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二OO六年十二月
焦作市雨水、污水处理工程专项规划（2006—2020）
河南省城市规划设计研究院有限公司
二OO七年七月
1.1.3标准及规范
（1）《城市给水工程规划规范》（GB50082-98）
（2）《地面水环境质量标准》（GHZB1-1999）
（3）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
（4）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
（5）《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）
（6）《防洪标准》（GB50201-94）
（7）《泵站设计规范》（GB/T5065-97）
（8）《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）
（9）《给排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）
（10）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
（11）《结构物抗震设计规范》（GB50191-93）
（12）《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》（TJ32-78）
（13）《城市污水处理工程项目建设标准》（修订）
（14）《城市用地分类与规划建设用地标准》（GBJ137-90）
（15）《城市工程管线综合规划规范》（GB50289-98）
（16）《合流制系统污水截流井设计规程》（CECS91：
97）
（17）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）
（18）《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）
（19）《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）
（20）《生活杂用水水质标准》（GB2501-89）
（21）《城市污水回用设计规范》（CECS61：
94）
（22）《城市污水再生利用—景观环境用水水质标准》（GB18921-2002）
1.1.4主要设计资料
焦作市总体规划给排水规划图（1：
10000）
二OO六年五月
焦作市污水处理工程专项规划
焦作市工业企业利用再生水需求调查表
焦作市建委
焦作市统计年鉴（2005、2006）
焦作市统计局
焦作市城区地形图
1.2规划编制原则
（1）城市再生水利用专业规划的编制应遵循城市总体规划，全面考虑城市的全局，统筹安排，使城市再生水利用设施布局既科学又符合城市总体布局规划。
（2）应充分了解和分析城市给水现状，在制订新的规划时，应本着节约的原则，将现状设施中，能利用的加以合理利用，尽可能使现有设施发挥其作用。
（3）按照国家关于节能减排，建立循环经济的方针，确定城市再生水的处理深度，合理规划再生水处理厂的数量和位置以及处理规模。
（4）建立合理、完善的城市再生水供水系统，根据用水户和用水设施的分布情况，划分再生水供水区域，分区域规划再生水供水系统，有效地收集、输送、处理城市污水，确保再生水水源安全和再生水供水系统安全运行。
（5）科学、合理地预测城市需水规模，坚持优水优用，劣水劣用的原则，合理确定城市再生水的利用规模，节约宝贵的水资源。
（6）规划应尽可能考虑降低工程造价和运行管理维护费用，以节约有限的建设资金。
1.3规划范围及规划内容
1.3.1规划范围
根据规划设计合同及焦作市总体规划，本规划范围包括中站区、解放区、山阳区、马村区、高新区、西部工业区和万方工业区等规划市区，北到影视路，南到沙河南岸规划区，西到焦晋高速西侧的西部工业区，东到万方工业区，规划市区总面积为140平方公里。
1.3.2规划内容
本规划内容包括规划城区内再生水处理厂、再生水管道系统的分区和布局，预测城市再生水的利用规模，规划各系统再生水处理厂的位置、规模，探索再生水回用范围，坚持“优质水优用，劣质水劣用”的原则，节约水资源，实现环境、经济、社会三个效益的和谐统一。
其具体内容如下：
（1）预测规划区内各个规划年限的污水量，确定污水处理规模，提出再生水可利用规模。
（2）依据再生水利用状况调查，提出再生水利用规划分区和各用水区域的再生水管网布置方案。
（3）规划各再生水利用分区的再生水供应和输送技术方案，确定各再生水处理厂的规模。
（4）选择再生水处理厂水处理工艺流程方案，提出规划推荐方案。
（5）确定规划区内个再生水处理厂的用地规模。
1.4规划目标的确定
（1）规划期限
根据《焦作市城市总体规划》的规划时段要求确定如下：
现状：
2007年
近期规划：
2010年
规划期末：
2020年
（2）规划目标
规划的焦作市再生水处理厂，处理出水应根据各个处理厂的用水要求分别达到《生活杂用水水质标准》（GB2501-89）、《城市污水再生利用—景观环境用水水质标准》（GB18921-2002）的要求。
合理调查预测规划期内的城市再生水利用规模，合理确定再生水处理厂的近远期规模。
合理确定再生水管网布局，充分利用地形，降低再生水供水扬程，节约运行维护费用。
至规划期末，焦作市的再生水利用工程应达到下列规划目标：
（1）规划市区内的再生水利用率达到50%。
（2）规划市区内的河道和景观湖的水质污染现状得到根本改善。
2规划背景
2.1城市概况
2.1.1地理位置
焦作市位于河南省西北部，北依太行山于山西省接壤，南隔黄河与郑州市、洛阳市相望，东临新乡市，西接济源市。
地跨东经112°
32′～113°
38′北纬32°
48′～35°
30′东西长102公里，南北宽77公里，总面积4071.1平方公里。
焦作有着优越的区位优势，它地处我国南北交汇点，东西结合部，又是新欧亚大陆桥在中国境内的中心地带，具有承东启西、沟通南北的枢纽地位。
焦作有着便利的交通优势。
它地处黄河南北之通道，扼晋豫两省之要冲，自古就是豫西北地区重要的物资集散地。
境内有焦枝（焦作－枝城）、焦太（焦作－太原）、焦新（焦作－新乡）、月候（月山－侯马）四条铁路线，有月山、待王两大货运编组站，铁路交通便利。
全市公路总里程达4953公里，公路密度121.6公里/平方公里，远高于全国和全省平均水平。
境内已建成焦郑、焦晋和焦温三条高速公路，正在建设长济高速公路，建成通车后，焦作市将实现“县县通高速”的目标。
全市的高速公路网也将与京珠、太澳、连霍等国家干线公路连通，焦作在我国中西部地区的区位优势将更加明显，经济辐射能力进一步增强。
2.1.2总体规划人口、用地规模
根据最新编制完成的焦作市城市总体规划，焦作市的近远期规划如下：
近期，2010年，规划人口100万人，规划用地规模100平方公里；
远期，2020年，规划人口140万人，规划用地规模140平方公里。
2.2自然条件
2.2.1地形地貌
焦作市地处太行山脉与豫西北平原的交接地带，位于太行山南麓转折端，地势由西北向东南倾斜，地面高程80-1790m，地貌类型多样，基本上由山区和山前倾斜平原构成，其中北部为太行山区，地面高程在200-1790m，为构造剥蚀中低山地貌，基岩裸露，地形陡峭，沟谷深切；
山前倾斜平原由坡洪积斜地、冲洪积扇、扇前洼地三部分组成，地面高程在85-200米，由山前冲洪积物构成，冲沟发育，切割较深，履盖层厚薄不一。
2.2.2气候气象
焦作市属暖温带大陆性季风型气候。
其特点是春旱多风、夏热多雨、秋高气爽，冬寒少雪。
受地形及区域性气候条件影响，降水由山区到平原逐渐减少。
北部山区多年平均降水量695.7mm，年最大降水量1190mm，年最小降水量421.1mm。
平原区多年平均降水量594.4mm，最大1101.7mm，最小260.3mm，月最大降水416mm，日最大降水量258mm。
降水量四季分配不均，一般多集中在七、八月份，其次为六、九月份，四个月的降水量占全年的70%以上。
2000年，焦作市区降水量752.3mm（焦作站），蒸发量1512mm，平均气温15.69℃。
2.2.3水文及水文地质
（一）水文
焦作市规划区地处海河流域，卫河水系，区内共有6条南北向河道，从西至东依次为白马门河、普济河、群英河、瓮涧河、李河、山门河。
由于气候及地理位置影响，所有河道均为季节性河流，大都作为城市及工矿企业排污河道，只在个别丰水年份，才有洪水排泄，另外，对焦作市地下水有着重要作用的河流为西部的丹河，常年以渗漏的形式补给本区的岩溶地下水，补给量稳定在1.3m3/s左右。
（二）水文地质
根据宏观地貌的成因及其形态特征，可分为山地和平原两大地貌单元。
1）山地
市区北部与山西交界处为标高大于1000m的构造侵蚀中山，多为巍峨的山峰和深切的峡谷，山多为自然地表分水岭；
向南逐步过渡到标高为500-1000m的构造溶蚀低山，山较为浑圆，地表溶隙、溶沟、溶洞等发育；
市区北侧为标高200-500m的构造剥蚀丘陵，山顶浑圆，山坡平缓，地表岩溶发育，河水漏失严重。
2）平原
近山前地带为重力及片流、面流作用形成的波洪积裙，其间分布有十几座大型煤矿，采煤引起地表下沉变形，形成十几个采空塌陷坑，面积累计达31.69平方公里；
向下有大沙河、山门河、纸坊沟冲洪积扇及扇前洼地，扇间常有泉水出露；
南部为地形平坦的黄、沁冲积平原。
本区出露的地层主要有太古界的片麻岩类、震旦系石英岩状砂岩，寒武系的砂页岩、泥岩及碳酸盐类、奥陶系的白云岩、泥灰岩、灰岩等碳酸盐岩类，石炭—二迭系砂岩、页岩及煤层、第四系的砂石、砂、及粉质粘土等。
区内分布的地层由于岩性不同，构成不同的含水介质。
广泛分布的寒武系、奥陶系灰岩岩溶十分发育，具有很强的导水、储水性能。
在山前岩溶地下水径流排泄区，形成十分富水的岩溶含水层，石炭一二迭系砂岩及数层灰岩岩，裂溶较为发育，构成裂隙岩溶含水层，山前冲洪积平原的冲洪积物中，富含孔隙地下水。
2.2.4工程地质
本区大地构造位于新华夏系太行山隆起的南段与晋东南山字型构造东翼反射弧前缘和东秦岭纬向构造带之北缘，区内构造以断裂为主，主要有：
1）凤凰岭断层
西起逍遥河口，经谷洞峪、马坪、司窑沿焦作北部山前向东延伸，地貌上构成山区与平原的自然分界，瓮涧河以东隐伏在新生界之下，局部可见破碎带，全长68.6公里，东西走向，倾向南，倾角约80度，落200-300m。
2）朱村断层
西起济源古井煤田北缘，经河口、山王庄、柏山沿山前地带至朱村偏向东南，被第四系覆盖，长80公里以上。
断层北升南降，倾向南，倾角70度左右。
在朱村一带断距达1000m以上。
断层北侧的奥陶系灰岩与南侧的石炭一二迭系砂页岩及新生界地层对接，从而构成本区岩溶水的南部边界。
3）九里山断层
西起东于村与朱村断层相交，至小墙北被凤凰岭断层截断，向东北经九里山、古汉山延伸至辉县北部山区，长约70公里。
断层走向北东，倾向北西，倾角70度。
南东盘上升，北西盘下降，断距300-1000m。
断层南东盘奥陶系灰岩在九里山、古汉山一带裸露地表，形成北东向展布的残丘。
4）赵庄断层
西南端在南岭口与凤凰岭断层斜接，向北经六堆字交于黑龙王庙断层35公里。
断层呈北东走向，倾向东南，倾角60-85度，破碎带宽10-50m。
5）朱岭断层
南在谷洞峪附近与凤凰岭断层斜接，向东北方向延伸，全长35km。
走向北区，倾向北西，倾角65-85度，破碎带宽5-10m。
此外，本区还发育有黑龙王庙断层、三十九号井断层、方庄断层等构造。
断层构造带常成为岩溶地下水循环交替的通道，凤凰岭断层、朱村断层、九里山断层断裂带，均是岩溶水强径流带和富水带。
赵庄断层和朱岭断层形成地垒构造，相对抬高了隔水基底，对岩溶水的运动有一定控制作用。
朱村断层断距大，断层北侧奥陶系岩溶含水层与南侧石炭一二迭系砂页岩隔水层对接，使岩溶水运动受阻，构成本区岩溶水的南部边界。
这一地面的土壤承载力稍为不同，东部修武县平均为8吨/平方米，武陟平均为12吨/平方米，焦作市区平均为12吨/平方米。
2.3水资源条件
本区河流众多，大部分发源于山西省晋东南地区，较大河流有十几条，分属黄河、海河两大水系。
属于黄河水系的河流有沁河、丹河、蟒河等，多为常年有水河流，流域面积为18012平方公里；
属于海河水系的河流主要有大沙河及支流山门河、纸房源头等十余条，多为季节性河流，流域面积2688平方公里。
全市多年平均地表水资源量4.85亿m3，地下水资源量（指浅层地下水）5.91亿m3（其中可开采量4.79亿m3），扣除二者重复计算量2.66亿m3，水资源总量8.1亿m3。
合计人均水资源量255m3，亩均水资源量312m3，远远低于国际公认的人均1000m3的下限。
焦作市区地表水贫乏，流经市区的河流均为季节性河流，但市区地下水丰富，尤以岩溶水突出，天然补给面积达1056平方公里，因特殊的水文地质构造使其回聚于焦作市区，岩溶水资源量达24226万m3，此处赋存于该区平原地带地表以下60m深度范围内的第四系含水层中的孔隙水资源量为5796万m3，两项合计地下水资源总量为30022万m3。
焦作城市规划区内（控制面积424平方公里）地下水天然资源补给量为8800万m3。
区内多年平均降雨量为600-700mm，其中北部山区多年平均降雨量为695.7mm，年最大降雨量1190mm，山前平原区多年平均降雨量594.4mm，最大降雨量1101.7mm，受水气补充条件和地理位置、地形等条件影响，降雨量具有时空分布不均、丰枯交替等特点，尤其是汛期（6-9月）集中了全年降水量的80%，往往形成洪涝灾害，而在非汛期又因降水量少和用水量大，造成用水紧张。
水文气象总的特点表现为春季十年九旱，汛期又多暴雨洪水。
3供水现状与再生水利用问题的提出
3.1城市供水现状
（一）焦作市供水现状
焦作市地表水供水，仅有市水利局水处理厂一家。
年可供水量平均在600万m3左右。
因水质较好，处理简单成本较低，是较为理想的水源之一。
只是随着旅游业的迅猛发展，将停止向城市供水。
地下水的开采则比较复杂，既有供水公司开采，又有厂矿、单位自备井开采、农用开采，还有矿区的采矿排水开采。
分述如下：
（1）供水总公司开采
焦作市供水总公司现有水厂六座（第三水厂于2001年4月份停产）。
其中，第一水厂始建于1906年，利用已报废的3号矿井抽取L2层灰岩裂隙水，经过三次改造扩建后，设计供水能力1.5万m3/d，近几年作为调剂水厂，只在供水高峰时启用，供水量不足300万m3/a。
第二水厂原为公司所在地，取用焦东矿排水作水源，1995年焦东矿封井停产，失去水源，供水公司在市北环路北侧周庄附近新建岩溶地下水水厂—周庄水源地，即新第二水厂，设计规模6万m3/d，现已基本达到设计规模。
第三水厂原取用焦西矿排水作水源，随着焦西矿停产三水厂已失去水源，近几年都是把七水厂的水送至三水厂，再送入城市管网，只起到了一个加压站的作用。
2001年4月，七水厂独立供水后，三水厂已停止供水。
第四水厂始建于1981年，位于市区北部山脚下，开采深层岩溶地下水，设计供水能力6.7万m3/d，现已完全建成。
年可供水2400万m3。
另外，以前四水厂利用买市水利局水处理厂的水，一并进入管网，年利用量约600万m3。
第五水厂在马村区，始建于1984年，利用中马村矿排水作水源，设计供水能力1万m3/d，独立供水，现供水量仅有0.7-0.8万m3/d。
第六水厂在中站区，建于1985年，原设计供水能力3万m3/d，水源系利用王封矿排水。
95年王封矿停产供水总公司又在中站区北部市第四中学附近建设新的水源，取用岩溶地下水，设计能力2.5万m3/d，现供水1万m3/d。
第七水厂，即东小庄水源地，始建于1989年，取用岩溶地下水作水源，设计供水能力12万m3/d，是目前焦作市第一大水厂。
至2001年4月，已形成供水6万m3/d的供水能力。
（2）供水总公司供水统计
1、第一水厂供水1.5万m3/d。
2、第二水厂达到设计能力，即6万m3/d。
3、第四水厂达到设计能力，即6.7万m3/d。
4、第七水厂（东小庄水源地）达到12万m3/d。
5、第五水厂供水（利用矿坑排水）达到1万m3/d。
6、第六水厂达到供水能力2.5万m3/d。
以上合计，供水总公司可供水量为29.7万m3/d。
（二）存在的问题
基于上述给水系统现状可知，焦作市给水现状存在的主要问题表现在以下几个方面：
1）城区供水管网投入运行年代久远，管网系统老化，历史上各个时期敷设的管道掺杂在一起使用，管径大小不匹配，管材品种多样，质量差异较大，部分管道超期使用，爆管、破管现象经常发生，管网漏失率将近30%。
2）配水管网大小不配套，管网压力损失大，管网压力不合理。
3）随着城市化进程不断加快，市区拆迁改造面大，配套管网改造跟不上，造成重复开挖，不仅导致经济损失，而且给居民生活带来不便。
4）焦作市面临的主要问题是后备水源不足，原设计的沁阳丹河引水工程由于用水的争议而使该项目流产，现在解决焦作市城市供水的出路只有利用矿井排水和南水北调工程上马后的两条出路上。
3.2再生水利用问题的提出
目前，中央号召应切实落实科学发展观，在水资源开发利用领域就是要求工业、农业和城市用水领域全面实施挖潜改造、节能增效，建设循环经济。
在我们国家立项上马南水北调工程的时候，国家领导人就指出，缺水城市应首先加强节约用水，实现“优质水优用，劣质水劣用”即号召加强城市再生水的利用工作。
污水资源化利用系指将污水通过各种方法进行处理、净化，使其能满足一定的使用目的，使污水作为一种新资源被开发利用。
实现污水资源化可谓治理与开发并举，是一种立足本地水资源的切实可行的有效措施，且具有十分可观的社会、环境和经济效益。
因此，污水资源化受到国内外广泛关注。
世界各国相继进行了污水再生和回用研究。
我国的污水回用尚处于起步阶段，近几年来，结合水污染控制力度的加大，我国已把城市污水回用逐渐提高到议事日程上来，国内在污水大规模回用方面也进行了一些有益的尝试和实践。
如大连（春柳河）、青岛（海泊河）和天津（纪庄子）等建成数万吨规模的回用水处理系统，主要供给对象为对用水水质要求不是很严格的工业冷却水系统。
北京市高碑店污水处理厂将回用水用于高碑店湖做景观用水和工业冷却水也是一个成功的事例。
中水即处理后的污水，再生回用已成为全球解决水资源紧缺问题的途径之一，许多工程实践证明污水已被再利用于农业、工业、城市浇洒道路、绿地以及城市景观用水等领域，既节约了宝贵的新鲜水资源，又缓合了工业和农业争水以及用水之间的矛盾，达到“优质水优用，劣质水劣用”的原则，因此许多国家和地区把再生水做为水资源的一个重要的组成部分。
3.2焦作市利用再生水资源的必要性
焦作市是一个能源开发利用的重要城市，已经建设投入使用的电厂体系在整个华中电网中已经占到举足轻重的地位，同时，焦作市还规划了九里山电厂、沁北电厂二期以及城市热供联产电厂等多座大中型电厂。
国家发改委明确要求电厂用水必须采用再生水资源，否则不予批准立项，这就表明该市再生水利用的重要性。
其次，在城市用水领域，焦作市水务集团目前已经有一座利用煤矿矿井排水的水厂在运行，而且，在城市供水发展规划中规划利用矿井水建设日供水规模15万吨/日的水厂，这表明焦作市已经将利用煤矿矿井排水建设水厂的项目列入发展规划，另外在城市河道及湖泊景观用水及浇洒道路和城市杂用水方面也以污水再生水为主要水源，多项工程正在建设当中。
因此，焦作市应用再生水资源的工作已经开展，说明再生水在焦作市的应用是十分必须的。
4再生水利用范围
4.1再生水应用的范围
再生水源的应用由于其水质的原因，应用范围存在一定的限制，国家目前我国再生水的应用实际，主要应用于以下领域。
（1）回用于工业用水
根据规范规定，一般工业用水，水质应符合地面水IV类水域标准，按照污水处理厂排水目标，处理出水应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准的要求，达标排放后，其水质CODcr、BOD5仍超过地面水IV类水域标准，因此需要进行深度处理方可用于一般工业用水，而电厂的冲灰水和冷却水对水质要求不高，稍加处理后是可以加以利用。
（2）回用于农田灌溉
①焦作市污水处理厂排水排入沙河，而沙河是下游农田的主要灌溉来源。
污水处理厂排水水质符合《农田灌溉水质标准》（GB50284-92）要求，可用于农田灌溉。
在我国其它城市污水处理厂有许多成功的经验。
经过二级处理的污水进行农田灌溉是可行的，也是水资源利用趋势之一。
②城市污水处理厂的出水含一定比例的N、P的农作物生活的营养元素，有利于农灌。
③通过对现有纳污渠道的常年监测数据，有毒有害物质均不超过农田灌溉水质标准，可以进行农灌。
但为防止农田、农作物及地下水可能遭受的污染。
污水农灌应注意控制灌溉次数，污灌量，并对农灌的土壤、农作物及地下水进行常年监测，以察其变化，发现问题及时解决。
（3）回用于城市景观水
城市河道景观蓄水、浇洒道路和城市绿地用水是城市市政用水的主要需求，过去均采用的是新鲜自来水，在当前节约水资源的前提下，采用再生水已经成为必然。
国家建设部于2005年颁布实施了《生活杂用水水质标准》（GB2501-89）和《城市污水回用设计规范》（CECS61：
94）为城市污水回用于城市景观用水提供了可能和技术支持。
目前各城市上马了许多城市污水回用于景观水的工程，并已收到良好的使用效果。
例如北京市高碑店污水处理厂处理出水回用于高碑店湖工程，郑州市五龙口污水处理厂出水回用于金水河景观水工程等等。
4.2焦作市再生水潜在用户分析
根据上述再生水回用途径分析，再生水主要回用于电厂用水、城市景观用水和农业灌溉用水几个方面，焦作市目前的工业门类较多，因此调查和摸清焦作市和西部工业集聚区和万方工业区的是确定焦作市利用再生水规模的关键，必须对现状焦作市的工业门类进行细致调查和分析方能理清焦作市工业用水利用再生水的规模要求，编制焦作市的再生水利用规划必须对焦作市现状工业用水的相关要求进行认真细致的调查，才能得出结论。
由于农业灌溉用水难以估计，目前也必须对焦作市郊区的水浇地进行必要的调查分析，方能确定农灌用水可利用再生水的规模。
对于城市基础设施用水，可以根据现有用水状况，按照其用水规划标准进行估算，即可确定城市用水利用再生水的规模。
5再生水利用规模预测
5.1再生水用水量预测
按照前述，目前在我国城市再生水主要应用在工业、农业和城市景观等领域，因此规划应根据不同的用途对再生水利用量进行需水预测。
5.1.1电厂需水
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