4.4 分析方法

污水的分析采用國家規(guī)定的方法。氨氮:納氏試劑分光光度法;化學(xué)需氧量:重鉻酸鉀法;總磷:鉬酸銨分光光度法;總氮:酸性過硫酸鉀消解紫外分光光度法。

5 水平衡測試成果計(jì)算分析

5.1 水平衡測試成果計(jì)算

昌圖縣城區(qū)生活水平衡測試分春季、夏季、冬季3個(gè)階段進(jìn)行。水平衡測試期間記錄了每一小時(shí)的供水量;采用轉(zhuǎn)子式流速儀施測排污明渠上、下游流量283次;利用Starflow渠道流量計(jì)施測排污管道流量530次;水質(zhì)采樣650次，分析混合水樣83個(gè)。

整個(gè)計(jì)算按入污處理廠之前進(jìn)行，污水處理之后的數(shù)據(jù)，根據(jù)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況和測試結(jié)果單獨(dú)計(jì)算。

5.2 水平衡測試成果分析

5.2.1 供水量

昌圖縣城區(qū)年供水量為8 124 016 m3，日平均供水量為22 257.6 m3，人均年供水量為101.6 m3，誤差為±1%。2011年昌圖縣城區(qū)實(shí)際供水量為8 364 373 m3，水平衡測試計(jì)算的供水量誤差為-2.9%。

5.2.2 排水量

昌圖縣城區(qū)年排水量為5 016 351.2 m3，日均排水量為13 743.4 m3，人均年排水量62.7 m3，誤差為 ±2.6%;排水系數(shù)為0.617，誤差為-3.4% ～3.7%。

5.2.3 耗水量

昌圖縣城區(qū)年耗水量為3 107 664.8 m3，日均耗水量為8 514.2 m3，人均年耗水量38.9 m3，誤差為±2.6%;耗水系數(shù)為0.383，誤差為-6.0% ～5.5%。

5.2.4 污染物排放量

昌圖縣城區(qū)年污染物排放總量為1 123 319.3 kg，其中氨氮129 150.9 kg、占污染物排放總量的11.5%;化學(xué)需氧量773 226.1 kg、占污染物排放總量的68.8%;總磷43 363.4 kg、占污染物排放總量的3.9%;總氮177 578.9 kg、占污染物排放總量的15.8%，誤差為±2.6%。日平均污染物排放量為:氨氮353.8 kg、化學(xué)需氧量2 118.4 kg、總磷118.8 kg、總氮486.5 kg，誤差為±2.6%。人均年污染物排放量為:氨氮1 614 g、化學(xué)需氧量9 665 g、總磷542 g、總氮2 220 g，誤差為 ±2.6%。

6 建議

根據(jù)昌圖縣生活水平衡測試成果，提出如下建議:①加強(qiáng)管網(wǎng)維修維護(hù)，保證供水管線完好，減少跑、滴、漏、滲損失。②用水戶增加節(jié)水設(shè)施設(shè)備。③加強(qiáng)水資源管理，對服務(wù)業(yè)等三產(chǎn)用水及排污進(jìn)行有效控制。④加大污水處理力度，增強(qiáng)水資源重復(fù)利用率。

7 結(jié)語

通過對昌圖縣一年四季的供水量、排水量、污染物排放量的研究，并通過量的測量計(jì)算分析進(jìn)而得到一個(gè)系數(shù)，對于類似于昌圖縣的縣城將提供有參考和利用價(jià)值的的數(shù)據(jù)支撐，為水資源利用管理將起到積極重要作用。對水文水資源學(xué)科在供排水水量平衡計(jì)算研究中有一個(gè)比較系統(tǒng)的探索、分析、整合和整理，并對于今后短期內(nèi)其他類似城區(qū)的水量平衡計(jì)算研究有一定的參考價(jià)值和先導(dǎo)意義。

［1］劉治政，林洪孝，吳曉東.企業(yè)水平衡測試方法與案例分析［J］.節(jié)水灌溉，2010(02):69-71.

［2］朱厚華.我國水平衡測試現(xiàn)狀分析［J］.中國水利，2011(19):22-23.

TV213

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1007-7596(2014)05-0135-02

2013-12-17

徐運(yùn)成 (1981-)，男，遼寧丹東人，工程師，從事水文勘測工作。