孫艷濤 夏 煒 江偉民

(上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)第六設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 200032)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增長、居民生活水平的不斷提高和城市規(guī)劃區(qū)的擴(kuò)展，需水量將呈現(xiàn)增長趨勢,同時(shí)由于現(xiàn)狀水環(huán)境及突發(fā)事件對(duì)水資源產(chǎn)生較大影響，對(duì)城市安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。近年來相繼發(fā)生的松花江、北江、太湖流域等多起水源污染事件，都對(duì)事故所在地的城市居民生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重危害[1]。因此合理的對(duì)馬鞍山市水資源、取水、凈水、輸水、配水等工程進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,并建立備用水源系統(tǒng)、保障供水安全具有重要的意義。

1 規(guī)劃概況

根據(jù)《馬鞍山市中心城區(qū)規(guī)劃》和《馬鞍山市博望鎮(zhèn)總體規(guī)劃》的發(fā)展目標(biāo)，到2020年中心城區(qū)人口將達(dá)到120萬人，中心城區(qū)面積120 km2；到2030年中心城區(qū)人口將達(dá)到150萬人，中心城區(qū)面積150 km2；到2020年博望城區(qū)人口將達(dá)到14萬人，中心城區(qū)面積17.5 km2，到2030年博望城區(qū)人口將達(dá)到23萬人，中心城區(qū)面積25.3 km2。

2 供水現(xiàn)狀及存在問題

2.1 供水系統(tǒng)現(xiàn)狀

馬鞍山市現(xiàn)有城市水廠三座，總供水能力35萬m3/d，其中采石水廠設(shè)計(jì)總供水能力達(dá)到25.0萬m3/d；慈湖水廠一期設(shè)計(jì)總供水能力已達(dá)到25.0萬m3/d；另外，博望錦盛水廠現(xiàn)狀供水能力5萬m3/d。

2.2 供水系統(tǒng)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(huán)狀，導(dǎo)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(fù)荷過重；

3)新區(qū)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(yù)測

本規(guī)劃采用四種方法進(jìn)行水量預(yù)測并校核。預(yù)測如表1所示。

表1 需水總量預(yù)測表

馬鞍山市2030年居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)為240 L/(人·d)；單位人口綜合用水量指標(biāo)為0.45萬m3/(萬人·d)；城市單位建設(shè)用地綜合用水量指標(biāo)為0.40萬m3/(km2·d)。規(guī)劃近期2020年和遠(yuǎn)期2030年預(yù)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(qū)方向沿途鄉(xiāng)鎮(zhèn)用水)。

4 城市給水工程規(guī)劃

4.1 取水工程規(guī)劃

4.1.1取水工程規(guī)劃原則

1)設(shè)在水量充沛、水質(zhì)較好、河床和岸邊穩(wěn)定的地點(diǎn)；

2)供水水源的設(shè)計(jì)最小(枯水)流量的保證率采用95%；設(shè)計(jì)枯水位的保證率采用99%；

3)取水構(gòu)筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)取其設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期不低于100年；

4)對(duì)擬建取水構(gòu)筑物河段進(jìn)行河勢演變分析,選取最佳河段建造取水構(gòu)筑物等。

4.1.2取水工程規(guī)劃

1)慈湖水廠取水構(gòu)筑物已按20萬m3/d建設(shè)完成， 一期供水規(guī)模為10萬m3/d，2020年達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模20萬m3/d，按照規(guī)模增加設(shè)備即可滿足慈湖水廠取水要求。

2)采石水廠土建總?cè)∷芰?5萬m3/d，取水量能滿足屆時(shí)五水廠的取水要求，五水廠與采石水廠可共用取水構(gòu)筑物，該取水頭部土建及自流管已經(jīng)建成。五水廠建設(shè)只需增加取水設(shè)備及輸水管道。

3)博望水廠已完成改擴(kuò)建,從運(yùn)糧河取水，取水構(gòu)筑物為6萬m3/d，現(xiàn)狀4萬m3/d，視城區(qū)用水量加大，增加取水設(shè)備達(dá)到5萬m3/d取水能力。

4.2 凈水廠規(guī)劃

結(jié)合需水量預(yù)測和整個(gè)馬鞍山市發(fā)展的趨勢以及現(xiàn)狀幾座水廠的情況，對(duì)各凈水廠規(guī)劃做如下分析：

1)采石水廠已完成25萬m3/d改建，維持其規(guī)模不變。

2)慈湖水廠規(guī)劃近期2020年完成二期工程擴(kuò)建，擴(kuò)建后達(dá)到20萬m3/d總設(shè)計(jì)規(guī)模。

3)新建五水廠，在規(guī)劃2020年完成一期10萬m3/d工程, 遠(yuǎn)期以10萬m3/d為一檔,根據(jù)城市發(fā)展及用水實(shí)際情況建設(shè)，2030年規(guī)模達(dá)到30萬m3/d。

4)規(guī)劃2020年維持錦盛水廠現(xiàn)有5萬m3/d規(guī)模，2030年前博望區(qū)采取長江和運(yùn)糧河雙水源，根據(jù)博望區(qū)遠(yuǎn)期人口發(fā)展及沿線鎮(zhèn)區(qū)用水,由中心城區(qū)向東輸送7萬m3/d自來水。

4.3 城市加壓站規(guī)劃

4.3.1加壓站設(shè)置原則

1)馬鞍山市主城區(qū)絕大多數(shù)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(dá)20 m～25 m左右。

2)市政壓力出水過高有悖于國家提倡的“節(jié)能減排”的大政方針。

3)管網(wǎng)壓力過高對(duì)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(nèi)自設(shè)加壓裝置解決供水問題。

4.3.2加壓站規(guī)劃

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

2)博望區(qū)供水分別沿已建314省道和規(guī)劃新313快速通道各設(shè)置1座加壓站, 加壓站規(guī)模各約3.5萬m3/d(同時(shí)考慮沿途鄉(xiāng)鎮(zhèn)用水)。

3)遠(yuǎn)期博望區(qū)鴨綠江路以北局部高地設(shè)置1座1.5萬m3/d的加壓站。

4)遠(yuǎn)期為濮塘片區(qū)供水設(shè)置加壓站2座，每座加壓站規(guī)模各約1.2萬m3/d。

5 原水輸水管線規(guī)劃

2)管線條數(shù)。馬鞍山市各水廠輸水管均不少于2條，發(fā)生事故時(shí)應(yīng)保證供應(yīng)70%的設(shè)計(jì)流量。

3)規(guī)劃布置。慈湖水廠現(xiàn)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(gòu)筑物取水能力達(dá)到65萬m3/d，五水廠輸水管線按照遠(yuǎn)期30萬m3/d規(guī)劃，分步實(shí)施。五水廠在規(guī)劃近期2020年完成一期10萬m3/d工程,配合一期工程建設(shè)先實(shí)施2根DN1 200管道。其余輸水管線遠(yuǎn)期階段結(jié)合凈水處理能力增設(shè)。

6 城市配水管網(wǎng)規(guī)劃

6.1 配水管網(wǎng)平差

2)規(guī)劃近期2020年市水廠最高日供水量60萬m3/d，遠(yuǎn)期2030年預(yù)測市水廠最高日供水量80萬m3/d,配水管網(wǎng)水力平差計(jì)算以此作為計(jì)算規(guī)模的依據(jù)。

3)方案確定后按最高日最高時(shí)流量進(jìn)行配水管網(wǎng)計(jì)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(qū)按照GB 50282—2016城市給水工程規(guī)劃規(guī)范[2]中要求的最不利點(diǎn)自由水頭0.28 MPa控制，地勢較高地區(qū)按照不低于建設(shè)部J/T 316—2009城鎮(zhèn)供水服務(wù)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(tǒng)。

6.2 校核要求

配水管網(wǎng)除滿足最高日最高時(shí)水量水壓要求外，仍需滿足：

1)最大時(shí)流量加消防流量，核算發(fā)生消防時(shí)不利點(diǎn)水壓不低于10 m。根據(jù)GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[3]，中心城區(qū)同一時(shí)間內(nèi)火災(zāi)次數(shù)3次，一次滅火用水量100 L/s，博望城區(qū)同一時(shí)間內(nèi)火災(zāi)次數(shù)2次，一次滅火用水量60 L/s。

2)管網(wǎng)最不利管段發(fā)生損壞，用最大時(shí)用水量的70%，核算事故時(shí)不利點(diǎn)的水壓滿足設(shè)計(jì)水壓。

7 供水安全及備用水源

7.1 供水安全

供水系統(tǒng)是城市的重要的基礎(chǔ)設(shè)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(zhì)安全:上游地區(qū)突發(fā)事件對(duì)下游水源水質(zhì)造成破壞會(huì)對(duì)供水安全構(gòu)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(yīng)保證出水水質(zhì)達(dá)到或超過國家規(guī)定的要求。

4)配水管網(wǎng)安全:配水管網(wǎng)呈環(huán)狀布置等。

7.2 備用水源

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

1)馬鞍山市中心城區(qū)遠(yuǎn)期階段可利用姑溪河和運(yùn)糧河作為備用水源,當(dāng)涂水廠和博望錦盛水廠作為應(yīng)急水廠。

2)博望區(qū)遠(yuǎn)期階段可以利用中心城區(qū)和博望錦盛水廠進(jìn)行聯(lián)合供水，主城區(qū)供水和博望區(qū)錦盛水廠可以作為博望區(qū)互為備用水源。

8 結(jié)語

通過對(duì)馬鞍山市現(xiàn)狀城市地形、路網(wǎng)、供水、規(guī)劃等條件進(jìn)行分析，本規(guī)劃建設(shè)過程中主要關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)如下：

1)采用四種不同方式對(duì)城市需水量進(jìn)行預(yù)測，更加準(zhǔn)確的預(yù)測城市需水量，為城市用水發(fā)展提供決策。

2)從系統(tǒng)分析城市水廠布局、需水量等特點(diǎn)，建立城市水廠供水聯(lián)絡(luò)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(fā)事件應(yīng)急供水提供可靠保障。

4)采用軟件對(duì)輸配水管網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算，并對(duì)不同(最高日、事故、消防)工況條件下的管網(wǎng)進(jìn)行校核，保障了輸配水安全，節(jié)省投資和能耗。

5)配水管網(wǎng)除滿足最高日最高時(shí)水量水壓要求外，還對(duì)配水管網(wǎng)進(jìn)行消防和事故校核，滿足水壓不利狀況下的用水需求。