景泰县城市应急备用水源建设浅析

安正芸

(甘肃省景泰县水务运营有限公司，甘肃 景泰 730400)

水是人们生活的必需品，其质量的好坏直接关系到民生问题，政府对居民饮用水管理十分重视，并且不断调整政策和兴建基础设施来改变现有城镇饮用水不合理现象，极大程度上实现了资源的优化使用。

1 景泰县供用水现状

景泰县引大英武水厂位于英武水库下游300m处，是景泰县唯一的供水水源。水厂包括日处理2万m3净水厂1座，2000m3清水池2座；输水干管一条、输水支管2条；二次消毒站1座，包括2000m3清水池1座，500m3的中间调蓄水池一座，水质化验室、加药间配备齐全。净水厂日均供水量为8000m3，高温天气日供水量超过13000m3。供水主管道30km，包括减压阀9个，检修井60个，排气阀井48个，压力波动预止阀4个，已基本实现全自动化运行。城区供水水源为单一水源，没有备用水源或应急水源作为城区补充水源，随着城市的发展和人口的增加，现有水厂供水远远不能满足目前1.2～1.6万m3/d实际需水量，城区供水矛盾彻底暴露显现，城区供水压力逐年增加，城区应急备用水源工程的实施是非常必要和十分紧迫。

2 景泰县城镇供水工程中的不利现象及解决措施

供水水量及水压不足，引大英武指挥部水厂产水设计能力2.0万m3/d，水厂运行已10a以上，实际产水历史最高产水量1.6万m3/d，已接近满负荷生产；中间消毒站的水池液位及消毒站建设的位置及容量靠自重压力产生的水压也满足不了城区供水需求。

2.1 给水量预测说明

城市给水量包括生活综合用水和工业用水两大类。目前生活综合用水预测一般是根据人口计算，工业用水根据行业的不同用水量也不同无详细资料时一般按照生活综合用水乘以一定系数来确定。

根据《景泰县总体规划修编》(2018-2035)，根据2018年景泰县人口统计数字，景泰县城区人口2018年已达到10.12万人，以此人口作为基数，采用自然增长率为8‰，机械增长率为25‰，远期(2035年)预计所得2035年景泰县城区将达到18万人。

2.2 给水量预测计算

1)合理科学确定景泰县城区给水水源工程及管网规模，首先需要对本区域范围内的给水量进行预测分析。

以城区规划人口，人均用水量标准以及供水普及率等为依据预测，受景泰县城区所在的地理位置，居民生活习惯，城区发展规划、发展程度，现有产业政策等多种因素影响，其中有许多不确定因素，利用一定的科学方法参考国内外其它地区经验，在现有资料的基础上对城区未来一段时间内需水量初步预测和估算，为确定工程规划提供可靠依据[1]。

2)根据景泰县修编的景泰县总体规划，到2035年城区规划总人口18万人，本工程设计年限为2035年。

3)根据《室外给水设计标准》GB50013-2018，景泰属三区采用最大日综合生活用水定额的平均值为180L/人·d(2035年)，根据总体规划2035年人口规模为18万人，供水普及率为100%。

a)2035年综合生活用水量为：

Q1=180000×0.18=32400m3/d。

b)工业用水量：

根据《景泰县城总体规划》(2018-2035)，工业用水量按照综合生活用水量的10%考虑。

Q2=32400×0.1=3240 m3/d。

c)市政道路浇洒和绿化用水量：根据总体规划市政道路和绿化面积分别为140ha和107ha，根据《室外给水设计规范》用水定额为2L/m2·d则用水量Q3=(1400000+1070000)×2=4940 m3/d。

d)漏失水量：

Q4=(Q1+Q2+Q3)×10%=(32400+3240+4940)×10%=4058 m3/d。

e)未预见水量：

Q5=(Q1+Q2+Q3+Q4)×10%=(32400+3240+4940+4058)×10%=4463.8 m3/d。

2035年总需水量应为以上水量之和

Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=32400+3240+4940+4058+4463.8=49101.8 m3/d。

取最高日用水量为49101.8 m3/d。

根据给水量预测， 2035年总给水量确定为49101.8 m3/d。

3 建设城市应急备用水源设施的措施

3.1 新建水厂增加供水能力

3.1.1 水厂选址

根据规划，净水厂厂址选择在景泰县县城西侧现状井子川清水池所在位置。厂址选在此处主要有以下优点：

1)原水可以自流至净水厂，并有一定的富余水头满足水厂运行需要。

2)净水厂位于较高的地方，有利于重力供水。

3)净水厂位置附近为井子川应急水源，供水安全性较高。

4)净水厂距离10kv 高压线距离仅0.5km，输电线路较短，节省投资。

3.1.2 设计年限

考虑目前已经为2022年，又根据景泰县总体规划，因此将设计年限定为 2035年。

3.1.3 设计规模：

初步推算，应急备用净水厂工程规模为2.0万m3/d，处理达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)的生活饮用水。

3.1.4 水压指标:

水厂出厂压力满足最不利点水压不小于0.35Mpa，排泥水处理要求排泥水浓缩脱水处理后的脱水污泥含固率达40%，浓缩后上清液回用或达标排放。

3.2 供水水源与水质

3.2.1 水源选择:

根据区域水资源条件，由于地下水的保护政策，优先使用地表水，本工程净水厂就近取自景泰县永泰川水库。

3.2.2 原水水质:

依据地表水水域环境功能和保护目标，按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的要求以及《景泰县疾病预防控制中心检验报告书》监测数据。对县城拟供水水源(水库)水环境控制区划分：II类标准。水质良好，采用常规处理能够满足水源水质要求。

3.3 净水工艺选择原则

3.3.1 预处理工艺方案选择

为了进一步保证供水安全性，防止水厂水源在出现水质污染时保证供水水质，设计在强化常规处理前设置原水预处理措施，作为水源水遭受微污染时保证安全供水的处理措施及应急措施。粉状活性炭主要是能够显著改善水的色嗅味，而且对分子量为1000～5000的有机物有较好的去除效果，但是对于分子量较小的有机物，吸附效果往往随有机物性质的不同而差别较大。粉状活性炭具有基建与设备投资少，使用灵活，管理方便等特点，特别适用于季节性短期污染高峰负荷的水质净化，在水源受污染较重的季节，投加粉状活性炭作为应急措施特别适合。因此，建议采用投加粉状活性炭预处理措施，主要目的是从安全供水出发，预防水源发生微污染时进行预处理，平时不投加。

3.3.2 常规水处理工艺方案选择

常规水处理包括有两层含义：其一是指被处理原水在水温、浊度、含沙量以及污染物含量等方面均在允许的范围以内；另一层含义是指所采用的处理工艺仅限于混凝、沉淀(气浮)、过滤和消毒。因此，常规水处理工艺系指对一般浊度的原水采用混凝、沉淀(或气浮)、过滤、消毒的净水过程，以去除浊度、色度和细菌、病毒为主的处理工艺。尽管常规水处理工艺有其一定的局限性，仍是给水处理中最常用和最基本的处理方法。为了改善滤池过滤性能，可根据原水情况考虑投加助凝剂，以提高去除率，降低出水浊度。若出水水质不能满足水质稳定要求时，还应投加水质稳定剂，以使出水水质达到稳定要求。强化常规处理工艺：“混合-絮凝-沉淀-过滤”工艺。建议深度处理采用：“臭氧-生活活性炭滤池”预留组合工艺[2]。

3.3.3 出水消毒工艺选择

原水中的细菌及大肠杆菌只能是通过消毒去除。消毒是杀灭水中的病原菌、病毒和其它微生物。由于水质污染，总大肠菌群和耐热大肠菌均不能满足出水水质要求，为提高水的生物稳定性和毒理安全性消毒是水处理必不可少的，建议考虑采用次氯酸钠的消毒工艺。

3.3.4 构筑物选型设计

根据上章节建议的水处理工艺流程，对预处理单元、强化常规处理单元、深度处理单元的各构筑物进行选型设计，以确保各单元处理效果的实现。采用机械混合的混合方式絮凝反应池选型，为使微絮体良好成长，絮凝设施要有良好的水力条件，操作运行合理。实现絮凝阶段的高速、高效处理，建议采用具有强化混凝效果的栅条网格絮凝池。

斜板(管)沉淀池根据浅层沉淀原理，采用倾斜的多层沉淀单元，从而使相同面积有效沉淀面积增加几倍到十几倍，因此，它的沉淀效率比平流沉淀池高、沉淀时间短，因而其占地面积比平流池小，因为采用浅层沉淀结构，流量、温差等因素会对水流水力条件造成一定不利影响，控制进入的斜板(管)的水流均匀和稳定是设计斜板(管)沉淀池的关键；高密池由于机械设备较多，药耗大，且有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺的产品中含有微弱毒性的杂质，在经常使用且药量大的情况下，对人体有害。因此，推荐采用构造简单，水力条件好，沉淀效果稳定等优点，对进水水质的适应性较强，沉淀效果稳定，管理方便的斜板沉淀池。

4 输水管线设计

4.1 输水管道线路的选择

1)应选择经济合理的线路。应尽量做到线路短、起伏小、土石方工程量少、减少跨(穿)越障碍次数、避免沿途重大拆迁、少占农田和不占农田；

2)走向和位置应符合城市的规划要求，并尽可能沿现有道路或规划道路敷设，以利于施工和维护；

3)应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区，并注意避开地震断裂带、沉陷、滑坡、塌方以及易发生泥石流和高侵蚀性土壤地区；

4)应充分利用水位高差，结合沿线条件优先考虑重力输水；

5)应尽量节省造价，运行安全可靠。

6)应设测流、测压点，并根据需要设置遥测、遥讯、遥控系统。

4.3 输水管道数量

蓄水池上游水来自水库，现状敷设DN400输水管道一根，设计最大来水量约为1万m3/d。净水厂出水管道规划敷设DN300输水管道两根，设计最大出水量为2万m3/d。

4.4 输水管管材

本工程输水管线是重力自流管，地形高差约12m。球墨铸铁管是一种广泛使用的高性能管材，在长距离输水管道中主要应用于水压较高的场合。从供水安全、供水对象重要性、综合造价、维护等方面考虑建议输水管道选用强度和刚度均高，适用于压力较高，安全性高且重量比混凝土管轻；防腐蚀性能比钢管好，使用寿命较长的球墨铸铁管，以保证供水的安全。

5 结论及建议

1)本工程规划设计规模为2万m3/d。为保证景泰县城的供水问题，建议本工程应尽快实施。

2)本工程规划水源为永泰川水库，原水为大通河河水，从水质和水量上是可靠的。

3)净水厂净水工艺进行方案技术经济比较，工业用水采用混合絮凝沉淀工艺；生活用水采用混合絮凝沉淀、砂滤池工艺；水厂废水实现零排放。

4)鉴于县城的需水迫切，建议有关部门对本工程应尽早决策。

相关政府应合理管理水资源，充分发挥现有水资源作用，调动一切力量进行可用水资源检测，对水质较好的水源进行保护并建造相应的基础设施，实现合理利用，实现景泰县城区供水环状供水，满足消防供水需求，科学管理，充分发挥政府为人民服务的职能。