社会水循环监测终端的优化方案

社会水循环监测覆盖社会水循环的各个环节,通过数据采集仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知社会水循环过程,为水资源管理、水生态环境保护等提供数据支持。

对于社会水循环的监测,要实现对取、供、用、排各个循环环节的各项管理指标的在线监测。监测项目包括水质、水量、水压等,具体监测内容根据监测需要确定。

通过对社会水循环各环节水质、水量等指标的监测,随时了解和掌握区域内社会水循环各环节水信息及其变化情况。监测项目包括水质、水量、管网水压等要素。监测点布设遵循监测参数完整、监测频次合理、监测方法符合标准、监测能力达到要求的原则,从而获得最多、最全面、最及时的水质水量等的在线监测信息。社会水循环监测体系结构如图4.2所示。

图4.2　社会水循环监测体系结构

4.2.3.1 水源监测

根据《大连市全域城市化供水规划》,到规划水平年2020年,大连市各供水区域水源均为地表水(包括外调水),地下水源停止使用。另外,大连市水源还包括非常规水源,有的企业用水水源为海水,包括直接取用海水和淡化海水。此外,中水回用也是大连市非常规水源之一。因此,水源在线监测应当包括水源水库水质及供水量监测、海水淡化厂出水水质水量监测、污水处理厂(中水)进出水水质水量监测、河道取水口处水质水量监测等。

1.水库供水水量水质监测

水库蓄水量可以借助水库自有的水位计或水库水文站实现监测,而对于水质同样可以借助水库水文站进行监测。为实现水库供水的水量水质监测,可以在水库的取水口布设监测点,实现对取水的水量水质在线监测。

(1)现状分析。对于水库供水水量监测,仅有大连市供水公司在英那河水库和卧龙水库设有4个监测点。

(2)监测规划。根据《大连市全域城市化供水规划》,大连市供水区域划分为8个,依次为主城区供水区、金州新区—保税区供水区、普湾新区—普兰店市供水区、瓦房店市供水区、长兴岛临港工业区供水区、庄河市供水区、花园口经济区供水区和长海县供水区,大连市各供水系统供水示意图如附图2所示。

智慧水务中的监测终端建设需要对上述水库的水量水质等进行在线监测,以得到供水量信息及确保供水水质安全。

2.淡化海水水量水质监测

(1)现状分析。根据《大连市全域城市化供水规划》,已知大连市目前建有的海水淡化厂有大连大窑湾矿石码头、大连石油化工分公司、大连华能电厂、长海县大长山岛镇、长海县獐子岛镇等海水淡化厂。智慧水务需要实现对以上海水淡化厂的水量水质监测,可在海水淡化厂出水断面进行监测,需要有5个水量水质在线监测点。

(2)监测规划。《大连市全域城市化供水规划》通过供需平衡分析计算,近期规划水平年之前规划建设松木岛化工园区、长兴岛石化、西中岛石化等海水淡化项目,全市海水淡化规模达到50万t/d。大连市海水淡化厂详见表4.8。

表4.8　大连市海水淡化厂

智慧水务需要对2015年规划建设的海水淡化厂出水断面进行水量水质在线监测,即实现10个海水淡化厂的水量水质监测点规划。

2020年建设完成瓦房店红沿河核电循环经济区、庄河电厂、大连华能电厂海水淡化项目二期工程,使全市海水淡化规模达到100万t/d,因此不需要新规划监测站点。

3.回用中水水量水质监测

(1)现状分析。根据《大连市全域城市化供水规划》可知,已投入运行的城镇污水处理厂有30座,这些污水处理厂均具备相应的水量水质监测设备。智慧水务中监测终端规划需要对排水去向为中水回用的污水处理厂(12座)进水及出水断面进行水量水质在线监测,需设有24个监测站点。

(2)监测规划。根据《大连市全域城市化供水规划》中供需平衡分析,2015年规划水平年,大连市规划新建污水处理厂73座,其中排水作为中水回用的污水处理厂26座。智慧水务建设为实现对其进出水断面的水质水量在线监测,需布设52个监测站点。

到2020年规划水平年,污水量预测结果为511.89万m3/d,而近期规划水平年之前建成的污水处理厂的处理能力为270.48万m3/d,需要规划新建污水处理厂,新建设的污水处理能力为241.41万m3/d,处理水均可用作中水。新建站点情况见表4.9。

表4.9　2020年规划水平年污水处理厂监测站点　单位:万m3/d

2020年规划水平年新增设污水处理厂24座,且处理率为100%。根据《大连市全域城市化供水规划》,远期规划水平年通过污水处理厂处理后的水均可用作中水进行回用,对这些排水作为中水回用的污水处理厂进行监测,由于在污水处理厂进出水断面都进行在线监测,相应的污水处理厂监测站点为48个。

4.取水河道水量水质监测

大连市有部分取水是直接从河道取水,如农田灌溉取水等。这些取水河段应作为水源的一部分,需对其进行水量水质监测。取水河道上的水量水质监测点可布设在取水泵站附近(上游或下游),规划实现对大连市46个取水河道泵站实现水量水质在线监测。

大连市水源监测站点布设如附图3所示。

4.2.3.2 供水和用水监测

供水和用水监测主要对大连市8个供水区域和农村集中供水系统中的净水厂、供水管网、用水户等进行在线监测,具体监测内容如下。

1.净水厂水量水质监测

(1)现状分析。根据《大连市全域城市化供水规划》,大连市现有净水厂21座,都具有相应的水量水质监测设备。由于净水厂进水和出水断面均需建有监测点,故需有42个监测站点。(www.xing528.com)

(2)监测规划。据《大连市全域城市化供水规划》中水量供需平衡分析可知:在充分利用、最大限度地开发本地常规水源和引入境外水源的条件下,各规划水平年供水能力产生富余量,见表4.10,在总量上可以满足供水需求。

表4.10　大连市常规水源供需平衡分析表(平均日)　单位:万m3/d

另外,根据《大连市全域城市化供水规划》中水资源供需平衡分析,到近期,全市新增自来水净水能力191.65万m3/d,远期规划水平年全市再新增自来水净水能力91.00万m3/d,自来水总净水能力达到497.00万m3/d,可保障全市用水需求。其中,金州以南的主城区、金州新区—保税区供水系统属于区域大管网供水系统,在用的10座净水厂现状供水能力约为156.00万m3/d,未来新扩建净水厂供水能力达到271.00万m3/d。大连市供水系统供水净水厂供水能力汇总见表4.11。

表4.11　大连市供水系统供水净水厂供水能力　单位:万m3/d

从表4.12中可以看出,近期和远期规划水平年规划建设的净水厂的净水能力分别达到406.00m3/d、497.00万m3/d,大于表4.10中城市总需水量和常规水源供水能力,净水能力已满足城市发展需求。

已有规划建设的净水厂可满足需水要求。对以上规划建设的净水厂进行水量水质在线监测,其中近期规划水平年改扩建净水厂依然使用原有的监测站点,站点数量不变,对于新增加的8个净水厂,由于在净水厂的进水断面和出水断面均进行监测,相应监测站点增加16个;远期规划水平年在原来净水厂基础上增加1个净水厂,相当于监测站点增加2个。大连市净水厂水量水质监测点布设如附图3所示。

2.输水管网水量水质等监测

输水管网主要包括水源地到净水厂供水管网、净水厂到用户配水管网。输水管网监测项目主要包括水质、水量、水压等。

(1)水源地到净水厂供水管网监测。对于供水管网主要监测管道取水口的水质、水量等,而对于中间供水管道部分(如泵站等)要实现对水质、水量、水压等的监测,确保水质安全,水量满足供水要求,水压适中,利于供水安全。

(2)净水厂到用户配水管网监测。监测点的选取基本原则是能够比较全面、真实地反映管网内的水质以及水量状况。监测点主要分布原则:①管网末端监测;②水力分界线监测;③管材腐蚀较严重的区域监测;④水质易恶化区域监测;⑤大用户分水口监测等。

大连市自来水公司现设有水量监测点共计4580个,其中有149个管网水量监测点、2个管网水质监测点和21个管网压力监测点。

《大连市全域城市化供水规划》指出近期规划水平年规划设置30处管网在线监测点,监测参数主要包括水温、浑浊度、水量、水压等。

根据智慧水务规划需要,到远期规划水平年,要实现供水区域内所有输配水管线的在线监测。

3.大型用水户用水量监测

大连市自来水公司现对4427个工商业户进行水量监测。

智慧水务需要实现对用水大户的水量在线自动监测,及时掌握用水户的基本用水情况,结合管道监测点的流量、压降、流速和水厂、用户节点的压力等水力信息,为供水系统科学调度与水资源高效管理提供信息支持。

另外,大连市共有农田灌区80多处,需要对农田灌溉用水进行监测,以掌握农田节水灌溉情况。

4.2.3.3 排水监测

排水监测是要实现对大型排水单位、污染比较严重的排水企业(或工厂)、污水处理厂等排水口和排水管网水质的在线监测,并对排水管网水量和水压等进行监测。

1.排水单位排水监测

大连市共计648个排水单位监测点。智慧水务需要在这些排水单位及规划水平年新增排水单位的污水排放口附近布设监测点。

2.污水处理排水监测

智慧水务要实现对污水处理厂进水及出水的水质水量在线监测,以实时掌握污水处理厂进出水信息,监测其是否所有进水都进行了达标处理。大连市污水处理厂水质水量监测站点分布如附图3所示。

3.排水管网水质水量等监测

根据智慧水务发展的需要,到远期规划水平年,要实现对大连市排水主管网的在线监测。

4.2.3.4 小结

综上分析,大连市社会水循环监测站点布设汇总见表4.12,大连市社会水循环监测点布设如附图3所示。

表4.12　社会水循环监测站点布设汇总表　单位:个

续表