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我国水资源适用于给水吗?保障给水水源的注意事项

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:我国潜水分布较广,储量丰富,常用作给水水源,但由于易被污染,须注意卫生防护。自流泉由承压水补给,其特点是向上涌出地表,动态稳定,涌出量变化甚小,是良好的供水水源。对游荡性河段,河身宽浅,浅滩汊道密布,河床变化迅速,主流摇摆不定,对设置给水水源极为不利,必要时应有整治河道的措施。

我国水资源适用于给水吗?保障给水水源的注意事项

(一)给水水源分类及其特点

给水水源有广义和狭义的概念之分。狭义的水源一般指清洁淡水,即传统意义上的地下水和地表水,是城市给水水源的主要选择;广义的水源除了上面提到的清洁淡水外,还包括海水和低质水(微咸水、再生污水暴雨洪水)等。在水资源短缺日益严重的情况,对海水和低质水的开发利用是解决城市用水矛盾的发展方向。

1.地下水

地下水指深埋在地下孔隙、裂隙、溶洞等含水层介质中储存运移的水体。地下水按埋藏条件可分为包气带水、潜水、承压水。大部分地区的地下水由于受形成、埋藏和补给等条件的影响,具有水质清洁、水温稳定、分布面广等特点,尤其是承压水,其上覆盖不透水层,可有效地防止来自地表的渗透污染,具有较好的卫生条件。地下水的缺点是:径流量小;一般矿化度和硬度较高,部分地区可能出现矿化度很高或其他物质(如铁、锰、氟、氯化物、硫酸盐、各种重金属硫化氢等)含量较高的情况;水量往往不够稳定,地下水源勘测时间较长等。采用地下水时,鉴于泉水、岩溶水、裂隙水、潜水等易于取集,故选择时应首先加以考虑,而后再考虑深层地下水。必须做到计划开采,不能超过开采储量,以防地下水位不断下降,地面下沉或水质恶化等严重情况发生。一般情况下,开发地下水源具有下列优点。

(1)取水条件好,取水构筑物构造简单,便于施工和运行管理。

(2)通常地下水无需澄清处理,当水质不符合要求时,水处理工艺比地表水简单,故处理构筑物投资和运行费用也较省。

(3)便于靠近用户建立水源,从而降低给水系统(特别是输水管和管网)的投资,节省了输水运行费用,同时也提高给水系统的安全可靠性

(4)便于分期修建。

(5)自然、人为因素干扰较少,便于卫生防护和采取人工防护区。

(6)水温变幅小,冬暖夏凉,适用于冷却水和恒温空调用水,便于节能。

地下水的来源主要是大气降水和地面水的入渗,渗入水量的多寡与降雨量、降雨强度、持续时间、地表径流和地层构造及其透水性有关。一般年降雨量的30%~80%渗入地下补给地下水;至于地下岩层的含水情况则与岩石地质时代有关。

第四纪以来所形成的沉积层多未硬结成岩,是一种松散沉积物,它在地面分布较广,特别是河流冲积层和洪积层,对储藏浅层地下水具有重要意义。

上层滞水是存在于包气带中局部隔水层之上的地下水,它的特征是分布范围有限,补给区与分布区一致,水量随季节变化,旱季甚至干枯。因此,只宜作少数居民或临时供水水源,例如我国西北黄土高原某些地区,埋藏有上层滞水,成为该区可贵水源。

潜水是埋藏在第一隔水层上,具有自由表面的重力水,它多存在于第四纪沉积层的孔隙及裸露于地表基岩裂缝和空洞之中。潜水主要特征是有隔水底板而无隔水顶板,具有自由表面的无压水。它的分布区和补给区往往一致,水位及水量变化较大。我国潜水分布较广,储量丰富,常用作给水水源,但由于易被污染,须注意卫生防护。

承压水是充满于两隔水层间有压的地下水,又称自流水。当用钻孔凿穿地层时,承压水就会上升到含水层顶板以上,如有足够压力,则水能喷出地表,称为自流井。其主要特征是含水层上下都有隔水层,承压力,有明显补给区、承压区和排泄区。补给区和排泄区往往相隔很远,一般埋藏较深,不易被污染。我国承压水分布广泛,如华北寒武、奥陶纪基岩中的自流盆地;广东雷州半岛、陕西关中平原、山西汾河平原、内蒙古河套平原以及新疆等很多山间盆地属自流盆地;北京附近、甘肃河西走廊祁连山等山前洪积平原属山前自流斜地,亦含丰富承压水,是我国城市和工业的重要水源。

裂隙水是埋藏在基岩裂隙中的地下水。大部分基岩出露在山区,因此裂隙水主要在山区出现。

岩溶水通常在石灰岩泥灰岩白云岩石膏等可溶岩石分布的地区,由于水流作用形成河、溶洞、落水洞、地下暗河等岩溶现象,储存和运动于岩溶层中的地下水称为岩溶水或喀斯特水。其特征是低矿化度的重碳酸盐水,涌水量在一年内变化较大。

泉水。涌出地表的地下水露头称为泉,有包气带泉、潜水泉和自流泉等。包气带泉涌水量变化很大,旱季可干枯,水的化学成分及水温均不稳定。潜水泉由潜水补给,受降水影响,季节性变化显著,其特点是水流通常渗出地表。自流泉由承压水补给,其特点是向上涌出地表,动态稳定,涌出量变化甚小,是良好的供水水源。

2.地表水

地表水主要指江河水、湖泊水、蓄水库水等。大部分地区的地表水源流量较大,由于受地面各种因素的影响,通常表现出与地下水相反的特点。例如:河水浑浊度较高(特别是汛期),水温变幅大,易受工农业污染,有机物细菌含量高,有时还有较高的色度,水质及水量季节性变化明显。但是地表水一般具有径流量大、矿化度和硬度低、含铁锰量等较低的优点。采用地表水源时,在地形、地质、水温、卫生防护等方面均较复杂,水处理工艺要求完备,所以投资和运行费用较大。

地表水源水量充沛,常能满足大量用水的需要。因此,城市、工业企业常利用地表水作为给水水源,尤其是我国华东、中南、西南地区,河网发达,以地表水作为给水水源的城市、村镇、工业企业更为普遍。但多年的环境污染,使不少地表水丰富的地区不能利用城市周围的地表水源,造成“水质型”缺水。

(1)江河水。我国江河水资源丰富,流量较大,但因各地条件不一,水源状况也各异。一般江河洪枯流量及水位变化较大(长江上游水位变幅最大可达30m以上),水中含泥沙等杂质较多,并且发生河床冲刷、淤积和河床演变。平原冲积河流的河床常由土质组成,河床较易变形,呈顺直微曲、弯曲及游荡等河段,各具特点,稳定性相差很大。对顺直微曲河段,一般河岸不易被冲刷,河面较宽,易在岸边形成泥沙淤积的边滩,应注意边滩下移可能造成对取水水源的不良后果。对弯曲河段,应注意凹岸不断被冲刷,凸岸不断淤积,使河流弯曲度逐渐加大,甚至发展成为河套,并可能裁弯取直,以弯曲—裁直—弯曲作周期性演变。对游荡性河段,河身宽浅,浅滩汊道密布,河床变化迅速,主流摇摆不定,对设置给水水源极为不利,必要时应有整治河道的措施。(www.xing528.com)

山区河流形态复杂,河床陡峻,流量变幅很大,洪水来势猛烈,历时很短;枯水期流量较小,甚至出现多股细流和表面断流情况。河水水质随流量变化而变化,在平、枯水期,河水较清,洪水期水质浑浊且夹有大量推移物和漂浮物。

(2)湖泊及水库蓄水。在我国南方湖泊较多,可作为给水水源。其特点是水量充沛,水质较清,含悬浮物较少,但水中易繁殖藻类及浮游生物,低部积有淤泥,应注意水质对给水水源的影响。在一般中小河流上,由于流量季节性变化大,尤其在北方,枯水季节往往水量不足,甚至断流,此时可根据水文、气象、水文地质和地形、地质等条件,修建年调节性或多年调节性蓄水库作为给水水源。

(3)海水。随着近代工业的迅速发展,世界上淡水水源已感到不足。为满足大量工业用水需要,特别是冷却水,世界上许多国家包括我国在内,已经使用海水作为给水水源。

3.海水

海水含盐量很高,淡化较困难,尽管技术方面有了较大进步,但耗资巨大。由于水资源缺乏,世界上许多沿海国家开始开发利用海水。海水作为水源一般用在工业用水和生活杂用水方面,如工业冷却、除尘、冲灰、洗涤、消防、冲厕等。也有对海水进行淡化处理,作为生产工业用水和饮用水。海水的开发利用在我国不少城市有了较大发展,如香港、大连、天津青岛等都已大量利用海水。但在海水的开发利用中,海水的腐蚀和海洋生物的附着会对管道和设备造成危害。

4.低质水(边缘水)

传统意义给水水源外的可利用的低质水源称为边缘水,主要指微咸水、生活污水、暴雨洪水。它们不属通常范畴的水源,而被认为是污水、弃水,但在水资源缺乏地区,这些水经过处理后可以用于工农业生产和生活用水,或者直接用于工业冷却水、农业用水以及市政用水等。

(1)微咸水。微咸水主要埋藏在较深层的含水层中,多分布在沿海地区。相对海水而言,微咸水的含氯量只有海水的1/10。微咸水的水量充沛,比较稳定。水质因地而异,有一定变化。微咸水可用于农用灌溉、渔业、工业用水等。入海口附近的感潮河段水,也可看做微咸水。

(2)再生水。经过处理后回用的工业废水和生活污水称作再生水。城市污水水量大且稳定可靠,所含杂质仅为0.1%,比之海水含杂质3%~4%更有广泛的利用价值。城市污水具有就近可取、水量受季节影响小,基建投资和处理成本比远距离输水低等优点。城市污水处理后可以用在许多方面,如农业灌溉水、工业回用水、城市生活杂用水、水景用水、消防用水、渔业养殖用水、地下水回灌甚至饮用水等。再生水的利用应充分考虑对人体健康和环境质量的影响,按照一定的水质标准处理和使用。不少国家在利用再生水方面积累了大量的经验,也取得了很好的经济、社会和环境效益。我国的再生水利用正处于起步阶段,但随着节水措施的推行、人们观念的改变及水资源的日益紧张,再生水利用将大有发展。

(3)暴雨洪水。暴雨洪水出现时间集中,不能为农田和城市充分利用,且短时间的大量积水,危害城市安全。暴雨洪水一般被城市管道收集后,经河道排入大海,成为弃水。在缺水地区修建一定的水利工程,形成雨水储留系统,一方面可以减少水淹之害,另一方面可以作为城市水源。这在一些国家已有成功实践。但暴雨洪水稳定性差,其集水工程的保证率高,投资巨大。

(二)给水水源的选择

城市给水水源的选择影响到城市总体布局和给水系统的布置,应进行认真深入的调查和勘探,结合有关自然条件、水资源勘测、水质监测、水资源规划、水污染控制规划、城市远近期发展规划等进行分析研究。水源选择要密切结合城市远近期规划和工业总体布局要求,从整个给水系统(取水、输水、水处理设施)的安全和经济来考虑。选择水源时应考虑与取水工程有关的其他各种条件,如当地的水文、水文地质、工程地质、地形、卫生、施工等方面的条件。正确地选择给水水源,必须根据供水对象对水质、水量的要求,对所在地区的水资源状况进行认真的勘察、研究。城市给水水源的选择不可草率行事,以免由于选择不当对城市和工业区的建设和发展带来严重的不良后果。选择给水水源一般应符合以下原则。

(1)水源具有充沛的水量,能满足城市近、远期发展的用水需要。对于水量而言,除满足当前生活、生产需水量外,也要满足远期发展所必需的水量。天然河流(无坝取水)的取水量应不大于河流枯水期的可取水量;地下水源的取水量应不大于可开采储量。采用地表水源时,须先考虑自天然河道和湖泊中取水的可能性,其次可用挡河筑坝蓄水库水,而后考虑需调节径流的河流。地下水径流量有限,一般不适用于用水量很大的情况。

(2)水源具有较好的水质。水质良好的水源有利于提高供水水质,可以简化水处理工艺,减少基建投资和降低制水成本。确定水源时,应尽可能收集水源历年逐月的水质资料,调查研究水源影响水质的因素,研究污染物的来源及处理措施等。当有多种天然水源时,应首先考虑水质较好、净化简易的水源作为给水水源,或者考虑多水源分质供水。

对于水源水质而言,应根据GB3838—88《地面水环境质量标准》判别水源水质优劣及是否符合要求。作为生活饮用水水源,其水质要符合GB5749—85《生活饮用水卫生标准》中关于水源水质的若干规定;工业企业生产用水的水源水质则根据各种生产要求而定。水源水质不仅要考虑现状,还要考虑远期变化趋势。

(3)考虑国民经济各部门的用水,合理利用水源。水源的选择应考虑国民经济各部门对水的利用,正确处理、协调与其他经济部门的关系,如农业、水力发电航运木材流送、水产、旅游及排水等方面的关系,以及由此而引起的水量、水质变化情况。对这些因素应全面考虑,统筹安排,做到合理地综合利用各种水源。特别是对于水资源比较缺乏的地区,合理开发利用水资源对于所在地区的全面发展具有决定性的意义。

随着我国建设事业的发展,水资源进一步开发利用,将有越来越多的河流实现径流调节。因此,水库水源的综合利用也是水源选择中一个重要课题。

(4)水源选择要考虑整个给水系统的安全和经济性能。给水水源的选择对给水系统的布置形式有重要的影响,应根据城市近、远期规划和发展布局,通过技术经济的综合评定认真选择水源。在一个地区或城市,两种水源的开采和利用有时是相辅相成的。对于用水量大、工业用水量占一定比例、自然条件复杂以及水资源不丰富地区或城市尤需重视。例如,在城市的边远地区、地势较高地段、对水质有特殊要求的用水户及远期发展的地段等,可考虑采用地下水;又如,工业用水一般采用地表水源,饮用水采用地下水源。地下水源与地表水源相结合、集中与分散相结合的多水源供水,以及分质供水,能够发挥各类水源的优点,而且对于降低给水系统投资、提高给水系统各种可靠性有重大作用。

(5)选择水源时还应考虑取水工程本身与其他各种条件,如当地的水文、水文地质、工程地质、地形、人防、卫生、施工等方面条件。

(6)水源选择应考虑防护和管理的要求,避免水源枯竭和水质污染。

(7)保证安全供水。为了保证供水的安全,大中城市应考虑多水源分区供水,小城市也应有远期备用水源。在无多个水源可选时,应设两个以上取水口。

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