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[科普中国]-水源选择

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水源分为地下水(江河水、湖水、池塘水、水库水等)、地下水(浅层地下水、深层地下水、泉水等)及降水,应根据具体情况,选择水质良好,水量充沛,水源卫生条件和周围环境良好,便于防护,群众取用方便以及水质符合《生活饮用水卫生标准》中规定要求的水作为居民饮用的水源。

水是人类生存和发展不可缺少的物质条件,是工农业生产无可替代的重要资源,又是制约城市建设存在和发展的重要因素。据统计,淡水占全球总储量的2.53%,可取用的淡水占淡水总量的0.34%,约为100亿m^3,总径流量为50亿m^3每年。预计2030年,世界上全部稳定径流量将被用光。我国人均淡水占有量不到世界的1/4水平,居世界第110位,被联合国列为全世界13个贫水国之一。在我国有32个100万人口以上的城市,其中的30个城市缺水。水环境污染严重,污染型缺水城市增加,并且多以复合型水源污染为基本特征的,从而导致大比例水资源不能作城市饮用水水源,大大加剧了城市缺水的矛盾,使水资源危机更趋严重。据统计,由于污染造成的水质灾害,每年给国家财政造成的损失约为总收入的6%。

发达国家经历了污染后治理的过程,花费了很大的人力物力,基本扭转了污染局面,如英国的泰晤士河,经过了10多年的努力,使水恢复了自身功能。随着我国经济快速增长,污染势头有增无减。国家下大力气,投巨资治理,“三河三湖”,能初见成效,但任重而道远。松花江水历来受到吉林化工企业的严重污染。据知,近几年来通过日元贷款,兴建多个二级污水处理厂,增加处理能力100万/m^3/日,松花江污染初步得到控制,水体状况有逐步好转趋势。我国由于经济建设的发展,人口的增长,城市用水供需矛盾日益尖锐。

水源系统工程在我国,由于水资源的缺乏及分布不均,将遇到越来越多的水资源调配问题。水资源的科学调配,往往涉及到当地或水资源流域的政治、经济、工程、生态以及观念等方面,因而是一个错综复杂的社会问题。水资源本身具有动态性、随机性,同时具有不可制造、不可替换的特点。过去往往把水资源看成是自然循环属性多一些,而未注意它的社会循环。其实,随着经济的发展,水资源的社会循环属性更加明显。从而使水资源的科学调配更加复杂化。

过去由于计算机的限制,人们对水资源调配一般是孤立的,静态的,经验的考虑。随着计算机技术的迅猛发展,一种以系统科学为理论基础,以计算机为工具的系统分析方法逐渐引进水资源系统的规划、设计、运行和管理中来,它与传统的工程技术结合,开始形成了一种科学开发、利用水资源的综合学科领域———水资源系统工程。

水源比较给水水源分为两大类:地下水源和地表水源。地下水源分为潜水(无压地下水)、自流水(承压地下水)和泉水;地表水按水体的存在形式有江河、湖泊、水库和海洋。地下水源一般水质较好,不易被污染,但径流量有限。而地表水有其自身的特点,如浊度与水温的变化幅度较大,水的矿化度及硬度较低,地表水的径流量一般较大,径流情况的季节变化明显。一般而言,由于开采规模较大的地下水的勘察工作量很大,开采水量会受到限制,而地表水源常能满足大量用水的需要,特别是大城市的需要。因此,大城市一般均采用地表水作为城市的首选水源。

地表水源选择选择原则(1)水质良好、便于保护、水量充沛可靠。对水源水质而言,生活饮用水水源要符合《生活饮用水卫生标准》中关于水源水质的规定。具体而言,水源水质要满足“国家对地面水环境质量标准GB3838—88”中关于Ⅲ类以上水体的要求。对于水量而言,按设计保证率(城市为95%以上),除满足生活和生产外,还应考虑长远发展,而且要求天然河流的取水量应不大于该河流枯水期的可取水量,特殊情况下可取水量占枯水量的30%~50%,一般情况不超过15%~25%。

(2)采用地表水源时,必须首先考虑自天然河道中即江河中取水的可能性,而后考虑河流的径流调节———水库取水2。

质量标准地面水环境质量标准是国家为控制水污染,保护水资源,依照地面水水域使用目的和保护目标来划分的3。

其中:

Ⅰ类水体适用于源头水、国家自然保护区;

Ⅱ类水体适用于集中式生活饮用水水源地及保护区等;

Ⅲ类水体适用于集中式生活饮用水水源地及保护区等;

Ⅳ类水体适用于一般工业用水及人体非直接接触的娱乐用水区。

Ⅴ类水体适用于农业用水及一般景观要求水域。

也就是说,作为城市水源必须达到Ⅲ类以上,才能满足作为水源的标准。

地下水源选择选择原则除了具备地表水源对水质水量的要求外 , 地下水源的取水量应不大于其允许开采贮量 , 严禁盲目开采 。 采用地下水水源时一般按泉水 、 承压水 、 潜水的顺序考虑 。

应当指出 , 在工程实际中 , 当考虑建立较大规模的地下水水源时 , 应结合具体条件进行深入的技术经济分析。

地下水源优点相对地表水水源与一定的条件而言,一般情况下,采用地下水水源具有如下优点:

(1)取水条件及取水构筑物简单,便于施工与运行管理;

(2)水质处理程序比较简单、投资及运行费用低;

(3)便于靠近用户建水源,从而可降低综合系统造价;

(4)人防、卫生条件好;

(5)适合于矿山、铁路沿线、山区与小型给水系统。

注意问题(1)当取水规模很小时,地下水源的投资低于同等规模地表水源投资;反之,则高于同等规模地表水水源投资。

(2)由于地下水比较分散,地下水取水构筑物的使用年限短,井泵效率低等因素而增加运行管理费用。根据我国的工程实践,当取水规模超过一定范围后,采用地下水是不经济的。

(3)从技术上讲,采用地下水源,由于水源过多分散,给水系统的组成和管理复杂化。

现状选择合理的城市给水水源,在给水工程规划中是首先要解决的事。按常规,必须先掌握现有水源的状况,然后以现状为基础,再科学地预测未来。但事实上,要在现有水源情况的基础上预测若干年后的变化,确是难上加难!

例如,哈尔滨市现有水源属Ⅲ~Ⅳ类水体(有人认为是Ⅲ类,有人认为是Ⅳ类),如按Ⅳ类考虑,则不能作为城市饮用水水源,要建新水厂必须花巨额投资从180公里流域外———磨盘山引水。但现状水体的环境能不能逐年变好呢?果能在若干年内变好,那么就不必从远处引水,从而既节省投资,又降低了运行费用。因此,对这一问题应该用先前提到的水资源系统工程来分析研究解决。同时要结合我国的国情,实事求是,选择一条适合中国国情的水资源开发和利用的路线。