南宁市城市供水水源规划探讨

2010-05-04陆华理

水利规划与设计 2010年4期

林莺陆华理

(广西南宁水利电力设计院南宁 530001)

1 南宁市城市供水水源现状组成

目前南宁市各供水企业水源分别取自于邕江、周边水库和地下水。现状以邕江为水源的水厂供水能力为114万m3/d,占总供水能力的90%,非邕江水源的水厂供水能力为11.3万m3/d,仅占总供水能力的 10%。2020年城市需水量为6.288亿m3,折合供水规模为207万m3/d。2020年邕江水源水厂按原定规划、非邕江水源水厂按97%保证率供水能力扩建后,以邕江为水源的水厂供水能力为164万m3/d,占规划总供水能力的92%,非邕江水源的其余水厂供水能力为14.5万m3/d,仅占规划总供水能力的8%。

2 水源工程面临的主要问题

目前现有中心城区的六座水厂,均以邕江水为水源,水厂间取水点集中在相距不远的20km范围内,若邕江无重大水污染事故发生,邕江水源水厂的供水能力可满足目前的城市生活用水需求。但邕江上游左、右江流域人口增长、经济快速发展,工业废水及生活污水不断增加,加上南宁市本身的污染,如果邕江出现严重而且长时间的水质污染,在97%供水保证率的情况下,靠其它非邕江水源水厂目前11.3万m3/d(规划14.5万m3/d)的供水能力,是无法保障城市生活用水安全的。国内多数城市均有多个供水水源:如广州7个水厂的水源分别取自西江、东江和北江;深圳、青岛、昆明等市除在江河取水外,水库也是这些城市的主要水源。多源取水,可根据不同时段的水量、水质及原水水价情况进行调节,发生突发事件能应付自如。

3 新水源的规划

本人认为,南宁市供水水源较合理的结构应是:以邕江为主水源,以周边水库水和地下水为次水源,在主、次水源的定量分配上,应遵循任一水源均能满足全市居民基本生活用水的原则来配置。同时,为避免资源的闲置,主、次水源的总供量不宜过于超出同期社会的总需量,也就是在常态下次水源参与市政供水,在非常态下代替主水源,履行应急功能。考虑到次水源的稀缺和引用的困难,次水源应只满足应急状态下居民基本生活用水量,超出居民基本生活用水量至城市需水总量之间的其它用水量应由主水源供应。

3.1 新水源的规模要求

将居民最低日均用水量标准105 L/(人◦d)乘以同期全市人口总量,即为居民最低用水量,加上重要公共场所、自治区及南宁市党、政、军、警重要机关 (部门)用水,按25 L/(人◦d)考虑,得到全市基本生活需水量,考虑管网损失及现有非邕江水源的供水能力后,供需平衡成果如表1。

供需平衡分析表明,在主水源缺失保障生活饮用功能的情况下,现有的非邕江水源的水厂尚不能解决现状的基本生活用水需求,2015年部分水厂扩建后,也不能满足需水要求,缺口为31.5万m3/d;与远期2020年解决300万人用水的需求则相差更远,缺口为37.5万m3/d。因此,必须另辟新的水源。

表1 应急状态下水厂规模供需平衡分析成果单位:万m3/d

3.2 新水源的条件

新水源必须符合如下条件:

(1)具有充足水量。该水源的供水能力,要求其必须常年能够达到或超过37.5万m3/d。

(2)必须有较优的水质,水质符合《地表水环境质量标准》中Ⅲ类或优于Ⅲ类标准,而且水源地没有潜在的水质安全隐患,水源相对独立于邕江水体。当发生水质污染时,邕江主水源与次水源不能互相污染。

(3)新水源引至市政供水的工程费用不宜过大,管理运行成本也不宜太高,费效之比应有一个合理的程度。

根据以上条件,从地下水、地表水、水库水三类水源方面分析选择南宁市的新水源。

3.3 新水源的选择

3.3.1 地下水分析

南宁市地下水资源较为丰富,近远郊共有12条富水地带和7条流量较大的地下河。但这些地下水的水量均不能满足市政的供水需求,而且相当部分地下富水带或地下河业已开发殆尽。

如蒲庙清水泉,是5万m3/d生产能力的邕宁水厂的唯一水源,加之泉边农田灌溉用水,该泉已无余量向外供应;流量最大的金光农场地下河,既是金光农场的生产生活水源,也是规划中坛洛组团的人饮水源,也无余量向城区供水;部分地区地下水铁、锰含量超标,不符合饮用水质要求;沿邕江的部分地下水,靠江水高位补水,与邕江同源,更不宜作次水源。

因此,南宁市地下水资源不宜作本市的新水源。部分已开发的地下水,可与市政管网连通,作为次水源的一个重要组成部分。

3.3.2 地表径流分析

南宁市地表径流众多,流域面积50km2以上的河流有21条,但符合新水源水量条件的只有左江、右江和八尺江。左江、右江是邕江(郁江)上游的主干支流,本质上与邕江同源,是邕江水质污染的根源,不具备新水源的水质条件。八尺江是郁江(邕江段)的一级支流,发源于上思县公正乡大龙山北麓,止于邕宁区蒲庙镇西侧并汇入邕江,全长126.5km,集雨面积2144km2,多年平均流量27.6 m3/s。流域上游自然生态保持得较好,下游则较差。八尺江出口位于邕江中段的蒲庙镇,与上游南宁市主水源取水点的河段有20km以上的距离,两江水质互不干扰,可谓不同源,较为符合新水源条件。但由于八尺江自大王滩水库主坝以上的中上游主干已建成了三座水库,仅余大坝以下至蒲庙出口20km以上的河段仍为天然河道,而该河段流域又处于良庆中心区、计划重点开发的五象新区、那马组团、“一主两次”的蒲庙次城的范围内,目前已有不少工矿企业迁往该流域,以现在的发展趋势,八尺江下游段成为南宁市的新内河只是迟早的事。

因此,八尺江下游段也不能作为新水源的选点。总而言之,南宁城区范围内的地表河流均不能作为新水源。

3.3.3 水库水分析

在南宁市周边可作为城市供水水源的水库中,老虎岭、峙村河、天雹、龙潭、东山水库地处南宁市中心城区近郊,五座水库总库容5184万m3,有效库容3158万m3,多年平均来水量10103万m3,五座水库已分别建有五家水厂,目前总生产能力为 7.3万m3/d,主要向中心城区边缘供水,并与市政管网连通。根据这五座水库的库容、来水量、农灌用水量进行水量平衡计算,这五家水厂97%保证率可供水规模为10.5万m3/d。这五座水库可供水规模较小,不能满足次水源的需求,但却是次水源不可缺少的组成部分。大王滩、凤亭河、屯六三座大(2)型水库位于南宁中心城的南部,均属八尺江流域中上游段,凤亭河、屯六、大王滩自上而下呈梯级布局。三座水库总库容13.89亿 m3,有效库容4.733亿m3,多年平均来水量6.8897亿m3,符合南宁市新水源的水量条件。三座水库所处的八尺江流域与邕江南宁段平行,水质互不影响,可互为备用,符合新水源与邕江不同源的水质条件。

3.4 新水源方案比较

新水源供水规模为 40万m3/d(年 12155万m3)。由于这三大水库还承担着灌溉、城镇及工业供水的任务,单一水库不能满足新水源的需求,因此须分析两座或三座水库联合调度向城市供水的能力。现就三水库的两种组合方案进行水量供需平衡分析,方案一为凤亭河、屯六两水库联合向南宁市供水,方案二为大王滩、凤亭河、屯六三座水库联合向南宁市供水。

(1)凤亭河、屯六两水库联合供水方案

经凤亭河、屯六两水库的来、用水平衡计算,两水库丰、平、枯代表年能满足农业灌溉、人畜饮水、城市用水的需求,但连续枯水年组的枯水年及特枯水年均不能满足用水需求,枯水年缺水5815万m3,其中城市用水缺水648万m3;特枯水年缺水9834万m3,其中城市用水缺水4667万m3。说明凤亭河、屯六两水库联合调度运行尚不能满足远期2020年南宁市城市用水新水源的规模需求。

(2)大王滩、凤亭河、屯六三水库联合供水方案

大王滩、凤亭河、屯六三座水库联合供水方案的调度原则为:在满足各自农业灌溉用水和人畜饮水要求的前提下,首先由大王滩水库向城市及工业供水,不足水量再由属多年调节水库的凤亭河、屯六水库补充。经平衡分析计算,大王滩水库丰、平代表年能满足农业灌溉、人畜饮水、工业用水、城市用水的需求,但枯水年及连续枯水年组不能满足用水需求,分别缺水9935、26742万m3,经凤亭河、屯六水库补水后P=85%枯水年能满足用水需求,连续枯水年组的特枯年份,灌溉缺水5926万m3,占两灌区灌溉用水量的23%。说明三水库联合调度运行,水库除满足明阳工业区用水量、大塘镇水厂用水量外,还有向南宁市提供40万m3/d供水规模的能力。因此南宁市城市供水新水源选择大王滩、凤亭河、屯六三座水库联合供水方案。

(3)新水源方案选择

从水量及工程投资方面比较,均以三水库联合调度方案较优,但大王滩水库由于库区养殖过密及明阳工业园企业污水不达标排放,水库部分水域水质受到严重污染,水污染事故时有发生。2009年8月,政府下令取缔库区养殖,同时明阳工业园污水处理厂一期3万吨/日于2009年11月完成,二期计划建设6万t/d。目前水库水质已明显改善。因此南宁市城市供水新水源选择大王滩、凤亭河、屯六三座水库联合供水方案。

3.5 新水源工程布局

三大水库联合调度原水输送工程由调水工程、取水建筑物、输水管道构成。现状凤亭河水库的水是先调入屯六水库,再经南间、南晓两电站,最终流入钦州茅岭江。调水工程的主要任务是将凤亭、屯六水库的水调回八尺江流域,集中到大王滩水库。具体的措施是在凤亭河主坝建消能电站,库水经电站消能后流入八尺江河道;屯六水库的水在一副坝经简单消能后流入八尺江,最终汇入大王滩水库。取水建筑物设于大王滩坝首,原水经28km的管道重力自流至河南水厂,则可充分利用河南水厂的设备和供水管网,节省投资。该方案匡算总投资8.25亿元,含凤亭-屯六隧洞维护、八尺江河道清理投资约7100万元。