城市供水系统是城市生存和发展的基础设施,城市用水安全是维护社会和谐稳定、推进城市高质量发展的重要保障[1]。孟津区逐步融入洛阳市发展,水资源供需不平衡及水利设施短板成为制约孟津区发展的重要因素。因此,研究简述城市供水系统组成,根据孟津实际情况与供水需求,提出合理的水资源配置方案,优化和完善供水分区系统,建立城乡供水一体化新机制,为经济社会发展提供参考。1研究区概况孟津区位于河南省西部偏北,居黄河中下游交界处,是洛阳市辖区之一,由原孟津县和吉利区合并设立。全区涉及59 km黄河河岸线,包含金水河、小浪底河等8条河流,九泉水库、负图水库等12座水库。其中,黄河干流水库2座,分别为小浪底水利枢纽坝和西霞院反调节水库。孟津区处于暖温带半干旱大陆性气候区,年平均降雨量约650.2 mm,降雨量年际变化较大,年内分配不均匀。1.1水资源开发利用现状孟津区水资源总量不足、分布不均。根据《洛阳市水资源公报(2020年)》,孟津区内水资源总量为0.869 9亿m3。其中,地表水资源量为0.719 2亿m3,地下水资源量为0.809 3亿m3,全区人均水资源占有量仅201.6 m3,低于洛阳市的人均423.1 m3,低于国际公认的缺水警戒线(1 700 m3/人)。(1)供水量。2020年孟津区总供水量为1.422 1亿m3,其中,地表水源供水量0.448 4亿m3,占总供水量的31.53%;地下水源供水量0.900 8亿m3,占总供水量的63.34%,污水处理回用供水量0.072 9亿m3,占总供水量的5.13%。(2)用水量。2016—2020年孟津区用水量如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.06.016.T001表12016—2020年孟津区用水量年份农业用水量工业用水量城镇公共用水量居民生活用水量生态环境用水量合计20160.760 20.422 20.033 40.127 50.031 21.374 520170.736 90.493 60.043 40.145 60.031 21.450 720180.762 60.386 10.027 80.142 30.069 41.388 220190.706 20.432 10.027 80.142 30.069 31.377 720200.717 10.402 10.024 20.191 30.087 41.422 1亿m³2020年孟津区总用水量为1.422 1亿m3,与总供水量相同。其中,农业用水量、工业用水量、城镇公共用水量、居民生活用水量、生态环境用水量占总用水量的比值分别为50.42%、28.28%、1.70%、13.46%、6.14%。孟津区总用水量变化相对平稳,用水结构变化相对稳定,工农业用水量占比逐年降低,生活用水及生态用水占比逐步增加,但增减幅度较小。(3)开发利用程度。2011—2020年孟津区地下水资源量与地下水资源供水量如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.06.016.F001图12011—2020年孟津区地下水资源量与地下水资源供水量由图1可知,2016年起孟津区地下水开发利用率超过100%,地表水利用率约99.72%,表面孟津区地表水处于过度开发利用状态,河道内生态环境用水被经济社会占用。因此,远期应严控地下水开采,通过流域外调水缓解区域水资源短缺及过度开发利用等问题,建立一体化新型供水模式,保障区域水资源和生态环境安全,实现水资源的良性循环和可持续开发利用。1.2供水系统目前,孟津中心城区集中供水地下水源共3处,地表水源1处,水厂3处,分别为第一水源厂、平庄水源厂和第三水源厂。其中,第一水源厂供水规模为1.0万m3/d,水源为李家窑地下水;平庄水源厂供水规模为2.0万m3/d,水源为白鹤镇平庄村6眼深井地下水;第三水厂供水规模为5.0万m3/d,水源为小浪底南岸引水工程地表水。孟津城区基本形成水源、环状、枝状管网相结合的配水管网系统,水质状况良好。各乡镇及农村地区目前建有乡镇集中供水工程7处,除常袋镇和送庄镇外,其余乡镇都建设有集中供水中心,覆盖人口约6万人。1.3现状供水系统主要存在问题(1)水资源供需矛盾。孟津区水资源总量不足、人均水资源偏少,且时空分布不均。随着工农业生产、群众生活、生态环境等用水量持续增加,现有水利工程的供水能力已不能保障孟津区经济社会发展的用水需求;现有引黄工程供水设施尚未完善,配套工程未同步推进,孟津区引黄工程取水指标无法充分利用;部分山丘区缺乏必要水源,农村饮用水安全问题尚未解决。(2)供水系统尚未完善,工程建设标准不高。除老城区外,城区内较多地区未形成环状管网,可能影响市民正常的生活、生产秩序。老城区管网建设时间早,管网建设标准不高,存在管材与接口不佳、管网老化、堵塞,漏损等现象,可能导致高峰期用水的水量、水压不足。(3)农村供水设施薄弱且管理水平需要提高。随着农村安全饮水工程持续推进,各乡镇及村庄均建设集中供水设施,村级供水设施过多、分布较散,导致供水设施运营管理、维修养护资金不足,村镇供水设施整合阻力较大,农村地区未形成完善的缴纳水费机制,供水管理水平需要提高[2]。2供水保障目标按照节水型社会的建设要求,孟津区逐步建设安全、高效、经济的城市供水系统,建立规模化、集约化、同标准的城乡供水体系。城区立足供水分区,优化供水结构,建立完善的城市给水系统,维护运行管理体制,保证城市给水系统的正常运行,保障城市的供水安全。乡镇逐步建立“从源头到龙头”的农村饮水工程体系和运行管护体系,优化系统布局及管理机制,构建城乡供水一体化新模式,提高农村饮水安全保障水平。3供水规划布局分析孟津区的供水结构,孟津区应逐步建立科学合理的水资源配置体系,依托小浪底南岸灌区工程,对现有水库进行清淤扩容,实施水系连通工程,实现引黄调蓄,持续推进城乡供水一体化进程,优化城乡供水布局,打破城乡界限,实现水资源统一管理、配置,分期实施,着力构建安全稳定的供水工程体系和规范化管理体系。(1)强化水资源合理配置,构建以“地表水置换地下水”为主的供水新格局。水资源合理配置通过水资源分配解决水资源供需矛盾、各类用水竞争、上下游左右岸协调、不同水利工程投资关系、经济与生态环境用水效益、当代社会与未来社会用水、各种水源相互转化等问题,提出相对公平、可接受的水资源分配方案[3]。孟津区现状水资源供需矛盾较突出,地表水开发强度过大,地下水处于超采状态,应按照“优先利用地表水,合理开发地下水、用足用好外调水、鼓励使用中水和雨水”原则改善水资源利用情况。规划优先考虑将小浪底南岸引水工程地表水源作为城区供水水源,缓解现状城市地下水源压力,同时对现有水库进行清淤扩容实施响水潭水库、刘庄水库、范村水库等引黄调蓄工程,充分高效利用黄河水资源,实现地表水置换地下水;规划对第二污水处理厂建设再生水处理设施,并配套建设中水管网,统筹推进再生水用于孟津电厂以及城区工业、市政、消防、景观绿化等;从农业、工业以及城镇3个方面,将节约用水贯穿经济社会和群众生活生产全过程,建设“节水园区”“节水示范区”,保证水资源利用更加持续高效。(2)科学划分供水区域,完善“两双”的新供水系统。基于GIS系统对城区地形进行分析,孟津区发展和建设的空间由东北向西南延伸,高程由东北向西南逐渐降低,整个供水区域可以分为东北以及中南两部分。北部及东都地区采用高区管网,中部、南部地区部分地势较低区域采用低区管网,同时在管网上加装阀门、计量仪表等附件,缓解新城区“爆管”现象,降低管网附件损坏率,提升管网精细化管理。“两双”供水系统要求在孟津城区形成双水源、双水厂供水模式,规划保留现状地下水源厂,扩建孟津第三地表水厂,第三水厂以小浪底南岸引水工程作为主要供水水源。在城区实现以小浪底地表水源为主,平庄、寺河等地下水源为辅的双水源联合供水新格局,提高供水水源可靠性;加强骨干管网联通,利用现状环状供水管网,规划重点增加会盟大道、汉魏大道DN500干管、小浪底大道2根DN400干管、永平路DN400等干管,通过规划主干管连通两个供水分区,实现水厂与水厂间的互联互通,保证城区用水灵活调度。(3)构建城乡供水一体化新模式,完善城乡供水管理体制。优化城乡供水系统布局模式,推进城乡供水一体化新模式建设。与传统城市供水工程相比,城乡一体化供水工程侧重前期规划阶段的区域统筹,能够实现城乡资源的合理配置与共享,解决水资源时空分布不均衡和片区供需矛盾等问题[4]。基于孟津区现状供水系统,结合孟津区融入洛阳市发展进程,统筹考虑孟津区与洛阳市的区域融合优势,延伸孟津南部麻屯、平乐两镇供水管网,将其纳入洛阳市城市集中供水系统。其他乡镇结合区域建设开发集中连片供水模式,白鹤镇结合华阳产业集聚区新建水厂发展集中供水,朝阳镇自九泉水库引水(利用黄河水为水源)新建水厂发展区域集中供水;乡镇结合镇区兼顾紧邻村庄,单独建设水厂发展集中供水。优化供水管理机制,构建城乡供水一体化管理模式。新型一体化管理利用市场运作理念,按照“经营企业化、管理专业化、供水商品化”要求,健全供水管理运行机制,理顺城乡分割、部门分割的管理体制[5]。确立供水设施管理管护主体,鼓励城乡供水工程采用ppp模式,提升供水经营管理水平,将工程运行成本和良性运行的供水规模与供水一体化发展布局相结合,逐步建立城乡供水统筹发展的长效管理体系。同时,依托物联网、云计算、大数据、GIS等技术,构建城乡供水智慧化服务体系,对标管网漏损与水质监测系统,重点关注管网末端水压、水质达标,着力解决二次供水问题。(4)整合村庄供水单元,完善农村供水设施。延伸镇区供水管网至周边村庄,将其纳入镇区集中供水系统;针对无法延伸集中管网系统的村庄,打破行政区界限,各村庄间管网互通、统一调配管理,实现村庄联合供水模式,提高供水保障能力。对存在供水规模不足、饮水工程老化失修、单户浅水井的村庄,合理进行水源开发和安全隐患排查,积极改造管网老化、闸阀缺失等问题;村庄新建供水设施时,综合考虑与周边村庄联村建设集中供水设施,统筹解决周边村庄一体化饮水问题;推行农村供水“一户一表”建设和改造,建立规范合理的水价、水费收缴机制。4结语水是国民经济的命脉,供水安全关系人民群众的切身利益和经济社会发展。本研究分析孟津区供水现状,提出全区供水配置方案及总体供水工程布局。在实际设计规划中,统筹配置全域水资源,充分挖掘已有水利设施潜力,优化完善城乡供水一体化机制及供水布局,构建顺应社会发展和新时代的安全高效、科学集约的供水体系,建设现代化、多元化供水管理模式,是保障孟津区未来水利发展及经济社会稳定的坚实基础。
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