水资源管理
李美香1，黄昌硕2，耿雷华2，陈晓燕2
（1.南京市江宁区水利局，211106，南京；2.南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，210029，南京）
摘 要：城市应急备用水源建设是解决城市供水风险的重要手段。党中央、国务院高度重视应急备用水源建设。在概述城市应急备用水源背景的基础上，提出应急备用水源建设的几点要求，并分别阐释地表水水源、地下水水源、外调水水源、非常规水水源、区域联网供水等各类型应急备用水源建设思路，对完善城市应急备用水源工程体系建设具有指导作用。
关键词：城市水源；应急备用；水源地建设；思路
城市应急备用水源是城市抵御突发性污染事件、应对干旱等极端天气最有效的措施，是城市供水保障体系降低供水风险、保障特殊时期供水安全的最主要的手段。2011年11月国务院批复的《全国抗旱规划》（国函〔2011〕41号）明确提出，对于缺少饮用水备用水源或水源单一的城市，应实施应急备用水源工程建设。《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》（国发〔2015〕17号）进一步明确了建设时间要求，即针对单一水源供水的城市，应于2020年年底前基本完成应急水源或备用水源建设。2015年，按照推进相关规划“多规合一”要求，水利部印发了《关于进一步加强城市水利规划工作的通知》，要求完善城市供水保障体系。随着城市的快速发展，城市供水安全的风险和挑战越来越大。截至2010年，我国有近一半城市存在缺水状况，40%左右城市饮用水水源单一，超过一半城市缺少应急备用水源，另有部分城市虽建立了应急备用水源，但因缺水而实质上已不再具备相应功能。为进一步落实党中央、国务院要求，目前全国各城市均已启动应急备用水源建设，但由于各地水源类型存在差异，因此亟须在厘清现状的基础上，对应急备用水源建设提出整体要求和思路，确保相关工作能够有序开展。
各地应根据自然、社会、经济等方面情况，同时结合以下两个原则，因地制宜开展城市应急备用水源建设：一是为了避免水量与水质受到相同风险源影响，应确保应急备用水源和常规供水水源分开；二是若常规供水水源出现缺水或受到污染，应急备用水源能够及时启用。另外，根据水源的特点，以经济、高效、安全、可行为原则，选择各类适宜的应急备用水源工程类型，合理确定工程建设规模及时限，原则上应于2020年年底前基本完成单一水源供水城市（地级及以上）的备用或应急水源工程建设。
我国大部分城市水源单一，储蓄水量明显不足。对具备供水条件的已建水源地，可以采取清淤和疏浚，对原有水源地实施扩建以及机组配套、电气线路改造等工程措施，以及水源保护以及生态修复等非工程措施，将原本水质达不到饮用水标准或者年久失修的水库重新改建为应急备用水库，节约应急备用水源建设费用与运行成本，使现有已建水源地与应急水源地互为备用，实现多水源互补与调剂，确保供水安全可靠。
应急备用水源地的选择与建设应结合已有供水水源地开采潜力，具备开发利用前景的河道、水库、湖泊及地下水富水地段的开采能力及供水条件等因素，同时重点关注以下几方面：
①平衡好应急备用供水与常规供水的关系。应急备用供水不应影响到城市的常规供水，而是对常规供水剩余潜力的拓展和挖掘。
②地表水与地下水综合利用，实现联合调度与互为备用。对于无地下水开采潜力或现状本地地表水不能满足供水需要的地区，应规划可调用外地地表水来解决应急供水问题。
③目前仍具备开采潜力的地表水供水水源地和尚未开发的富水地段地下水均可考虑列入应急供水水源地；同时，当城市常规水源受损时，备用水源应不受影响。
④具备水源的即时可汲取性。供水水源不仅要能通过建设的应急备用供水工程与措施汲取出来，还应满足快速及时的要求，即在较短时间内尽可能提供应急需要的水量。
⑤在可解决应急备用供水需求的情况下，应急备用供水水源地布局应尽量选择距离城市或重要工业区位置近、供水条件便利的水源地或富水地段，并同时考虑行政区划的一致性。
⑥可将供水条件适宜的一般性工业供水水源地也纳入到城市或重要工业应急备用供水水源地范围内。应急时由当地人民政府协调改变原供水方向，向城市生活或重要工业区进行应急供水。
⑦可对原有关停或规划关停的水源地进行必要的修复和维护，并将其作为应急备用水源地。在原有的供水管网和取水设施基础上，结合地区水污染防治和水生态修复，逐步恢复其供水与储水功能。
⑧环境危害控制在可接受范围内。当城市遭遇应急状况，出现供水危机时，虽然满足应急供水是应急备用水源追求的优先目标，但本着可持续利用的原则，应争取把应急供水引发的环境负效控制在可承受的水平。
⑨控制应急供水成本。任何供水均有成本费用分摊，应急供水也不例外，甚至其费用更高。因此，应急备用水源地选择要兼顾开发成本、输水成本以及对水源区的经济影响等，尽量降低应急备用供水费用，减轻城市供水的经济压力。
1.地表水源型
地表水水源工程主要是指江河引提水水源、蓄水工程水源等。江河引提水水源在江河上直接引或者提，供水量的大小取决于江河来水和引提水能力。水库、湖泊等调蓄水工程，能够缓解供水与需求之间的矛盾，通过存储、调节径流等方式调整可供水量的时程分布。城市应急备用供水系统的功能主要在于，利用城市调蓄水工程充分挖掘地表水资源潜力，建立应急备用水源地。在汛期时能够蓄住来水，在干旱或枯水年能通过合理调配蓄水工程水源和引提水水量有效提供应急备用水源。丰水地区城市因可供选择的应急备用水源相对较多，因此需设定应急备用水源选择原则，确保可靠性、经济性和可操作性。另外，作为应急备用的地表水水源工程，必须加强水源地的保护，划定保护范围，制定相关限制开发活动的制度，建立周密的污染防控体系，处理好开发、利用与保护之间的关系。若以蓄水工程作为应急备用水源，可通过降低湖泊死水位或动用水库死库容等方式形成应急备用水量；若以漂流作用应急备用水源，可通过长系列枯水年的径流量测算可备用供水量；对于2个以上独立水源互备的情况，可主要分析各独立水源情况，按照相关规程规范要求计算可供水量。
2.地下水源型
地下水应急备用水源工程建设关键是水源地的选址。应急备用地下水水源地选址，在考虑地下水资源开采模数、开采量的同时，还应考虑开采地段便利程度、开采条件好坏及能否通过建设应急取水设施抽取地下水等因素，以满足应急供用水需求。如为含水层埋深较深、含水层水理性质不佳的水文地质单元，由于开采难度大，在短时间不能开采出大量的水，解决不了应急用水需求，因此该区域是否作为应急备用水源地需谨慎对待，对其地下水水源的历年水位、水质、水量的动态变化特征进行认真分析，对其可靠性进行论证，分析暂时可以用于应急备用开采的地下水储存量，以保证在连续枯水年或在突发事件时有足够的储存量可以借用。应充分利用各城市当地的储存资源和枯水年超量开采腾出的空间，使得借用后的疏干空间有利于地表水的入渗。应在丰水年（丰水时段）及时补偿或采取有效的人工拦蓄措施进行人工回补地下水。应急备用水源地启用后，应分析水源地周围由于地下水水位下降形成的降落漏斗、发展趋势及下降速度等，分析这些因素的变化是否在预控范围内，影响范围与影响程度是否在可接受程度之内。在利用本地区百米以下深层含水层的地下水时，应采用深浅结合、立体开采形式，尽可能减少对正常取水系统的影响。另外，地下水作为应急备用水源地时，也要考虑水源地取水点布局与现有城市供水系统的匹配程度。总之，水源地与水厂之间应连通便捷。
3.外调水源型
外调水一般指长距离调水，属于资源性战略储备的重大国策，涉及跨流域、跨区域的资源调配与管理，决策、规划、设计与建设周期相对较长，工程规模巨大，需要投入大量的人力、物力和财力。有些城市由于所处地域偏远，供水水源单一，一旦受到外部不利因素影响容易出现无水可供现象。我国北方部分资源型缺水城市抗旱能力较弱，也需要依靠区域外供给水资源。这些城市亟须通过跨区域、跨流域调水等方式，在合理平衡流域间水量的基础上建立应急备用水源，从而有效防范缺水风险，支撑地方经济持续发展。
在外调水源型备用水源地建设时，水源调入与调出地区应对水源水质、水量变化等情况进行仔细研究，共同商定应急备用供水量及供水方式。
4.非常规水源型
非常规应急备用水源，主要包括再生水、海水淡化、雨洪资源化、矿井疏干等。
（1）再生水应急备用水源地建设
再生水应急备用水源地建设适合再生水利用水平较高的地区。在原有再生水厂建设基础上，进一步提高再生水处理能力，分析不同情况下（特别干旱年份、一般情景）污水收集范围、收集量、处理量、处理率、再生利用出水标准、排放污染物浓度、正常情况下再生水用途（用户）以及应急时原用途转换途径与可能等信息。
（2）海水淡化型备用水源地建设
沿海城市还应充分考虑利用海水水源。海水淡化水是解决海岛城市和北方沿海城市饮用水短缺的有效途径。各地政府应结合国家“十五”期间颁布的《海水利用专项规划》，制定相应举措和鼓励利用政策，大力推进海水利用。在进行海水淡化型备用水源地建设时，应注意海水的地域分布，一般沿海地区可以考虑将海水作为应急备用水源。同时，还需要分析海域状况、海水水质情况、处理难易程度等因素，再决定是否建设海水淡化厂。另外，对于远离海边的城市，考虑成本等因素，一般不宜采用海水淡化作为应急备用水源。
（3）雨洪资源化型备用水源地建设
通过提高城市对雨洪的渗、滞、蓄、净、用、排能力，将雨洪水储存起来，作为城市应急备用水源，缓解缺水局面。建设上、中、下立体利用雨洪资源化型备用水源地的具体建设思路如下：
①建设屋顶集水利用系统。对雨水进行收集和利用，用于城市绿化及环保等方面。集水利用系统可分为单体建筑系统和建筑群系统。针对平屋顶，可构建屋顶雨水控制系统，提高径流滞蓄率和雨水资源利用率。
②建设绿地控制利用系统。针对城市的绿地区域，可充分利用草地滞流入渗性强的特点，通过建设局部凹地控制系统，对雨水尤其是暴雨进行蓄渗，达到美化环境、净化水质和利用雨洪资源的效果。
③建设雨水渗透利用系统。主要包括渗透路面、渗透池（井）、渗透桩、渗透管等。渗透路面又可以分为砖砌路面和沥青或混凝土路面；渗透池用于土质渗透性较好区域，空间受限制区域可使用渗透井；渗透桩多用于上层土壤渗透性较差，下层土壤渗透性较好区域；渗透管占地面积较小，多用于城市小区。
（4）矿井疏干水型备用水源地建设
作为城市应急备用供应水源的一种，开展矿井疏干水的资源化利用可在特殊情况下补充常规用水缺口，缓解供水紧张状况。在建设矿井疏干水型备用水源地时，要对地区水资源系统与矿井水之间的关系、供水与排水的关系等进行研究，对疏干排水可能对水资源环境造成的影响进行评估。矿井疏干水型备用水源建设过程中，应采取清污分流的措施，实现对优质矿井水的利用。矿井水大多含有丰富的悬浮物，硬度和矿化度高、酸性强，只有对水质进行净化处理后，才可以用于日常生产和生活。同时，针对矿井开采范围内的地下水，应通过注浆、调节疏放水等方式，对矿井水出水量进行有效控制，缓解需水量与排水量之间不匹配的矛盾，实现真正的应急备用。
5.区域联网供水型
区域联网供水是指将地理位置上相邻两个城市的给水系统连接起来，当其中一个城市遇到突发情况出现断水时，可通过连接管由另一个城市提供基本生活用水。区域联网也适用于同一区域内不同水源供水网络之间的联网，是城市应急备用水源的重要来源之一。区域联网供水应对水质参数和系统压力进行评估，一般提供的是净化处理过的水，可供城市用户直接使用。在区域联网供水型备用水源地建设过程中，主要涉及两个地区政府之间协调协商，确定城市之间水源的连通、压力费用和管道费用等，对区域内现有水源工程的应急备用供水能力进行挖掘拓展，并建立健全相关调度机制，尽可能增加应急备用供水量。
在城市应急备用水源建设过程中，各省（自治区、直辖市）要在对城市现有应急备用水源进行调查分析的基础上，测算评估应急备用水源的需求规模，明确城市应急备用水源工程建设思路和布局，合理确定供水规模，按照不同水源类型建设要求，科学制定工程建设方案并启动实施，最终构建城市应急备用水源管理体系，为城市供水安全提供有效支撑和保障。 ■
参考文献：
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[3]沈晓娟，徐向阳，崔韩，等.关于城市应急供水系统建设的思考[J].灾害学，2007（1）.
责任编辑 安天杭
Requirements and solutions for construction of emergency water sources in cities
Li Meixiang,Huang Changshuo, Geng Leihua,Chen Xiaoyan
Abstract：Emergency water source plays a vital role of reducing risks of water supply in cities.The Chinese government has paid great attention on reserve and emergency water sources.Requirements have placed on defining of water sources for emergency utilization.Alternative sources of water supply in case of emergency are discussed such as surface water, groundwater,diverted water,unconventional water source and regional linking network,and so on.It is expected to provide a guidance for improvement of standby and emergency water supply system in cities.
Key words：water sources of cities;emergency and standby sources;water source construction;ideas
中图分类号：TU991.1
文献标识码：B
文章编号：1000-1123（2017）07-0048-03
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