南水北調河南受水區城市供水配套工程實施方案探討

郭東良，劉劍，楊保亞，尹衛紅

(河南省城鄉規劃設計研究總院有限公司，河南鄭州450000)

南水北調河南受水區城市供水配套工程包括鄭州、南陽、平頂山、漯河、周口、許昌、焦作、新鄉、鶴壁、濮陽、安陽11個省轄市市區及32個縣（縣級市）和南陽市龍升工業園區、鄧州市移民安置區、禹州市神垕鎮、鄭州新鄭國際機場、鄭州市上街區，共48個供水目標的83座水廠以及相應的管網設施，工程全年計劃接納水量為29.94億噸，直接受益人口2 000多萬人。

1 河南受水城市概況

1.1 供水設施現狀

到2012年底，受水區范圍內共建有各類集中供水廠96座，涵蓋了省轄市、縣級市和縣城。2012年統計資料顯示，43座受水城市全社會供水（包括公共供水和自建設施供水）能力總和為771.9萬噸/天，年供水總量為151 958.83萬噸，供水管道長度為13 830.84 km。其中,公共供水總量為101 202.67萬噸，占年供水總量的67.76%；自建設施供水總量為50 756.16萬噸，占年供水總量的32.24%。污水處理能力為386.5萬噸/天，年處理量為106 258萬噸，約為年供水總量的70%。

受水城市供水設施現狀見表1。

表1 2012年受水城市供水設施現狀

1.2 社會經濟情況

南水北調中線工程河南受水區是河南省中部的經濟發達地區，受水城市國土面積為8.81萬km²，占全省總面積的52.92%，城區面積為3 455.12 km²，其中建成區面積為1 804.88 km²，綠地面積為224.87 km²；受水城市人口達到1 791.14萬人，用水人口為1 598.25萬人。受水城市社會經濟情況見表2。

表2 2012年受水城市社會經濟情況

1.3 供水配套設施建設現狀

至2014年2月，河南受水區范圍內83座南水北調配套水廠，已建成的水廠有18座，其中省轄市10座，縣（市）及其他區域8座；在建的水廠有17座，其中省轄市7座，縣（市）及其他區域10座；正在做前期工作的水廠有40座，其中省轄市11座，縣（市）及其他區域29座；未開展工作的水廠有8座，其中省轄市6座，縣（市）及其他區域2座。

2 配套工程建設存在的主要問題

2.1 分配水量為遠期規模，近期消納能力有限

南水北調中線工程向河南受水區年分配水量為29.94億噸，據供水設施現狀數據統計，2012年河南省受水城市公共及自建設施供水總量為15.20億噸，現有供水設施除鄭州市、平頂山市等個別地表水廠切換水源后可以利用之外，其余均需新建供水配套設施。到南水北調通水后的2015年，通過對各城市的需水量預測，預計需水總量為21.56億噸，遠期2020年為27.70億噸。南水北調中線工程分配水量與遠期受水城市需水總量基本匹配，因此為保障南水北調配套工程高效運行，部分新建水廠根據用水需求分期建設，對南水北調水近期消納能力有限。

2.2 自備水源比重較大，難以統一管理

各受水城市自備供水設施大量存在，大部分自備水源供水對象為工業企業，使公共供水能力的效力不能充分發揮，部分省轄市和縣（市）的自備水源供水量已經超過公共供水量，例如漯河市2012年自備水源供水量為5 818萬噸，公共供水供水量為4 054萬噸；輝縣2012年自備水源供水量為1 620萬噸，公共供水供水量為594萬噸。根據近十年來受水城市供水設施供水量數據統計，自備水源占據的比重大約為總供水量的30%。

南水北調通水后，為保障城市供水配套工程運行規模，同時作為重要的備用水源，自備水源要納入城市水源統一管理，而部分受水區受到財政、管理以及其他因素的影響，對自備水源的調查、管理、保護困難較大。

2.3 調蓄、應急設施不足，難以保證用水安全

通過對南水北調中線工程1956年—1997年42年來河南省分配水量系列進行統計，年際調水量不均，年內分配不均，南水北調水過程與城市均衡需水過程不完全匹配。

根據總干渠沿線可利用的調蓄水庫情況，除南陽市、平頂山市、鄭州市、新鄭市等市縣能夠利用水庫調蓄供水，濮陽市、安陽市、長葛市和上街區擬新建蓄水池外，其余受水城市均無調蓄工程；另外部分受水城市從口門至配套水廠輸水管線較長，且為單管，運行風險較大。在南水北調水停供或輸水線路出現故障，受水城市需臨時啟動當地或其他備用水源時，供水系統內沒有調蓄設施，應急水源的選取、保護及利用方案缺失，無法保證城市供水安全。

3 配套工程實施方案主要任務

3.1 需水量預測和配套工程實施規模確定

受水城市需水預測采用“多種方法、綜合分析、合理確定”的原則。在城市總體規劃的指導下，根據城市人口、用地發展規模、用地性質、用水量標準，預測城市用水需求量，以分項預測為基本方法，對于綜合生活用水量預測，采用結構分析法和人均綜合用水定額法進行預測，工業用水量采用與生活用水量比例法和用地指標法進行預測，不同方法預測出的結果相互驗證，最終確定城市需水量。

根據以上預測方法，對受水各城市進行了需水量預測，到2015年需水量為767.9萬噸/天，2020年需水量為948.5萬噸/天，日變化系數2015年取1.3、2020年取1.25，則2015年需水量為21.56億噸，2020年需水量為27.70億噸。

南水北調中線工程向河南受水區年分配水量為29.94億噸，為保證通水后受水區能夠有效利用來水，對受水區45個受水城市的83座水廠進行改擴建或新建。到2014年5月建成一期設計規模的水廠有34座，建成總設計規模的水廠有43座，供水規模達到655.4萬噸/天，新增供水能力472.6萬噸/天，項目估算總投資為78.8億元，接納南水北調水量為16.08億噸/年。到2020年完成77座配套水廠建設任務，總供水規模達到847.2萬噸/天，估算投資為45.6億元，接納南水北調水量為27.44億噸/年。

3.2 研究自備水源留存規模，制定利用規劃

南水北調來水后，遵循優先利用南水北調水、其次為當地地表水、最后為地下水的利用策略，加大關閉公共供水管網覆蓋范圍內自備水源的力度，保障供水配套工程實現最大效益。

但是，從城市供水安全保障、地下水環境的科學調控、水資源的合理利用及各城市實際來看，南水北調水通水后，自備水源的戰略地位和作用仍不可忽視，主要表現在以下幾個方面:一是自備水源依然是城市公共供水的重要補充;二是自備水源是保障城市供水安全的重要應急備用設施;三是自備地下水源供水是調節地下水位、合理利用地下水資源的有效手段。因此應結合城市發展規劃和用水需求，合理確定城市自備水源的留存規模。

按照需水量預測和配套工程實施計劃，到2015年，河南受水區各城市需水量為21.56億噸，南水北調配套水廠供水16.08億噸，當地集中水源供水3.72億噸，自備水源供水1.76億噸，比2012年自備水源供水規模削減3.32億噸，更多的自備水源供水將由公共供水替代。至2020年，隨著城市公共供水能力增加、供水系統與設施的完善，逐步關停城市自建供水設施，使城市供水布局合理化，供水管理統一化。

3.3 分析水源風險，提出應急調蓄設施規模及措施

南水北調工程實施后，沿線受水城市將形成由南水北調水為主供水源、當地地表水和地下水等其他水源作為補充的聯合供水系統。

在南水北調水水源緊缺時，主要依靠兩側的調節水庫補充水源，左側的有蘭營、尖崗、常莊、老觀寨中型水庫和望京樓小型水庫，右側的有白龜山大型水庫、劉灣小型水庫；同時各受水城市之間根據當地地表水的豐枯情況，適當調配南水北調分配水量；按照城市地下水可開采量控制，增加當地地下水開采量。

在城市發生突發水源事故，如水源污染、輸水管線故障，常規水源無法滿足城市正常的供水需求時，需要啟用應急備用水源進行供水。

（本文發表于《中國給水排水》雜志2014年第20期“給水深度處理及飲用水安全保障技術交流會專題”欄目）

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