徐圩新区工业应急水源方案研究
2019-02-14杜宝义相入兴程淑建
杜宝义,孔 艳,相入兴,程淑建
(1.连云港市水利规划设计院有限公司,江苏 连云港 222000;2.连云港市市区水工程管理处,江苏 连云港 222000;3.连云港徐圩新区水务局,江苏 连云港 222000)
1 供水现状及存在问题
1.1 供水现状
徐圩新区位于连云港市城区东南部,该区是国务院批准设立的国家东中西区域合作示范区的先导区,是江苏沿海开发的主要实施载体,是连云港市委市政府“十三五”规划确定的发展新型临港产业的核心区。随着徐圩新区开发建设步伐的加快,入驻企业不断增加,区域需水量增长迅速,其供水安全正面临严峻的挑战。
目前,古泊善后河为徐圩新区唯一的集中式供水水源地。2013年1月5日,省水利厅正式批复连云港市徐圩新区给水处理厂一期工程以古泊善后河地表水和徐圩新区送水工程外调水为取水水源,供水保证率为生活供水97%、工业原水95%,取水口设置于古泊善后河善后新闸上游约1000m处左岸,下距徐圩新区送水工程引河口约230m;取水口设计最大取水流量1.04m3/s,取水规模9万m3/d,核定年取水总量3285万m3。
为了在古泊善后河水量不足或发生突发性水污染事件时,保证徐圩新区应急供水需要,实施了徐圩新区应急备用水源工程,该工程计划于2019年底建成投用。徐圩新区应急备用水源地位于徐圩新区中部,北侧为现状徐圩水厂,东侧紧邻烧香支河,南侧为中通道,工程总占地约199.07hm2。在现状烧香支河水质较差,不满足输送水的情况下,利用徐圩水厂的取(引)水系统进行取(引)水,经水源地净化后为水厂和工业园区提供应急供水;在烧香支河西侧(水源地位置处)新建取水泵闸,待区域环境治理和烧香支河整治工程实施后,在烧香支河水质满足引水要求的前提下,采用烧香支河引水入应急备用水源地,经水源地净化后为水厂和工业园区提供应急供水。徐圩新区应急备用水源地蓄水规模为450万m3,满足徐圩新区近期(规划水平年2020年)应急情况下10d 的用水量。
1.2 存在问题
(1)徐圩新区送水工程蓄水部分尚未启用,用水保障程度低。徐圩新区送水工程利用已有调引江淮水线路,增作部分调水工程及蓄水工程,解决徐圩新区的近期供水问题;送水线自新沂河南偏泓闸经南偏泓→叮当河→善后河→新开引河(善后河—烧香支河)→烧香支河→徐圩新区,送水河道全长116.3km。目前,该工程送水部分已投入运行,蓄水部分张圩港河、中心河等河道虽已建成,但由于新区内部河道氯离子超标,正在进行淋溶洗盐工作,尚不具备启用条件。
(2)古泊善后河供水水量、水质保障程度较低。受上游沭阳农业灌溉用水等因素影响,每年6—7月间的农业用水高峰期,古泊善后河的水量严重不足,近几年三夏用水高峰期古泊善后河沿线旱情严重,徐圩新区水厂取水口水位数度接近取水极限水位,直接威胁新区饮水安全及重大临港产业的生产和安全。
受沿线工农业及生活污染影响,古泊善后河水质超标事件时有发生。根据古泊善后河板浦断面监测资料,2002—2013年共监测97次,其中32次为Ⅲ类,44次为Ⅳ类,8次为Ⅴ类,13次为劣Ⅴ类;超过III类水质占67.0%,超过Ⅳ类水质占21.6%;主要超标项目为高锰酸盐指数、氨氮,且这两个指标水质有逐年恶化趋势。
古泊善后河水质污染严重影响了徐圩新区居民饮用水安全,氯化物含量频繁超标对石化基地内大型化工企业的正常生产运行也会造成影响。另外,古泊善后河沿线有数条航道和交通要道横跨其中,突发性水污染事件是古泊善后河沿线用水安全的重要隐患。
(3)在建应急备用水源仅满足近期应急供水需求。徐圩新区在建应急备用水源工程计划于2019年底建成运行,该工程为新址征地挖湖模式,受周边用地等限制,新挖的香河湖规模较小,总应急供水量为450万m3,仅满足近期(2020年前)徐圩新区10d的应急供水需求。连云港石化产业基地获批以来徐圩新区企业入驻速度明显加快、用水需求增长迅速,供水压力逐渐加大,迫切需要进一步提升供水安全保障能力。
2 工业应急水源方案
2.1 应急水源建设条件
徐圩新区北侧为烧香河,南界为古泊善后河、埒子河,南北向烧香支河将徐圩新区内部水系分为烧香支河以西片、烧香支河以东片。烧香支河以西片主要为农区,现状较大的河湖等水利工程主要有扁担河、东干河等农田灌排河道及在建徐圩新区应急备用水源地香河湖。烧香支河以东片原为盐田等盐碱地,规划有张圩港河、中心河等河道以及云湖、张圩湖、徐圩湖、陬山湖等湖泊,其中张圩港河、中心河及云湖等水利工程已实施。
目前,徐圩新区烧香支河以西片主要为农区、征地难度较大,且不宜重复征地挖湖建设应急备用水源工程。烧香支河以东片原为盐场,现状河道、湖泊水体氯离子超标严重,需进行较长周期的淋溶洗盐,且存在一定的不确定性,远期随着水质的逐步改善,具备改造为应急水源条件。
烧香河为徐圩新区外围河道,主要功能为排涝、通航及灌溉,本地可利用水资源量有限,且沿线汇入支流较多,水质难以保证,不适宜作为徐圩新区工业应急备用水源。
烧香支河主要位于徐圩新区内部,汇入支流较少,河道规模及两岸滩地相对较大,且河道南段为徐圩新区送水工程组成部分,可直接从古泊善后河引水,具备整治改造为应急水源的条件。
2.2 应急供水规模
根据《连云港市徐圩新区规划水资源论证报告书》,远期设计水平年2030年,徐圩新区规划形成“两大基地、六大园区”发展布局。其中,两大基地为国家级石化产业基地和江苏沿海精品钢产业基地;六大园区为节能环保科技产业园、先进装备制造产业园、板桥综合产业园、现代物流产业园、现代港口物流园、产业配套服务区。采用园区分类计算法预测徐圩新区用水量,至规划期末2030年,徐圩新区需水量为114.8万m3/d,即3.79亿m3/a。按水源配置方案,再生水供水量为29.1万m3/d,淡化海水供水量为3.0万m3/d,剩余部分82.7万m3/d通过调引江淮水供给。徐圩新区供水工程近期向徐圩新区送水规模为10m3/s,远期水平年向圩新区供水规模为15m3/s。外调水工程可供水量一般情况下可以满足徐圩新区用水要求,在古泊善后河水量不足或发生突发性水污染事件时由备用水源解决。
根据上述分析,远期应急供水量为82.7万m3/d。其中,供给工业原水76.0万m3/d,自来水6.7万m3/d。在建徐圩新区应急备用水源工程应急日供原水45万m3/d,其中生活用水9.0万m3/d(自来水),工业用水36.0万m3/d。可知,在建徐圩新区应急备用水源工程生活用水应急供水能力已满足远期规划需求,工业用水应急供水能力尚有40.0万m3/d的缺口。
考虑徐圩水厂供水管道、应急水源蒸发和渗漏等水量损失,远期徐圩新区工业应急供水规模宜适当留有余地,本文将其增加至45万m3/d,应急供水天数按10d考虑,则应急供水量需增加约450万m3。
2.3 应急水源方案比选
考虑工程实施难易程度、工程投资等方面因素,徐圩新区工业应急水源工程应尽量利用既有河湖等水利工程,通过增做相关河湖连通和节制工程实现。本文对以下3个可能的方案进行比选确定徐圩新区工业应急供水水源方案。
(1)方案一:拓挖烧香支河全段。以烧香支河作为应急水源,按450万m3有效蓄水量拓浚烧香支河全段,利用徐圩新区送水工程引古泊善后河水;通过新建节制闸、泵站等工程措施,使烧香支河全段形成封闭的蓄水区域;以张圩港河等烧香支河以东片河道为退水通道,结合退水进行徐圩新区内部河网淋溶洗盐,通过张圩港泵闸等直排入海,形成引、蓄、洗、排体系。
考虑东干河为烧香支河以西片主要排水河道之一,为了满足其日常排水,拟在东干河入烧香支河口以南约0.5km处的烧香支河上新建节制闸。扩浚新建节制闸—烧香河闸段烧香支河,长20.85km;在烧香支河两岸沿线支流入汇处设支流节制闸,使烧香支河形成封闭蓄水区域。根据古泊善后河现状情况,初拟烧香支河河道正常蓄水位1.80m,死水位为0.00m,烧香支河河口宽120~150m。经估算,烧香支河拓浚后,增加有效库容约450万m3,满足徐圩新区远期应急供水要求。工程投资为2亿元。
(2)方案二:拓挖烧香支河徐圩段,远期纳入张圩港河。从节约投资、减少占地等方面出发,并考虑烧香支河所处行政区划因素,将本次工业应急水源工程分2期实施。
结合即将实施的烧香支河南段综合治理工程,将烧香支河徐新路-烧香河闸段作为工业应急水源,拓浚该段烧香支河13km,河道正常蓄水位1.80m,死水位0.00m,河口宽100m,工程实施后的该段烧香支河有效蓄水量约280万m3。
远期考虑到徐圩新区烧香支河以东片淋溶洗盐的逐步开展,从工程易实施、节约投资、减少工程占地、蓄水区退水通畅等方面综合考虑,选取烧香支河以东片的张圩港河作为远期应急水源。张圩港河水面面积为1.17km2,河底高程为-0.5~-1.0m,以有效蓄水深度1.8m计,可增加有效库容共计约211万m3。烧香支河徐圩段和张圩港河合计有效蓄水量约491万m3,满足徐圩新区远期规划应急供水要求。本方案以张圩港河为退水通道,结合退水进行徐圩新区内部河网淋溶洗盐,通过张圩港泵闸直排入海,形成引、蓄、洗、排体系。工程投资为1.7亿元。
(3)方案三:拓挖烧香支河徐圩段,远期纳入陬山湖方案。拓浚烧香支河徐圩段工程措施同“方案二”。远期结合陬山湖、徐圩新区第二水厂建设,以陬山湖(在建)为远期工业应急水源,于烧香河闸北侧约0.5km处新建引水泵站一处,结合徐圩新区XW13~15单元给水管网规划布置方案,布设引水管道引水入陬山湖,可新增有效蓄水量约414万m3。烧香支河徐圩段、陬山湖合计有效蓄水量约694万m3,满足工业应急水源蓄水要求。本方案周边河道及规划闸泵工程较多,可通过烧香河及石化基地内部河网实现退水。工程投资为1.8亿元。
(4)方案比选。方案一烧香支河西岸排水口门较多,需进行封闭,对烧香河以西片区日常排水和汛期排涝影响较大,工程运行调度有难度,且工程投资较高。方案二、方案三远期供水具有一定不确定性,但可与即将实施的烧香支河南段综合治理工程、石化产业基地应急截污工程等相结合,不重复增加工程投资,有助于充分发挥拟建工程的综合效益,且不需要跨行政区,建成后工程运行管理相对较容易。方案二与张圩港河平交的河道较多,且岸线较长,水质难以保证。方案三陬山湖紧邻规划的徐圩第二水厂,利于水厂取水,且湖区封闭,易于保障水质及调度管理。通过以上分析,推荐采用方案三作为徐圩新区工业应急供水水源的方案,即拓挖烧香支河徐圩段,远期纳入水质达标后的陬山湖。
3 结语
随着徐圩新区开发建设步伐的加快,入驻企业的增加,区域需水量增长迅速,供水安全作为区域经济社会发展的重要保障,正面临严峻的挑战。通过拓浚徐圩新区送水河道烧香支河徐圩段,增加河道调蓄水量,并将烧香支河与徐圩新区内部陬山湖连通,利用烧香支河退水加速陬山湖脱盐,打造引、蓄、排结合的水体流动脉络,促进河湖水质改善,远期纳入水质达标后陬山湖,共同作为徐圩新区工业应急供水水源,可满足徐圩新区中远期应急供水需求,保障区域供水安全,促进区域经济社会发展。