中国给水排水2020年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 (第十一届)邀请函暨征稿启事
 
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城市大型给水工程系统迁建设计 (1)铜陵作为长江沿岸重要港口城市,沿江码头较多,现状横港取水口设置水源保护区难度较大。将横港取水口迁建至新民取水口附近,重新整合、划分新的水源保护区,两个取水

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-03-09  浏览次数:108
核心提示:城市大型给水工程系统迁建设计 (1)铜陵作为长江沿岸重要港口城市,沿江码头较多,现状横港取水口设置水源保护区难度较大。将横港取水口迁建至新民取水口附近,重新整合、划分新的水源保护区,两个取水口水源保护区集中保护和统一管理,有利于提高铜陵市饮用水水源地安全保障。另外,横港取水口的迁建,释放了3.3 km长江岸线资源,对铜陵市沿江岸线开发利用起到积极的作用。 (2)以横港取水口迁建为契机,针对铜陵市现状供水存在的问题,将现状三水厂同步迁建至下游新民取水口附近,新建规模较大的新三水厂,有计划地关停
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2020年中国无废城市建设及固废资源化利用可持续高质量发展大会
 





   中国给水排水2020年中国污水处理厂提标改造高级研讨会(第四届)邀请函暨征稿启事0309.docx

   
中国给水排水2020中国排水管网大会(污水千人大会同期会议)0309.docx









城市大型给水工程系统迁建设计
2020-03-09         来源:净水万事屋       作者:       分享:
 

Part 1 项目背景

 


2018年3月,环境保护部联合水利部印发了《全国集中式饮用水水源地环境保护专项行动方案》(环环监[2018]25号),对长江水源地环境整治回头看,按照此次专项整治标准及《安徽省饮用水水源环境保护条例》,铜陵市三水厂横港取水口水源地保护区范围内存在石化、水泥、外贸等商业码头,不符合饮用水水源保护区设置的要求。

这些码头短期内一次性全部关闭难度巨大,且多为当地经济支柱产业码头,关闭后对铜陵市经济发展影响较大。经各方协商,铜陵市政府决定将横港取水口择址迁建,同时对三水厂及配套供水设施进行整合。经过前期多方案比较,最终确定将横港取水口及三水厂整体迁建至下游新民取水口附近,新建取水口和水厂规模为30万 m3/d。整改方案在快速响应国家环保督察要求的前提下,又从系统角度优化了铜陵市全市供水布局,可供类似城市借鉴。


Part 2 铜陵市供水现状


2.1 水厂和水源现状

铜陵市现有供水厂3座(一、二、三水厂),总设计规模为29.5万 m3/d,另有在建五水厂1座,设计土建规模为24万 m3/d,一期规模为8万 m3/d。4座水厂原水均取自长江,共设3处取水口,分别为新民取水口(一、二水厂)、横港取水口(三水厂)和西联取水口(五水厂),各水厂和取水口情况如表1所示。


表1 铜陵市水厂和水源情况
Tab.1 Introduction of Tongling WTPs

and Raw Water Sources


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2.2 全市用水量分布情况


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图1 各区域用水量
Fig.1 Water Consumption in Each Region

铜陵市平均日用水量为27.5万 m3/d,主要用水区域为长江路以北片区,约为20万 m3/d,超过总供水量的70%;长江路以南片区用水量较小,约为7.5 万   m3/d,各区域用水量如图1所示。一、二水厂位于主城区长江路南侧附近,两座水厂就近服务于长江路两侧用水区域,不足缺口由三水厂补给,三水厂离主城区较远,输水距离约为8 km。五水厂位于东部城区,规划供水范围为东部城区及其以东的农村区域。


2.3 存在问题

目前,铜陵市供水主要存在以下问题。

(1)取水口水源保护区存在问题

如图2所示,横港取水口一、二级保护区内存在中石化安徽铜陵分公司码头、铜陵海螺公司码头(取水口上游约2 000 m处)、港华燃气公司码头(已停用)、73849部队码头(机密)、长江外贸码头(三水厂取水口上游约720 m处)等5座码头,水源保护区设置不符合要求,三水厂原水水质存在较大安全隐患,亟需整改。

(2)水厂存在问题

一、二水厂始建于20世纪六七十年代,建设年限长,存在以下问题:单条生产线规模小,制水工艺采用的是斜管沉淀、无阀滤池等传统工艺,自用水比例高,制水成本高,对原水水质波动适应性较差;水厂自动化水平较低,尤其是在线监测设施不足,不能适应现代化水厂管理要求;水厂用地紧张,尽管近两年进行了排泥水处理改造,但不具备深度处理改造条件。

此外,近几年用水高峰时段,一、二、三水厂处于满负荷运行状态,供水压力较大。

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图2 横港取水口现状图
Fig.2 Current Status of Henggang Water Intake


Part 3 系统迁建方案


3.1 取水口迁建方案

根据水源保护区设置要求[1],长江取水口上游保护区长度为3 km,下游保护区长度为0.3 km,上下游共占据长江岸线长度为3.3 km,保护区上下游范围示意图如图3所示。


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图3 水源保护区范围示意图
Fig.3 Schematic Diagram of the Range of Water 
Source Protection Area

横港取水口上游3 km范围内现状分布着各类码头,上游已无符合要求的取水口位置,因此,取水口只能往下游迁建。根据铜陵港岸线利用规划图(图4)[2],横港取水口下游数公里为港口岸线,无法设置取水口。


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图4 铜陵港岸线利用规划
Fig.4 Shoreline Utilization Planning of Tongling Harbor

考虑新建取水口水源保护区设置要求,为节约长江岸线资源,方便水源保护区管理,新建取水口水源保护区应尽量与新民取水口水源保护区重合。因此,新取水口位置拟设于新民取水口附近。

新民取水口下游100 m处有工业取水口一座,再下游200 m处有海事码头一座,如果新建取水口设于新民取水口下游,则必须迁移海事码头,难度较大,因此新建取水口选址宜位于新民取水口上游附近。结合水源保护区设置要求及现场踏勘情况,最终将新取水口设于新民取水口上游约300 m处。两者水源保护区合建,实现水源保护区集中保护和统一管理。


3.2 水厂迁建方案

3.2.1 三水厂迁建必要性

横港取水口迁建至新民取水口后,若要保证原供水系统不变,需从新建取水口处敷设两根DN1400原水管道至三水厂,单根原水管道长度约8 km,该方案面临以下问题。

(1)铜陵市主要用水区域为长江路以北片区,长江路以南片区用水量较小,只有7.5万 m3/d。从原水输送和用户分布角度来看,若三水厂保留在原地,新取水方案将原水从北侧输送至南侧的三水厂,输送距离达8 km,原水经三水厂处理后,再由南往北输送8 km至用水量较大的主城区,整个取水、供水过程迂回曲折,能耗浪费严重,增加水司运行成本,方案合理性较差。

(2)从新建取水口至三水厂均为现状道路,道路下方管线密集,新建2根大口径原水管道没有路由和管位,实施难度巨大。

(3)新增2根DN1400原水管道需额外增加投资约1.4亿元。

以上分析可见,在新取水口位置敷设原水管道至现状三水厂的方案合理性、可实施性及经济性均较差。因此,拟将三水厂同步迁建到新建取水口附近,达到水厂就近取水、就近供水的目的。


3.2.2 三水厂迁建选址

从距离新取水口位置近、靠近供水区域等角度考虑,结合现场踏勘,新三水厂选址位于新建取水口所在处长江大堤(滨江大道)东侧、长江路以南、白云路以北空地内,如图5所示。


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图5 新三水厂选址位置图
Fig.5 Location Map of the New No.3 WTP

3.3 工程规模确定

新三水厂迁建后,与一、二水厂距离较近,形成多座小水厂分散供水的格局,这种供水系统整体能耗较高,且管理难度大。一、二水厂处于铜陵市中心位置,地理位置优越,但建设年代久远,工艺相对落后,厂区用地紧张,不具备提标改造的条件。

针对上述问题,提出逐步关停一、二水厂的方案,通过土地置换,提高本次新三水厂建设规模,即新三水厂设计规模除考虑原有17.5万 m3/d规模外,还需计入一、二水厂12万 m3/d规模。因此,新三水厂设计规模取30万 m3/d。相应地,新建取水口设计规模为30万 m3/d。


Part 4 工程设计


4.1 水厂总体情况

新取水口处水源水质较好,达II类~Ⅲ类标准,结合铜陵市现状水厂及上、下游城市水厂运行经验,设计采用常规处理工艺及排泥水处理工艺,同时预留深度处理用地。新取水口和新三水厂距离较近,为便于集中管理,缩短相关涉水手续审批时间,将取水泵房建于大堤陆地侧,与新三水厂合建。取水泵房位于厂区的西北角,采用沉井施工。新三水厂总征地面积约176亩。


4.2 取水头部及原水自流管

取水头部设计规模30万 m3/d,采用2只DN2000×DN1600不锈钢三通,三通两侧设格栅,格栅宽度为10 mm,净距为90 mm。取水头部通过桩架固定。

原水自流管共设2根,单根口径DN1600,管材为钢管,敷设线路与大堤垂直,采用顶管与排管相结合的形式施工。以水厂内取水泵房的进水前池作为顶管工作井,将原水自流管顶向河床,单根顶管长度为246 m,中心标高为-1 m,出河床后采用桩架排管方式,单根长度为60 m。取水头部所在处河床底标高为-8.5 m,取水头部中心标高为-5.3 m,比长江最枯水位低6.55 m,能够满足长江边各类小型船只通行安全要求。


4.3 出厂管接管设计

三水厂迁建后,原有的供水格局发生较大变化,需建设配套清水管网来维持全市供水水量、水压要求。在全市市政管网12个关键测压点的基础上,采用WATER-CAD给排水大型管网平差软件,选择中心城区DN300及以上的给水管道进行平差分析,最终确定:(1)新三水厂二级泵房水泵额定扬程取47 m;(2)新三水厂设2根DN1400出厂管,分别在两处与DN1000市政给水干管连接。其中,一路出厂管沿白云路、长江西路敷设,在铜官大道与长江西路处与铜官大道DN1000给水管相接,长度为2.85 km;另一路出厂管沿白云路、丹凤路敷设,在铜官大道与丹凤路处与铜官大道DN1000给水管相接,长度为1.44 km,新建清水管线总长度约4.29 km。


4.4 原三水厂改造为加压泵站

三水厂迁建后,原三水厂附近供水区域水压降低,将原三水厂改造成一座加压泵站,近期规模2万 m3/d,远期规模5万 m3/d。具体改造方式为:将二级泵房改造成加压泵房,将二期沉淀池下叠清水池改造成水库调蓄池,近期配两台增压泵,单泵流量为1 000 m3/h,扬程为52 m,通过进、出水管路改造,向周边区域及南部城区供水。

整个给水工程迁建后,在一、二水厂未关停之前,铜陵市新的供水系统图如图6所示。待新三水厂建成通水后,即可有计划地逐步关停一、二水厂,届时,铜陵市全市供水主要由新三水厂和五水厂两座大型水厂承担。


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图6 迁建后供水系统图
Fig.6 Diagram of Water Supply System after Relocation and Reconstruction


Part 5 结语


(1)铜陵作为长江沿岸重要港口城市,沿江码头较多,现状横港取水口设置水源保护区难度较大。将横港取水口迁建至新民取水口附近,重新整合、划分新的水源保护区,两个取水口水源保护区集中保护和统一管理,有利于提高铜陵市饮用水水源地安全保障。另外,横港取水口的迁建,释放了3.3 km长江岸线资源,对铜陵市沿江岸线开发利用起到积极的作用。

(2)以横港取水口迁建为契机,针对铜陵市现状供水存在的问题,将现状三水厂同步迁建至下游新民取水口附近,新建规模较大的新三水厂,有计划地关停一、二水厂,避免了原有各老旧水厂分散取水、分散供水的弊病,减少了取水泵房与净水厂的管理、生产和值班人员,提高了供水效率,降低了生产成本。

(3)本工程建成后,铜陵市供水将形成近期新三水厂供水为主、五水厂供水为辅,远期新三水厂与五水厂两座大型水厂联合对滞供水的格局。与现状相比,供水格局将发生颠覆性变化,建议尽快开展给水规划修编工作。修编工作侧重点在两个方面:一方面根据当地水量增长情况修正全市需水量预测,另一方面调整全市水厂及供水管网规划。

(4)在完成取水口水源保护区整改任务的同时,系统迁建方案大大优化了铜陵市全市供水系统,提高了供水水质稳定性,方案具有较高的前瞻性,有利于铜陵市供水事业高质量发展。目前该项目土建部分已完工,正在进行安装调试,计划2019年底正式通水。


参考文献

[1] 环境保护部水环境管理司,科技标准司.饮用水水源保护区划分技术规范: HJ 338—2018[S].北京:中国环境科学出版社,2018.

[2] 铜陵港总体规划[Z].

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