焦作市苏蔺水厂供水规模分析研究

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　　摘 要：焦作市城市供水主要由太行水厂、峰林水厂、中马水厂、中站水厂和新城水厂5座地下水厂供水。随着焦作市新城区的迅速发展，城区用水量大增，现状最高日供水量已达基本到设计规模，预计未来几年内供水量还将进一步增大，现有供水设施已不能保证供水的安全可靠性。可见，焦作市城市供水存在较多问题。由此，本文结合南水北调中线工程28号分水口门建设，规划新建苏蔺水厂以南水北调中线工程水源，通过需水量预测分析，确定一期供水规模18万m3/d。
　　关键词：城市供水;地下水厂;南水北调
　　Abstract： Jiaozuo City's urban water supply is mainly supplied by five groundwater plants： Taihang Water Plant， Fenglin Water Plant， Zhongma Water Plant， Zhongzhan Water Plant and Xincheng Water Plant. With the rapid development of Jiaozuo New City， the water consumption in the urban area has increased greatly， and the maximum daily water supply has basically reached the design scale. It is expected that the water supply will increase further in the next few years， and the existing water supply facilities can not be guaranteed. Safety and reliability of water supply. It can be seen that there are many problems in urban water supply in Jiaozuo City. Therefore， combined with the construction of No. 28 diversion gate of the middle route of South-to-North Water Transfer Project， this paper planned the water source of the middle route of South-to-North Water Transfer Project of the newly-built Sulin Water Plant， and determined the first stage water supply scale of 180 000m3/d through water demand forecasting and analysis.
　　Keywords： urban water supply;groundwater plant;South-to-North Water Transfer Project
　　1 城市供水現状
　　城市供水是城市建设和社会经济发展的重要基础设施之一。焦作市城市供水主要由太行水厂、峰林水厂、中马水厂、中站水厂和新城水厂5座地下水厂供水。这5座水厂均由焦作市水务有限责任公司负责运行管理，设计水厂总规模22.5万m3/d，目前最高日供水量17.7万m3/d。除上述地下水厂供水外，自备水源供给约13.0万m3/d。近年来，随着焦作新城区的迅速发展，城区用水量大增，现最高日供水量已基本达到设计规模，预计未来几年内供水量还将进一步增大，现有供水设施已不能保证供水的安全可靠性。同时，参照国家《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）可知，新城水厂、太行水厂存在硬度时有超标的问题，供水水质亟待提高。通过分析，水厂存在的主要问题如下。
　　1.1 水源水质面临的问题日益突出
　　焦作市浅层水已经失去集中供水的功能，正在逐步威胁中深层孔隙水。同时，岩溶地下水已经被局部污染。另外，部分水厂由于源水水质受到各种因素的影响，供水安全性大大降低。例如，中马水厂原水水质良好，但受人为因素干扰较大，尤其是每年进行的矿井井底清淤，造成源水浊度增高，导致供水水质不达标，给水厂运行处理带来较大难度。新城水厂原水水质良好，但原水硬度过高，近三年的原水硬度基本在450mg/L左右[1]。
　　1.2 城区内自备井大量使用，不利于城市的可持续发展
　　目前，城区内工矿企业大量使用自备井，不利于水资源的合理开发利用，也对供水企业造成负面影响，致使供水企业供水量下降，不利于城市的可持续发展，而且难以管理。此外，零星、分散的自备井可能扩大地下水污染的范围。用深层地下水作为水源，由于长期大量开采地下水，导致市区降水漏斗逐年加大，不但使运行费用增加，而且由于污染的浅层地下水的渗透，造成深层地下水出现难以逆转的污染，对城区生态环境造成巨大损失。
　　1.3 水厂设施老化、设备陈旧，运行能耗较大
　　各水厂的水泵机组基本上分为单级双吸离心泵和潜水泵两大类，其中以潜水泵居多。目前正在运行的57台潜水泵中，除去新安装的部分为格兰富潜水泵外，其余潜水泵效率不高，维修期短。此外，各水厂加氯系统仅设置了加氯机、氯瓶和加氯管路，没有设置监测仪器和自动控制装置，且管理方法落后，余氯检测依靠工作人员目视比色，加氯控制靠人工手动调节。在水量、氯压变化的情况下，加氯量超标时难以及时发现。加氯量波动性较大，不利于降低药耗。
　　1.4 供水管网老化，漏损严重
　　焦作市老城区部分管道是20世纪五六十年代敷设的石棉水泥管，主要分布在太行路、工字路、解放路、焦东璐、民主路，对水质、水压和水量都会产生不良影响。中站区和马村区管径在DN50以下的管道数量较大，管材为钢管且老化严重，导致管网的漏损较高，供需矛盾较为突出。 　　因此，依据《焦作市城市给水专项规划（2016—2030）》，通过新建苏蔺地表水水厂置换出地下水水厂，可有效缓解焦作市城区东部供水矛盾。
　　2 供水水源选择
　　苏蔺水厂可供选择的水源有地表水、尾矿排水、地下水以及南水北调中线工程。
　　2.1 地表水水源
　　由于焦作市的地表水水质受到污染，且距焦作市中心城区距离较远，已不再适合作为饮用水水源
　　2.2 矿井排水
　　对于矿坑排水，由于矿物资源属于不可再生资源，随着煤矿开采的结束，矿坑便无水可排，因此作为城市供水水源可靠性较差，不能满足要求。
　　2.3 地下水水源
　　焦作市虽然地下水资源丰富，但长期过度开采地下水，面临着地面沉降、岩溶塌陷、水质污染等问题。因此，从长远角度来看，焦作市的地下水已经不再适合作为城市供水水源。
　　2.4 南山北调中线工程水源
　　南水北调中线工程在焦作市境内共设置4座分水口门，向5个供水目标供水，分别为25号分水口门向温县供水，26号分水口门向武涉县供水，27号分水口门向焦作市府城规划水厂供水，28号分水口门向焦作市苏蔺规划水厂、修武县水厂供水。其中，28号分水口设计流量5.0m3/s，口门处总干渠桩号Ⅳ43+222.5，渠底高程97.636m，设计水位104.636m，加大水位105.271m，最低控制水位为103.449m，闸门底板高程97.582m。目前各分水口门已建成。
　　南水北调作为缓解中国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程，其在水量上能够满足焦作市苏蔺水厂和府城水厂近期和远期的供水要求。同时，原水水质能够达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中地表水二类水体，适合作为城市供水水源。因此，苏蔺水厂水源采用南水北调中线工程水源。
　　3 项目建设的必要性
　　3.1 是保证城市供水安全，全面提高供水水质的需要
　　目前，焦作市供水水厂均为地下水厂，局部地区已经出现地下水被污染的问题，如市区北部地下水受到氯化物的污染。同时，太行水厂、新城水厂还存在出厂水硬度超标的问题，出厂水水质保证率较低。为提高焦作市整体供水水质，由地表水替代地下水作为集中供水水源，逐步关停地下水厂，新建地表水厂是十分必要的。
　　3.2 是提高焦作市供水能力，保障城市供水的可持續发展的需要
　　城市供水作为重要的基础设施，是城市生产和人民生活不可缺少的基本物质条件，是城市经济发展的重要保障，通常被人们称为“城市生命线工程”。随着社会经济的进一步发展，焦作市未来几年内的供水量将进一步增大，但焦作现有水厂却面临着地下水水源进一步污染、市区降水漏斗逐年加大的问题，造成供水水质安全保证率下降及供水成本逐年提升。另外，供配水设施陈旧老化等问题也无法满足焦作市快速发展的社会经济的需要。因此，为满足焦作市日益增长的供水需求，保障城市供水的持续发展，新建苏蔺水厂是十分必要的。同时，随着南水北调中线工程的竣工，作为受水地区的焦作市，城市供水格局将发生巨大变化，每年将为焦作市输送约2.248亿m3的原水，这为新建苏蔺水厂提供了充实的基础。
　　3.3 本工程建设供水区域为中心城区，可最大限度的发挥水厂的产能
　　新建苏蔺水厂供水服务范围为山阳区和解放区，根据城市总规划，该片区主要为焦化商住区和焦南行政区，居民较多，用水较稳定。目前，焦作市供水有一定的缺口，但主要通过新建地表水水厂置换出地下水水厂。因此，新建苏蔺水厂，可最大程度上发挥地表水水厂的制水能力，从而惠及更多的用户。
　　4 需水量预测与供水规模
　　4.1 需水量预测
　　用水量预测通常采用指标预测法和数理统计法。指标预测法参照片区居民生活水平、工业组成及发达程度，参照同类、同规模地区用水量情况确定出用水量指标，有较大的可信度，宏观上能控制用水量的需求。数理统计法是根据多年供水量的统计资料，采用数理统计方法预测用水量。本项目采用指标预测法预测用水量。
　　4.1.1 分类用地性质法水量预测
　　参考文献：
　　[1]焦作市水务有限责任公司，深圳市利源水务设计咨询有限公司焦作市苏蔺水厂工程可行性研究报告[R].2016.
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