南方某市城乡供水一体化规划方案研究

童承乾 胡鑫 宁克明

中国市政工程西北设计研究院有限公司深圳分公司 广东 深圳 518000

引言

城乡供水一体化是指构建城镇与乡村的供水一体化网络格局，共享水资源的同时提高其利用率，实现乡镇居民同步普及优质饮用水的目的，为乡村振兴做好铺垫[1]。近十年来，城市供水普及率持续增长，2021年已达99%；然而，农村自来水普及率同期仅为84%。2021年中央一号文件提出“实施农村供水保障工程，有条件的地区推进城乡供水一体化，到2025年农村自来水普及率达到88%”[2]。在上述背景下，各地都在全力推动城乡供水一体化进程，或启动改造，或开展研究提前谋划。本文是在南方某市城乡供水一体化实施前开展总体布局规划研究，用于指导后续工程实施，同时供类似工程提供规划思路。

1 区域现状分析

1.1 区域概况

某市位于广东西南部，下辖23个镇、5个街道办和46个居委会，总面积3277km2。2018年末，户籍人口约183万，常住人口141.41万。该市地形相对复杂，总体呈东北高，西南低的特点。东北部棉被顶最高海拔达1627.3m，西南部祥山鉴江河为最低点，海拔仅11.5m，高差相差1615.8m[3]。

1.2 供水概况

1.2.1 水资源现状。该市位于鉴江流域中上游，全市可采用水资源总量为40.74km3，其中地表水占比约81%，地下水占比约19%。地质上以不透水的花岗岩以及变质岩为主，地下水位较高，水源相对充足。产水来源主要是依靠降雨，10月到次年3月为枯水期，其余月份为丰水期，降雨与产水的时空分布相似，从西南到东北方向，产水量呈递增趋势。区域河流有汛期短、终年不冻，含沙量少和水力资源丰富等特点[4]。

1.2.2 供水情况现状。受地方经济实力制约，农村分散供水人口仍占相当比例，主要为分布在山区、高丘区居民，同时现有集中式供水工程难以保证长久、良性、安全运行。中心片区由第二自来水厂和金山自来水厂供水，沙田片区主要由金银河水厂供水。另外还有20家镇级水厂，但大部分存在设备残旧、制水工艺落后的特点[5]。供水主要问题体现在工程建设标注低、水处理工艺简单和管理不规范导致供水保障程度低。

1.2.3 运营管理现状。该市3座规模相对较大的水厂分属两个自来水公司管理。20家镇级水厂中，1家为水库所有并外包经营，剩下19家为镇政府所有，其中7家为自营，12家对外承包经营。供水管理体制各不相同，无统一管理和调度平台，管理方式落后、运营水平低、成本高，另外设备、管网检修及维护困难。

2 规划布局与规划方案的确定

2.1 规划研究思路

高州水库水资源充足，水质优良，规划提倡优水优用，减少水质污染风险，考虑以高州水库为主要水源向城乡居民供水；全市地形复杂，规划需合理布局，节省运行能耗，提倡大水源、大水厂、大管网[6]，以重力供水为主；尊重现状，保留大的布局分区，整合优化不合理分区，形成主力水厂集中供水，偏远、地势较高等地区采用分散独立供水；主要的水厂之间形成互联互通格局，提高安全供水保证率。

2.2 总体布局分析

全市除东北部山区地理标高为103～315m之间外，其他位置高程范围为33～72m。高州水库位于东北侧，分为良德、石骨两个库区，地势相对较高，两库联通后正常水位为90.0m。近库区建设水厂，原水管短，保证率高，原水提升处理后基本可以实现对西南大部分地区的重力供水。另外，因东北部山区地势过高，若依靠新建水厂加压供水，建设成本高且后期运行费用不经济，因此可考虑布局分散供水设施，西部片区靠近龙湾水库，且水质水量均有保障，可考虑将现状水厂进行扩建后保障饮用水水源。总体的供水布局统筹考虑水源的远近及地理相对标高等情况后进行合理分区，试图最大限度节省水厂运行能耗。

2.3 用水量预测

2.3.1 用水指标。根据《室外给水设计标准》、《村镇供水工程技术规范》和实地调研，结合居民的生活水平和用水量情况选取用水指标。城镇居民生活用水定额取210L/（人·d），因该市城镇工业用水量占比极少，未来工业发展用水计入未预计用水量，未预计用水与漏损水量取居民生活用水量的20%；乡镇居民生活用水定额取100L/（人·d）；公共建筑的总体用水量取居民生活用水总量的10%。

2.3.2 人口及水量预测。该市户籍人口与常住人口差异不大，选用户籍人口为计算基数。人口自然增长率因镇而异，范围为0.3%～1.2%。再结合总规及近几年人口增长率来预测各供水片区2025年和2035年供水人口数据。计算得到人口数据后，将居民用水、公建和企业用水、漏损和未预见用水累加后预测规划用水量。综合预测，本市2025年预测人口190.7万人，用水量为317400m3/d，2035年预测人口206.3万人，用水量为336300m3/d。

2.3.3 供需平衡分析。水源需水量为水厂规模与水厂自用水及输水漏损之和，其中水厂自用按5%、原水管漏损率按10%考虑[7]。中心片区、高州水库南片区和北片区原水取自高州水库，沙田河片区原水取自龙湾水库。云潭镇水源为云潭水库。高州水库上游片区水源为地下水及河流水，水源相对充沛。水量供需平衡分析如表1所示。

表1 水量供需平衡分析

2.4 规划方案的确定

2.4.1 水厂规划建设分析。良德与石骨库区范围内均有合适场平条件，场地标高均在100m以上，有条件建设大水厂。综合总体布局思路，统筹现状水厂、人口发展和水量供需平衡分析如下。

（1）中心片区远期设计用水量为150000m³/d，现状水厂规模无法满足规划需求，市第二水厂有预留扩建用地，为强化城乡供水一体化，规划扩建市第二水厂，关停金山自来水厂。水源由高州水库保障，满足水量要求。

（2）高州水库北片区远期设计用水量54700m³/d，整合后新建东岸水厂（60000m3/d）；高州水库南片区远期设计用水量74200m³/d，整合后新建长坡水厂（80000m3/d）。水源取自高州水库，满足水量要求。

（3）沙田河片区远期设计用水量20000m³/d，扩建后规模取20000m3/d，水源取自龙湾水库，满足水量要求。

（4）云潭镇片区远期设计用水量7700m³/d，扩建后水厂规模取8000m3/d，供水水源来自云潭水库，满足水量要求。

（5）高州水库上游片区远期设计用水量23000m³/d，可扩建各镇级水厂，整合后总规模为23000m3/d，水源多来自地下水及河流，上游为河流发源地，水源充沛。

全市整合后主要规划10座自来水厂，总设计规模341000m3/d，其余16座镇级水厂逐步关停或保留作为备用水源，扩建和保留的水厂同步进行工艺改造或提升。此外，东北部部分偏远农村因地势高差大，集中供水难度大，规划拟新建307套分散供水设备，同步完善村级供水管网，保障区域供水。规划情况如表2示。

表2 某市水厂规划一览表

2.4.2 管网规划建设分析。管网规划方案的确定与城乡供水一体化总体布局紧密联系。根据供水布局，配水干管主要沿交通干线辐射，升级改造老旧管网。经管网水力平差计算合理规划清水池、泵站和补氯点，为实现供水管网“互联互通”和“增扩”奠定基础。

（1）主力供水管网规划。中心片区供水由市第二水厂处理后加压供水。市第二水厂现有原水管道为DN1200钢管，水源地与水厂进水口位置有35m左右高差，自流方式仅满足近期用水需求。此外，该原水管道为单管，一旦损坏影响原水输送，为提高供水保障率，规划增设一根DN1200原水管，满足远期供水需求。

在良德库区范围和石骨库区范围分别选址新建东岸水厂和长坡水厂后，原水就近提升至两水厂，经一净水工艺处理后通过主干供水管网输送至各镇区。两新建水厂之间建设联通管，形成互联互通格局，提高供水保证率。另外，考虑到沙田河片区的水源水质、水量变化波动大，将高州水库北片区主干供水管网延伸至沙田河片区，进一步提升该镇的用水保障度。

（2）各镇、街管网扩网规划。规模相对较大的村镇，管网布置形式以环状或环、树状结合为主，而规模较小的村镇，可采用树枝状。铺设水厂至镇区、镇区至村配水管网；配套村内及入户配水管网，安装远传水表。

3 规划方案研究总结

城乡供水一体化区域统筹十分重要，应在规划阶段把控全局，合理布局，实现水资源共享。规划阶段需要研究的重点有大水厂近水源与近供水对象的建设选择、原水重力供水与加压供水的选择、原水管与清水管的建设选择以及规划与现状管网的衔接等。结合本应用实例分析，可总结得出如下结论及城乡供水一体化一般技术路线（图1）：

图1 城乡供水一体化规划研究技术路线图

城乡供水一体化研究前应对取水与用水的时空分布、现状地形分布、现状管网布局、现状片区用水量情况、水厂运行情况等做重点分析，以便于提出规划方案；

城乡供水一体化并非盲目将所有城镇、农村的管网联网成片，因充分尊重现状水厂、现状管网的情况下因地制宜，能集中解决供水问题的可实现一体化供水，但一体化供水不经济、实施难度大的区域宜保留其现状供水格局，即采用集中与分散相结合的供水模式；

供水对象非常分散，且乡镇供水覆管网盖率低的情况下，应优先选择近水源建设大水厂，管网扩网以建设清水管为主，一方面可满足就近取原水的需要，另外新建供水管可沿途分散至各个集中供水点，节省建设投资；

规划前应详细分析各区域现状供水主干管，建设后的大水厂配水管应以联通各片区主干管网为主，通过主干管网的接入激活现状成片的配水支管。

4 结束语

总体而言，在国家乡村振兴发展战略的大背景下，城乡供水一体化在保障农村饮用水安全、优化农村供水格局、早日实现城乡融合发展和区域协调发展上意义重大。而开展前期供水一体化规划研究能加快城乡供水一体化的实施进程，进而可实现供水模式从分散独立、简陋、自建自管向集约、科学、智慧化转变，是对水资源的高效配置，能够为水源稳定、水质安全和工程运行提供保障，但也应注意因地制宜地开展城乡供水一体化建设，避免一刀切的集中供水模式。