潘趙婷
(1.華北電力大學環境科學與工程學院,北京 102206;2.洛陽市規劃建筑設計研究院有限公司,河南洛陽 471000)
城市供水系統是城市生存和發展的基礎設施,城市用水安全是維護社會和諧穩定、推進城市高質量發展的重要保障[1]。孟津區逐步融入洛陽市發展,水資源供需不平衡及水利設施短板成為制約孟津區發展的重要因素。因此,研究簡述城市供水系統組成,根據孟津實際情況與供水需求,提出合理的水資源配置方案,優化和完善供水分區系統,建立城鄉供水一體化新機制,為經濟社會發展提供參考。
孟津區位于河南省西部偏北,居黃河中下游交界處,是洛陽市轄區之一,由原孟津縣和吉利區合并設立。全區涉及59 km黃河河岸線,包含金水河、小浪底河等8條河流,九泉水庫、負圖水庫等12座水庫。其中,黃河干流水庫2座,分別為小浪底水利樞紐壩和西霞院反調節水庫。孟津區處于暖溫帶半干旱大陸性氣候區,年平均降雨量約650.2 mm,降雨量年際變化較大,年內分配不均勻。
孟津區水資源總量不足、分布不均。根據《洛陽市水資源公報(2020年)》,孟津區內水資源總量為0.869 9億m3。其中,地表水資源量為0.719 2億m3,地下水資源量為0.809 3億m3,全區人均水資源占有量僅201.6 m3,低于洛陽市的人均423.1 m3,低于國際公認的缺水警戒線(1 700 m3/人)。
(1)供水量。
2020年孟津區總供水量為1.422 1億m3,其中,地表水源供水量0.448 4 億m3,占總供水量的31.53%;地下水源供水量0.900 8億m3,占總供水量的63.34%,污水處理回用供水量0.072 9億m3,占總供水量的5.13%。
(2)用水量。
2016—2020年孟津區用水量如表1所示。

表1 2016—2020年孟津區用水量 單位:億m3
2020年孟津區總用水量為1.422 1億m3,與總供水量相同。其中,農業用水量、工業用水量、城鎮公共用水量、居民生活用水量、生態環境用水量占總用水量的比值分別為50.42%、28.28%、1.70%、13.46%、6.14%。
孟津區總用水量變化相對平穩,用水結構變化相對穩定,工農業用水量占比逐年降低,生活用水及生態用水占比逐步增加,但增減幅度較小。
(3)開發利用程度。
2011—2020年孟津區地下水資源量與地下水資源供水量如圖1所示。

圖1 2011—2020年孟津區地下水資源量與地下水資源供水量
由圖1可知,2016年起孟津區地下水開發利用率超過100%,地表水利用率約99.72%,表面孟津區地表水處于過度開發利用狀態,河道內生態環境用水被經濟社會占用。因此,遠期應嚴控地下水開采,通過流域外調水緩解區域水資源短缺及過度開發利用等問題,建立一體化新型供水模式,保障區域水資源和生態環境安全,實現水資源的良性循環和可持續開發利用。
目前,孟津中心城區集中供水地下水源共3處,地表水源1處,水廠3處,分別為第一水源廠、平莊水源廠和第三水源廠。其中,第一水源廠供水規模為1.0萬m3/d,水源為李家窯地下水;平莊水源廠供水規模為2.0萬m3/d,水源為白鶴鎮平莊村6眼深井地下水;第三水廠供水規模為5.0萬m3/d,水源為小浪底南岸引水工程地表水。孟津城區基本形成水源、環狀、枝狀管網相結合的配水管網系統,水質狀況良好。
各鄉鎮及農村地區目前建有鄉鎮集中供水工程7處,除常袋鎮和送莊鎮外,其余鄉鎮都建設有集中供水中心,覆蓋人口約6萬人。
(1)水資源供需矛盾。
孟津區水資源總量不足、人均水資源偏少,且時空分布不均。隨著工農業生產、群眾生活、生態環境等用水量持續增加,現有水利工程的供水能力已不能保障孟津區經濟社會發展的用水需求;現有引黃工程供水設施尚未完善,配套工程未同步推進,孟津區引黃工程取水指標無法充分利用;部分山丘區缺乏必要水源,農村飲用水安全問題尚未解決。
(2)供水系統尚未完善,工程建設標準不高。
除老城區外,城區內較多地區未形成環狀管網,可能影響市民正常的生活、生產秩序。老城區管網建設時間早,管網建設標準不高,存在管材與接口不佳、管網老化、堵塞,漏損等現象,可能導致高峰期用水的水量、水壓不足。
(3)農村供水設施薄弱且管理水平需要提高。
隨著農村安全飲水工程持續推進,各鄉鎮及村莊均建設集中供水設施,村級供水設施過多、分布較散,導致供水設施運營管理、維修養護資金不足,村鎮供水設施整合阻力較大,農村地區未形成完善的繳納水費機制,供水管理水平需要提高[2]。
按照節水型社會的建設要求,孟津區逐步建設安全、高效、經濟的城市供水系統,建立規模化、集約化、同標準的城鄉供水體系。城區立足供水分區,優化供水結構,建立完善的城市給水系統,維護運行管理體制,保證城市給水系統的正常運行,保障城市的供水安全。鄉鎮逐步建立“從源頭到龍頭”的農村飲水工程體系和運行管護體系,優化系統布局及管理機制,構建城鄉供水一體化新模式,提高農村飲水安全保障水平。
分析孟津區的供水結構,孟津區應逐步建立科學合理的水資源配置體系,依托小浪底南岸灌區工程,對現有水庫進行清淤擴容,實施水系連通工程,實現引黃調蓄,持續推進城鄉供水一體化進程,優化城鄉供水布局,打破城鄉界限,實現水資源統一管理、配置,分期實施,著力構建安全穩定的供水工程體系和規范化管理體系。
(1)強化水資源合理配置,構建以“地表水置換地下水”為主的供水新格局。水資源合理配置通過水資源分配解決水資源供需矛盾、各類用水競爭、上下游左右岸協調、不同水利工程投資關系、經濟與生態環境用水效益、當代社會與未來社會用水、各種水源相互轉化等問題,提出相對公平、可接受的水資源分配方案[3]。孟津區現狀水資源供需矛盾較突出,地表水開發強度過大,地下水處于超采狀態,應按照“優先利用地表水,合理開發地下水、用足用好外調水、鼓勵使用中水和雨水”原則改善水資源利用情況。規劃優先考慮將小浪底南岸引水工程地表水源作為城區供水水源,緩解現狀城市地下水源壓力,同時對現有水庫進行清淤擴容實施響水潭水庫、劉莊水庫、范村水庫等引黃調蓄工程,充分高效利用黃河水資源,實現地表水置換地下水;規劃對第二污水處理廠建設再生水處理設施,并配套建設中水管網,統籌推進再生水用于孟津電廠以及城區工業、市政、消防、景觀綠化等;從農業、工業以及城鎮3個方面,將節約用水貫穿經濟社會和群眾生活生產全過程,建設“節水園區”“節水示范區”,保證水資源利用更加持續高效。
(2)科學劃分供水區域,完善“兩雙”的新供水系統。基于GIS系統對城區地形進行分析,孟津區發展和建設的空間由東北向西南延伸,高程由東北向西南逐漸降低,整個供水區域可以分為東北以及中南兩部分。北部及東都地區采用高區管網,中部、南部地區部分地勢較低區域采用低區管網,同時在管網上加裝閥門、計量儀表等附件,緩解新城區“爆管”現象,降低管網附件損壞率,提升管網精細化管理。
“兩雙”供水系統要求在孟津城區形成雙水源、雙水廠供水模式,規劃保留現狀地下水源廠,擴建孟津第三地表水廠,第三水廠以小浪底南岸引水工程作為主要供水水源。在城區實現以小浪底地表水源為主,平莊、寺河等地下水源為輔的雙水源聯合供水新格局,提高供水水源可靠性;加強骨干管網聯通,利用現狀環狀供水管網,規劃重點增加會盟大道、漢魏大道DN500干管、小浪底大道2根DN400干管、永平路DN400等干管,通過規劃主干管連通兩個供水分區,實現水廠與水廠間的互聯互通,保證城區用水靈活調度。
(3)構建城鄉供水一體化新模式,完善城鄉供水管理體制。優化城鄉供水系統布局模式,推進城鄉供水一體化新模式建設。與傳統城市供水工程相比,城鄉一體化供水工程側重前期規劃階段的區域統籌,能夠實現城鄉資源的合理配置與共享,解決水資源時空分布不均衡和片區供需矛盾等問題[4]。基于孟津區現狀供水系統,結合孟津區融入洛陽市發展進程,統籌考慮孟津區與洛陽市的區域融合優勢,延伸孟津南部麻屯、平樂兩鎮供水管網,將其納入洛陽市城市集中供水系統。其他鄉鎮結合區域建設開發集中連片供水模式,白鶴鎮結合華陽產業集聚區新建水廠發展集中供水,朝陽鎮自九泉水庫引水(利用黃河水為水源)新建水廠發展區域集中供水;鄉鎮結合鎮區兼顧緊鄰村莊,單獨建設水廠發展集中供水。
優化供水管理機制,構建城鄉供水一體化管理模式。新型一體化管理利用市場運作理念,按照“經營企業化、管理專業化、供水商品化”要求,健全供水管理運行機制,理順城鄉分割、部門分割的管理體制[5]。確立供水設施管理管護主體,鼓勵城鄉供水工程采用ppp模式,提升供水經營管理水平,將工程運行成本和良性運行的供水規模與供水一體化發展布局相結合,逐步建立城鄉供水統籌發展的長效管理體系。同時,依托物聯網、云計算、大數據、GIS等技術,構建城鄉供水智慧化服務體系,對標管網漏損與水質監測系統,重點關注管網末端水壓、水質達標,著力解決二次供水問題。
(4)整合村莊供水單元,完善農村供水設施。
延伸鎮區供水管網至周邊村莊,將其納入鎮區集中供水系統;針對無法延伸集中管網系統的村莊,打破行政區界限,各村莊間管網互通、統一調配管理,實現村莊聯合供水模式,提高供水保障能力。對存在供水規模不足、飲水工程老化失修、單戶淺水井的村莊,合理進行水源開發和安全隱患排查,積極改造管網老化、閘閥缺失等問題;村莊新建供水設施時,綜合考慮與周邊村莊聯村建設集中供水設施,統籌解決周邊村莊一體化飲水問題;推行農村供水“一戶一表”建設和改造,建立規范合理的水價、水費收繳機制。
水是國民經濟的命脈,供水安全關系人民群眾的切身利益和經濟社會發展。本研究分析孟津區供水現狀,提出全區供水配置方案及總體供水工程布局。在實際設計規劃中,統籌配置全域水資源,充分挖掘已有水利設施潛力,優化完善城鄉供水一體化機制及供水布局,構建順應社會發展和新時代的安全高效、科學集約的供水體系,建設現代化、多元化供水管理模式,是保障孟津區未來水利發展及經濟社會穩定的堅實基礎。