太原工業新區供水專項規劃設計探討

呂 彥 莉

(太原供水設計研究院有限公司，山西 太原 030009)

太原工業新區供水專項規劃設計探討

呂 彥 莉

(太原供水設計研究院有限公司，山西 太原 030009)

通過分析規劃期內工業新區的發展規模，對工業新區需水量進行了預測，在此基礎上研究了水源規劃及給水工程(包括廠站及輸配水管網等)規劃方案，確定了壓力分區，以期通過實施分壓力供水，實現資源優化配置。

供水規模，加壓站，分壓力供水

0 引言

工業新區所在地陽曲，地處忻定與晉中盆地之脊梁地帶。扼晉北要沖，太原門戶。地理坐標位于東經112°14′～113°48′和北緯37°56′～38°25′之間。其東、西、北三面環山，南部低平。東臨盂縣，西連靜樂縣、古交市，南抵太原市尖草坪區，北接忻州市，東北與定襄縣交界，東南與壽陽縣毗連。境北系舟山系橫亙東西，云中山系縱貫南北，歷為并北屏障，號稱太原之北大門。太原工業新區位于陽曲縣縣城東南部大盂盆地和黃寨盆地連片所形成的帶形區域內，距離太原市主城區僅20 km。

1 基礎資料

1.1 規劃期限與范圍

1)規劃期限:2011年～2020年。

2)規劃范圍：北起北洛陰村北，南至規劃石太高速鐵路，西起大運高速公路，東至東黃水鎮鎮域邊界，總面積約為40 km2。

1.2 工業新區性質

生態環境優良的城市北部近郊工業區，太原市北部新型工業化示范基地，國家級鋁鎂產業發展基地。

1.3 工業新區規模

1)人口規模。

規劃期內(至2020年)總人口為14.7萬人。

2)用地規模。

2015年，工業區建設用地約8.66 km2，人均建設用地183.47 m2。

2020年，工業區建設用地約15.85 km2，人均建設用地107.64 m2。

1.4 工業新區空間布局結構

規劃區內的空間布局結構為“一軸、兩區、多組團”的組團式半網絡化結構。

一軸：指依托規劃的企業大道形成的工業新區發展軸線。

兩區：指位于西部核心區與東部板峙山組團的兩個服務與生活片區。

多組團：指位于規劃區內的3個生產組團。即核心區工業組團、趙莊工業組團和板峙山工業組團。組團以集聚、集約模式適當控制發展。注重組團間相互協調與合作。

1.5 水資源利用情況

根據山西省地質勘察設計院1995年5月20日提供“陽曲縣縣城供水水源地水文地質條件說明書”及1992年5月提供的“山西省陽曲縣縣城供水水源選建可行性論證報告”，陽曲縣城區松散巖類孔隙水的可開采量為9 073 m3/d，在以縣城為中心的40 km范圍內，已處于超采狀態，無開采可能。陽曲縣縣城地區的碳酸巖溶裂隙水，屬太原市東山巖溶水系統的匯流區，該區水源地的可開采量為1萬 m3/d～1.2萬 m3/d，只能滿足縣城現狀生活用水及工業用水，無法保證工業區的用水量。

1.6 現狀供水設施

工業新區中部趙莊村有現狀水廠一座，最高日供水量為10 000 m3/d，占地10.5畝。供水廠有深井3眼。有枝狀DN400供水管線約500 m，DN150供水管線約600 m。

2 供水存在的問題分析

1)工業新區位于太原市蘭村水源地上游，與蘭村水源地同屬蘭村泉域，而現狀供水量遠不能滿足工業新區發展的需水要求，過量開采勢必導致地下水嚴重超載，地下水位持續下降，并且不利于對水資源的統一管理，甚至威脅到太原市城市發展。

2)水環境安全隱患突出。自建水源井管理混亂，尤其是一些處于規劃范圍內的農村自建水源井，無消毒設施，缺乏水質檢測，直接向用戶供水，使居民用水存在嚴重的安全隱患。

3)供水管網不配套，配水管網未形成環狀，供水安全無法保證。

3 需水量預測

根據以上計算得工業新區近期(2015年)最高日需水量為4.21萬m3/d。遠期(2020年)最高日需水量為10.20萬m3/d(見表1)。

表1 規劃工業新區最高日需水量 萬m3/d

4 給水工程規劃

4.1 水源規劃

國家、省和市共同投入巨額資金興建了引黃工程，具備每年向太原提供原水6.02億m3的能力，并配套實施了黃河水源太原市城市給水工程，首期供水能力40萬m3/d。目前只供到20萬m3/d。

引黃河水源至工業新區，途經太鋼不銹鋼工業園區、陽曲鎮、青龍鎮及周邊嚴重缺水的村莊，以水質合格的水源滿足沿線單位、地區的用水要求，促進沿線地區的經濟發展，改善居民的飲水狀況。

通過對陽曲縣現狀供水情況及對工業新區需水量分析可知，選擇經過呼延水廠處理的黃河水作為工業新區水源才能滿足工業新區發展的需求。

水源供水方案。

工業新區(2020年)最高日需水量為10.20萬m3/d。

目前，太原市自來水公司已積極籌建不銹鋼園區加壓站，以盡快解決太鋼不銹鋼工業園區及陽曲縣沿線單位用水需求。

不銹鋼園區加壓站地形標高為806 m，建設規模，近期10萬m3/d，遠期19萬m3/d，建成后可為工業新區及陽曲縣提供近遠期的用水量。

本次規劃水源取自經過處理并在不銹鋼園區加壓站經過加壓的黃河水。

4.2 陽曲新區加壓站規劃

1)站址選擇。為確保供水管網的安全性及運行的經濟性，同時考慮到向陽曲縣城供水的可行性，結合太原不銹鋼園區加壓站地形標高、水泵揚程等及近遠期輸水管線走向，通過經濟技術比選，規劃在工業新區現狀熱源廠北側北塔地村附近建設陽曲新區加壓站一座。

陽曲新區加壓站地形標高選定為860 m，根據太鋼不銹鋼加壓站地形標高806 m，加壓設備揚程60 m，該標高能夠保證加壓站清水池進水口處5 m自由水頭。

2)陽曲新區加壓站規模確定。前已述及，本次規劃綜合考慮陽曲縣總體規劃水量確定廠站規模，根據陽曲縣近遠期供水規模分別為近期7萬m3/d，遠期14萬m3/d，由此確定該陽曲新區加壓站供水規模為近期7萬m3/d，遠期14萬m3/d。經加壓后的水一部分轉供陽曲縣城，一部分進入工業新區供水系統。

為配合工業新區的建設規模，陽曲新區加壓站按照遠期14萬m3/d的規模建成。

3)供水系統流程圖見圖1。

4.3 板峙山一級加壓站規劃

根據《太原工業新區總體規劃》(2007年～2020年)，遠期規劃為建設東北部板峙山工業組團。該組團工業總用地575.0 hm2，主要依托現狀良好的工業基礎，發展鋁鎂新材料加工工業，同時結合太原產業改造搬遷，整合提升機械裝備制造業。

通過計算，該地區供水規模定為4萬m3/d，現狀地形標高為900 m～980 m。由于陽曲新區加壓站地形標高為860 m，故需在板峙山組團范圍內規劃建設加壓站一座，地形標高925 m，規模4萬m3/d，占地約15畝。

4.4 板峙山二級加壓站規劃

通過對板峙山組團地區整個地形地勢分析可知，該地區東南角處地形標高在1 000 m～1 010 m之間，板峙山一級加壓站水泵揚程以60 m～70 m計，無法保證該地區供水可靠性，需在此處建設二級加壓站。通過計算，該地區面積約為板峙山地區用地面積的1/4，故二級加壓站供水規模定為1萬m3/d，地形標高952 m，占地約5畝。

4.5 輸水管線規劃

輸水管管徑根據陽曲縣總體規劃供水規模確定，近期從不銹鋼園區加壓站(一級加壓站)設DN1 000給水管線沿楊興河、中社河至陽曲新區加壓站。

遠期從不銹鋼園區加壓站(一級加壓站)設DN1 000給水管沿太忻公路經草坪區陽曲鎮，沿楊興河、中社河至工業區陽曲新區加壓站。

4.6 配水管網規劃

1)配水管網布置原則。配水管網規劃使整個管網相互連接，形成一個有機的供水網絡，保證工業新區供水的安全可靠和管網運行的經濟節能，各主干管、次干管沿城市主要道路敷設，實現環狀連接，整個供水管網的壓力均滿足市政供水的要求。干管布置的主要方向按用水主要流向延伸。沿企業大道，經二路等主要道路設置配水主干管，沿途設配水支管。

2)管網計算。

a.水量分配。本規劃對工業新區管網平差按2020年供水規模“最高日最高時”進行設計計算，并按供水“最高日最高時加消防流量”進行校核。

陽曲新區加壓站供工業新區水量規劃最高日規模為10.2萬m3/d,平均時流量為4 250 m3/h,綜合用水時變化系數按1.5計，則最高時供水量為6 375 m3/h。

東北部板峙山組團地區由于地勢偏高，故需另設加壓站單獨加壓。經核算，板峙山地區規劃最高日需水量為4萬m3/d，平均時流量為1 666.67 m3/h,綜合用水時變化系數按1.5計，則最高時供水量為2 500 m3/h。

板峙山二級加壓站規劃最高日供水量為1萬m3/d。平均時流量為416.67 m3/h,綜合用水時變化系數按1.5計，則最高時供水量為625 m3/h。

由于工業用水大戶水量及位置不確定，為使管網趨于合理，本規劃除板峙山一級加壓站處設集中出流外，其余納入沿線流量折算節點流量后計算。

綜上，最高日最高時工業新區配水管網進水量為1 770.8 L/s，在板峙山加壓站設集中出流694.4 L/s。板峙山組團地區單獨平差。板峙山二級加壓站地區設集中出流173.6 L/s。

b.水壓控制點。通過對工業新區整體地形標高分析，108國道西北部地區即西部核心區組團地區地勢較低，地形標高在840 m～860 m之間，陽曲新區加壓站地形標高為860 m，該加壓站對工業新區規劃范圍實施分區域供水。西部核心區為低區，管網水壓按供至六層樓計算，即28 m，由加壓站低區水泵供給。

趙莊組團地區地形標高介于880 m～925 m之間。該地區劃分為供水高區，由加壓站高區水泵供給，最不利點控制自由水頭定為28 m。

板峙山地區經一、二級加壓站加壓，最不利點控制自由水頭定為28 m。

3)消防校核。根據《建筑設計防火規范》的要求，工業新區同一時間火災次數為2次，一次滅火用水量為45 L/s，根據工業新區總體管網布置及地形標高，在趙莊組團和板峙山組團范圍內分別選取一個著火點。

4.7 消防給水規劃

工業新區采用消防供水管道與生活供水管道合用的供水系統，在供水管網上設置室外消火栓。

1)消防水量計算。工業新區規劃期內人口規模將達到14.7萬人次，根據《建筑消防設計防火規范》，同時發生火災數按2次計，消防用水標準為45 L/s。消防儲備水量按3 h消防用水量計，則此需水量為：

Q消=45×2×3 600×3=0.10萬m3。

2)消防水量的供給。工業新區消防水量儲備于趙莊水廠及板峙山加壓站清水池，發生火災時，按計算水量分配至各火災發生點。每個室外消火栓的用水量應按10 L/s～15 L/s計算。

根據工業新區供水管網(最高時加消防)的布置，主要考慮消火栓的服務半徑、建筑密度及用地的重要性等。室外消火栓系統的消火栓布置間距不應大于120 m，消火栓的保護半徑不應大于150 m。

連接有消火栓的供水管道管徑不應小于100 mm。室外消火栓栓口處的水壓從室外設計地面算起不應小于0.1 MPa。

5 結語

經過對太原工業新區地形及規劃路網，加壓廠站位置等條件分析，本次供水專項規劃將該地區供水系統豎向分為四個區，即西部核心區低壓供水區域，趙莊片區高壓供水區域，板峙山一級加壓站供水區域和板峙山二級加壓站供水區域。實施分壓力供水是基于各片區相對獨立且路網條件具備等基礎之上的。充分實現了供水系統合理布局、優化配置、經濟實用及節能降耗的規劃目標，為新區的快速發展創造條件。

[1] GB 50013-2006，室外給水設計規范[S].

[2] 給水排水設計手冊 第三冊 城鎮給水[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[3] 山西省小城鎮發展中心.太原工業新區總體規劃(2007～2020)[Z].2008.

[4] 山西省城鄉規劃設計研究院.太原工業新區道路專項規劃(2007～2020)[Z].2009.

Discussion on water supply planning & design of Taiyuan industrial new district

LV Yan-li

(TaiyuanWaterSupplyDesignInstituteLimitedCompany,Taiyuan030009,China)

Through the analysis on the development scale of industrial new district in planning period, predicted the water supply quantity in industrial new district, based on this, researched the planning schemes of water planning and water supply project (including plant station and water distribution network planning etc.), determined the pressure partition, in order to through the pressure water supply, optimized the resources allocation.

water supply scale, pressure station, pressure partition water supply

2014-07-09

呂彥莉(1983- )，女，工程師

1009-6825(2014)27-0138-03

TU821

A