長春市城市應急備用水源規劃方案探討

付艷平，于洪波

(1.長春市水利勘測設計研究院，吉林 長春 130062；2.長春市新立城水庫管理局，吉林 長春 130062)

水是生命之源，保障飲水安全是維持人類生存和生命健康的基本條件。2017年12月，水利部印發《加強城市應急備用水源建設的指導意見》，對應急備用水源建設進行了詳細部署，明確了建設城市應急備用水源的指導思想、基本原則、總體目標、總體建設方案和體制機制等內容。目前，長春市城市常規供水水源地主要為石頭口門水庫和新立城水庫，均為湖庫型地表水。同時，兩座水庫分別對應不同水廠，屬于單一供水格局，供水安全保障程度低，一旦某一水源地或者供水管線出現突發事件，城市供水將受到極大威脅。為確保長春市在突發性和極端性氣候事件狀態下的應急供水能力，保障人民群眾生命安全，維護社會穩定，開展應急水源規劃和建設工作，具有重要的現實意義和長遠的戰略意義。

1 長春市供水現狀

目前，長春市城市供水水源為石頭口門水庫、新立城水庫、“引松入長”工程。

1.1 水源地現狀

1.1.1新立城水源地現狀

新立城水庫位于伊通河中上游，壩址以上河長114.8km，控制流域面積1970km2，總庫容5.506×108m3，興利庫容3.23×108m3，設計年向長春市供水0.88×108m3。新立城水庫從1960年開始向長春市供水，截至2016年底，累計供給城市用水48.00×108m3，保證了長春市百萬居民的生活用水和數百個廠礦企業的生產用水。現年均向城市和企業實際供水0.92×108m3。

1.1.2石頭口門水源地現狀

石頭口門水庫位于九臺區西營城子街道石頭口門村西南500m處，松花江支流飲馬河中游，水庫控制流域面積4944km2，總庫容12.77×108m3，興利庫容3.86×108m3，設計年向長春市供水1.68×108m3，近20年平均年供水2.04×108m3，其中，2012年向長春市供水2.57×108m3，超設計供水0.89×108m3，日平均向長春市供水70.41×104m3。

1.1.3“引松入長”供水工程現狀

長春市“引松入長”供水工程水源為第二松花江水，取水頭部位于吉林市豐滿區第二松花江馬家江段。引松入長引水工程部分包括1座取水戽頭、1座取水泵站、1座加壓泵站、3段輸水管線、1段輸水隧洞。設計年引水量為3.08×108m3。

1.2 城市凈水廠現狀

長春市水務集團現有五座凈水廠，日供水能力132萬t，現實際日均供水95萬t左右。第一、二、三、四、五凈水廠設計日供水能力分別為25、30、22、25、30萬m3/d。

1.3 水源地與水廠之間連接現狀

目前，長春市石頭口門水源地向通過放牛溝加壓泵站向第一、第二、第四及第五提供原水；新立城水庫水源地向第三凈水廠提供原水。

現狀五座凈水廠除第一、第三凈水廠有管道連接外，其他三座凈水廠均無管線連接。

2 供水安全性分析

長春市現狀年均城市用水3.8億m3，常規供水主要水源為石頭口門水庫和新立城水庫(含“引松入長”和中部城市引水)，其中，石頭口門水庫年供水量3億m3，新立城水庫年供水量8800萬m3。常規供水主要存在以下安全隱患：

2.1 水源地風險源多，易發生突發性事故

由于現狀石頭口門水庫和新立城水庫匯水面積大，保護區內有交通道路穿過，交通運輸的易燃易爆品、石化產品、有毒有害危險品等，伴隨交通事故也威脅到水源地的安全；庫區岸線長且緊鄰庫區的村屯數量較多，突發性事件易導致水源污染事故發生。由于地表水源污染而引起的突發性供水危機是目前長春市供水安全最主要的威脅之一。

2.2 現狀供水結構單一，抵抗風險能力較弱

長春市現狀雖然有石頭口門水庫和新立城水庫兩處為常規水源地，但是，由于兩座水庫分別對應不同凈水廠，石口門水庫(含“引松入長”工程)向第一、二、四、五凈水廠提供原水，新立城水庫向第三凈水廠提供原水。每座水廠對應單一供水水源，水廠之間尚未連通。一旦某一水庫(水源地)出現突發事件，另一座水庫將無法對出事水庫覆蓋區域供水。同時“引松入長”工程也必須通過石頭口門水庫為長春市供水，一旦輸水管網或者水庫水質出現問題，對城市供水影響很大。

2.3 地下水管理有待完善

尚未建立全市地下水監控平臺，對地下水水量、水位監測不到位。自來水管網覆蓋區內仍有存在采地下水情況，未進行有效壓采，現狀沒有并網。

2.4 應急保障體系不健全

尚未建立應急備用水源和應急供水保障體系，城市供水安全保障能力低，存在極大安全隱患。

3 應急備用水源規劃方案研究

由于石口門水庫(含“引松入長”工程)為第一、二、四、五水廠供原水，新立城水庫為第三水廠供應原水。五座現有的凈水廠為單一水庫獨立供水格局，供水布局存在很大的不平衡性，水資源利用率不高，尤其是水源應急保障能力存在嚴重問題，一旦石頭口門水庫或者新立城水庫出現污染、供水設施嚴重故障等突發事件，長春市主城區供水安全將受到嚴重威脅。針對以上問題，本文提出三種規劃方案。

3.1 某一座水庫出現突發事件

3.1.1應急事故分析

新立城水庫飲用水水源地發生特大事故、突發性污染事故時將導致第三水廠及擬建第六凈水廠水源供水中斷。新立城水源突發事件不可用情況下缺水量72萬m3/d。

石頭口門水庫飲用水水源地發生特大事故、突發性污染事故時將導致長春市第一、二、四、五凈水廠供水中斷。石頭口門水源突發事件不可用情況下缺水量110萬m3/d。

3.1.2應急措施

其中一座水庫發生突發事故解決方案。通過工程措施實現各凈水廠雙水源供水方案。

在應急期，石頭口門水源不可用情況下：新立城水庫本身可以向長春市第三凈水廠及規劃的第六凈水廠提供原水，啟動新立城新建的原水管線及加壓泵站，通過新建的加壓泵站及供水管線向長春市第一、二、四、五凈水廠供水；新立城水源不可用的情況下，利用石頭口門水庫現狀管線及加壓泵站向長春市第一、二、四、五凈水廠正常供水，并通過新建加壓泵站及新建原水管線向第三凈水廠及規劃第六凈水廠供水。通過以上工程措施，實現了長春市現有石頭口門水庫和新立城水庫兩座常規水源地向長春市現有供水區域供水全覆蓋。

(1)新建石頭口門水庫與第三凈水廠及規劃第六凈水廠的原水管線，新立城水庫水源不可用情況下，供水量可以保證長春市現有五座凈水廠及規劃第六凈水廠正常需水要求。在石頭口門水庫蓄水量不足的情況下，啟動“引松入長”工程，保證應急期正常供水量。即從石頭口門取水口沿長石公路、放牛溝加壓泵站、東吉林大路、英俊大街、京哈高速公路至東濱路加壓泵站鋪設一條原水管線，在東濱河路加壓泵站處提升后沿伊通河右岸東濱河路右岸、南四環右岸鋪設一條原水管線至第三凈水廠；在東濱河路加壓泵站沿伊通河南南段右岸東濱河路鋪設一條原水管至第規劃第六凈水廠。從而實現石頭口門水庫向城市現有五座凈水廠及規劃第六凈水廠供水管網全覆蓋。

(2)新建新立城水庫與第一、二、四、五凈水廠之間的原水管線，保證在石頭口門水源不可用情況下，供水量可以保證長春市現有五座凈水廠及規劃第六凈水廠正常需水要求。在新立城水庫蓄水量不足的情況下，啟動引松中部城市引水工程，保證應急期正常供水量。

在伊通河東岸與繞城高速交匯處中間建設一座供水加壓泵站。自新立城水庫取水口沿正在修建的東濱河路鋪設原水輸水管線至新建的供水加壓泵站。從新建的供水加壓泵站向第四凈水廠、第五凈水廠鋪設原水輸水管線，同時從第四凈水廠向第二凈水廠鋪設原水管線；從東濱河路加壓泵站供水加壓泵站向第一凈水廠鋪設原水管線。從而實現新立城水庫向城市現有五座凈水廠及規劃第六凈水廠供水管網全覆蓋。

3.2 兩座水庫同時出現突發事件

3.2.1應急事故分析

新立城水庫與石頭口門飲用水水源地同時發生特大事故、突發性污染事故時將導致長春市第一、二、三、四、五凈水廠供水中斷。長春市五座凈水廠設計能力132萬m3/d，規劃第六凈水廠設計能力50萬m3/d。兩座水庫同時出現污染，影響整個長春市的的供水中斷，缺水量182萬m3/d。

3.2.2應急措施

措施1：直接將引松調水工程出水口與加壓泵站通過管道連接方案。

新建引松入長工程(岔路河取水口)與放牛溝加壓泵站的輸水管線，保證松花江水源可以直接向長春市第一、二、四、五凈水廠供水。新建中部引水工程(伊丹河取水口)與長春第三凈加壓泵站之間的輸水管線，保證松花江水源可以直接向長春市第三凈水廠供水。由此實現在長春市兩大水庫水源不可用情況下，利用新建的松花江與原有加壓泵站直接向長春市五座水廠提供原水。

新建伊丹河取水口與第三凈水廠加壓泵站聯通的輸水管線，從而實現中部引水工程與長春第三凈水廠之間連通；新建岔路河取水口與放牛溝加壓泵站之間的輸水管線，從而實現引松工程與長春市放牛溝加壓泵站之間的連通。在長春市兩座水庫同時發生污染情況下，利用新建的輸水管道、第三水廠取水泵站及放牛溝加壓泵站將松花江水源輸送至長春現有五座凈水廠。

從石頭口門上游岔路河鋪設一條直徑DN2500供水管道至放牛溝加壓泵站，管線總長度39.87km，為長春市第一、二、四、五凈水廠提供原水110萬m3/d。沿線高程范圍187.56m～269.38m，平均比降1/650。管線沿石頭口門右側岔路河花家村起，環長春經濟圈公路右側官廳村、暖泉子村、清水泉子村、東孔家窩堡，長春-石頭口門公路右側錦繡村十社、錦繡村六社、魏家屯，西山頭、波泥河鎮牧業園區、小燒鍋村、荊家溝、甘家嶺村至放牛溝加壓泵站。通過新敷設的輸水管線，實現“引松入長”工程可為長春市第一、二、四、五凈水廠提供原水。

從新立城上游伊丹河鋪設一條直徑DN2000供水管道至第三取水口加壓泵站，管線總長度26.69km，為長春市第三、六凈水廠提供原水72萬m3/d。規劃線路沿線經過村屯有：霍家店、后燒鍋、前孤榆樹、勝利屯、腰孤榆樹村、后孤榆樹村、東盛屯、莊家油坊、莫家溝、房家屯、新湖鎮、建工集團華福窗業、大南磚場、西川心店、加宮村、小南溝、新立城壩下。

措施2：直接啟動三處地下水應急備用水源。

其中，主城區第一應急備用水源采取送水車送水、附近居民就近自行取水等措施。在第二、第三地下水應急備用水源地采取打取水井鋪設供水管網與現有加壓泵站對接，直接向現有凈水廠提供原水。

當兩座水庫地表水源地同時遭到破壞時，首先啟用第一應急水源地，并在該水源地內部署新的供水井。據調查，第一應急水源地內賈家洼子-興隆山構造帶有長春市水務集團、南湖賓館、省賓館、東煤賓館、工業園區等企業自備井共計180眼，開采的為深層承壓水，水質較好，可以作為應急供水井，同時，該應急水源地基本位于主城區邊緣，建筑物不太密集，便于打井，在利用現有開采井供水的同時，可根據實際需要沿斷裂帶線狀布井。在第一應急水源地供水量不足情況下，啟用第二應急水源地：伊通河水源地地下水資源量1.15萬m3，日供水能力18.3萬m3，根據水源地現狀實際，需布置162眼應急水源開采井。在第一、二應急水量不足情況下啟用第三應急水源地：齊家水源地第四系潛水資源量1.41萬m3，日供水能力27.7萬m3，根據水源地現狀實際，需布置253眼應急水源開采井，齊家水源地第三系承壓水彈性儲存量2335萬m3，日供水能力12.3萬m3，根據水源地現狀實際，需布置123眼應急水源開采井。

4 結論及建議

本規劃對長春市兩大水源地(新立城水源地及石頭口門水源地)及各大凈水廠(現狀第一、二、三、四、五凈水廠及規劃第六凈水廠)在各種工況下提出了不同規劃方案：各凈水廠雙水源方案、引松調水工程對接加壓泵站方案、地下水方案等三種方案。

由于豐滿水庫、新立城水庫及石頭口門水庫同時出現污染的幾率很小，因此地下水方案可以暫不考慮實施；松花江水源對接加壓泵站方案(引松調水工程直接與長春市加壓泵站對接方案)不能解決長春市原水管線爆管問題，且投資較大，暫不考慮；各凈水廠雙水源方案雖然涉及占地及拆遷較多，但可以解決某一水源地出現突發事件或者原水管線出現爆管產生的問題，同時在常規情況下還能實現兩大水庫水量調配，提高本地水資源利用效率。通過對三個方案在不同應急情況下的工況進行分析，本文認為各凈水廠雙水源方案最合理。

綜上所述，本文推薦采取現有凈水廠雙水源供水方案。