黃新平

（中山市水利水電勘測設計咨詢有限公司，廣東 中山 528400）

肇慶市規(guī)劃在白沙取水口上游300 m處新建大旺至三水蘆苞北江大橋，該大橋是落實“廣佛肇經濟圈”交通一體化的重要舉措，具有巨大的社會效益，但隨之會對下游300 m處的白沙取水口造成影響，需對白沙取水口遷建工程進行探討。

1 概況

肇慶高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)（以下簡稱肇慶高新區(qū)）位于肇慶市區(qū)東部、北江與綏江交匯處，總面積96.7 km2[1]，現有人口36萬人。肇慶高新區(qū)是西江先進制造業(yè)走廊的領頭羊，2020年實現GDP 200.07億元、增長5%，增速居全市第一。

2 肇慶高新區(qū)取、供水現狀及存在問題

2.1 取水現狀及存在問題

2.1.1 取水現狀

根據《肇慶市“十三五”實行最嚴格水資源管理制度考核工作實施方案》，肇慶高新區(qū)2020年用水總量控制指標為0.8億m3[2]。目前，肇慶高新區(qū)共有4處取水口，取水水源均為北江，已批復年取水量合計7437萬m3。其中，隸屬于廣東精英紡織服飾科技有限公司的取水口，年取水量200萬m3；隸屬于肇慶市大旺永華紡織廠的取水口，年取水量327萬m3；隸屬于肇慶高新區(qū)粵海水務有限公司的白沙取水口年取水量5110萬m3，古塘取水口年取水量1800萬m3。

2.1.2 取水存在問題

根據調研，白沙取水口上游300 m處擬新建大旺至三水蘆苞北江大橋，在橋梁下游河段，由于水流流過橋孔時流速增大，致使下游近橋段成為沖刷區(qū)。再往下，水流又恢復原來流速，沖積物在此落淤。因此，取水構筑物一般設在橋后1000 m以外的地方。古塘取水口及取水泵房設計規(guī)模為6萬m3/d，不能滿足古塘水廠擴建后的規(guī)模。目前，白沙取水口和古塘取水口都歸高新區(qū)粵海水務有限公司管理，將軍山水廠與古塘水廠分別取水管理不方便。

2.2 供水現狀及存在問題

2.2.1 供水現狀

目前，肇慶高新區(qū)由粵海水務有限公司負責供水[3]。肇慶高新區(qū)粵海水務有限公司目前總供水能力為12萬m3/d，公司下轄2座水廠，分別是將軍山水廠（9萬m3/d）和古塘水廠（3萬m3/d）。

（1）將軍山水廠。將軍山水廠目前總供水能力為9萬m3/d，已建一、二、三期工程；預留四期工程規(guī)模為5萬m3/d。將軍山水廠取水口為白沙取水口，取水泵房總規(guī)模為14萬m3/d，土建一次實施，設備一期9萬m3/d、二期14萬m3/d。

根據粵海水務有限公司提供的2011—2018年肇慶高新區(qū)用水統(tǒng)計資料，水廠供水范圍內2018年全年取水總量為3015.09萬m3，總售水量為2860.44萬m3，其中工業(yè)用水量1716萬m3、居民用水量572萬m3、經濟服務用水量372.44萬m3、行政事業(yè)用水量200萬m3。用水比例為：工業(yè)用水約占60%，居民用水約占20%，經濟服務用水約占13%，行政事業(yè)用水約占7%。

（2）古塘水廠。古塘水廠設計規(guī)模為6萬m3/d，目前，一期建成為3萬m3/d，采用常規(guī)沉淀+過濾處理工藝，出水水質達到國家飲用水標準。

2.2.2 供水存在問題

目前，肇慶高新區(qū)供水系統(tǒng)最急迫的問題是現有供水能力無法滿足迅猛增長的用水需求。近5 a來，肇慶高新區(qū)內的用水量逐年上升，其中2016年和2017年的年用水量增長率分別為9.20%和9.40%。2017年，肇慶高新區(qū)粵海水務有限公司最高日供水量為90499 m3，已經超過粵海水務各水廠總供水規(guī)模，水廠超負荷運行。雖然2017年粵海水務有限公司成功收購古塘水廠并即將并網運行，但可以預見現有各水廠的供水能力仍然無法滿足未來肇慶高新區(qū)的用水量需求。

3 需水量預測

3.1 供水范圍及對象

本項目遷建取水口為將軍山水廠、古塘水廠服務，供水范圍覆蓋整個肇慶高新區(qū)。本項目近期設計取水規(guī)模為14萬m3/d，可取代將軍山水廠白沙取水口的14萬m3/d。項目建成投入運行后，將關閉白沙取水口，保留古塘取水口，以便于充分發(fā)揮本工程效益。設計基準年為2020年；設計水平年近期為2025年，遠期為2030年，遠景為2035年。

3.2 預測方法

本次通過供水年增長率法（數理統(tǒng)計法）和單位人口綜合用水量指標法來預測肇慶高新區(qū)2025年的用水量，綜合對比分析后確定其水平年的用水情況。

3.2.1 供水年增長率法（數理統(tǒng)計法）

供水年增長率法（數理統(tǒng)計法）是根據城鎮(zhèn)供水多年的統(tǒng)計資料，通過數理統(tǒng)計的方法預測用水量[4]，它建立在大量的統(tǒng)計數據基礎之上，因此可信度較高。從粵海水務有限公司收集的2013—2020年肇慶高新區(qū)年取供水量增長情況，詳見表1。

表1 肇慶高新區(qū)水廠年取供水量增長統(tǒng)計

由表1可知，從2016年起，肇慶高新區(qū)水廠的總取供水增長率較2016年以前增長明顯，這與肇慶高新區(qū)2016年起經濟高速發(fā)展密切相關，取水量年增長率基本在9%內，年均總取水量增長率為6.15%。但考慮到2020年以來全國經濟增速放緩，年取水增長率亦不會維持高值，本次按年均總取水量增長率6.0%考慮，預測各規(guī)劃水平年水廠總取水量，預測結果詳見表4。

3.2.2 單位人口綜合用水量指標法

單位人口綜合用水量指標法需水量為規(guī)劃供水人口數乘單位人口綜合用水量[5，6]。根據肇慶市歷年統(tǒng)計年鑒查得肇慶高新區(qū)近年常住人口，并計算歷年人口增長率，由肇慶高新區(qū)歷年水資源公報查得人均綜合用水量指標，統(tǒng)計成果詳見表2。

表2 肇慶高新區(qū)歷年人口統(tǒng)計

從表2可見，自2016年起，肇慶高新區(qū)人口增長明顯，這與高新區(qū)經濟發(fā)展及水廠取供水變化趨勢較為一致，也從側面反映了基礎數據的合理性。而人均綜合用水量自2016年起有所下降，這與肇慶市實行《肇慶市“十三五”實行最嚴格水資源管理制度考核工作實施方案》后社會整體加強節(jié)水意識有關。

由于2016年后人口增長變化明顯且2017—2019年人口增長率較為穩(wěn)定，結合社會的發(fā)展趨勢，本次采用2017—2019年的數據作為預測人口增長率的基礎數據。2017—2019年年均人口增長率為5.14%，而這2 a增長率基本維持在5.0%左右，考慮到疫情常態(tài)化后經濟有所放緩且周邊城市人口增長率逐年下降等實際情況，本次肇慶高新區(qū)人口增長率取4.0%。由于人均綜合用水量變化較大且變化無明顯規(guī)律，考慮到社會整體的節(jié)水意識及措施加強，未來人均綜合用水量變化應不大，且這幾年人均綜合用水量圍繞600 m3上下波動，而該數字恰好為2014—2019年人均綜合用水量的平均值，故本次預測各規(guī)劃水平年的人均綜合用水量均取600 m3。

由于肇慶市水資源公報明確了其統(tǒng)計的用水量為分配給用戶的包括輸水損失在內的毛用水量，所以本次由單位人口綜合用水量指標法預測的用水量即為取水量。根據人口增長率及人均綜合用水量，預測各規(guī)劃水平年的用水量、人口及取水量，成果詳見表3。

表3 肇慶高新區(qū)各規(guī)劃水平年人口及取水量成果

3.2.3 綜合分析

由供水年增長率法（數理統(tǒng)計法）及單位人口綜合用水指標法分別預測肇慶高新區(qū)各規(guī)劃水平年取水量，成果詳見表4。

表4 各規(guī)劃水平年取水量預測成果

根據上述兩種計算方法所得的肇慶高新區(qū)取水量偏差基本在19%內，有一定差距。因供水年增長率法（數理統(tǒng)計法）是根據水廠供水多年的統(tǒng)計資料，通過數理統(tǒng)計的方法預測用水量，它建立在大量的統(tǒng)計數據基礎之上，可信度較高，因此本次論證最終采用供水年增長率法（數理統(tǒng)計法）的預測成果。

4 供水方案分析

4.1 工程建設內容

為了解決肇慶高新區(qū)的供水需求，規(guī)劃將白沙取水口遷建到一村取水口。肇慶高新區(qū)一村取水口遷建工程位于廣東省肇慶市大旺高新區(qū)古塘取水口上游約200 m處。取水頭部擬建在大旺圍K2+050處的距離堤頂165 m的北江河床中。取水頭部為2個D1620喇叭口，用5根DN500鋼管樁固定，四周用PLW型攔污格網圍護，兩側進水，上、下游分別設導流板除去雜草等漂、懸浮物，在常水位以上設檢修平臺以利巡視、清渣，格柵按順水方向成45°角布置，以減少堵塞。引水管采用2根DN1600鋼管，自流引水管水平軸線長228 m。取水泵房擬建在大旺圍K2+050處堤防背水側，距離堤頂80 m，在原取水口（白沙取水口）的上游約4 km的位置。原水輸水管從取水泵房出來后，沿大旺圍管理界線外的區(qū)域平行大堤敷設約1.5 km，沿亞鋁大街北側敷設約1 km，沿長岸排渠左岸敷設2 km，最后拐入古塘南路旁接入現狀DN800、DN600、DN400管道。

4.2 供水量分析

本項目的新建取水口是為將軍山水廠、古塘水廠服務的，屬于水廠的配套設施，因此取水口設施的規(guī)模跟水廠供水規(guī)模進行對應配套。根據相關規(guī)劃安排，近期仍保留古塘取水口，遠期及遠景取消古塘及白沙取水口后，本次新建的一村取水口完全替代古塘及現狀白沙取水口，由本取水口單獨向肇慶高新區(qū)供水。

近期肇慶高新區(qū)的取水由一村取水口及古塘取水口負責，根據肇慶高新區(qū)粵海水務有限公司（亞鋁）取水許可證，自2015年到2025年古塘水廠允許的年取水量為1800萬m3，折合平均日取水量為5萬m3，而古塘水廠擬在近期內擴建，并按允許的年取水量進行取水。因此，肇慶高新區(qū)近期平均日取水量為16.5萬m3，扣除古塘水廠的平均日取水量5萬m3后才為一村取水泵房的近期平均日取水量，一村取水泵房的近期平均日取水量為11.5萬m3。綜上，本取水工程近期平均日取水量為11.5萬m3，遠期平均日取水量為22.0萬m3，遠景平均日取水量為29.5萬m3。

水廠取水規(guī)模由最高日取水量確定，2013—2020年各水廠的最高日取水量及平均日取水量統(tǒng)計詳見表5。

表5 肇慶高新區(qū)水廠取水量統(tǒng)計

根據《室外給水設計標準》（GB 50013-2018）[7]，當缺乏實際用水資料時，最高日城市綜合用水的日變化系數宜采用l.1～1.5，水廠現狀最高日變化系數在合理范圍內，故本次最高日變化系數取1.2。水廠取水規(guī)模由最高日取水量確定，由預測的平均日取水量乘最高日變化系數后得到最高日取水量，得到本次預測的各規(guī)劃水平年水廠取水規(guī)模，即本次預測的近期取水規(guī)模為13.8萬m3/d，遠期取水規(guī)模為26.4萬m3/d，遠景取水規(guī)模為35.4萬m3/d。

白沙取水口原設計規(guī)模為14萬m3/d，遷建為一村取水口后，為了和前期可研批復取水規(guī)模保持一致，近期設計取水規(guī)模為14萬m3/d，遠期設計取水規(guī)模為28萬m3/d，遠景設計取水規(guī)模為38萬m3/d。

4.3 供水可靠性分析

規(guī)劃選用北江作為大旺片區(qū)的水廠的取水水源。備用水源選用四會大沙水廠綏江取水口以北或大南山水庫。

4.3.1 取水可行性分析

北江馬房—思賢滘河段水量豐富，多年平均徑流量為1620 m3/s[8]，豐水期平均流量為2520 m3/s，枯水期平均流量為714 m3/s，歷年枯水期最小平均流量為235 m3/s。根據水文監(jiān)測數據，取水斷面天然來水97%保證率的日均徑流量為225 m3/s，取水泵站最大引水量為4.40 m3/s，取水流量僅占97%保證率的日均徑流量的1.96%，對北江水資源量的影響不大。因此，本工程在北江取水是有保障的。

4.3.2 水源水質情況

北江在本區(qū)的河段水質清澈，目前擬建取水點位于二級水源保護區(qū)范圍，待肇慶高新區(qū)調整飲用水水源保護區(qū)后，位于一級水源保護區(qū)范圍。根據2020年肇慶市地表水環(huán)境質量公示成果，2020年北江流域大旺區(qū)段全年水質情況為Ⅱ類，汛期和非汛期河段水質均為Ⅱ類。

肇慶高新區(qū)粵海水務有限公司每日、每月對水源水不同水質指標進行檢測。由檢測結果可知，本項目水源北江水質歷年來均可達到地表水環(huán)境質量標準Ⅱ類標準。

5 結語

通過分析探討可知，將白沙取水口遷建到一村，從北江吸取優(yōu)質原水，水量充足、水質有保障，近期向將軍山水廠提供原水，遠期和遠景向將軍山水廠、古塘水廠、新規(guī)劃水廠提供原水，以滿足肇慶高新區(qū)人民日常生產生活需要，方案可行，為項目建設提供了科學依據。