莊河市飲水安全城鄉(xiāng)供水一體化規(guī)劃分析

劉桐渤

(莊河市水務(wù)事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 莊河 116400)

莊河市為低山丘陵區(qū)，屬千山山脈南延部分，地勢由南向北逐次升高。境內(nèi)山嶺、奇峰突起，巖石裸露；丘陵坡度平緩，土層軟厚；平原零星分布，地表平坦，總體可概括為“五山一水四分平地”。歷經(jīng)多年建設(shè)，莊河市飲水安全工程取得了長足發(fā)展，結(jié)合現(xiàn)狀普查情況，現(xiàn)階段依然存在規(guī)劃化水廠供水程度不高、單村供水工程運(yùn)行管護(hù)工作薄弱、供水保證率低、部分水廠水質(zhì)達(dá)標(biāo)率不高等問題，并逐漸成為飲水安全的短板。保障城鄉(xiāng)飲水安全是實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)公共服務(wù)均等化、城鄉(xiāng)融合發(fā)展的基本要求，也是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施的主要內(nèi)容，城鄉(xiāng)供水一體化規(guī)劃為全面提升飲水安全水平的必然選擇。

一般地，城鄉(xiāng)供水一體化規(guī)劃和設(shè)計(jì)以縣域?yàn)閱挝唬壳搬槍︼嬎踩こ痰慕ㄔO(shè)管理、城鄉(xiāng)供水一體化規(guī)劃思路等有學(xué)者開展了分析探討[1-2]。對于地形條件優(yōu)越的平原區(qū)城鄉(xiāng)一體化的研究較多，而對丘陵山區(qū)的研究比較側(cè)重于農(nóng)村供水工程的方案設(shè)計(jì)、利用中心城區(qū)管網(wǎng)向周邊村延伸等研究[3]。本文以低山丘陵區(qū)的莊河市為例，按照集約經(jīng)營、國有控股、統(tǒng)籌規(guī)劃、城鄉(xiāng)一體的思路創(chuàng)建城鄉(xiāng)供水一體化全新模式，打破城鄉(xiāng)供水分化的格局和行政區(qū)劃的壁壘，整合區(qū)域水務(wù)資本、資產(chǎn)、資源等要素，統(tǒng)籌鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展重點(diǎn)推進(jìn)大管網(wǎng)、大水廠、大水源建設(shè)，運(yùn)用先進(jìn)實(shí)用的消毒技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)、水處理工藝、自動化控制方法等，從源頭到龍頭建立飲水安全保障體系，以實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)供水跨越式發(fā)展和管理水平、供水質(zhì)量的全面提升[4]。

1 規(guī)劃目標(biāo)

1.1 數(shù)據(jù)收集

城鄉(xiāng)供水一體化規(guī)劃范圍覆蓋整個(gè)區(qū)域內(nèi)的所有人口，收集全域水資源開發(fā)利用情況、經(jīng)濟(jì)社會、自然地理等資料，對供水工程運(yùn)行情況全面調(diào)研，從運(yùn)行管理、供水設(shè)施、水質(zhì)、水量等角度分析現(xiàn)狀存在的問題，統(tǒng)計(jì)分析水源保護(hù)區(qū)化定律、規(guī)?；┧こ谈采w率、現(xiàn)狀自來水普及率等數(shù)據(jù)。

1.2 規(guī)劃目標(biāo)

通過加強(qiáng)管理、配套完善已建工程、新建擴(kuò)建、升級改造等多種方式，使全市供水保證率不低于95%，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率不低于90%，集中供水率達(dá)到70%以上，自來水普及率不低于85%?；緦?shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)獨(dú)立村莊供水工程提升改造、村莊密集區(qū)大水廠統(tǒng)一供水建設(shè)、城鎮(zhèn)區(qū)向周邊村莊延伸供水范圍、鄉(xiāng)鎮(zhèn)間聯(lián)合供水、中心城區(qū)大水網(wǎng)連通，初步建立“從源頭到龍頭”的供水工程運(yùn)行管護(hù)體系。通過健全供水工程運(yùn)行管理機(jī)制、建設(shè)數(shù)字水務(wù)系統(tǒng)、設(shè)立專業(yè)化水務(wù)公司等，逐步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和城鄉(xiāng)供水新格局，全面提升供水服務(wù)質(zhì)量和管理水平，以達(dá)到城鄉(xiāng)供水一體化的“同質(zhì)同服務(wù)”目標(biāo)。

2 供水分區(qū)劃分

根據(jù)低山丘陵區(qū)地形條件需劃分規(guī)?；┧謪^(qū)，由1 000 m3/d以上規(guī)?；畯S負(fù)責(zé)對每個(gè)分區(qū)的供水任務(wù)，考慮各分區(qū)具體情況合理規(guī)劃多座或一座水廠供水，并保證配水管網(wǎng)的連通性。此外，高遠(yuǎn)獨(dú)立村莊供水分區(qū)是指規(guī)模化供水分區(qū)以外的區(qū)域。

規(guī)?；┧謪^(qū)的劃分主要是結(jié)合村莊高程落差及位置遠(yuǎn)近條件，通過調(diào)查各鄉(xiāng)鎮(zhèn)用水情況，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為中心向周邊輻射，若鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的地形和水源條件滿足應(yīng)劃成統(tǒng)一分區(qū)，打破鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政界線對供水范圍及水源的限制。

莊河市共轄25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道，其中鄉(xiāng)6個(gè)、鎮(zhèn)15個(gè)、街道4個(gè)，至2017年末全市戶籍總?cè)丝?2.42萬人，其中農(nóng)村人口為51.97萬人。將全域按照以上原則劃分成16個(gè)規(guī)?；┧謪^(qū)，通過水廠管網(wǎng)延伸使全域規(guī)?；┧采w126個(gè)行政村，全市規(guī)?；┧芤嫒丝谶_(dá)到22.74萬人，規(guī)模化供水工程覆蓋率從現(xiàn)狀71.5%提高至92.0%。盡量將現(xiàn)狀分散式供水納入獨(dú)立集中供水工程或規(guī)模化水廠供水，自來水普及率最終達(dá)到90.2%。

3 供水工程規(guī)劃

3.1 需水量計(jì)算方法

通過最高日需水量預(yù)測確定供水工程規(guī)模，目前有分項(xiàng)指標(biāo)法和綜合用水量指標(biāo)法兩種常用的預(yù)測方法，若兩種方法的計(jì)算結(jié)果存在較大偏差可結(jié)合用地指標(biāo)法，經(jīng)綜合分析合理確定[7-8]。

3.1.1 綜合用水量指標(biāo)法

設(shè)M、m0、P為最高日用水量(萬m3/d)、最高日居民綜合用水量高日(L/人·d-1)和供水服務(wù)受益人口(萬人)，則綜合用水量指標(biāo)法可表示成：

M=m0·P/1 000

(1)

綜合用水量指標(biāo)法是在調(diào)查現(xiàn)狀用水量的情況下，根據(jù)工業(yè)用水重復(fù)利用率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、居民生活水平和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素，結(jié)合用水指標(biāo)和相關(guān)節(jié)水要求綜合預(yù)測用水量。集鎮(zhèn)和城區(qū)的戶籍人口通常小于常駐人口，而農(nóng)村正好相反，考慮到節(jié)假日和農(nóng)忙季節(jié)大量居民返鄉(xiāng)的實(shí)際情況，在計(jì)算過程中選用常駐人口和戶籍人口數(shù)的大致作為服務(wù)受益人口。

3.1.2 分項(xiàng)指標(biāo)法

設(shè)Mi為未預(yù)見用水、管網(wǎng)漏損、綠地及道路澆灑、工業(yè)企業(yè)、禽畜養(yǎng)殖、公共建筑、城鄉(xiāng)生活等水量計(jì)算結(jié)果(萬m3/d)，則分項(xiàng)指標(biāo)法可表示成：

M=∑Mi

(2)

根據(jù)相關(guān)規(guī)范和節(jié)水要求，合理確定分項(xiàng)指標(biāo)法中的居民生活需水定額，即農(nóng)村居民不超過150 L/(人·d)、城鎮(zhèn)居民不超過180 L/(人·d)；以10%～25%的居民生活用水量估算公共建筑物需水量；根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒和水資源報(bào)告數(shù)據(jù)計(jì)算現(xiàn)狀萬元工業(yè)增加值用水定額，采用工業(yè)用水重復(fù)利用率提高法計(jì)算規(guī)劃年定額；以1.0～2.0 L/(m2·d)作為河道外生態(tài)需水定額(如綠地、道路澆灑等)；管網(wǎng)校核用消防用水量，供水規(guī)模確定時(shí)不計(jì)此項(xiàng)，可不納入總用水量；采用以上各類需水量之和的10%～25%作為未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏損水量之和。

3.1.3 原水需水量計(jì)算

原水取水量等于輸水管道漏失水量、水廠自用水量、供水需水量之和。其中，管道輸水計(jì)算時(shí)要考慮滲漏、蒸發(fā)損失量，長距離管道輸水一般取輸水量的10%作為管道漏失水量；以5%～10%的最高日用水量作為水廠自用水量，只進(jìn)行消毒的水廠可以不考慮此項(xiàng)；供水需水量取日均原水需水量與日變化系數(shù)的乘積(按規(guī)范取1.3～1.6)。

3.2 可供水量計(jì)算方法

計(jì)算過程中，必須考慮河道生態(tài)下泄流量計(jì)算可供水量，以P=95%作為城鄉(xiāng)供水設(shè)計(jì)保證率。

對于調(diào)節(jié)性能好、興利庫容大、控制面積廣的水庫等蓄水工程可供水量的計(jì)算，可以利用長序列調(diào)節(jié)法，對于其它小型水庫等調(diào)蓄工程可以利用梳理統(tǒng)計(jì)法或典型年法計(jì)算，采用設(shè)計(jì)代表年日過程法計(jì)算山塘工程的可供水量。

針對引提水工程的可供水量計(jì)算，應(yīng)考慮用戶蓄水要求、引提水工程能力及取水口的徑流量。引水渠道的過水能力、進(jìn)水口水位等因素與引水工程引水能力密切相關(guān)，開機(jī)時(shí)間、設(shè)備能力等與提水工程提水能力直接相關(guān)。因此，可利用以下公式計(jì)算引提水工程可供水量：

(3)

式中：Xi、Hi、Qi分別為代表取水口在i時(shí)段的用戶需水量、工程的引提水能力及其可引提水量(萬m3)；i代表計(jì)算時(shí)段數(shù)。

3.3 水源選擇

3.3.1 水源選擇原則

(1)規(guī)?；畯S應(yīng)選擇滿足重力供水要求、水質(zhì)良好、水量充沛、保證率高的地表水源，結(jié)合區(qū)域水資源特點(diǎn)合理選擇江河水、水庫水等，條件允許的情況下將備用水源選為地下水。(2)高原獨(dú)立村莊的集中供水工程宜選擇僅需消毒即可飲用的水源，如水質(zhì)更優(yōu)的山溪水、深井地下水、泉水、未污染的湖泊水和水庫水等。無優(yōu)質(zhì)水源的情況下，優(yōu)先考慮經(jīng)常規(guī)凈化處理即可飲用的水庫、江河水等，并且水處理工藝要盡量便于管理。(3)對于居住分散的山農(nóng)，若裂隙水和山泉水的水質(zhì)水量可以達(dá)到供水要求則規(guī)劃建設(shè)蓄水池、井等，以聯(lián)戶或單戶的方式分散供水。取水農(nóng)戶及村莊可建雨水集蓄工程，從而增大工程蓄水能力。以井水為水源時(shí)要加強(qiáng)配套消毒設(shè)施，選擇衛(wèi)生防護(hù)方便的堤段建設(shè)水源井。(4)對干旱缺水或地域性水污染嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)從區(qū)域統(tǒng)籌的角度制定跨區(qū)域調(diào)水方案，通過合理利用其它可靠優(yōu)質(zhì)水源保證供水工程建設(shè)。(5)取水點(diǎn)應(yīng)設(shè)于靠近主要用水地區(qū)、施工條件及地質(zhì)地形良好、水深足夠、靠近主流、水質(zhì)較高的地點(diǎn)，并滿足河流的綜合利用要求。確定水源地后要加快完善水源保護(hù)工作，建立水源保護(hù)區(qū)保證規(guī)模化水廠水源。

3.3.2 水資源配置

在計(jì)算分析供需平衡條件時(shí)，應(yīng)最大程度的配置日最大原水需水量，即使水源水量不足的情況下至少可以確保日均原水需水量。對現(xiàn)狀水源無法滿足需水要求的應(yīng)規(guī)劃新水源點(diǎn)，優(yōu)先考慮將現(xiàn)有灌溉或發(fā)電功能的水庫轉(zhuǎn)換用于供水，在此基礎(chǔ)上規(guī)劃山塘或水庫等新建水源工程。供水分區(qū)內(nèi)存在多種水源方案時(shí)要綜合分析投資、水量、水質(zhì)等要求，合理確定水源方案。

3.4 工程布局規(guī)劃

3.4.1 取水工程布局

根據(jù)水位條件、水源水量、位置等合理設(shè)置供水工程取水方式，一般選用水庫、閘壩、抽水等取水方式。

3.4.2 輸水管道規(guī)劃

輸水管道布線時(shí)盡可能采用重力流、短線路輸水，選擇的線路要具有較好的地形地質(zhì)條件，最大程度的減少征地拆遷，可沿現(xiàn)有道路布線以便管道維護(hù)和施工，確保供水安全。根據(jù)最高日原水取水量合理確定輸水管道設(shè)計(jì)流量，通過對已有輸水管道的復(fù)核，合理評判其輸水能力，條件允許時(shí)可以布設(shè)兩條互為備用的輸水線路。

3.4.3 水廠布局

水源點(diǎn)狀況在很大程度上制約了各供水分區(qū)內(nèi)的水廠布局，應(yīng)考慮水源情況合理確定水廠的建設(shè)規(guī)模，供水服務(wù)區(qū)域盡量就近選擇，并遵循以下原則科學(xué)布設(shè)水廠：(1)結(jié)合現(xiàn)狀水廠設(shè)施綜合評價(jià)現(xiàn)狀水廠，對適當(dāng)技術(shù)更新改造可繼續(xù)使用、布局恰當(dāng)、水源有保證的現(xiàn)狀水廠給予保留。(2)按照有利于規(guī)?；?、集約化的布置原則，以發(fā)揮水廠的技術(shù)管理功能和規(guī)模效益，提供更好的服務(wù)。(3)結(jié)合供水管網(wǎng)、供水區(qū)高程、水樣高程和規(guī)劃用地布局合理規(guī)劃廠區(qū)高程，最大程度的節(jié)約能耗，降低供水系統(tǒng)能耗。(4)考慮近遠(yuǎn)期目標(biāo)和規(guī)劃的合理性要求，保證規(guī)劃的實(shí)施性和可操作性，并考慮便于后期維護(hù)和日常運(yùn)營管理等要求。

3.4.4 凈水工藝確定

規(guī)?；畯S凈水工程主要有深度處理、微污染原水處理、常規(guī)凈水工藝等，其中常規(guī)凈水工藝包括消毒、過濾、沉淀、混凝等四個(gè)處理單元，應(yīng)考慮水廠制水成本、出廠水水質(zhì)、運(yùn)行管理實(shí)際情況和各水源地水質(zhì)情況等因素綜合確定凈水工藝。采用集過濾出水、沉淀、絮凝、混合反應(yīng)為一體的模塊化凈水設(shè)備配套高遠(yuǎn)獨(dú)立村莊的集中供水工程。

3.4.5 輸配水管材選擇

PE管與球墨鑄鐵管具有地質(zhì)條件適應(yīng)性良好、機(jī)械性能良好、水利條件好等優(yōu)點(diǎn)，在供水工程中PE管與球墨鑄鐵管的應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟。從成本造價(jià)的角度上，球墨鑄鐵管要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大管徑的PE管單價(jià)。所以，綜合考慮以上因素，推薦選用球墨鑄鐵制作管徑大于DN300的管道，接口用橡膠圈密封；選用PE管制作DN300及以下管道，連接方式為熱熔。

3.4.6 水廠化驗(yàn)室設(shè)置

供水規(guī)模超過1 000 m3/d的規(guī)?；畯S按照檢測能力9項(xiàng)指標(biāo)配置水質(zhì)化驗(yàn)室，規(guī)劃成立檢測能力按照42項(xiàng)指標(biāo)配置的城鄉(xiāng)飲水安全水質(zhì)檢測中心，為全域提供水質(zhì)檢測服務(wù)。

4 工程實(shí)施規(guī)劃

4.1 分期實(shí)施計(jì)劃

優(yōu)先實(shí)施高遠(yuǎn)獨(dú)立村莊供水工程，另外對水質(zhì)問題較為突出、供需矛盾日趨明顯、用水需求上升較快、迫切需要近期實(shí)施的優(yōu)先立項(xiàng)，按照分步推進(jìn)、先急后緩、統(tǒng)一規(guī)劃的原則，協(xié)調(diào)推進(jìn)，以防出現(xiàn)新的投資浪費(fèi)和重復(fù)建設(shè)問題。

4.2 建管運(yùn)行規(guī)劃

首先，政府要發(fā)揮推進(jìn)城鄉(xiāng)通水一體化建設(shè)的組織帶頭作用，周密部署和規(guī)劃供水工程建設(shè)，成立領(lǐng)導(dǎo)小組開展深入研究，通過全面調(diào)查各地區(qū)供水問題，并結(jié)合具體情況分期組織建設(shè)。在推進(jìn)過程中要有縣級領(lǐng)導(dǎo)組織，聯(lián)合財(cái)務(wù)、水務(wù)、建設(shè)等部門及相關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)干部，開展資金籌集、供水規(guī)劃、工程建設(shè)、溝通協(xié)調(diào)等工作，通過多項(xiàng)措施并舉、多個(gè)部門聯(lián)合等方式切實(shí)落實(shí)城鄉(xiāng)供水一體化規(guī)劃。

由市水務(wù)公司實(shí)行市場化運(yùn)作、企業(yè)化運(yùn)營和專業(yè)化管理，負(fù)責(zé)城鄉(xiāng)供水工程統(tǒng)一運(yùn)行管理。結(jié)合地理?xiàng)l件，可采取設(shè)立供水分公司的方式管理高遠(yuǎn)獨(dú)立村莊供水分區(qū)的供水工程，管理人員定期巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)采取有效的措施及時(shí)維護(hù)。

4.3 信息化建設(shè)規(guī)劃

規(guī)劃建設(shè)數(shù)字水務(wù)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)供水信息化管理，通過及時(shí)準(zhǔn)確的提供數(shù)據(jù)信息，為服務(wù)民生、提升行業(yè)監(jiān)管能力、政府履行供水安全保障責(zé)任等提供決策支撐。此外，使供水企業(yè)能夠精準(zhǔn)掌控系統(tǒng)的服務(wù)、管理和生產(chǎn)流程，實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)運(yùn)行情況，提高供水企業(yè)服務(wù)水平、管理效率，降低供水系統(tǒng)管理成本。

5 結(jié)語

按照優(yōu)化布局、統(tǒng)一規(guī)劃、逐步縮小城鄉(xiāng)差別和統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展等要求，逐步形成合理、經(jīng)濟(jì)、安全的城鄉(xiāng)一體化供水系統(tǒng)，對促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)水資源高效利用具有積極作用。城鄉(xiāng)供水一體化工程投資規(guī)模大、涉及點(diǎn)多面廣，應(yīng)考慮一般債券、專項(xiàng)債券等利息較低的債券籌措資金，分期逐步完成規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)，為保證工程長效穩(wěn)定運(yùn)行還要形成合理的水價(jià)機(jī)制。本文結(jié)合莊河市區(qū)域特征，通過整合民資自來水企業(yè)、打破各自獨(dú)立供水理念等提出城鄉(xiāng)供水一體化規(guī)劃方法，保證廣大居民用水水質(zhì)達(dá)標(biāo)、水量充足，也可為其它地區(qū)供水規(guī)劃提供一定參考。