南水北调河南受水区城市供水配套工程实施方案探讨

郭东良，刘剑，杨保亚，尹卫红

(河南省城乡规划设计研究总院有限公司，河南郑州450000)

南水北调河南受水区城市供水配套工程包括郑州、南阳、平顶山、漯河、周口、许昌、焦作、新乡、鹤壁、濮阳、安阳11个省辖市市区及32个县（县级市）和南阳市龙升工业园区、邓州市移民安置区、禹州市神垕镇、郑州新郑国际机场、郑州市上街区，共48个供水目标的83座水厂以及相应的管网设施，工程全年计划接纳水量为29.94亿吨，直接受益人口2 000多万人。

1 河南受水城市概况

1.1 供水设施现状

到2012年底，受水区范围内共建有各类集中供水厂96座，涵盖了省辖市、县级市和县城。2012年统计资料显示，43座受水城市全社会供水（包括公共供水和自建设施供水）能力总和为771.9万吨/天，年供水总量为151 958.83万吨，供水管道长度为13 830.84 km。其中,公共供水总量为101 202.67万吨，占年供水总量的67.76%；自建设施供水总量为50 756.16万吨，占年供水总量的32.24%。污水处理能力为386.5万吨/天，年处理量为106 258万吨，约为年供水总量的70%。

受水城市供水设施现状见表1。

表1 2012年受水城市供水设施现状

1.2 社会经济情况

南水北调中线工程河南受水区是河南省中部的经济发达地区，受水城市国土面积为8.81万km²，占全省总面积的52.92%，城区面积为3 455.12 km²，其中建成区面积为1 804.88 km²，绿地面积为224.87 km²；受水城市人口达到1 791.14万人，用水人口为1 598.25万人。受水城市社会经济情况见表2。

表2 2012年受水城市社会经济情况

1.3 供水配套设施建设现状

至2014年2月，河南受水区范围内83座南水北调配套水厂，已建成的水厂有18座，其中省辖市10座，县（市）及其他区域8座；在建的水厂有17座，其中省辖市7座，县（市）及其他区域10座；正在做前期工作的水厂有40座，其中省辖市11座，县（市）及其他区域29座；未开展工作的水厂有8座，其中省辖市6座，县（市）及其他区域2座。

2 配套工程建设存在的主要问题

2.1 分配水量为远期规模，近期消纳能力有限

南水北调中线工程向河南受水区年分配水量为29.94亿吨，据供水设施现状数据统计，2012年河南省受水城市公共及自建设施供水总量为15.20亿吨，现有供水设施除郑州市、平顶山市等个别地表水厂切换水源后可以利用之外，其余均需新建供水配套设施。到南水北调通水后的2015年，通过对各城市的需水量预测，预计需水总量为21.56亿吨，远期2020年为27.70亿吨。南水北调中线工程分配水量与远期受水城市需水总量基本匹配，因此为保障南水北调配套工程高效运行，部分新建水厂根据用水需求分期建设，对南水北调水近期消纳能力有限。

2.2 自备水源比重较大，难以统一管理

各受水城市自备供水设施大量存在，大部分自备水源供水对象为工业企业，使公共供水能力的效力不能充分发挥，部分省辖市和县（市）的自备水源供水量已经超过公共供水量，例如漯河市2012年自备水源供水量为5 818万吨，公共供水供水量为4 054万吨；辉县2012年自备水源供水量为1 620万吨，公共供水供水量为594万吨。根据近十年来受水城市供水设施供水量数据统计，自备水源占据的比重大约为总供水量的30%。

南水北调通水后，为保障城市供水配套工程运行规模，同时作为重要的备用水源，自备水源要纳入城市水源统一管理，而部分受水区受到财政、管理以及其他因素的影响，对自备水源的调查、管理、保护困难较大。

2.3 调蓄、应急设施不足，难以保证用水安全

通过对南水北调中线工程1956年—1997年42年来河南省分配水量系列进行统计，年际调水量不均，年内分配不均，南水北调水过程与城市均衡需水过程不完全匹配。

根据总干渠沿线可利用的调蓄水库情况，除南阳市、平顶山市、郑州市、新郑市等市县能够利用水库调蓄供水，濮阳市、安阳市、长葛市和上街区拟新建蓄水池外，其余受水城市均无调蓄工程；另外部分受水城市从口门至配套水厂输水管线较长，且为单管，运行风险较大。在南水北调水停供或输水线路出现故障，受水城市需临时启动当地或其他备用水源时，供水系统内没有调蓄设施，应急水源的选取、保护及利用方案缺失，无法保证城市供水安全。

3 配套工程实施方案主要任务

3.1 需水量预测和配套工程实施规模确定

受水城市需水预测采用“多种方法、综合分析、合理确定”的原则。在城市总体规划的指导下，根据城市人口、用地发展规模、用地性质、用水量标准，预测城市用水需求量，以分项预测为基本方法，对于综合生活用水量预测，采用结构分析法和人均综合用水定额法进行预测，工业用水量采用与生活用水量比例法和用地指标法进行预测，不同方法预测出的结果相互验证，最终确定城市需水量。

根据以上预测方法，对受水各城市进行了需水量预测，到2015年需水量为767.9万吨/天，2020年需水量为948.5万吨/天，日变化系数2015年取1.3、2020年取1.25，则2015年需水量为21.56亿吨，2020年需水量为27.70亿吨。

南水北调中线工程向河南受水区年分配水量为29.94亿吨，为保证通水后受水区能够有效利用来水，对受水区45个受水城市的83座水厂进行改扩建或新建。到2014年5月建成一期设计规模的水厂有34座，建成总设计规模的水厂有43座，供水规模达到655.4万吨/天，新增供水能力472.6万吨/天，项目估算总投资为78.8亿元，接纳南水北调水量为16.08亿吨/年。到2020年完成77座配套水厂建设任务，总供水规模达到847.2万吨/天，估算投资为45.6亿元，接纳南水北调水量为27.44亿吨/年。

3.2 研究自备水源留存规模，制定利用规划

南水北调来水后，遵循优先利用南水北调水、其次为当地地表水、最后为地下水的利用策略，加大关闭公共供水管网覆盖范围内自备水源的力度，保障供水配套工程实现最大效益。

但是，从城市供水安全保障、地下水环境的科学调控、水资源的合理利用及各城市实际来看，南水北调水通水后，自备水源的战略地位和作用仍不可忽视，主要表现在以下几个方面:一是自备水源依然是城市公共供水的重要补充;二是自备水源是保障城市供水安全的重要应急备用设施;三是自备地下水源供水是调节地下水位、合理利用地下水资源的有效手段。因此应结合城市发展规划和用水需求，合理确定城市自备水源的留存规模。

按照需水量预测和配套工程实施计划，到2015年，河南受水区各城市需水量为21.56亿吨，南水北调配套水厂供水16.08亿吨，当地集中水源供水3.72亿吨，自备水源供水1.76亿吨，比2012年自备水源供水规模削减3.32亿吨，更多的自备水源供水将由公共供水替代。至2020年，随着城市公共供水能力增加、供水系统与设施的完善，逐步关停城市自建供水设施，使城市供水布局合理化，供水管理统一化。

3.3 分析水源风险，提出应急调蓄设施规模及措施

南水北调工程实施后，沿线受水城市将形成由南水北调水为主供水源、当地地表水和地下水等其他水源作为补充的联合供水系统。

在南水北调水水源紧缺时，主要依靠两侧的调节水库补充水源，左侧的有兰营、尖岗、常庄、老观寨中型水库和望京楼小型水库，右侧的有白龟山大型水库、刘湾小型水库；同时各受水城市之间根据当地地表水的丰枯情况，适当调配南水北调分配水量；按照城市地下水可开采量控制，增加当地地下水开采量。

在城市发生突发水源事故，如水源污染、输水管线故障，常规水源无法满足城市正常的供水需求时，需要启用应急备用水源进行供水。

（本文发表于《中国给水排水》杂志2014年第20期“给水深度处理及饮用水安全保障技术交流会专题”栏目）

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