北京市市政工程设计研究总院有限公司东莞分院 广东东莞 523000
摘要：为了确保城市供水稳定性和可靠性，就必须合理选择集中式供水水源。此次研究主要是探讨分析城市集中式供水水源的选址要点，本文对东莞市第二、四水厂取水口迁移工程取水迁移方案进行了探讨及分析，从河道水流、原水水质、水下地形等方面入手，确保供水水源选址合理性。
关键词：城市；集中式供水水源；选址要点；取水口设计
1、项目概述
由于在城市发展期间不注重环境保护，导致水污染问题越来越严重，使其出现不可逆转的恶化趋势。为了确保城市供水水源质量，在选址期间必须注重水质问题。国家对于水源水质具有一系列规定，并且必须确保高于地区水环境质量的Ⅲ类标准，以满足生活饮用水标准。
因一级水源保护地的重新划分，第二水厂、第四水厂现有取水口已经不在东莞市集中式饮用水源一级保护区范围内，不符合《广东省饮用水水源保护区污染防治管理规定》第八条“在饮用水地表水源取水口附近划定一定的水域和陆域作为饮用水地表水一级保护区”有关规定，第二水厂及第四水厂现状取水口供水安全性降低，另外2001年以来广东地区遭遇连年干旱，东江流域迎来连续第三个枯水年，随着东江流域径流量逐年减少和上游三大水库蓄水量的下降，在枯水季上游来水减少时，海水在潮汐在作用下向内河回溯，形成咸潮。上述情况令水厂的取水口面临迁改的需求，
本工程位于东莞市石碣镇，取水口设计规模为75万m3/d，主要的工程内容包括取水头部、输水管道、提升泵房及附属构建筑设施等。
2、取水头部位置选择
2.1 取水口位置选择的原则
（1）新建取水口应位于一级水源保护区内。
（2）取水构筑物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的设计水量。
（3）取水构筑物位置的选择应全面掌握河流的特性，根据取水河段的水文、地形、地质、卫生防护、河流规划和综合利用等条件进行综合考虑。
（4）在洪水季节取水构筑物应不受冲刷和淹没，设计最高水位和最大流量一般按100a一遇的频率确定。
（5）在取水口处，一般要求不小于2.5m～3.0m的水深，由于本工程取水量较大，并结合本次取水头部的型式，本工程取水口处枯水位时水深应大于4.0m。
（6）水质应满足处理后达到生活饮用水水质标准。
（7）取水地点应取得相关部门同意。
2.2选择的因素
（1）水质因素
由于在城市发展期间不注重环境保护，导致水污染问题越来越严重，使其出现不可逆转的恶化趋势。为了确保城市供水水源质量，在选址期间必须注重水质问题。国家对于水源水质具有一系列规定，并且必须确保高于地区水环境质量的Ⅲ类标准，以满足生活饮用水标准。
水质因素是影响取水位置选择的重要因素之一，需对取水点位置进行水质综合污染指数分析，在计算水质综合污染指数时选择了东江具有代表性的污染物，包括：粪大肠菌群、铁、锰、五日生化需氧量、化学需氧量、总磷、氨氮、六价铬、石油类，其余监测项目在东江水体中基本上都能满足相应的地表水功能要求。本次取水口迁移选择在东江沿岸现有的一级水源保护区，现有的一级水源保护区均布置有相关自来水厂，水质可参考周边水厂的取水口水质。
表2-1 水质综合污染指数
合格：P≤0.8，基本合格：0.8<P≤1.0，污染：1.0<P≤2.0，重污染：P>2.0
根据表2-1，近三年就水质综合污染指数而言，第六水厂取水口优于第二水厂和万江水厂取水口，第三水厂取水口污染最为严重。
（2）外河受咸潮的影响
选择集中式供水水源需要确保河流含氯度达标率为100%，高于国家水环境质量标准中所规定的河流含氯度达标率为80%。在满足各项标准情况下，还需要深入了解和掌握河流含氯度超标的小时度和天数。
咸潮上溯主要影响原水中氯化物和溴化物的浓度，常规饮用水处理工艺不能完全驱除水中的氯化物、溴化物，溴化物与氯反应还会生成Br-THMs等氯消毒副产物，在臭氧活性炭深度处理工艺中，臭氧与溴化物反应会导致具有致癌性的溴酸盐超标。
图1 2005年1、2月不同水厂原水氯化物浓度变化曲线
根据工程项目所取得的2011年～2015年各水厂的原水水质监测数据，二厂、三厂、四厂、六厂、万江的氯化物浓度平均为8.78mg/L，8.41mg/L，8.47mg/L，8.98mg/L，8.89mg/L，均远小于《集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准》中对氯化物的要求标准。但2005年前连续3年枯水期受到的咸潮威胁不容小觑，即使在工程调节后，枯水年依然占到汛、枯占年的33.7%。
（3）排涝的影响
根据2014年东江水源地水质监测评价结果，结合往年监测数据可以看出，满足《地表水环境质量标准》表1中 III类以上的比例和表2达标的比例均较低，东江水的达标率均低于50%。原水水质存在逐年恶化的趋势，并且汛期水质比非汛期的水质更差，分析原因主要是由水源地周边排涝引起的水质恶化。
东江沿线主要的排涝口有南畲朗排站，峡口水闸、石马河橡胶坝、樟村水闸和挂影洲围排站，所有排涝口均会对东江水质产生影响。
排涝造成的河流氨氮、高锰酸盐指数超过Ⅲ类的标准。虽然排涝发生的频率较低，但是由于对河流以至供水水质产生较长时间不利影响，因而需加强对排涝过程的监测，并采取有效措施保证供水水质。
表2 汛期与非汛期水质综合污染指数对比
（4）河床及地形因素
东莞市城市集中供水水源基本以东江为主，以市域内的水库为辅，取水口选择需在合适的河床段。通常情况下，大型取水口位置选择应当优先考虑城镇工业区和开发区的上游。对于咸潮河段流域来说，必须全面分析往复流回荡距离，避免城市生活污水，工业生产废水对水源水质造成影响。在分析水源水质时还应当全面分析和调查污染源，在污染源调查之前需要做好准备工作，在实际进行普查之前需要详细准备材料和资料，主要包含环保评估数据，监测数据，排污申报表，统计数据，生产标准，企业实际情况等一系列资料。此外需要明确掌握调查内容，并且进行现场调查路径的设计方案。具体要求如下：
1）取水口应选择在水流畅通和靠主流地段，避开河流中的回流区或“死水区”，以减少水中悬浮物、杂草、泥砂等进入取水口。
2）取水河段形态特征和岸形条件是选择取水口位置的另一个重要因素之一，取水口位置应根据河道水文特征和河床演变规律，选在比较稳定的河段比较稳定的河段，并能适应河床的演变。
3）避开城市水上竞技、活动地段，东江位于江滨公园段每年龙舟赛举办地，不具备建设取水口的条件。
4）选择城市的上游区域，避开城市的排涝口。
5）选择暗礁较少的区域。
3、取水头构筑物的形式
3.1 影响取水头部设置的因素
影响取水构筑物形式选择的主要因素有：
（1）河流的水位变幅
水位变幅很大的可考虑采用湿井泵房、淹没式泵房以及薄壁瓶颈式泵房等，以较少泵房造价；水位变幅不大，可采用一般的岸边式或河床式取水构筑物。
河流的最低水位不能满足取水深度时，可采用底栏栅取水或筑低坝取水；对水位变幅大，建造固定式取水构筑物有困难时，可采用移动式取水构筑物。
（2）河床及岸坡的地形条件
河床岸坡陡，且主流近岸时，宜采用岸边式取水构筑物；河岸岸坡平缓，且主流离岸时，宜采用河床式取水构筑物；河床岸坡平缓，岸边无足够水深，或在游荡性河段取水时，可考虑桥墩合建式取水构筑物，必要时尚需设潜丁坝。
（3）河流含砂量
对于洪水期含砂量较高，且在垂直位置上的含砂量分布有明显差异时，应考虑采用分层取水的取水构筑物。当河水含砂量高，且主要由粗颗粒泥砂组成时，如河流取水点有足够的水深，可考虑采用斜板（管）式取水头部。
（4）航运要求
取水构筑物的形式应满足通航河道的航运要求，在船只通航频繁的河道，一般不宜采用桥墩式取水构筑物，在淹没式取水口附近，应设置明显的警示牌以及保护措施，以防船只碰撞。
3.2不同形式取水构筑物形式、特点及适用条件
表3 不同形式取水构筑物形式、特点及适用条件对比表
移动式取水构筑物虽然具有结构简单、投资较小、施工快、适应性较强等优点，但运行管理相对复杂，供水安全性较差，本工程方案结合工程特点并参考东莞市现有净水厂取水构筑物的形式以及东江水务的使用习惯，推荐采用河床式取水构筑物。
4.结束语
综上所述，此次研究主要是探讨分析了城市集中式供水水源的选址及设计要点，从河流水质资料分析和河流地理资源和水文条件要点等方面入手，总结分析了影响集中式供水水源选址的各项影响因素，确保供水水源选址及设计合理性，希望能够对相关人员起到参考性价值。
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论文作者:卓奇奇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
标签：构筑物论文; 水质论文; 水源论文; 东江论文; 取水口论文; 水厂论文; 河流论文; 《防护工程》2018年第35期论文;