某自来水厂水资源论证报告.doc

桐乡市运河水厂供水工程水资源论证报告1. 总 论近几年来，随着桐乡市经济和社会的发展，综合实力不断壮大，基础设施投入力度加大，城市面貌日新月异，人民生活质量稳步提高，由此对用水量的需求和质的要求不断提高。目前桐乡市一方面存在用水量快速增长和有限的城市供水设施能力之间的矛盾，另一方面，由于历史原因，桐乡市的供水事业中还存在着条块分割、管网分布不尽合理、乡镇取水水源污染等问题，特别是缺少一个高度统一、有机协调和覆盖全市的供水体系，使桐乡市城市化的进程及全市的给水事业进一步发展受到制约。桐乡市各乡镇水厂近几年大量开采地下水，导致地下水位急剧下降，由此引发地面沉降，对防洪排涝、城市规划、航运交通等造成了严重危害，引起了各级政府的高度重视。省政府办公厅于2002年下发了关于加强杭嘉湖地区地下水管理的通知，要求“用三至五年时间调整供水结构，解决替代水源，压缩地下水开采总量，控制地面沉降。”为此桐乡市政府下达今年年底前封闭31口地下深井的目标与任务。原来的自来水厂的供水水源与规模已经不适合目前快速的用水需求。为解决市区、各乡镇用水供需矛盾，满足建设和进一步开发的用水要求，规划和实施运河水厂供水工程已势在必行。因此，通过建设桐乡市运河水厂供水工程，增加市域的制水、供水设施，既可以满足各建设期内桐乡市域的用水量增长要求，又可建立一个高度统一、有机协调的全市供水体系，提高城乡一体化供水的水平。1.1 编制目的及主要任务本报告书根据桐乡市运河水厂供水工程的用水要求，按照国家、省颁布的建设项目水资源论证管理办法、取水许可制度实施办法和浙江省取水许可制度实施细则之规定，遵照“水资源合理开发、节约使用、有效保护”的原则，提出桐乡市运河水厂供水工程取水方案和可靠性分析，为取水许可的审批提供依据。主要任务：分析计算取水口周边区域水资源量，摸清区域内的现状工业和生活用水情况，调查取水口现状水质，分析水质变化趋势，分析工程取水对环境和其他用水用户的影响。论证本水厂工程取水近期15万t/d、远期30万t/d，能否满足95取水保证率和水质要求。1.2 编制依据中华人民共和国水法（2002年8月）建设项目水资源论证管理办法（2002年3月）取水许可制度实施办法（1993年8月）浙江省取水许可制度实施细则（1995年8月）地表水环境质量标准（GB38382002）饮用水卫生规范（卫法监发2001161号）桐乡市城市总体规划（2003年12月）浙江省桐乡县水资源调查与水利区划报告（1985年4月）桐乡市统计年鉴（2002年）嘉兴市水资源公报（2003年）桐乡市运河水厂供水工程项目建议书（2004年7月）桐乡市运河水厂供水工程初步可行性研究报告（2004年7月）1.3 取水水源及取水地点根据浙江省城乡建筑设计院对水源及取水口方案的初步选择和分析，确定取水水源及取水地点。供水水源：近期水源为大运河梧桐镇北段，远期与嘉兴市市域境外引水相结合，将外域优质原水作为远期主要水源。取水口位置：位于金牛城与大运河交叉口上游的运河南岸，此处河道宽65m。大运河民星段上游km、下游km范围内沿河基本是农田，无重大污染源,上游距石门镇7km，受上游污水影响程度较小。与目前在建果园桥水厂取水口合并,占地22.5亩。（见附图）水厂厂址和用地：在梧桐街道北部三新村，在盐湖公路以西，新板桥港以东，运河以南500m处，在建绕城公路两侧南侧。水厂总用地为352.5亩，水厂与取水口相距约2km，原水采用管网输送至水厂。1.4 水资源论证委托及承担单位项目委托单位：桐乡市自来水公司项目承担单位：浙江省水文勘测局2. 概 况2.1 环境概况桐乡市位于浙江省北部、长江三角洲的东南部，地理座标为东径12017401203945,北纬302818304748。桐乡市东连嘉兴市郊区，南邻海宁市、杭州市的余杭区，西靠德清县，总面积727km2（采用“浙江省水资源综合规划分区手册”面积）。全市共有三个街道，个建制镇，个乡，2002年人口65.99万，人口密度913人km2。居民中有回、满、壮、傣等少数民族二十余，其余为汉族。桐乡市为长三角洲冲积平原的一部分，境内地势平坦，大致东南高、西北低，略向太湖倾斜，平均海拔5.3m。冲积层厚度从西南部的100m左右，向东北逐渐增厚到180m。境内地形平坦低洼，深受人为的影响，为杭嘉湖平原中部特有的桑基圩田地貌。桐乡市属太湖流域运河水系，河道稠密，是典型的江南水乡。河道总长2398.3km，河道面积46.3km2，河道密度3.3kmkm2，河网率6.4。主要河道长440余km。京杭古运河斜贯全境，是全市水利、水运的大动脉，市区东部主要河道以南北向为主，西部河道以东西向为主。主要河道为：京杭古运河：是桐乡市最重要河道，也是杭申甲线（六级航道）的一部分，从余杭区博陆进入本市，向东北穿过全市，再入嘉兴市郊区，境内长41.77km，河面宽一般45-60m，最宽达80m,河底高程-0.9m-0.5m，3m水位时的过水断面约160m2。澜溪塘：是向北排、引水的主要河道，也是杭嘉湖地区传统的排水走廊，水运上是杭申乙线（五级航道）的一段。境内长度8.79m，河面宽50-120m，河底高程 1m1.19m，3m水位时过水断面约97m2。金牛塘：位于桐乡市北部，是连接澜溪塘和大运河的南北向河道，该河段是湖州东迁至桐乡宗阳庙东宗线航道的一部分，河长8.4km，目前河宽在61m左右，河底高程-0.2m。白马塘：南端在石门镇与大运河相连，略向东北与乌镇市河相连，全长12.66km，河面宽35-50m，河底高程0至-0.5m，3m水位过水断面约45.6m2。康泾塘：是运河以南的南北向主要河道，也是东南片抗旱引水的主要河道，北端在双桥与大运河相连，穿越市区，在起龙桥与长山河衔接，全长14.34km，河面宽35-55m，河底高程0.5至0.5m，3m水位过水断面约47m2。含山塘，是我市西部南北向主要河道，南段称三洞环桥港，南端在博陆与大运河相连，向北流入德清境内，境内全长8.2km，河面宽40-80m，河底高程-0.5至-0.7m，3m水位过水断面约60m2。 长山河：是出海南排工种的骨干河道，西自蒋子庙公路桥起，穿越屠甸镇，向东流经海宁，在海盐县澉浦镇长山入海，境内全长23.1km，河面宽49.5m，河底高程-1.0m，3米水位过水断面约128m2。 桐乡市其余较大的河流主要还有永兴港、上塔庙港、大羔羊港、洞环桥港、南日港、北沙渚塘、南沙渚塘等。表2.1 桐乡市主要河流情况表 基面：吴淞河流名称起讫地点河长（km）正常水位时河宽（m）河底高程（m）京杭古运河博陆-观塘桥42.660-0.9-0.5澜溪塘乌镇-中浜8.850-120-1-1.9金牛塘乌镇-古运河8.461-0.2白马塘石门镇-乌镇12.735-500-0.5康泾塘双桥-长山河14.330-55-0.5-0.5长山河洲泉-海宁33.850-1.0永兴港中浜-长山河26.625-400-0.2南日港史桥-高桥镇8.7300.2北沙渚塘古运河-范家桥12.4280.0南沙渚塘古运河-大竹园13.5280.0注：本文高程采用吴淞基面，下同。桐乡市在区域构造上属新华夏系第二隆起，钱塘江拗陷区杭嘉湖拗陷带，由于沉隆区基底构造，为第四系沉积物掩盖，形成杭嘉湖平原。基底构造由一系列规模巨大的北东向断裂带如萧山奉贤断裂，临安乌镇断裂和近东西向湖州嘉兴断裂的切割，形成中生代隆起与拗陷带相间，全市主要为下舍桐乡拗陷带沉积白恶纪地层。境内地下水资源较为贫乏。主要受降水入渗补给，年补给量约3074.06万m3。含水层由海潮冲积亚粘土、亚砂土、粉砂等组成。水位埋深0.4至3m，水质一般味淡，含微量矿物质，表层潜水年开采量约64万m3。深层承压水含水层呈封闭状态，没有补给来源，属消耗型地下水。境内地质主要为第四系松散岩类，沉积厚度100至180m，地下含4个水层，境内深井水源，主要分布在松散覆盖物质和基岩裂隙中，属第二含水层，深度在59-149m，厚度一般7-28m，深层地下水为城乡居民饮用水主要水源，也为部分重要工业企业生产用水。现全市地下水年开采量合计2326万m3，大大超过地下水允许开采量，造成各镇地下水位普遍下降，地面呈现沉降，汲水能力降低，供水电耗上升，地下水供需矛盾突出。土壤为河流冲积和湖沼泽淤积土，据调查桐乡市共七个土属，其中水田六个土属：黄斑田占22.8，小粉田占35.6%，塘田并松泥田占7.6%，堆叠泥田占27.6%，青紫泥田占4.8%，半青紫泥田占1.6%。旱地土壤属堆叠土土属，是历史上挑田泥和开拓河道的土堆叠而成，土壤质地往往与就近水田土质相同。桐乡市地处北亚热带南缘，属典型的亚热带季风气候，气候温和湿润，雨量充沛，四季分明、无霜期较长，又受海洋、地形、水系等自然因素的影响，基本构成了“雨热同步“，秋冬季“光温互补“的气候特点。年平均气温15.8，七月份平均气温28.2，一月份平均气温3.3；极端最高气温39.5，极端最低气温-11。全市无霜期238.3天，初霜在十一月中旬，终霜在翌年三月中旬。年平均日照时数为2021.9小时。平均降水量1212.3mm，最高年份达1652.6mm(1983)，最低年份为781.2mm(1978)。一年中有三个雨期，即四、五月份的春雨期，六、七月份的梅雨期和九月份的秋雨期。盛夏少雨，往往形成春涝、伏旱、秋涝、冬燥。秋季常受热带风暴及台风影响，有降水过程，发生狂风暴雨，造成灾害。风向季节性变化明显，冬季以西北风为主，其余季节多为东到东南风。据桐乡市2003年统计年鉴显示，桐乡市国民经济持续快速增长，实现国内生产总值176.916亿元，按可比价格计算，比上年增长20.0，人均GDP为26753元。第一产业实现增加值11.903亿元，第二产业实现增加值105.543亿元，第三产业实现增加值59.47亿元。桐乡市总人口66.13万人，其中城镇人口为13.12万人，农村人口53.01万人。总耕地面积55.32万亩，其中水田40.69万亩，旱地14.63万亩；林果灌溉17.07万亩，人工鱼塘1.68万亩。2.2 建设工程概况桐乡市运河水厂供水工程位于浙江省杭喜湖平原的桐乡市，为桐乡市自来水公司新建工程，水源类型为地表水。近期2005年，水厂规模为15万t/d，至2010年规模为30万t/d；近期工程计划2005年12月正式供水。2.2.1 运河水厂工程地址运河水厂厂址在梧桐街道北部三新村，在盐湖公路以西，新板桥港以东，运河以南500m处，在建的绕城公路南侧。厂址可利用面积为352.5亩。取水口位于金牛塘与大运河交叉口上游的大运河南岸，果园桥水厂新取水口的西侧，运河水厂取水口总用地22.5亩，取水口设计总规模为30.0万t/d，内设取水进水井，取水提升泵和配电间，土建按远期规模一次建成，设备按近期15.0万t/d规模安装。净水厂按规划分为四个主要区域：生活区、淤泥处置区、常规处理生产区、预处理和深度处理生产区。水厂按产水30万t/d的规模布置。水厂一期工程（新建净水厂部分）劳动定员为53人。2.2. 制水工艺及主要构筑物原水经取水提升泵提升，通过原水输水管进入厂区，自流通过预处理池、反应沉淀池、砂滤池，为减少后续构筑物埋深，需要设置中间提升泵房，中间提升泵房设在砂滤池后，砂滤池出水提升后自流通过自氧接触池、活性炭滤池，消毒后进入清水池，然后通过送水泵房供水至供水管网。清水池最高水位是4.40m。工艺流程见图2.1O2 矾和其他药物生物接触氧化池中间提升池V型滤池平流沉淀池混合反应池流量计原水 O3生物活性碳滤池臭氧接触池 Cl2 补Cl2 NH3管网送水泵房清水池 图2.1 桐乡市运河水厂处理工艺流程主要取水构筑物,见表2.2。表. 取水口和水厂近期建构筑物一览表序号名称尺寸或面积结构形式单位数量备注取水口1取水进水井66.018.5*7.5m钢砼座12取水泵房186.2m2地上砖混幢1地下钢砼3变配电间146.3m3砖混座1桐乡市运河水 厂1预处理池68.00m21.5m8.60m钢砼座27.5万t/d一座2反应沉淀池128.30m21.3mm3.60m钢砼座27.5万t/d一座3型滤池46.1m42.1m7.15m钢砼座115万t/d一座4冲洗用废及鼓风机房480m2框架座15二次提升泵房及吸水池47.6m25.0m4.5m钢砼座16臭氧接触池22.0m12.0m7.15m钢砼座115万t/d一座7臭氧发生器室550m2框架座18活性炭滤池43.50m40.30m7.15m钢砼座115万t/d一座9清水池135.0m46.0m4.50m钢砼座110清水池100.0m40.0m4.50m钢砼座111送水泵房48.0m12.0m9.6m(h)上部框架下部钢砼座1半地下式12变配电间585m2框架座113加矾加碱间669m2框架座114加氯加氨间621m2框架座115回用水池40.0m22.4m4.5m(h)钢砼座116污泥浓缩池D=18.0 H4.9m钢砼座117脱水机房21.9m12.0m6.0m(h)框架座118管理用房2800m2框架座119机修电修间、仓库600m2框架座120传达室55.3m2砖混座1取水进水井，在现有运河堤岸设宽约40m的引水渠道，向岸内延伸10m，在渠道口设固定拦污栅，取水进水井为岸边式，地下式钢筋砼结构，平面尺寸为3025.8m。在运河常水位为2.98m，低水位为1.98m，泵房底板高为-0.52m，有效深2.0m，吸水池底板标高为-1.52m，泵房总高6.20m。取水提升泵房：采用地下式，下部为钢砼结构，上部为砖混结构，平面尺寸为37.8m10.0m，内设卧式给水泵，分期安装。15.0万m3天规模时配水泵三台，二用一备；远期增加两台给水泵，四用一备。变配电间：变配电值班室内设变配电间、值班控制室。可以与果园桥水厂取水口原配电间合为一处。水厂主要处理建筑物：生活接触氧化预处理池：设计规模7.5万t/d一座，近期为二座；反应沉淀池：将混合、反应池、沉淀池合建在一起，混合采用机械混合，反应池拟采用折板反应池，沉淀池采用平流式沉淀池，设计规模7.5万t/d一座，近期两座；砂滤池：采用型滤池，单座设计规模15万t/d，近期为一座，每座格，单边4格，双排布置；中间提升泵房和吸水池：设计规模30万t/d一座，土建一次完成，设备近期按15万t/d规模安装；臭氧接触池：单座设计规模15万t/d，近期为一座，分为单独运行的两格。臭氧接触池水力停留时间为15min，为钢砼结构。有效水深6.0m，池总高7.3m。池底部设臭氧扩散板，释放出臭氧与水充分接触。池设置成廊道式，水在其中来回转折，充分提高也臭氧接触程度。池总平面尺寸为22.012.0m。臭氧接触池上设尾气破坏室，内设余臭氧检测仪和臭氧尾气破坏器。活性炭滤池：单座设计规模15万t/d，近期为一座。每座共8格，单边4格，双排布置。清水池：清水池为两座，近期一座，清水池近期建设。送水泵房，土建按远期30t/d规模设计，设备按近期15万t/d规模配置。采用卧式离心泵，配置近期四台，远期六台。近期二台大泵，二台小泵，远期增加大泵二台。另外相配套的处理构筑物有冲洗用房和鼓风机房、臭氧发生室、加矾加碱间、加氯加氨间等。生产废水、污泥处理部分：回用水池：回用水池近期建设，钢砼结构，平面尺寸40.022.4m，有效水深2.0m。回用水池分成二格，每格有效容积800m3。上清液通过提升后至反应池进水端回用，回用水池沉泥集中至集泥坑，由排泥泵提升送至污泥浓缩池。每格设潜水污水泵一台，共二台，性能为流量150m3/h，扬程18m，上清液井设潜水污水泵二台，仓库备一，性能为流量400m3/h，扬程15m，配用电机功率30KW。污泥浓缩池：污泥浓缩池钢筋砼结构，共设两座，池直径为18.0m,有效水深3.9m，总池高5.8m,池内设有中心传动污泥浓缩机，污泥设计停留时间为12小时。2.2. 水源地概况桐乡市运河水厂供水工程近期2005年，水厂规模为15万t/d，至2010年规模达30万t/d；取水口位于金牛塘与大运河交叉口上游的大运河南岸，果园桥水厂新取水口的西侧。供水水源：近期水源为大运河，水源地为大运河梧桐镇北段，具体取水口位于金牛城与大运河交叉口上游的运河南岸，此处河道宽65m。大运河民星段上游km、下游km范围内沿河基本是农田，无重大污染源。上游距石门镇7km，受上游污水影响程度较小。与目前在建果园桥水厂取水口合并。远期与嘉兴市市域境外引水相结合，将外域优质原水作为远期主要水源。2.2.4 水厂工程对取水水量、水质要求（1）取水水量及保证率要求：取水规模近期（2005年）15万吨/天、远期（2010年）30万吨/天，取水保证率为95。（2）水质要求：取水口源水水质要求符合地表水环境质量标准（GB38382002）类水质标准。2.2.5 排水情况桐乡市运河水厂工程建成投产后，给市区及周边乡镇居民生活供水，根据2003年嘉兴市水资源公报，桐乡市城镇生活耗水约30%，其余70%左右产生废污水，废污水采用管网接收，送至污水处理厂处理后达标排放。企业内部排水主要为生活污水和部分工业废水，排放量较小，对水环境影响轻微。3. 区域水资源开发利用现状3.1 桐乡市水资源状况3.1.1 水资源分区桐乡市位于杭嘉湖平原中部，京杭古运河两侧，北接湖州市区、江苏省，南临海宁市，西接德清县、余杭区，东与嘉兴市区相连，属典型的平原水网区，全市总面积727km2。按照桐乡市旱、洪、涝灾及水利措施的类似性及地形、土壤、气候等自然地理条件的相似性，同时适当照顾流域和行政区划界线，桐乡市以大运河和长安塘为界，划分为二个水利分区。区为西北部低洼易涝区，包括大麻、崇福、芝村、永秀、青石、洲泉、羔羊、石门、河山、炉头、新生、民合、乌镇等乡镇，面积395km2，占全县总面积的54.3%。区为东南部易旱轻涝区，包括留良、骑塘、高桥、虎啸、同福、南日、屠甸、灵安、百桃、濮院等乡镇和桐乡市区，面积332km2，占全县总面积的45.7%。3.1.2 降水量桐乡市多年平均降水深1213.6mm（折合降水总量8.82亿m3）。降水量自西北向东南递增，西北部低洼易涝区多年平均降水深1191.5mm，东南部易旱轻涝区多年平均降水深1237.1mm，地域分布相对较平均。各分区不同频率年降雨量见表3.1。表3.1 各分区不同频率年降雨量表分区多年平均CvCs/Cv不同频率年径流量（亿m3）代号名称面积(km2)年降雨深(mm)年降雨量(亿m3)20%50%75%95%区西北部低洼易涝区3951191.54.7050.225.4584.6584.0473.290区东南部易旱轻涝区3321237.14.1120.224.7694.0703.5362.878全市合计7271213.68.820.2210.2288.7297.5836.172选取桐乡、崇德、乌镇三个雨量站分析桐乡市降水量的年内分配情况，各雨量代表站多年平均月年雨量见表3.2表3.2 桐乡市雨量代表站多年平均月、年雨量表 单位：mm 月份站名123456789101112年桐乡61.673.1108.7111.0115.2188.8127.2122.6111.769.551.945.21186.5崇德62.374.4121.7118.2132.0189.8126.2125.3138.770.253.344.51256.7乌镇57.469.0110.3111.3121.2180.9129.4127.5129.167.552.341.01197.0合计181.3216.5340.7340.5368.4559.5382.8375.4379.5207.2157.5130.73640.2所占比例（%）5.05.99.49.410.115.410.510.310.45.74.33.6由上表可见，桐乡市降水量在年内分配有较大差异，多年平均最大月降水量是最小月降水量的4.3倍。降水量主要集中在汛期（4-9月），6个月降水量占全年的66.4%，其中6月份降水量最大，占15.4%，11、12、1月份降水量较少，分别占全年的4.3%、3.5%和5.0%。3.1.3 地表水资源量桐乡市属平原河网区，域内河道纵横交错，水流四通八达，地表水资源量除本地产水外，很大一部分是过境水量。桐乡市本地水资源量分布情况与降水量基本一致，空间变化小，年内分配不均。多年平均年径流深470.4mm（折合水资源量3.42亿m3），径流系数0.39。各分区不同频率年径流量见表3.3。表3.3 桐乡市不同频率年径流量表分区多年平均CvCs/Cv不同频率年径流量（亿m3）代号名称面积(km2)年径流深(mm)年径流量(亿m3)20%50%75%95%区西北部低洼易涝区395452.71.7880.3922.3431.6991.2880.822区东南部易旱轻涝区332491.61.6320.3922.1381.5511.1750.751全市合计727470.43.4200.3924.4813.2502.4631.573径流量中，有部分入渗地下补给表层地下水，桐乡市多年平均表层潜水天然入渗补给量为3074.06万m3/年，因此本市实际多年平均地表水资源量为3.113亿m3。桐乡市境外来水主要是从西部余杭（京杭古运河）、德清（大红桥港和沈店桥港之间的东西向河道），北部吴兴（以顾嘉塘和大水桥港为主）方向入境；排水方向有北排、东排和向东南方向排入杭州湾三条。根据桐乡市水资源调查和水利区划报告，桐乡市多年平均入境水量为11.0亿m3左右，出境水量7.2亿m3左右；50%、75%和95%保证率时的入境水量分别为11.0、9.9和9.0亿m3。 3.1.4 地下水资源量桐乡市为第四系松散岩类，沉积厚度达100-180米，根据对潜水天然补给量的分析计算，桐乡市多年平均地下水资源量为0.307亿m3。区和区地下水资源量分别为0.143亿m3和0.164亿m3。3.2 需水量分析桐乡市需水量以2003年为基准年来分析计算。3.2.1 农业需水量桐乡市农业用地主要分水田和旱地和经济园地，水田主要作物为水稻，旱地主要作物是大小麦、蕃薯、玉米和豆类，经济作物主要为油料、药材、蔬菜、瓜果及花卉等。根据2003年桐乡市统计年鉴，全市水稻播种面积为面积为293991亩、旱地为64758亩、经济作物为467867亩。参考桐乡市水资源调查和水利区划报告及浙江省水资源公报编制细则等相关资料，95%保证率水稻灌溉定额取650m3/亩，旱地取150m3/亩，经济作物取200m3/亩；90%保证率水稻灌溉定额取600m3/亩，旱地取120m3/亩，经济作物取150m3/亩；保证率75%水稻灌溉定额取520m3/亩，旱地取70m3/亩，经济作物取90m3/亩。计算得不同保证率桐乡市农业需水量见表3.4。表3.4 桐乡市不同保证率农业需水量表 单位：亿立方米保证率水 田旱 地经济作物需水总计亩数需水量亩数需水量亩数需水量75%2939911.529647580.0454678670.4211.99590%2939911.764647580.0784678670.7022.54495%2939911.911647580.0974678670.9362.9443.2.2 生活需水量桐乡市2003年总人口为66.13万人，其中城镇人口13.12万人，农村人口53.01万人。根据2003年嘉兴市水资源公报数据，城镇人口用水定额取250升/人.天，农村人口取110升/人.天，计算得桐乡市年生活需水量为0.333亿m3。3.2.3 工业需水量桐乡市2003年工业增加值为96.898亿元，根据2003年嘉兴市水资源公报，万元工业增加值用水量为52.1 m3，计算得桐乡市工业需水量为0.505亿m3。3.2.4 禽畜需水量根据2003年桐乡市统计年鉴，2002年末桐乡市生猪存栏数为21.62万头、羊存栏数41.12万只、家禽存栏数267.74万只、兔存栏数13.90万只。根据浙江省水资源公报编制细则，猪的用水定额取20升/头.日，羊取10升/头.日，兔和家禽取1升/头.日。则桐乡市禽畜需水量为0.041亿m3。3.2.5 其他需水量除了以上四类需水，桐乡市其他需水主要包括林牧渔需水、城镇公共需水和生态环境需水。根据2003年嘉兴市水资源公报，桐乡市其他需水量约为0.5亿m3左右。3.3 供需平衡分析桐乡市地处平原河网、境内无水库、湖泊，也没有引水工程，可供水量绝大部分是提水工程供给农业灌溉用水。其他还有工业用水、城乡居民生活用水等，这些用水，一部分由水厂提供，另一部分为自备水源供给。二十世纪八十年代以后，杭嘉湖平原地区包括桐乡市由于工业和乡镇企业的发展，排污量急剧增加，地表水水质恶化，转而开采深层地下水，使地下水位急剧下降，土层失水形成区域性的沉降漏斗，波及整个平原，引起该地区地面不均匀沉降，主要沉降区在王江泾、嘉兴、崇德、桐乡、乌镇、菱湖等地。为了保护地下水、保障嘉兴人民持续发展，目前嘉兴地区对地下水的开采做了严格的限制。省政府办公厅于2002年下发了关于加强杭嘉湖地区地下水管理的通知，要求“用三至五年时间调整供水结构，解决替代水源，压缩地下水开采总量，控制地面沉降。”。2003年6月4日，桐乡市政府召开了城乡供水一体化工作动员大会，会上下达了今年实现供水管网通32个行政村、封闭31口地下深井的目标与任务。基于上述原因，本次可供水量不把地下水源计算在内，只考虑地表水源的可供水量。根据前述对桐乡市需水量的分析成果，2003水平年桐乡市不同保证率需水量情况如表3.5。表3.5 桐乡市2003年各保证率需水量计算成果表 单位：亿m3保证率（%）农 业需水量生 活需水量工 业需水量禽 畜需水量其 他 需水量需水量 合 计751.9950.3330.5050.0410.5003.374902.5440.3330.5050.0410.5003.923952.9440.3330.5050.0410.5004.323桐乡市95%保证率时本地产水和入境水量之和为10.573亿m3，是相应保证率时的需水量4.323亿m3的2.45倍，因此，桐乡市的水资源量是比较丰沛的，需水量能否得到满足取决于提水工程的供水能力。根据桐乡市水利局统计，本市2003年提水工程的供水能力约为7.2亿m3/年，远大于95%保证率时的需水量，因此桐乡市的水资源量能够达到供需平衡。3.4 水资源利用中存在的问题桐乡市地表水源充足，但年际、年内分配不均，随着桐乡市国民经济的快速持续发展，城镇生活用水、工业用水增长亦相当迅速，将会造成干旱年份桐乡市水资源供需不平衡情况，而产生缺水。需要增建一些水利工程，开展节水用水，分质供水和采取调水措施使其供需达到平衡，保障国民经济的正常发展。桐乡市工业、经济较为发达，由此带来的工业和生活污染逐年增加，造成部分河道水质较差，水体丧失使用功能，给局部地区的用水带来困难。.由于地表水水质较差，桐乡市地下水开采量大，导致地下水位急剧下降，由此诱发地面沉降，对防洪排涝、城市规划、航运交通及城乡居民生活等造成了严重危害。节水措施不力以及企业水资源的重复利用率不高和有的渠道防渗措施不够完善，造成水资源的浪费。4. 取水水源论证4.1 水量论证4.1.1 区域水文特征桐乡属平原河网区，地势平缓、河流纵横交错，且流向不定。洪涝时，来水主要从西部余杭（大运河），德清（大红桥港与沈店桥港之间的东西向河道），北部吴兴（以顾家塘和大水桥港为主）方向入境，南面海宁上塘河也有少量水溢入。排水方向，一是经乌镇市河、澜溪塘向北排泄，二是向东由运河经嘉兴排入黄浦江，三是向东南经长山河排入杭州湾，梅雨型的洪水以排向东南为主，暴雨型的洪水以排向北为主。干旱时，西、北、西南三面都有来水。桐乡市河道水流较缓，水位差很小。流量主要受水面比降影响，与河道水位并无太大关系，当河网处于高水位而水面比降较小时，河道内流速较缓，造成流量较小，实际此时有足够的水量。因此决定该区域水量多寡的主要是水位。运河区域在低水位时，水流比较复杂，东西、南北流向均有，因平原河网年际间水量、水位变化不大，且近几年河道改造、疏浚工程较多，因此以最近的2003年为基准年进行分析。分析六个边界水位站和桐乡站2003年的日平均水位资料，各边界站水位与桐乡站水位相比较，结果见图4.1。由图4.1可以看出，各边界水位站与桐乡水位站日平均水位差在0.3m之内，水面比降较小。塘栖、崇德、乌镇三站日平均水位均比桐乡站水位高，而嘉兴站日平均水位始终低于桐乡站水位。可见，该-22-24-桐乡市运河水厂供水工程水资源论证报告区域水流的基本流向为自西向东，同时，以京杭古运河为中心，南北水流向此汇合。硖石、欤城站日平均水位与桐乡站相比，有正有负，说明桐乡向东南方向的水流时有顺逆。4.1.2 工程所在地区水文资料及水位改正杭嘉湖东部平原区在进入八十年代以后，工业和乡镇企业的发展，排污量的急剧增加，地表水水质恶化，转而开采深层地下水，使地下水位急剧下降，土层失水形成区域性的沉降漏斗，波及整个平原，引起该地区地面不均匀沉降。根据地质部门嘉兴监测站资料统计，1983年1999年嘉兴市区地面沉降中心（嘉兴乳品厂附近）累计沉降达798.8mm，嘉兴市区地面沉降情况见表4.1。表4.1 嘉兴市区地面沉降表沉 降 期年 份中心累计沉降量沉降初始期19641972年6584mm沉降缓慢发展期19731983年224.9mm沉降快速发展期19831999年798.8mm地面的不均匀沉降，引起杭嘉湖平原各水文站水准点和水位标尺不同程度的沉降，导致水位观测资料失真，杭嘉湖地区同步水位不合理现象日益突出，某些河段甚至出现“水往高处流”的极不合理现象。给水位资料在防洪调度、流域规划治理和工程建议诸方面的广泛应用带来了困难。1974年，水利部门在杭嘉湖地区进行了等水准测量，对各水文站的水准点进行复测，复测结果与五十年代相比，均已发生不同程度的沉-26-桐乡市运河水厂供水工程水资源论证报告降，平均为4cm，最大为7cm。1994年和1999年，在太湖流域管理局和浙江省水利厅的重视和部署下，两次对杭嘉湖平原各水文站的水准点和水尺标高进行大范围的复测，复测结果表明，水准点和水尺标高还在沉降，而且在沉降速度加快，各站水位标尺下沉平均为17cm。主要沉降区在王江泾、嘉兴、崇德、桐乡、乌镇、菱湖等地。水准点沉降幅度最大的为崇德“武闸A5”，下沉66.3cm，其次为嘉兴“嘉55101”，沉降54.3cm。水位标尺沉降幅度最大的为81.2cm，次大的为61.9cm。经过对水位的资料的合理分析，改正后的水位资料在面上分布明显趋于合理，水位降落的方向与流向一致。本报告中应用的水位资料除标注说明外，已由浙江省水文勘测局根据水准测量成果，经过分析后，作了系统的订正，保证了所用资料的真实性和分析成果的可靠性。4.1.3 区域水文资料情况工程所在区域没有流量站，桐乡市及周边相邻范围设有桐乡、乌镇、崇德、嘉兴、屿城、硖石、新市、塘栖等雨量和水位站，各站基本情况见表4.2：表4.2 工程所在区域主要水文测站情况表站名河流断面地点东经北纬设立日期观测项目桐乡康泾塘桐乡县梧桐镇1203330391961.1水位乌镇澜溪塘乌镇北栅1202930461955.6水位崇德京杭古运河桐乡县崇福镇1202630331929.2水位嘉兴京杭古运河嘉兴市三塔1204530461924.1水位屿城海盐塘河海盐县屿城1205030321955.6水位硖石长山河海宁市硖石镇1204230321955.6水位新市京杭古运河德清县新市镇1201730371955.6水位塘栖京杭古运河余杭区塘栖镇1201130291955.6水位上述水位站均有40年以上的观测资料,水位资料比较丰富。4.1.4 取水口河道水位分析桐乡市新水厂取水口位于古运河梧桐镇北段，金牛塘与大运河交叉口上游的大运河南岸，距离桐乡水位站约2km，该区域属平原河网，地势平坦，水流较缓，水位差很小。桐乡水位站水位资料可以代表水厂取水口的情况。选取桐乡水位站1961-2003年历年最低日平均水位资料，采用P-型频率曲线适线，得出不同保证率下取水口河道年最低日平均水位见表4.3表4.3 取水口河道不同保证率年最低日平均水位表频率（%）507085909597水位（m）2.262.152.062.011.941.90由表4.3可以看出，桐乡水厂新取水口河道90%、95%、97%的年最低日平均水位分别为2.01、1.94和1.90m。分别比新取水口进水高程（-0.52m）高出2.53、2.46和2.42m，因此，从水位上分析，水厂新取水口的取水保证率可以达到97%以上。4.1.5 河道过水能力分析桐乡水厂新取水口河道的现状水位能满足水厂取水的要求，但当取水量增加，河道水位将会有一定程度的下降，此时需分析周边水量补给情况。新取水口位于京杭古运河上，西、北、东三面都有来水，当区域用水量增加，河道内水位下降时，水量可由周边河流补给，取水量在不超过河道过水能力的前提下，取决于本身的过水能力。由于该区域为平原河网，水流比较复杂，难以确定主流及流向，为此，选用平原河网水量模型来分析其水流过程。4.1.5.1 河网非恒定水流模型的建立京杭古运河位于杭嘉湖平原，区内河网密布，河道宽浅，流速缓慢，河网中水流主要受边界水位控制，流向多变，属于非恒定流动。描述河网地区的水流运动基本方程是圣维南方程组： Z 1 Q qL t B xQ Q Z A QQ2uAgu2g t x x x C2R式中：Q(x,t)断面流量 (m3/s) Z(x,t)断面平均水位 (m) U(x,t)断面平均流速 (m/s) A(x,t)断面面积 (m2) C谢才系数 R(x,t)水力半径 (m) B(x,t)河宽 (m) qL 傍侧入流 (m3/s)为非线性双曲线偏微分方程组，一般情况只能采用数值法求解。基本思路是将整个河网看作是由河道及河道交汇点（节点）组成，较长的河道又分为若干河段。将圣维南方程组用隐式差分格式离散，得到各河道的离散方程，通过消元法建立各河道首末断面水力要素关系式，与节点水量平衡方程联合求解，获得各河段的水力要素值。由于各边界点流量未知，而水位已知，因此模型均以水位为边界。4.1.5.2 河网概化京杭古运河所处的杭嘉湖平原河网众多，水系复杂。区域内有京杭古运河、京杭运河、金牛塘、康泾塘、长山河等多条大小河道贯通。在河网概化时，以现有骨干河道为主体，适当考虑一部分过水流量较大的非骨干河道。河道过水断面采用实则大断面资料。概化河网如图4.2，其中节点数65个，河段数83个。4.1.5.3 模型率定数学模型能否很好的反映该地区流态变化规律，除模型本身及计算方法可靠外，关键是要对实测值进行验证，应具备良好的拟合精度，才能用于预测分析。对上述所概化的河网，选用2003年该区域实测水位资料，以塘栖、崇德、硖石、欤城、嘉兴及乌镇等站水位为边界，桐乡、新市为控制点，分别就低、中、高水位的情况对模型进行率定（率定结果见表4.4）。由表可见，在区域水位分别处于低、中、高水位条件时，模型控制点的水位计算值与实测值十分接近，偏差在-0.03-0.04米之间，最大偏差不超过4cm。模型具有较好的精度，可以用于水流流态预测。表4.4 取水口周边河网水流模型率定成果表 单位：米边界点塘栖崇德硖石欤城嘉兴乌镇低水位（6月25日）边界点水位2.622.632.512.522.422.61控制点水位桐乡实测2.52新市实测2.62计算2.54计算2.62偏差0.02偏差0.00中水位（12月25日）边界点水位2.922.882.692.722.552.83控制点水位桐乡实测2.71新市实测2.93计算2.74计算2.90偏差0.03偏差-0.03中水位（5月25日）边界点水位3.013.022.872.902.732.95控制点水位桐乡实测2.86新市实测3.03计算2.90计算3.00偏差0.04偏差-0.03高水位（3月6日）边界点水位3.643.603.423.433.173.42控制点水位桐乡实测3.40新市实测3.58计算3.41计算3.60偏差0.01偏差0.024.1.5.4 计算方案的确定当取水口及周边河道水位较高时，不管河道内流量大小，水厂均能取到足够的水量，因此过水能力的分析主要是针对区域出现低水位的情况来进行的。根据以上分析，在桐乡地区处于低水位时，桐乡水厂新取水口河道的水量基本是由西、北、西南三个方向补给的，因此分别以塘栖、崇德、乌镇处于相应保证率的低水位三种情况来分析此时水厂取水河道的过水能力。选取1956-2003年塘栖、崇德、乌镇三站历年最低日平均水位资料，采用P-型频率曲线适线，得出各站不同保证率下年最低日平均水位见表4.5。表4.5 塘栖、崇德、乌镇不同保证率下的年最低日平均水位表 频率：%，水位：米频率水位站名507085909597塘栖2.492.392.292.242.172.12崇德2.382.252.112.051.951.89乌镇2.432.372.312.282.242.22杭嘉湖地区历年来一直在对河道进行整治、疏浚，完善了南排、北排、东排等工程，为了充分考虑现状河道的实际情况，增加对2003年各边界水位处于最低状况时的取水口河道过水能力分析。由此，确定四种计算方案为：方案