雷州地区城乡一体化供水规划研究

2022-11-09 09:39蒋智弘谢丽莉邝韵琪
关键词:水厂水源片区

蒋智弘,谢丽莉,邝韵琪

(1.国家电投集团广东电力有限公司,广州 510710;2.广东省水利电力勘测设计研究院有限公司,广州510635)

保障农村饮水安全是实施乡村振兴战略的重要内容,是坚持高质量发展,实现城乡融合发展及城乡基本公共服务均等化的具体要求。为全面提升农村饮水安全,有必要进行城乡供水一体化规划[1]。目前粤西地区城乡供水大多未形成一体化,农村供水采取集中式供水与分散式地下取水相结合的方式。城镇供水主要利用地下水取水,建自来水厂供水到户。城乡供水并未形成联动,城乡居民用水质量、服务、管理水平也相去甚远。为提高粤西地区城乡居民用水水平,实现城乡用水同质量、同服务,有必要开展城乡一体化供水规划研究。

国内县域供水规划主要以改扩建现有自来水厂,增加供水能力及配水官网覆盖面来实现城乡一体化供水。这种规划方式对于原有较发达城镇供水体系的县域较为适用,但粤西地区现有城乡供水体系完成度较低,且现有水厂以地下水水源为主,地下水超采严重。经分析对比,如采用改扩建现有水厂,不改变现有供水格局的城乡供水方式,难以匹配粤西地区的城乡用水需求,难以建成全覆盖、统一标准的供水体系,对地下水超采严重、农村自来水普及率和供水保证率低的现状也无法改善。为提升城乡供水保障水平,需研究依托新建、改扩建地表水水源水厂,分区、分片全面覆盖县域城乡用水需求的一体化供水方案[2]。

1 雷州市供水现状

雷州市地处广东省西南端,雷州半岛腹地,总面积3 709.3 km3。境内陆地大部分属平缓台地,少部分为低丘,地势南高北低。境内最大河流为南渡河,南渡河中下游平原地带由河海冲积和围垦形成,为东西洋灌区。东西洋面积22 万余亩。雷州市现辖3 个街道、18 个镇、481 个村委会(含社区居委会)、2 247 个自然村。根据2020 年广东省水利厅对全省农村饮水安全现状普查情况,雷州市仍存在部分水厂水质不达标、供水保证率不高、单村供水工程运行管护工作薄弱、规模化水厂供水程度不高等问题,成为供水工程的短板。

1.1 城区、镇区供水现状

雷州现有供水工程中,设计供水规模1 万m3/d以上的仅有1 宗,水厂总体供水规模较小,净化工艺简单、设施落后、疏于运行管理,难以满足当地用水需求。许多镇区供水水源仍为地下水,由地下水厂或供水站采用一体化供水设备或水塔供水。各镇区供水工程覆盖范围主要为镇区和周边乡村生活用水。大部分地下水供水工程规模较小、覆盖范围小、建设标准低,缺乏有效的过滤消毒设施;部分供水水量、水压不足,水质难以保障。雷州城区以及大部分镇区供水管网近几年已更新,但部分镇区,如企水镇,供水管网建于20 世纪80 年代,采用混凝土管,存在老化、渗漏、污染水质等问题。

1.2 农村供水现状

雷州市2 247 个自然村中有1 346 个建有集中供水设施,占60% ;其余901 个仍为分散供水,占40%。农村集中供水设施水源基本为地下水,多实行以村委为单位的集中供水和多个村委联合供水方式,采用一体化设施或水塔供水,供水片区零散,自来水普及率和供水保证率较低,存在季节性缺水问题。雷州农村供水情况见表1。

表 1 雷州市各自然村现状供水建设情况

2 城乡供水存在问题

2.1 水资源匮乏,时空分布不均

雷州市水资源较匮乏,多年平均地表水资源量18.57 亿m3,地下水资源量7.79 亿m3,水资源总量19.43 亿m3。境内降雨和地表径流时空分布不均,各独流入海,河流短浅,可供利用水资源量不多。秋季雨量多,夏季次之,春冬雨量少,实际旱季长达5 个月;雨量分布空间不均,差异明显,东北部多,西南部少。蒸发量大于降水量的年份多,干旱指数高。河流短缺,大量径流宣泻入海,可用率低。蓄水工程兴利库容仅3.6 亿m3,降水蓄积量少,且时空分布不均,经常达不到正常蓄水位。

2.2 供水工程规模小,难以适应用水需求

目前市内设计供水规模1 万m3/d 以上的供水工程仅1 宗,现状供水规模5 万m3/d,已满荷运行。其他供水工程设计供水规模基本在0.2 万m3/d以下,供水范围小,建设标准低,净化工艺简单,运行管理落后,水量、水质、水压保障程度低,与当地日益增长的用水需求不相适应。

2.3 过度依赖地下水,水源保证率低

雷州市内大部分生活、工业、农业用水长期依靠地下水,造成地下水水位不断下降,部分水井已不能出水。过度开采已对地下水文地质环境造成一定影响,并引发海水入侵等生态与环境问题。农村仍以分散供水为主,缺乏统一规划,各村庄自打水井互相影响,导致水井不断深挖,形成恶性循环。

2.4 城乡一体化程度低,供水安全亟待提升

雷州市自来水水厂主要供水范围为雷城、西湖、新城3 个街道,其他各镇区水厂供水范围包括各镇区和周边少部分村落。总体供水结构单一,城乡供水水平差距较大,一体化水平低。同时,部分集中供水工程建于20 世纪,建设标准偏低、处理工艺简陋,加之多年运行,存在水井坍塌、设备老化、管道破裂渗漏等问题,且水中铁、锰、细菌等含量超标,严重影响饮水安全。

3 水量供需平衡分析

3.1 需水量预测

参考《广东省用水定额》(DB 44/T 1461-2014)和《村镇供水工程技术规范》(SL310-2019),结合雷州市各镇街居民生活用水现状,考虑当地居民的生活水平和用水习惯,较发达中心城区定额值为180 L/人.d,考虑日变化系数并与其他乡镇协调,雷州市中心城区最高日城镇居民生活用水定额采用210 L/人.d,其他地区最高日城镇居民生活用水定额采用140 L/人.d,最高日农村居民生活用水定额采用100~130 L/人.d。

根据《2019 年湛江市水资源公报》,雷州市工业增加值为24.02 亿元,工业用水量为660 万m3,万元工业增加值用水量为27 m3/万元,预测2025年万元工业增加值用水量下降20%,为22 m3/万元。工业用水日变化系数取1.3~1.4。需水量预测见表2。

表2 雷州市规划水平年2025 年城乡需水预测

3.2 供需平衡分析

从水源条件分析,雷州市地表水较贫乏,地下水资源较丰富。多年平均地表径流总量19.64 亿m3,丰水年31.9 亿m3,平水年18.02 亿m3,枯水年10.62 亿m3,基本可满足城乡生活、工业用水需求。

从工程条件分析,雷州市现有蓄水工程46 宗,总库容48 302.8 万m3,兴利库容32 363 万m3,现状供水能力27 832 万m3,设计供水能力39 522万m3。急需建设新的供水工程以满足供水缺口。

4 城乡一体化供水改造措施

4.1 供水布局调整

目前粤西地区城乡一体化供水改造大多割裂城乡用水需求,未做到城乡同标准、同质量、同服务的供水模式。在农村建立集中供水设施,将地下水净化后供给村民生活用水;在城镇则建立地下水水厂,通过管道输送至居民用水户。这种供水模式不但导致城乡居民用水标准、质量差距较大,水质也主要取决于所在区域的地下水状况,并导致地下水过度开采。

新的城乡一体化供水思路以联通水系,将优质的水源引到用户为前提,建设规模化水厂以及覆盖城乡的高质量供水管道,对城市和农村供水实行统一规划、统一建设、统一管理、统一服务。本次雷州市以城乡供水一体化为目标,结合本市各镇街地理条件及水源情况,对距离相近、地形相仿的镇街进行连片供水,新建、扩建规模化水厂覆盖各镇街和大部分自然村。综合考虑各水源地理位置、供水能力和各片区地理位置和供水范围,选取供水保证率高、水量可靠、水质达标的江河水和水库水作为规模化水厂原水水源。

4.2 工程建设

4.2.1 供水规划

本次城乡一体化供水规划将雷州市分为东北、西北、东南和西南4 个片区。东北片区包括中心城区、附城镇、白沙镇、沈塘镇、客路镇以及奋勇高新区,以南渡河为主要水源;西北片区包括杨家镇、唐家镇、纪家镇和企水镇;东南片区包括松竹镇、南兴镇、雷高镇、东里镇和调风镇;西南片区包括龙门镇、北和镇、乌石镇、覃斗镇、英利镇以及雷州盐场、东方红农场、幸福农场、火炬农场和金星农场。

东北片区扩建雷州市第一水厂,新建第二水厂、奋勇水厂,联网供水;西北片区在土乐水库岸边建设取水泵站,以唐家水厂供水为主,并连通区域内的三座水库,更好保障水源安全;东南片区新建规模化水厂雷高水厂,并结合原有英利水厂以及配水管网路线;西南片区以龙门水库、余庆桥水库为主要水源,新建龙门水厂、英利水厂,联网供水。以上措施共同保障供水范围内的生活、工业用水安全。

4.2.2 建设内容

主要建设内容包括水源工程、输水干线工程、配水管网工程和水表安装。

(1)水源工程建设。建设规模化水厂、岸边取水设施。对水源地为水库的新建水厂,取水头部选用虹吸管取水方式,布设单级双吸离心泵;水源地为河流的水厂,则建设岸边式取水泵站,采用单级双吸离心泵。保证水厂的取水能力以及应急响应能力。

(2)输水干线工程改扩建。各片区输水干线原则上利用旧管线进行改扩建,将老旧输水管线更换为无缝钢管。新建输水干线采用DN1000 原水管道,为雷州未来人口增长预留空间。

(3)管网布设优化。雷州大部分供水管道建成已有十余年,现状管网漏损严重,漏损率约50%,老旧管网需进行更新改造。管网布置根据雷州地理条件及供水区域分布情况,先做好主干管布置分区,以最短管线覆盖最大供水范围。宜避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带、高地下水位区等不利地段,以及自然保护区、基本农田等限制性地段。并在施工时留有余地,为日后管网规模增加预留条件。

(4)智能化水表系统建立。目前雷州市基本采用老旧式机械水表,抄表工作耗费大量人力,且无法实时监控用水量、水质变化情况。项目计划新建智能水表利用系统,取缔老旧机械式水表,实行一户一表,智能水表入户。

4.3 工程管理

在管理方式上,在雷州市引入专业化的供水集团管理模式,兼并收购现有老旧水厂,建立专业的水务集团,对供水进行集中管理。接管市内各农饮水厂的建设升级、运行管理、设备维护、供水设施保护、水费收缴、水质监控等工作,并引入具有专业实力的团队科学规范化运营集团[3]。

在管理手段上,以大数据为支撑,开展数据平台建设,利用数据进行收集、处理、分析,实时监控各供水环节,以更加精细和动态的方式管理供水系统。具体措施包括建立智能水表系统;通过云空间管理方法综合服务平台,开展数据收集、归类、结构型存储、使用量分析等远程管理,监控供水计量变化,预防突发系统故障;整合用户端、水厂端数据,科学化调度,数字化管理,协助生产管理人员实时了解、分析、控制生产流程任一环节,以达到高效管理的目的[4]。

5 结语

城乡一体化供水是实现农村饮水安全、脱贫摘帽的硬指标硬任务,事关民生福祉。实施城乡供水资源整合,对城市和农村供水实行统一的规划、建设、管理、服务,形成以城市水厂为主的规模化供水格局,实现城乡供水同标准、同质量、同服务的供水模式对城乡融合发展具有重要意义。本文以雷州市为例,在需水量预测、供水规划布局方案、工程建设、管理模式四方面进行了研究分析,以期对县域城乡一体化供水规划建设提供一定的参考。

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