城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)研究

蔣余超

（中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 江蘇南京 210000）

城市應(yīng)急備用水源工程主要肩負(fù)起抵御城市內(nèi)水源突發(fā)性污染事件，有效應(yīng)對洪水及干旱等自然災(zāi)害的重要職責(zé)。相較于其他水源工程而言，應(yīng)急備用水源工程建設(shè)期間的復(fù)雜影響因素較多，需要結(jié)合現(xiàn)有城市水源存儲狀況，不斷優(yōu)化應(yīng)急備用水源工程施工方案，確保應(yīng)急備用水源工程能夠在提升當(dāng)?shù)毓┧健M足各領(lǐng)域生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)用水需求中發(fā)揮出重要作用。

1 城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)背景及種類

1.1 城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)背景

現(xiàn)階段，關(guān)于城市應(yīng)急備用水源工程的概念尚未得到完全統(tǒng)一，關(guān)于應(yīng)急水源、備用水源理論較為混淆。部分學(xué)者認(rèn)為，城市應(yīng)急備用水源工程主要就是以備用水源為前提，以增強(qiáng)城市供水保障利潤率目標(biāo)［1］，有效解決城市內(nèi)水資源短缺問題。還有部分學(xué)者認(rèn)為，城市應(yīng)急備用水源工程主要就是為應(yīng)對延續(xù)干旱或水安全突發(fā)事件的臨時(shí)供水設(shè)施，在應(yīng)急備用水源建設(shè)過程中，需要切實(shí)滿足應(yīng)急、備用以及高品質(zhì)水要求。

2011年，國務(wù)院首次在全國抗旱規(guī)劃中明確指出，對于缺少飲用水、備用水源、水源單一的城市需要建立應(yīng)急備用水源工程。2015年，城市應(yīng)急備用水源工程實(shí)現(xiàn)了多規(guī)合一目標(biāo)，各城市需遵照水利規(guī)劃工作通知，陸續(xù)建立起完善的城市供水保障體系。

在城市應(yīng)急水源工程建設(shè)過程中，需要結(jié)合地區(qū)自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件等特征，實(shí)施因地制宜原則，避免在應(yīng)急備用水源工程建設(shè)時(shí)出現(xiàn)水質(zhì)受污染問題，使應(yīng)急備用水源工程與常規(guī)供水水源保持相互獨(dú)立的狀態(tài)［2］。在常規(guī)供水水源出現(xiàn)缺水或受污染問題的情況下，應(yīng)急備用水源工程需要立即啟動，幫助城市渡過供水危機(jī)，切實(shí)滿足城市化建設(shè)期間的用水要求。

1.2 城市應(yīng)急備用水源工程種類

城市應(yīng)急備用水源工程具有臨時(shí)性特征，要求備用水源應(yīng)當(dāng)滿足應(yīng)急取水、輸水、供水要求，確保工程能夠處于快速啟用狀態(tài)。當(dāng)前，應(yīng)急備用水源工程主要分為以下幾種類型［3-4］。

（1）輸水與配套工程。如已有輸水工程與配套設(shè)施的維修與改造，針對已有、在建、規(guī)劃水源與水利工程、新建應(yīng)急輸水工程及配套設(shè)備。

（2）水源聯(lián)網(wǎng)工程。如河湖連通、水系聯(lián)網(wǎng)、水庫串聯(lián)、地表水與地下水聯(lián)調(diào)。在具體實(shí)施過程中，需要對不同水源工程開展水量調(diào)劑，以增加應(yīng)急供水量。

（3）供水系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工程。針對相互獨(dú)立供水系統(tǒng)實(shí)施的應(yīng)急用配套聯(lián)網(wǎng)工程，如城市不同區(qū)域中供水系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、城市與周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

（4）地下水工程。如新建地下水井等，進(jìn)行應(yīng)急備用輸水以及配套設(shè)置建設(shè)。

2 城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)要求

現(xiàn)階段，我國大部分城市很多存在水源單一問題，水資源存儲量嚴(yán)重不足。具備供水條件的水源地主要采用清淤與疏浚方式實(shí)現(xiàn)擴(kuò)建以及機(jī)組配套。通過開展水源保護(hù)及生態(tài)修復(fù)等非工程技術(shù)手段，將原有水質(zhì)達(dá)不到飲用水標(biāo)準(zhǔn)或者存在年久失修問題的水庫改建為應(yīng)急備用水庫，以從根本上控制應(yīng)急備用水庫建設(shè)成本，導(dǎo)致已建水源地與應(yīng)急備用水源地功能相互交叉，難以保障水體質(zhì)量，部分水資源被嚴(yán)重浪費(fèi)。

針對存在于城市應(yīng)急備用水源工程中的可選范圍狹窄、建設(shè)難度大等問題，在實(shí)際建設(shè)期間，可以依照先挖潛、再新建的方式，優(yōu)先挖掘供水水源以及周邊水利工程的應(yīng)急備用潛力。例如，當(dāng)前供水水源與水利挖潛難以滿足水源備用要求的情況下，需要結(jié)合城市缺水情況與水源工程建設(shè)特征，充分利用水源和水利工程，加強(qiáng)流域、區(qū)域水源以及水利工程聯(lián)合調(diào)度水平，從根本上提升應(yīng)急供水能力。借助挖潛措施無法滿足應(yīng)急要求的情況下，應(yīng)規(guī)劃新建應(yīng)急備用水源，儲備與預(yù)留應(yīng)急供水量。

為充分發(fā)揮出城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)工作的重要作用，需要結(jié)合現(xiàn)有供水水源開采潛力，找尋出開發(fā)利用前景廣闊的河道、水庫、湖泊等作為應(yīng)急備用水源。同時(shí)，應(yīng)急備用水源工程建設(shè)要求也主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）做好應(yīng)急備用水源工程與常規(guī)水源工程的供水關(guān)系協(xié)調(diào)工作，要求應(yīng)急備用供水不應(yīng)對城市常規(guī)供水系統(tǒng)造成影響，并對常規(guī)供水系統(tǒng)的剩余潛力進(jìn)行挖掘及開發(fā)。

（2）應(yīng)急備用水源工程需要進(jìn)一步提升地表水與地下水的綜合利用率，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度與互為備用目標(biāo)。對于無地下水開采潛力或者本地地表水難以滿足實(shí)際使用要求的地區(qū)，還需要著重規(guī)劃境外水資源，滿足應(yīng)急備用水源工程建設(shè)要求。

（3）針對具備一定開采潛力的地方供水水源以及富水地區(qū)水源，還是要將其著重列為應(yīng)急備用水源工程規(guī)劃重點(diǎn)，確保建成后的應(yīng)急備用水源工程能夠在城市常規(guī)水源工程難以正常運(yùn)行時(shí)發(fā)揮出積極作用。

（4）要求建立起的應(yīng)急備用水源工程能夠從根本上提升水源的可汲取性，能夠快速解決城市供水問題，最大限度地控制供水風(fēng)險(xiǎn)對城市各領(lǐng)域生產(chǎn)經(jīng)營建設(shè)水平造成的不利影響［5］。

（5）城市應(yīng)急備用水源工程到水源地選擇工作應(yīng)當(dāng)盡量遠(yuǎn)離城市或者城市內(nèi)重要工業(yè)區(qū)，確保水源地供水條件便捷，滿足行政劃分要求。具備良好供水條件的一般性工業(yè)供水使用地也可被納入到城市應(yīng)急備用水源工程的建設(shè)中，通過切實(shí)優(yōu)化供水方式，集中向城市生活及工業(yè)供給應(yīng)急水源。

（6）對于規(guī)劃關(guān)停的水源地，還需要開展專業(yè)修復(fù)工作，在原供水管網(wǎng)以及集水設(shè)施基礎(chǔ)上，配合使用專項(xiàng)可行的水污染防治手段，逐步恢復(fù)水源地的供水及儲水功能，使城市供水水平始終處于良好效果。

（7）如城市遭遇緊急供水危機(jī)的情況下，也應(yīng)當(dāng)遵循可持續(xù)發(fā)展原則，將應(yīng)急備用水源工程可能引發(fā)的環(huán)境負(fù)效應(yīng)控制在最低水平之內(nèi)，確保城市應(yīng)急備用水源工程實(shí)時(shí)功能與預(yù)期目標(biāo)相符。注重控制城市應(yīng)急水源工程建設(shè)與運(yùn)營成本，做好應(yīng)急備用水源工程成本管控工作，在保障運(yùn)營效果的基礎(chǔ)上，提升供水成本利用率，緩解城市發(fā)展期間的經(jīng)濟(jì)壓力。

3 城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)緊迫性

城市應(yīng)急備用水源就是在常規(guī)供水水源以外儲備的控制水源?；趪矣“l(fā)的水污染防治行動計(jì)劃通知，現(xiàn)有單一水源供水地級以上城市需要陸續(xù)完成應(yīng)急備用水源建設(shè)工作，使工程建設(shè)任務(wù)更加緊迫。

部分城市由于早年沒有做好管控工作，導(dǎo)致水流衰減、水體受到嚴(yán)重污染。因此，為從根本上滿足大眾日常生產(chǎn)生活期間的用水要求［6］，還需要加大城市應(yīng)急備用水源建設(shè)工作投入力度，結(jié)合城市水源分布特征與水質(zhì)現(xiàn)狀，不斷優(yōu)化城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)方案。

4 城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)方案

4.1 地表水源工程建設(shè)

地表水水源工程建設(shè)主要就是指將江河引堤水源、蓄水工程水源等。其中，江河引堤水源需要直接引入江河，供水量受到江河來水影響，通過建設(shè)水庫、湖泊等調(diào)蓄水工程，緩解地區(qū)供水及蓄水壓力。在城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)工作開展期間，需配合使用城市調(diào)蓄工程，挖掘地下水資源的應(yīng)用潛力，設(shè)置應(yīng)急備用水源地。

在汛期來臨前，建設(shè)蓄水工引提水量，提供更為充足的應(yīng)急備用水資源。選擇應(yīng)急備用水源地期間，需要嚴(yán)格遵循經(jīng)濟(jì)適用性、技術(shù)可行性要求，加強(qiáng)應(yīng)急備用水源地保護(hù)力度，嚴(yán)格監(jiān)管水源地開發(fā)活動。結(jié)合應(yīng)急備用水源地環(huán)境特征，建立起專項(xiàng)可行的污染防控機(jī)制，從根本上提升應(yīng)急備用水源地的開發(fā)、利用與保護(hù)水平。

針對地區(qū)存在兩個(gè)水源地互為備用的情況，還需要細(xì)致分析不同水源地的實(shí)際供水量，獨(dú)立劃分出供水量充足的應(yīng)急備用水源地。

4.2 地下水源工程建設(shè)

地下水是城市應(yīng)急備用水源工程的重要建設(shè)對象，地下水存儲及水質(zhì)情況決定了應(yīng)急備用水源地規(guī)劃位置?，F(xiàn)有地下水開采管理?xiàng)l例更加規(guī)范，各地區(qū)為解決地下水資源超采及開采難度大等實(shí)際問題頒布了嚴(yán)格規(guī)定。例如，對省內(nèi)地下水開采，實(shí)行總量控制、計(jì)劃開采，加強(qiáng)地下水取用情況監(jiān)督、檢查等。

在工程規(guī)劃過程中，需要酌情考量地下水資源開采數(shù)量、開采地段便利條件，通過建設(shè)應(yīng)急抽水設(shè)施抽取地下水，使城市能夠順利度過供水危機(jī)。

如地區(qū)地下水存在埋深較大、水理性不佳、開采成本過高等問題時(shí)，還需要著重評估地下備用水源地的建設(shè)可行性，結(jié)合地下水源歷年動態(tài)變化規(guī)律，合理制定地下水源工程建設(shè)方案，確保地下水源在連續(xù)枯水的狀態(tài)下也能夠滿足突發(fā)事件時(shí)的城市用水要求［7］。

針對地區(qū)內(nèi)存儲資源以及枯水年超量開采空間，在豐水時(shí)期，采用人工蓄攔或人工回復(fù)方式補(bǔ)充地下水。在應(yīng)急備用水源工程啟動后，還應(yīng)當(dāng)及時(shí)檢測地下水位下降面積、下降速度，判斷地下水狀態(tài)是否滿足安全要求。

為切實(shí)保障地下水資源可利用水平，還需要配合使用深淺結(jié)合、立體開采技術(shù)手段，避免應(yīng)急用水對常規(guī)用水工作造成不利影響。同時(shí)，將地下水作為城市應(yīng)急備用水源，還需要分析是原取水點(diǎn)以及當(dāng)前城市供水系統(tǒng)的匹配度，最大限度縮短水資源傳輸距離，從根本上降低水資源利用成本。

4.3 外調(diào)水源工程建設(shè)

外調(diào)型水源工程主要就是借助長距離調(diào)水手段，滿足城市供水風(fēng)險(xiǎn)下的應(yīng)急用水要求?，F(xiàn)階段，外調(diào)型水源工程建設(shè)已然成為國家資源性戰(zhàn)略儲備的重要方式之一。相較于其他城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)項(xiàng)目而言，外調(diào)型水源工程建設(shè)在規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)期間的周期長，投入成本更高，需要相關(guān)部門做好跨流域、跨區(qū)域的資源調(diào)度與管理工作。

由于部分城市所處地理位置較為偏僻，實(shí)際供水水源較為單一，如果常規(guī)水源工程受不利因素影響而出現(xiàn)供水危機(jī)的情況下，極易出現(xiàn)無水可用問題，難以從根本上保障大眾基本生產(chǎn)生活用水需求。以北方部分城市為例，由于北方地區(qū)的降雨量較少，城市水源工程抗旱能力較為薄弱，需要通過區(qū)域外供給使資源，并建立起城市應(yīng)急備用水源工程。在使用跨區(qū)域跨流域調(diào)水方式期間，應(yīng)當(dāng)著重平衡不同流域的調(diào)水方式，建立起科學(xué)專項(xiàng)的缺水管控機(jī)制，確保城市備用應(yīng)急水源工程能夠在滿足城市平穩(wěn)可持續(xù)建設(shè)要求中發(fā)揮出重要作用。

外調(diào)水源工程需要著重分析水源調(diào)入與調(diào)出地區(qū)的水質(zhì)、水量變化情況，結(jié)合城市發(fā)展用水要求，選擇適宜的應(yīng)急備用水源工程供水量以及供水方式，增強(qiáng)應(yīng)急備用水源工程實(shí)際運(yùn)行效果。

4.4 非常規(guī)水源工程建設(shè)

非常規(guī)城市應(yīng)急備用水源工程主要就是指再生水源工程、海水淡化工程、雨洪資源化工程等。

在再生水源工程建設(shè)過程中，需要確保工程所處地區(qū)具備較高水平的再生水利用技術(shù)，采用合理方式提升再生水廠建設(shè)規(guī)模，確保再生水廠也能夠滿足應(yīng)急備用水源工程供水要求。結(jié)合干旱年份等特殊情況，注重規(guī)劃再生水源中的污水收集范圍、收集量，選擇更加適宜的污水處理技術(shù)，不斷提升再生水利用標(biāo)準(zhǔn)，使再生水源可滿足城市應(yīng)急備用水源工程對安全用水要求。

海水淡化備用水源工程建設(shè)工作主要就是針對沿海城市，利用海水淡化技術(shù)解決城市內(nèi)供水方向問題，提高沿海城市飲用水存儲量。結(jié)合現(xiàn)有國家級有關(guān)部門針對海水淡化工作明文規(guī)定，要求在沿海城市建設(shè)應(yīng)急備用水源工程過程中，需要著重分析所處區(qū)域海域狀況、還是海水水質(zhì)狀況以及海水淡化難度，合理設(shè)置海水淡化廠建設(shè)方案。針對遠(yuǎn)離海邊的城市，為最大限度控制應(yīng)急備用水源工程建設(shè)成本，應(yīng)當(dāng)盡量將淡化后的海水作為備用水源。

雨洪資源化備用水源工程建設(shè)主要就是通過提高城市內(nèi)部雨水及洪水的滲透量、滯留性、凈化性、利用水平與排放水平，將能夠滿足城市應(yīng)急備用水源要求的雨洪水存儲起來，以有效緩解城市內(nèi)用水壓力。在雨洪資源化備用水庫建設(shè)時(shí)，還可以配合使用上中下立體的雨洪資源化備用水源建設(shè)方式。鼓勵(lì)在城市內(nèi)建設(shè)屋頂集水利用系統(tǒng)、綠地控制利用系統(tǒng)、雨水滲透利用系統(tǒng)，將雨洪資源收集在一起，從根本上提升此類水資源利用率，以最大限度控制城市應(yīng)急備用水源工程建設(shè)成本。

城市應(yīng)急利用水源工程建設(shè)過程中還需使用區(qū)域聯(lián)網(wǎng)供水模式，將相鄰兩個(gè)城市的給水系統(tǒng)通過合理手段連接在一起。在一個(gè)城市出現(xiàn)供水風(fēng)險(xiǎn)的情況下，另一個(gè)城市可以利用給水系統(tǒng)管道為其提供基本生活用水。區(qū)域聯(lián)網(wǎng)水源工程建設(shè)工作需要著重評估不同城市的水質(zhì)參數(shù)、給水系統(tǒng)運(yùn)行壓力，確保提供的水資源能夠經(jīng)過初步處理就可直接應(yīng)用。由于區(qū)域聯(lián)網(wǎng)供水系統(tǒng)涉及水源連接成本、管道維護(hù)成本，因此，還需要相關(guān)管理部門建立起專項(xiàng)可行的調(diào)度機(jī)制，最大限度地提升城市應(yīng)急備用水源工程綜合效益。

5 結(jié)語

城市應(yīng)急備用水源工程是保障城市供水安全、促進(jìn)社會及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。為從根本上提升城市應(yīng)急供水保障能力、發(fā)揮備用水源的綜合效益，需結(jié)合所在地的水源情況，科學(xué)、合理地規(guī)劃及建設(shè)應(yīng)急備用水源工程，并結(jié)合地區(qū)用水要求，制定應(yīng)急預(yù)案以及水源聯(lián)合調(diào)度機(jī)制。