中小城市应急备用水源建设的实践与探讨

中小城市应急备用水源建设的实践与探讨（以湖北省潜江市为例）1一、潜江主要水系二、项目建设必要性三、可利用水源分析四、备用水源确定五、工程设计六、总结及思考目录/contents2一

、

潜江主要水系潜江处于湖北省城镇空间格局的中心腹地

潜江处于武汉城市圈的西缘地理概况4潜江市境内水资源丰富

，水域面积191km2，其中：河渠166km2

，湖泊9.60km2

，其它15.4km2。水文概况二、

项目建设必要性•

应对突发水体污染事件2017年9月20日麻城沪蓉高速红石堰李家湾公路桥发生危化品车爆炸

，

造成举河污染，影响十余万人用水。7应对干旱2013年湖北小池极度干旱难

于取水时照片应急水源建设的必要性•泽口水厂园林水厂园林水厂（7.5万

吨/

日）泽口水厂

（10万吨/

日）潜江市主要水厂的布局情况••8潜江市各主要水厂水源较为单一，均取自汉江，

一旦发生紧急事件，会引发用水危机，建设应急水源有其现实意义目前潜江市

区各主要水

厂取水水源地表水水源情况9工程建设的必要性☆提高潜江市防范和应对突发事件综合能力的要求2005～2016年我国城市水源地突发事件总起数依次为：

5起、4起、

0起、4起、

15起、

4起、4起、

6起、

11起、

14起、

5起、8起,共80起，总体趋势上升，并在2011年后迅速增多。为应对突发水源污染事件，有必要建设城市应急备用水源。☆响应中央及省市文件精神的要求国务院办公厅印发《国家突发事件应急体系建设“十三五”规划》（国办发

﹝2017

﹞2号）第3.3.3.5条规定“建立健全城市

应急物资储备标准，加强城市防洪、排水防涝、生命线系统抢修、

应急供水、生活保障等应急物资和装备储备，

结合各地风

险和灾情特点，

补充储备品种、增加储备数量。”

同年10月，住建部也出台了《国家供水应急救援能力配套设施建设要求》。湖北省人民政府关于印发《湖北省城市建设绿色发展三年行动方案的通知》鄂政发[2017]67号要求“所有城市建成一个以上

备用水源“。☆满足潜江城市总体规划的要求《潜江城市总体规划（2016-2035年）

》提出使各级组团均有两路水源，保障供水可靠性。应急备用水源的建设可以从源头

上保障潜江市供水安全，提高处理应对突破性水污染事件的能力。因此，潜江市城市应急备用水源工程的建设是十分紧迫，

而且迫在眉睫的！工程建设的必要性10三、

可利用水源分析汉江田关河东荆河引江济汉水利工程（长江水）潜江市地表水资源丰富（兴隆河、

百里长渠等

灌溉沟渠未计入）目前潜江

取水水源地表水水源情况东

荆

河田关河汉江长湖12汉江潜江段距离潜江市区约

10km。根据泽口监测点的水质检测结

果

，

汉江水基本可以达到II类

水体标准

，是优良的水厂取水

水源。无论水质、水量均能确保潜江

市用水需求。01

汉江地表水水源情况•••13东荆河潜江段位于潜江市区

西侧。东荆河是条平原河流

，

兼受

江汉洪水制约

，

具有两江洪

水特性

，

呈现夏盈冬涸状况。该河流存在断流的风险

，

不适合作为

城市取水水源。02

东荆河地表水水源情况•••14田关河是长湖的排涝泄洪渠

道

，

全长30㎞，

西起刘岭闸，

东抵田关闸。田关河水主要由刘岭闸流入

的长湖水补充。长湖水质监测站点大多数年

份的水质均处于Ⅳ~

劣Ⅴ类，

超标污染指标主要为

TP

、TN、

CODMn。地表水水源情况该河水质受长湖及西荆河上游污染物

影响

，

无法保证水质在III类水体以上

，

故也不适合作为饮用水水源。03

田关河••••15渠道设计流量350m3/s

，

最大引

水流量500m3/s。兼顾灌溉与通航两种功能

，

可常

年通行1000吨级船舶。其水质基本等同于同期长江水

，

可满足水厂水源地要求。水量也能满足

，

必要时可以通过

龙洲苑提升泵站提升长江水保证。地表水水源情况04

引江济汉水利工程水质

、

水量均能确保潜江市用水需求。•••••16该地区地下水主要为松散岩类孔隙水。一部分为孔隙潜水

，厚度为10—20米

，受江水补给

，其动态受江水涨落影响较大。另一部分为孔隙承压水

，但其承压力较小。含水量丰富

，最大可能涌水量为1000—

5000t/d。地下水矿化度小于1g/L

，属于低矿化淡水。01

潜江市地下水资源情况地下水水源情况••

••17色度

，浊度

，

肉眼可见物

，

pH值

，氟化物

，铝

，

铜

，镍

，锌均在Ⅰ类水范围内超标的指标主要有：

铁、锰、氨氮、总硬度。潜江市地下水超标项目一览表Fe浓度(mg/L)Mn浓度(

mg/L）NH4+浓度(

mg/L）NO3-浓度(mg/L)总硬度3~60.1~1.52.5左右2~5超标02

潜江市地下水水质情况地下水水源情况••

•18补给方式有两种其一是靠孔隙潜水补给其二是与含水岩系构成互补关系该地区地下水资源较为丰富开发度低于5%

，基本保持采补平衡

，开发利用潜力巨大。03

潜江市地下水的来源及可开采量地下水水源情况••19汉江引江济汉（长江）地下水潜江市可资利用的备用水源可作为水厂水源的水源分析••

•20四、备用水源确定备用水源的基本要求：一

、

满足水量

、

水质的需求；二

、独立于现状取水水源；确定应急水源如下：汉江及引江济汉取水

地下水建设蓄水库目前潜江市区

主要水厂取水

水源目

前

油

田

水厂

取

水

水源情况，•••可作为水厂水源的水源分析基于以上分析

，结合潜江现实22兴隆大坝及引江济

汉分别建设取水泵

站管线沿兴隆河敷设途经高石碑镇

、

王

场镇

、

红旗水厂

、

周矶办事处

、

泽口

水厂、

园林水厂同时接支管至现有

城镇水厂遇潜江市区水源污

染时

，

管道主供市

区；

平时供给周边

水厂设计使用年限50年23红旗水厂

取水点潜江市区水

厂取水点自汉江及引江济汉工程取水自汉江及引江济汉工程取水••

••••兴隆大坝

取水点引江济汉

取水点园林水厂周矶办事处01泽口水厂高石碑王场水质水量可靠运营管理方便不仅可以作为潜江市的应急水源

，

平日还可以惠及沿

线村镇水厂使用年限可达50年缺点•

取水点距离市区40km

，管线较长。优缺点分析优点自汉江及引江济汉工程取水••

••2402

开采地下水取水方案

为减少征地并尽量靠近水厂，本工程于百里长渠以西、马昌垸路以北、

晶鹏路以南、东荆河以东之间的区域，

建设井群，总征地700亩。目前该片区有一个

村落，总建筑面积约10000㎡；其他主要为鱼

塘580亩。该片区地下水铁锰、

氨氮及总硬度超标，其他

均符合水质标准。良好维护情况下可

以使用20年。25园林水厂Fe浓度

(mg/L)Mn浓度

（mg/L）NH4+浓度

（mg/L）NO3-浓度

（mg/L)总硬度3~60.1~1.52.5左右2~5超标开采地下水取水方案园林水厂管井取水，供水规模为

供给园林水

厂7.5万吨

/d，供给泽

口水厂7.5

万吨/d，采

用DN1000

管道输送。泽口水厂

（目前

10

万吨/日

）园林水厂

（规模7.5万吨/日）井群

（规模15万

吨/

日）潜江市主要水厂的布局情况2627基本参数1.本工程抽取承压水，单个管井总深度180

m，共需管井34座。2.承压水出水量6717m3/d3.

井间距100m4.

征地700亩5.

拆迁民宅10000平米开采地下水取水方案配套设施建设•

根据当地地下水的水质条件

，

需对铁、锰离子

，

氨氮

，总硬度进行处理。拟采用在原处理

工艺前加设曝气生物滤池和离子交换过滤罐。离子交换过滤罐

曝气生物滤池原理图开采地下水取水方案28①滤管堵塞

，

出水量明显减少②管井淤泥达5m以上；③过滤器损坏

，滤料溢入井内；①水源受到污染

，

水质恶化

，

不符合有关标

准

，且难以治理；②出水量小

，无开采价值；③滤料大量进入井管、

井管断裂

，

难以修复；④一般使用年限20年管

井

要

经

常

运行29①药剂、

运营费②设备占地2007年运营不到2年

的浠水自来水厂因深井取

水出现黑色絮状藻类

，

造

成水厂停止供水。管井维护保养复杂管井容易报废A.B.C.需建设新的水厂构筑物开采地下水取水方案难于预料的风险管井取水的缺点D.30在现有汉江水源的基础上，选址新建一座人工水库作为备

用水源地，位于百里长渠以西、

马昌垸路以北、晶鹏路以南、东荆河以东之间的区域，距离

汉江取水口6km，距园林水厂

1km。设计人工水库深度6.0m

，

设计死水位1m，正常蓄水位

3m，有效容积为105万吨，人工水库水面面积450亩（30万

平方米），总征地700亩。开挖人工水库取水方案开挖人工水库取水方案园林水厂

0331

保持水的流动

保持水库蓄水能不断换新

水库富营养化的风险难以控制•上图，武汉东湖面积33平方千米

（水域面积为本工程1100倍），通过江湖

联通工程解决水质问题•下图，杭州西湖面积6.39平方千米水域面积为本工程210倍），每月换水一次小面积水体无自净能力，容易出现富营养化开挖人工水库取水方案32利用现有原水供给系统，在用水低谷给水库供水定期自水库取水供水厂生产，防止水质

恶化无法利用东荆河和水库联通的原因，

一则东荆河水质不佳，二则东荆河是季节

河。现有原水管道水库泽口水厂园林

水厂1.2.3.开挖人工水库取水方案水质保护措施水质无法保证水库需要定期清淤正常维护情况下使用年限为30年。上图：水库清淤左图：滇池爆发蓝藻污染开挖人工水库取水方案存在的问题开挖人工水库取水方案1.2.

3.33•

汉江及引江济汉两处取水作为双路备用水源（1）

由于现状的潜江的几大给水厂（红旗、园林、泽口）均取自汉江引江济汉下游河段，

实际为长江与汉江的混合水。（2）兴隆大坝及引江济汉出水口作为应急备用水源具有水质较好，长江水和汉江水水源

可互为备用，保障率高，现状给水厂处理工艺无需改造等优点。备用水源选择34应急水源的基本要求：一、满足水量、水质的需求；二、独立于现状取水水源；应急水源需要解决的问题：一、现状水源实际为长江与汉

江的混合水。二、应对极端干旱天气；备用水源选择建议同时采用双备用水源：1、两处水源水质均较好；2、可互为备用

，保障率高；3、可应对干旱等导致下游水位偏低的情况；4、两处水源距离较近

，节省投资；现状水源高石碑镇王场镇积玉口镇浩口镇荆河镇潜江市区35五、工程设计设计水量根据《城市供水应急水源工程技术规程》

（征求意见稿）

，

应急水源用于满足风险期

的生活和生产用水需要

，

其水量应根据城市

规模、

性质、

面临的供水风险及用水特征确

定

，

依据供水优先次序

，

可根据各地实际情

况确定风险期的供水压缩比例。对于单一供水水源城市

，

应急水量按照下式

确定：Q=q

×（1-k）

×t其中：

Q——应急水量（m3）q——城市平均日用水量（m3/d）k——风险期用水压缩比例（%）t——持续时间（d）工程规模37设计水量2020年城市集中建设区人口达到53万人；

2035年城市集中建设区人口达到76万人。工程规模•38工程规模其次是影响百姓日常生活的粮食蔬菜和副食品生产用水，

及部分重点工业用水最后是其他生产生活用水及工业用水优先保证与人民生活息息相关的供热、供电、供气、通信

用水量应急供水时，可最大限度压缩或者停止使用道路浇洒及绿化用水首先确定公共设施用水量在综合生活用水量中所占的比例再根据居民生活用水量推测公共设

施用水量，进行压缩浇洒道路和绿化用水应急期用水压缩比例居民生活用水工业企业用水公共设施用水一般型0~10%拘谨型30~50%节约型10~30%压缩至30%压缩至50%压缩至70%设计水量39用地代码用地名称规划年限面积

（km2)指标（万m3/km2.d)水量

（万m3/d)压缩比例应急用水量

（万m3/d)M工业用地202012.441.113.6840.354.7894203516.78116.780.355.873用水年份用水人口用水指标用水量（万人）（m3/p·d）（万m3/d）2020年530.15.32035年760.17.6工程规模工程规模近、远期应急居民综合生活用水量近、远期应急工业用水量40内容2020年2030年应急用水量

（万m3/d）1215供水时长

（d）5101551015应急用水量

（万m3）6012018075150225内容2020年2030年应急综合生活需水量5.37.6应急工业用水量4.85.9管网漏失水量1.51.34合计11.614.8规模取值1215工程规模工程规模近、远期应急用水量汇总（万m3/d）近、远期应急用水量规模41水厂名称现状规模

（万m3/d）水源地供水服务范围园林（一水厂）7汉江、东荆河东荆河以东主城区、开发区、杨市、

竹根滩泽口（二水厂）5汉江东荆河以东主城区、开发区、杨市、

竹根滩红旗水厂10汉江西城区广华、周矶管理区、王场总口水厂2汉江（东荆河）杨市、总口、渔洋老新水厂1汉江（东荆河）老新、西大田关水厂3汉江（东荆河）周矶、熊口合计28不改变原有各水厂服务范围

，选择三个主要的水厂泽口水厂、

园林水厂、红旗水厂、作为应急水厂。

42城区现状水厂一览表应急水厂供水规模红旗水厂（万m3/d)园林水厂(万m3/d)泽口水厂(万m3/d)合计(万m3/d)2020正常10710272020应急4.534.5122030正常10715322030应急4.53.5715应急状态各水厂供水规模一览表应急水厂供水规模43兴隆大坝及引江济

汉分别建设取水泵

站管线沿兴隆河敷设途经高石碑镇

、

王

场镇

、

红旗水厂

、

周矶办事处

、

泽口

水厂、

园林水厂同时接支管至现有

城镇水厂遇潜江市区水源污

染时

，

管道主供市

区；

平时供给周边

水厂设计使用年限50年44高石碑

预留至高场乡镇集

中给水厂接口园林水厂自汉江及引江济汉工程取水自汉江及引江济汉工程取水••

••••兴隆大坝

取水点引江济汉

取水点红旗水厂取水点潜江市区水周矶办事处01泽口水厂厂取水点王场取水点选择应遵循下列原则：（1）水量充沛，水质良好，

补给条件好，渗透性强，卫生环境良好（2）应设在城镇和工矿企

业的地表径流上游。（3）尽可能靠近主要的用

水地区。（4）与给水系统的总体布

局相统一

，力求降低造价。行船区域●引江济汉

坝取水点自汉江及引江济汉工程取水兴隆大坝取水点现场情况分析汉

江大

坝45方案一选址方案一位于兴隆一闸进水口下游约170米处；主流近岸，河势稳定，水域较为开阔，

常水位水深较深，距离兴隆大坝较远

（约1.5km），为河流凹岸，沙洲上

游可取得水质较好的原水。自汉江及引江济汉工程取水兴隆水坝上游取水点分析46兴隆水坝上游取水点分析方案二位于兴隆二闸进水口下游约

140米处；主流近岸，河势稳定，常水位水深较

深，距离兴隆大坝较近（约0.8km），

可取得水质较好的原水。方案二选址自汉江及引江济汉工程取水47渠段名称高石碑闸～汉江出口渠段桩号65+000～67+230渠段长度（km）2.23设计流量（m3/s）350渠道设计水深（m）5.68～5.70最高水位（m）31.28～31.21设计渠底高程（m）25.06～25.0渠道设计底宽（m）60设计渠顶高程（m）40.95～32.27渠道内坡1:3～3.5必须进行通航论证、

水资源评估

，

可否在引江济汉取水必须得到交通运输、水利部门许可。自汉江及引江济汉工程取水引江济汉工程取水点分析引江济汉工程基本参数48投资少

、

建设快

、

易于施工有较大的灵活性及

适应性能经常取到含沙量

少的表层水河流水位涨落时

，

需要移动船位，

操

作管理麻烦受水流风浪

、

航运

等影响，

安全可靠

性较差投资较大水下工程量较大

施工期长取水可靠维护管理简单

适应范围广本工程泵房形式采用分建式岸边取水泵房。常用的取水构筑物及其特点自汉江及引江济汉工程取水固定式泵房取水方式趸船取水方式

••

•••

•49管材项目预应力钢筋砼管

（PCSP）预应力钢筒砼管

（PCCP）钢管（SP）球墨铸铁管

（DIP）玻璃钢管

（GRP）承压能力较低较高高高高重量重较重较轻较重轻市场供应附近可生产外地采购本地可生产外地采购外地采购防腐成品不需防腐成品不需防腐、

接口处防腐内外壁均需防腐特殊地段需

考虑外防腐成品不需防腐施工条件安装、起吊、运

输麻烦安装、起吊、运

输麻烦安装、起吊

、运输较方便安装、起吊

、运输方便安装、起吊

、运输方便接口型式柔性柔性焊接(刚性)柔性柔性使用经验丰富较丰富丰富丰富较丰富输水管道设计管材综合比较表经综合考虑各方面因素，本项目推荐使用焊接钢管。自汉江及引江济汉工程取水50采用一根输水管

，按远期规模确定管径

，近期规模进行校核。取水点至泽口水厂段设计流量为6250m³/h（15万吨/天），

管长为29.5km；泽口水厂至园林水厂段设计流量为3125m³/h（7.5万吨/天）

，管长为11.75km；取水点至泽口水厂段输水管道口径比选表管径（mm)10001200130014001500水头损失(m)173.365.9543.1529.4620.83流速(m/s)2.211.611.371.181.03管径（mm)70080090010001200水头损失(m)177.2287.3346.7827.1410.89流速(m/s)2.261.731.371.110.77潜江市地势平缓，基本在30～36m之间，如果水头损失过大，水锤影响及能量消耗过大。泽口水厂至园林水厂段输水管道口径比选表自汉江及引