再生水灌溉工程技術標準與示范

魏颯 楊新 郭澤忠 郭永晨

摘要?再生水灌溉工程包含工程規劃、設計、監測評價、工程管理等具體內容。依據河北省開展再生水灌溉的實踐，總結了河北省再生水灌溉工程技術標準，并對典型地區的再生水灌溉與利用實施情況及效果進行了研究。各典型地區在實施再生水灌溉后，經濟、生態和社會效益明顯。

關鍵詞?再生水;灌溉;技術標準;河北省

中圖分類號?S?273.5文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2020）01-0216-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.01.065

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Technical Standards and Demonstration of Reclaimed Wastewater Irrigation Engineering

WEI Sa1， YANG Xin2， GUO Ze?zhong3 et al

（1.Hebei Provincial Academy of Water Reources， Shijiazhuang，Hebei 050057; 2.Bureau of Hydrology and Water Resources Survey of Hebei Province， Shijiazhuang， Hebei050031; 3.The Second Design and Research Institute of Water Conservancy and Hydropower of Hebei Province，Shijiazhuang， Hebei 050021）

Abstract?The reclaimed wastewater irrigation engineering included engineering planning， design， monitoring and evaluation， engineering management. According to the practice of reclaimed wastewater irrigation in Hebei Province， this paper summarized scientifically the technical standards of reclaimed wastewater irrigation engineering in Hebei Province， and studied the implementation and the application effect of reclaimed wastewater irrigation in typical regions. The economic， ecological and social benefits had been achieved after the implementation of reclaimed wastewater irrigation in typical regions.

Key words?Reclaimed wastewater;Irrigation;Technical standards;Hebei Province

我國水資源嚴重短缺，預計到2030年全國缺水量將達130億m3[1]。尤其是我國北方地區農業水資源短缺形勢十分嚴峻，嚴重影響我國社會經濟發展和糧食安全。根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》的要求，大力發展城市水循環利用技術可以緩解農業水資源短缺的形勢，實現農業用水供需平衡。國內外實踐表明，再生水灌溉利用可以節約大量優質地下水資源，促進水資源的合理配置[2～3]。

河北省有豐富的再生水資源，預計到2020年全省再生水資源量將達到30億m3[4]，農業和綠地再生水灌溉利用潛力巨大，可以置換大量清潔水源。目前，河北省再生水灌溉尚處于起步階段，再生水灌溉工程規劃、建設、管理等尚處于無章可循的局面，因此解決再生水灌溉標準制定中的關鍵技術問題成為研究的重點。筆者在總結、提煉再生水灌溉工程技術標準的基礎上，對比分析了不同地區再生水灌溉工程的實施情況。

1?再生水灌溉工程技術標準

污水經適當處理后，達到一定的水質指標，滿足某種使用要求，可以進行有益使用的水，稱為再生水。目前，河北省的再生水可用于灌溉園林綠地、林地、牧草地和農田等。

再生水灌溉工程與地表水、地下水等常規水灌溉工程類似，包含工程規劃、設計、監測評價、工程管理等具體內容。

1.1?灌溉工程規劃

1.1.1

灌溉對象與灌溉方式。再生水灌溉工程灌溉設計保證率不宜低于75%，其中園林綠地不宜低于85%。根據已有研究成果，再生水優先灌溉對象為林木、園林綠地等;推薦灌溉對象為糧食類作物、飼料類作物、工業原料類作物等;不推薦灌溉對象為蔬菜、草本水果等。灌溉方式宜采用地面灌、滴灌等，在人員稀疏區域或人員稀少時段可采用噴灌或微噴灌[5]。

1.1.2?適宜性評價。采用單因子評價法對規劃區的再生水、土壤、作物和地下水質量進行現狀評價，評價結果出現單因子指數不小于1的區域不宜進行再生水灌溉。

1.1.3?灌溉分區。按控制指標取值劃分為適宜灌溉區、控制灌溉區、不宜灌溉區。采取單因子評價法對控制指標進行評價，對于單子指數均小于1的區域，需要根據表1中規定進行再生水灌溉分區。在控制灌溉區方面應嚴格執行節水灌溉制度，避免深層滲漏現象的發生。

1.1.4?水量平衡分析。再生水設計供水能力不宜大于再生水廠年平均供水能力的80%，同時應依據其他灌溉水源供水能力、灌溉制度和灌溉水利用系數等進行水資源供需平衡分析。在土壤鹽堿化地區或存在鹽堿化風險地區進行水鹽平衡分析，確定合理的灌溉用水量。

1.2?灌排工程設計

1.2.1?取水和輸配水工程。

涉及多種水源的再生水取水工程，應設計防止再生水污染其他水源的工程或設施。再生水輸水管道與給水管道、排水管道平行埋設時，其水平凈間距應不小于0.5 m;交叉埋設時，再生水管道應在給水管道之下、排水管道之上，垂直凈間距應大于0.5 m。

1.2.2?調蓄工程。

當設計灌溉需水過程與供水過程不平衡時，應設計調蓄工程。非灌溉期宜充分利用灌區河湖、渠系等進行調蓄，利用河湖調蓄時應符合當地水功能區的排放要求;采用“長藤結瓜式”的調蓄方式時，應分區進行調蓄計算。再生水未達到當地水環境要求的調蓄工程且對地下水污染風險較高時應進行防滲設計。

1.2.3?田間灌溉工程。

地面灌溉、管道灌溉、微灌系統設計等均應符合現有國家標準。此外，微灌首部系統宜配備砂石過濾器和不低于120目的網式或疊片式過濾器，田間首部系統宜安裝不低于120目的網式或疊片式過濾器。輸水管材和灌溉設備的外觀顏色應為棕色或具有明顯的標識。

1.2.4?緩沖區設置。

生活用水源井、泉水及其他人畜飲水水源緩沖區半徑應不小于150 m。園林綠地區噴灌期間，周邊人員活動頻繁時應設置緩沖區，緩沖區宜為雨養耐旱植物帶、清水灌溉植物帶、滴灌植物帶等，寬度不宜少于3 m。明渠輸水工程緩沖區宜為護欄、綠化植物帶等。

1.2.5?排水工程。

排水工程應兼顧上游區域的排水要求，應根據承泄區的水功能要求設計必要的排水水質凈化設施或工程。

1.3?監測與評價

面積大于等于0.066 7萬hm2的再生水灌區應建立監測與評價制度。監測內容包括再生水、地下水、工程排水的水量和水質、土壤質量、農產品質量等。超標或接近標準值的指標應增加監測頻次。

1.3.1?水質監測。在再生水引水點首端設置引水水質監測點，在排水系統末端設置排水水質監測點。監測指標與方法依據現有國家規范，在灌溉用水高峰期監測再生水水質，每年不少于2次，高峰期不少于1次。

1.3.2?土壤、作物與地下水質量監測。在土壤或作物類型具有代表性的地塊設置定位監測點;土壤、作物與地下水質量監測點應設置在同一地塊，當灌區面積（S）≥5 000 hm2以上時，每500～2 000 hm2布置1個監測點;當500 hm2≤S<5 000 hm2時，每250～1 000 hm2布置1個監測點。

1.3.3?監測指標與方法。土壤、作物與地下水監測指標與方法按照現有國家規定執行。此外，土壤監測指標還應包含土壤pH、鈉吸附比（SAR）和電導率（EC），監測深度為0～30 cm。監測頻次為每個灌溉高峰期監測不少于1次，全年不少于2次。

1.3.4?監測評價方法。采用單因子評價法評價再生水、土壤、作物和地下水單項監測指標的污染程度。采用綜合指數法對再生水、土壤、作物和地下水的監測結果進行評價。

1.4?灌溉工程管理

1.4.1?灌水管理。再生水灌溉工程應明確管理人員，并制定管理制度。管理職責包括日常運行、工程維養、水量計量、環境監測和安全管理等。通過增加灌水頻率、播前灌溉和雨前灌溉等措施來減少土壤鹽分的累積;灌溉對象收獲當天不應用再生水灌溉;園林綠地再生水噴灌宜在夜間或人員稀少時進行。

1.4.2?警示標志。再生水灌溉工程設施應設置警示標志。警示標志應由灌溉工程的運行管理部門設置、制作與維護，標志應遵循經濟、耐用原則，宜采用鋁合金板或合成樹脂類板材等材料。

2?不同地區再生水灌溉工程實施情況

近年來，河北省一些主要城市（如唐山市、邯鄲市、石家莊市等）相繼實施了再生水灌溉工程。

唐山市早在2006年就出臺了《城市再生水利用管理暫行辦法》，自2003年開始該市開始鋪設再生水供水管網，在再生水利用方面走在了全省的前列。目前，唐山市的再生水利用多為污水處理廠周邊的熱電廠、鋼鐵廠或其他工業耗水大戶。例如唐山華潤熱電有限公司與唐山市西郊污水處理廠簽訂《供水意向協議》，污水處理廠的再生水優先保證華潤熱電生產用水。再生水處理站建在污水處理廠內，以污水處理廠二沉池的二級出水為再生水水源，在污水處理廠內完成深度處理。再生水水質中的超標因子由電廠負責進一步處理，以保證水質滿足電廠工業用水水質要求。利用污水處理廠的再生水作為生產用水，一方面每年可減少地下水開采量400萬m3，另一方面可減少污水向下游地區的排放量，減少河道污染[6]。

石家莊市再生水利用工程主要將中水回用于工業、市政雜用、景觀生態用水等，此外也開展了居民小區再生水回用。據統計，石家莊污水處理廠再生水除回用部分外，均作為河道補充用水，排入河道內。石家莊自2007年被確定為全國第2批節水型社會建設試點城市后，先后建成了以天山水榭花都、南嶺小區、石家莊學院為代表的34家中水回用示范單位[7]。例如，天水水榭花采用生物轉盤法、接觸氧化法、活性污泥法等處理方法，通過沉淀、過濾、降解及藥物凈化等一系列處理后，將收集的廢污水凈化為中水，其水質達標后，經2次加壓后以2.5元/t的價格由單獨的管路供應居民沖廁、小區綠化和噴灑路面，僅此一項，使小區居民每年節約用水64 800 t[8]。2011年11月22日石家莊市出臺了《石家莊市人民政府關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》（石政發〔2011〕24 號），文件要求新建大型文化、教育、賓館、飯店、辦公設施及建筑面積3萬m2以上住宅小區，必須配套建設中水回用設施[9-10]。

邯鄲市再生水作為第二水源，已經被廣泛應用于工業冷卻、綠化、保潔、沖廁、建筑施工、河道景觀、水源熱泵等。如邯鄲市西污水處理廠在完成污水處理一級A提標改造升級工作后，處理能力為10萬m3/d，在供暖期邯鄲熱力公司中水源熱泵供熱公司每天要用3萬多t再生水補充取暖熱源水。目前，邯鄲市再生水利用量達到5萬m3/d。2018年10月，

邯鄲市城管局起草了《邯鄲市城市再生水利用管理辦法》（征求意見稿），尚未正式頒布執行。

3?結語

通過近幾年實施再生水灌溉工程，河北省科學總結了再生水灌溉工程的成功經驗，形成了河北省地方標準——《再生水灌溉工程技術規范》。實踐表明，該工程建設標準在河北省是合理可行的，經濟和生態效益明顯，具有良好的推廣價值。

典型城市在實施再生水灌溉或利用后經濟效益明顯，可實現對地下水的有效替代，清除廢污水對城市環境的影響，社會效益和生態效益顯著。

參考文獻

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[7] 柳占偉，李治國.石家莊市中水回用存在的問題及建議[C]//中國環境科學學會.2012中國環境科學學會學術年會論文集（第四卷）.北京：中國農業大學出版社，2012：3154-3156.

[8] 閆建強.石家莊天山水榭花都小區中水回用項目探討[J].科技風，2012（18）：238，255.

[9] 石家莊市人民政府關于實行最嚴格水資源管理制度的意見：石政發〔2011〕24號[A/OL].（2011-11-22）[2019-03-02].https：//baike.so.com/doc/2378013-2514397.html.

[10] 郭杏爽，王超玉.石家莊市中水回用現狀探討[J].化工管理，2015（8）：211.