汕尾市区应急备用水源工程规模分析研究

2021-06-29孙晓敏陈可飞

广东水利水电 2021年6期

孙晓敏，陈可飞

(1.广东水科院勘测设计院，广东广州 510635；2.珠江水利委员会珠江水利科学研究院，广东广州 510611)

1 概述

汕尾市区地处滨海平原区，区域内没有大型水库或河流，淡水资源匮乏，市区主要水源为海丰县公平水库与赤沙水库(取水点均位于赤沙水库)，供水水源单一，难以有效应对特大干旱、突发水安全事件等状况[1]。新建以青年水库为水源的供水工程，可满足汕尾市区应急备用水源需求，大幅提高汕尾市区供水保障能力。综上，汕尾市区应急备用水源工程建设是十分迫切且必要的。

2 汕尾市区供水现状

1) 供水水源现状

从河湖范围来说，城区供水大部分来自黄江流域的公平水库及赤沙水库，小部分由城区范围内的品清湖流域、红草河等本地水源供给，因此，黄江和品清湖流域是当前汕尾市区的主要水源[2]。

汕尾市城区供水水源主要以赤沙水库为主，总库容为1 905万m3，现状赤沙水库向市区新地水厂每天实际供水为12万m3，赤沙水库向城区1 a供水量接近5 000万m3。公平水库放水到赤沙水库是间歇性的，一般20 d为1个周期，连续放5 d，由于两个水库高差太小，赤沙水库死库容为100万m3，水位降到7.6 m(相应库容为130万m3)时形成自流引水落差，公平水库就开始放水，1次最多引水300万m3，1 a放水约10次，累计约3 000万m3。

2) 供水水量现状

据统计，汕尾市2014年供水量为4 846.54万m3(日平均为13.28万m3/d)，2015年供水量为5 228.19万m3(日平均为14.32万m3/d)，2016年供水量为5 630.51万m3(日平均为15.65万m3/d)，2017年供水量为5 629.39万m3(日平均为15.42万m3/d)，2018年供水量为5 428.08万m3(日平均为14.87万m3/d)(见图1～2)。

图1 2014—2018年供水量

图2 2014—2018年日均供水量

2014年1月至2018年12月最高日供水量为18.94万m3/d，日平均供水量为14.71万m3/d，汕尾市日供水量变化系数为：最高日供水量/日平均供水量，经测算，汕尾市日供水量变化系数为1.3。

3) 供水水厂现状

汕尾市供水总公司现有3座水厂，分别为新地水厂、赤岭水厂、琉璃径水厂，赤沙水厂(在建)。市区供水主要为新地水厂，设计供水规模为13.0万m3/d，主水源为赤沙水库(补水水源为海丰县公平水库)；赤岭水厂设计供水规模为2万m3/d，现状供水规模为1.0万m3/d，水源为赤岭水库；琉璃径水厂设计规模为0.5万m3/d；此外在建的赤沙水厂设计供水规模为20万m3/d，1期为10万m3/d，取水水源为赤沙水库(补水水源为海丰县公平水库)。其余水厂规模均为1万m3/d以下，共5宗，其中马宫街道为新地水厂扩网供水；新港街道新港芳荣片由大华水厂供水，水源为大华水库；红草镇主要水源为黄江支流，水源为红草尖山水库；东涌镇东部由沿海小河流油田水库供水，西部由市区扩网供水；捷胜镇主要水源为沿海小河流的前进水库。

水厂供水现状见表1，供水现状情况示意见图3。

表1 汕尾市城区水厂现状

图3 汕尾市区供水现状情况示意

3 工程概述

3.1 工程主要建设内容

汕尾市区应急备用水源工程的供水对象为汕尾市城区，工程以青年水库作为汕尾市区的主要应急备用水源，与已建的赤岭水厂、琉璃径水厂向汕尾市区应急供水。汕尾市区应急备用水源工程以青年水库发电站的尾水渠为起点，新地水厂为终点，输水管线由公路埋管、小液河(大液河)迎水坡堤脚埋管、东关联安围背水坡埋管、跨河管桥、跨河沉管、顶管组成。输水管线总长约为26.767 km，其中现有、在建管线长约为14.468 km，新建管线为12.299 km(其中新建青年泵站—西闸管路约为10.382 km，新建成业路口至新地水厂原水池输水管线长约为1.917 km)[2]。

3.2 设计水平年及设计保证率

工程设计的现状基准年为2018年，近期水平年为2025年，远期水平年为2035年。设计水平年为2035年[2]。

根据《城市给水工程规划规范》(GB 50282—2016)，结合城市性质和规模以及水源条件，确定本工程供水保证率：生活供水保证率为97%，工业供水保证率为97%。

4 应急备用供水指标及供水时间确定

4.1 应急备用供水指标

应急供水时，不能按照原有供水指标进行供水，依据国际惯例，遵循“先生活、后生产，先节水、后调水，先地表、后地下水”的原则[3]，对居民生活用水、其他非生产用水降低标准供应；适当压缩工业用水，同时限制或暂停用水大户及高耗水行业的用水；适当压缩城市公共用水，在保证重要生命线工程(如医院)用水及党政机关、学校、宾馆酒店、商贸金融等用水的同时，最大限度压缩体育娱乐场所、其他公共设施等用水指标[4]。

在应急供水情况下，依据《城市供水应急和备用水源工程技术标准》，结合汕尾市实际供水情况，城市居民生活用水量按照节约型30%进行压缩[5]，节约型取值为日常均值的70%[6]；工业用水按70%进行压缩[5]，为正常情况的30%；公共用水量按照拘谨型40%进行压缩[5]，为正常情况的60%。

4.2 应急备用供水时间

确定应急备用供水时间，应先进行供水应急事件识别，分析不同应急供水事件的历时是确定应急备用供水规模的前提条件[7]。

1) 应急备用供水事件识别

汕尾市位于粤东沿海，市区主要供水水源为公平水库—赤沙水库，赤沙水库位于黄江流域下游的龙船溪支流上，距汕尾市城区约15 km。故应急备用供水事件类型着重考虑水源突发性水污染应急事件、特殊枯水年与连续干旱年两种类型[8]。

2) 应急备用供水历时分析

水源突发性水污染应急事件指突发事故造成污染物进入水源，导致水源水质污染。主要存在油类污染、有机有毒污染、无机有毒污染等3类[9]，这类事件对城市供水的影响一般为5～10 d[2]；汕尾市位于南方降水量丰沛地区，近年来未发生过因连续干旱或特枯水年造成水厂取水量骤减而大面积停水的事件，为应对极端干旱气候造成供水水源流域内出现用水告急情况，且考虑其对供水通常具有影响范围广、持续时间长的特点，此类事件对城市供水的影响一般为15～30 d。

汕尾市的应急备用水源建设主要针对特殊干旱年或连续干旱年以及突发污染事故，应急备用天数确定为20 d[10]。

5 应急备用需水量分析计算

应急备用水源的供水量主要依据突发污染事故、干旱年时间长短和影响供水人口确定，应急供水期间只考虑生活、工业及城市公共用水[11]。以《广东省统计年鉴(2018)》《汕尾市统计年鉴(2018)》和《汕尾市水资源公报(2017年)》为基础，进行人口预测、国民经济发展预测，结合用水定额标准[12]，再以基准年的生活、工业及城镇公共用水量为参考，进行统计分析，计算出汕尾市区生活、工业及公共需水量。预测成果见表2～4[2]。

表2 汕尾市区生活需水量预测成果万m3

表3 汕尾市区工业需水量预测成果万m3

表4 汕尾市区城镇公共需水量预测成果万m3

汕尾市区在发生特殊干旱年或连续干旱年以及发生突发水污染事故情况下，应急供水保证生活用水为日常均值的70%，工业需水为正常情况的30%，城镇公共需水为正常情况的60%。由此计算汕尾市区应急需水量见表5。

表5 汕尾市区应急需水量预测成果

6 供水平衡分析

6.1 工程供水水源

赤岭水库和琉璃径水库也是汕尾市区的应急备用水源，目前已分别建成以赤岭水库、琉璃径水库为水源的水厂，即赤岭水厂、琉璃径水厂，应急情况下可以直接通过2座水厂供水，相应的供水管网已经建成。赤岭水厂、琉璃径水厂的现状供水规模分别为1.0万m3/d、0.5万m3/d[2]。新建以青年水库为水源的供水工程与现有的赤岭水厂、琉璃径水厂的供水管网共同构建“互联、互供、互备”的供水格局[13]，体现了多水源互济互为备用。