徐景翼 　沈大年

　　天津市位于渤海之濱，是一座工業、商業、金融業和教育發達的大城市。由于天津所處的地理位置是我國三北地區對外貿易的口岸，因此，城市供水事業的發展較早，始建于1898年，是我國較早建設城市供水系統的城市之一。但在舊中國期間發展緩慢，創建時的規模僅為1636m³/d，經過了50年發展，到1949年新中國成立時期，規模仍僅為6.33萬m³/d。
　　城市供水是城市的重要基礎設施。新中國成立后，市政府為了發展經濟，改善人民生活，十分關心供水事業的發展，不斷地投入資金進行供水事業的開發與建設，使供水事業得到了迅速的擴大，以適應當前城市生活和經濟建設的需求。目前，經過新中國成立的50年，天津市區城市供水能力已發展達203萬m³/d，供水管網總長度3439km，供水服務面積323km²，服務人口419萬人。供水普及率達到100%。
　　本文將回顧50年來天津市城市供水事業的發展概況并展望未來的發展。

50年代是天津城市供水大發展的時期

　　在這期間不但擴建水廠，建成具有當時國際水平的水廠，使供水能力從6.33萬m³/d增加到30萬m³/d，而且應用了許多項國際水平的供水新技術。
　　在天津解放后，為了迅速改善人民生活飲水的狀況和適應經濟發展的需求，在經濟仍然十分緊張的情況下，政府于1950年撥款1125.9萬元進行芥園水廠的改建工程。當時，這是天津最大的市政建設項目，也是全國解放后第一座城市給水設施的建設。工程的設計是由我國給水工程界的前輩劉弗祺先生領導，幾位年青的中國工程師完成的。因此，芥園水廠改造工程設計是解放后第一個由中國人自行設計的給水工程。在取水工程上采取辟咸取淡的工程措施，保證水廠取水水質可靠。并設計制造了鋼筋混凝土管用做輸水管道。新建的快濾池設計水平為當時的國際水平。由于當時我國尚沒有生產快濾池設備的工廠，例如：濾速控制設備、濾池操作控制臺、水開閘門等等給水設備的制造廠。因此，通過這項新濾池的建設，也為我國的給水設備生產奠定了基礎。這項工程于1953年投產。使水廠產水能力達到12.73萬m³/d。并且使這座水廠成為當時全國第一座系統完善、凈水設備先進的凈水廠。以致使這座水廠被編入大學給水工程的教科書，并拍成教學電影片，成為生產教學實習的基地，也是國內一些科研所的基地。并通過這一工程的完成，為我國培養了一批給水工程技術人才，這些人才后來被輸送到我國的幾大設計院，擔任總工程師。
　　在發展建設供水設施的同時，為了改善提高凈水水質，解決凈水藥劑的困難，降低生產成本，天津水廠積極進行了混凝藥劑的開發和研究，于1952年在國內首先成功的在生產上應用硫酸亞鐵作為混凝劑和應用活化硅酸作為助凝劑的先進技術，獲得提高水質21%、降低成本6%的效果。并且還在生產上應用電解食鹽方法自制消毒劑的技術措施，保證水的消毒，還采用氯氨消毒技術保證管網水質。
　　在此期間，于1954年在管道方面也研究采用石棉水泥接口代替鑄鐵管的青鉛接口，降低造價。另外還結合城市供水范圍的擴大所帶來不能保證管網末梢余氯的問題，天津市自來水公司作為運營管理部門，積極開發并研究成功管網中途加氯裝置，在生產上應用后，保證了管網供水的安全。同時在芥園水廠開展無煙煤作為濾料的試驗研究，取得成功。
　　為了適應經濟飛速發展所提出的對水的需求，天津芥園水廠于1956年又進行了第二次挖潛改造擴建。在這次擴建設計中，濾池部分采用了蘇聯的雙向濾池（AKH濾池）工藝。后來在投產后，由于一些原因而依普通快濾池運行。水廠經過此次擴建后，處理能力達到30萬m³/d。
　　1959年結合城市發展的需要，開始建設天津凌莊水廠一期工程，規模為15萬m³/d。水廠水源是結合水利規劃，在子牙河市區上游東淀水庫取水。原水通過開挖的16.7km輸水明渠引水到水廠進行處理。

60年代是天津城市水源開始發生變化的時期

　　表現在上游河道來水減少和污水污染水源，使水廠生產和城市供水受到影響。
　　天津地處海河流域下游，俗稱五河下稍入海的地方，歷史上地面水源充沛。隨著我國工農業的快速發展，天津上游河北省地區，在大躍進時期內，修建了大量的水庫，以便儲存雨季降水，作為發展農業的水源。這樣便出現了由原來全年有基流經天津入海的情況，變為汛期有水入海、汛后水流逐漸減少甚至斷流的狀況，給天津水源造成困難。
　　凌莊水廠在1963年投產了一期15萬m³/d的規模后水源就出現了變化。水廠的水源原計劃是在市區外西部修建東淀水庫取水。但其蓄水規劃取消，造成凌莊水廠水源幾度的變化，最后改在由市區海河的金鋼橋處取水，用排水防洪河道輸水維持。
　　1965年，為適應天津市北倉工業區的發展需要，將原北倉工業區內的化纖廠工業水廠改造為生活水處理廠。在通過試驗的基礎上，采用了加速澄清池和雙閥濾池的凈水工藝，并且在芥園水廠生產試驗成功雙層濾料。
　　在60年代后期，結合西系上游河道入津水量減少的水源變化，南運河斷流，從北系密云水庫調水解決天津水源，但北運河水系排污及污染問題，使天津供水水源不斷發生嚴重污染和水源不足的問題。兩個水廠的日供水量由40余萬m³，只能維持供水30萬m³，嚴重影響居民生活和工業生產。

70年代是天津城市供水水源處于非常困難時期

　　這一時期不僅采取了打井開采地下水的方法解緊急缺水困難，而且實施了“引密”、“引黃”調水的措施救急。
　　由于天津上游地區下泄入海水量減少，市區河水水位下降，使苦咸的海水通過船閘的啟閉而順海河上溯市區，造成海河水質變壞，直接影響了水廠的供水水質，自來水的氯化物最高含量達1960mg/L，因此，群眾傳說“自來水可以腌咸菜”的諺語，形容因受水源影響而造成的供水水質問題。
　　為了解決水源緊張給供水帶來的問題，于70年代初期，天津開始了打井抗旱工程，在全市范圍內，完成打井400眼。其中：城市供水打井200眼，建設15座井水廠，形成供水18萬m³/d的地下水供水能力，投資額為3019萬元。
　　1974年新建井水廠陸續投產，但因為隨著地下水的開采又帶來了地下水位不斷下降和地面下沉的問題。因此，天津市和中央政府對解決天津的地面水源問題十分關心，不但組織由密云水庫向天津調水，同時先后3次組織從黃河調水解救水源之急。
　　1976年天津受唐山大地震的影響，許多建筑物震損，供水設施也受到不同損壞，管網發生1000多處漏水，4條過河管破壞2條，造成河東地區嚴重用水困難。但在迅速搶修后恢復供水，沒有發生斷水情況，并通過加固工程積累了經驗。
　　在解決水源存在問題的同時，為了擴大供水能力，適應城市發展和1976年發生地震損害后的震災恢復重建住宅的需要，于1976年開始天津凌莊水廠擴建18萬m³/d和1979～1980年擴建芥園水廠，增能20萬m³/d的工程。
　　70年代供水技術也有很大發展。實施了深井回灌技術、開發了亞鐵氯化藥劑應用于生產、研究并應用“同向流斜板沉淀”技術，于楊柳青水廠〔1.5萬m³/d規模〕取得成功。自動化控制和無線調度技術也在水廠和公司調度應用，并開始應用電子計算機進行管網平差計算。
　　管道施工技術方面也研究開發了“液壓擠刀”機具用于切斷鑄鐵管，制成半導體檢漏儀。
　　隨著城市的經濟發展，需用水量增長迅速，而地面水廠和水源能力不足，因此城市工業大量打井抽取利用地下水，全市深井有1058眼，年開采量1.2億m³，使天津的地面沉降問題日益嚴重。天津發現地沉是1959年，至1966年20年間，沉降量大于200 mm的僅20km²，到1974年，沉降超過400mm的已經遍及全市區及部分郊區，至1978年累計沉降超過1000mm的已超過51km²。另外沉降速率也增加，1971～1974年平均年沉降量135 mm，至1974～1976年年平均沉降量達192mm，年最大沉降量達203 mm。
　　天津是沿海城市，由于地沉，已給城市的防洪、排水和建筑物的安全帶來大的問題，所以控制沉降是涉及天津城市生存的問題。而最有效的控沉辦法就是以地面水替代地下水源，減少地下水的開采量。因此，天津市的規劃中擬定了建設新開河水廠的計劃，1975年確定了廠址，于1979年報送了項目建議書，總規模為100萬m³/d，分二期建設，一期工程為50萬m³/d，主要為停井提供控沉用水。
　　在此期間，研究和制定了解決城市地面水源的規劃，國家經過對密云水庫引水、于橋水庫引水和灤河潘家口水庫引水的比較之后，于70年代末期，中央確定了灤河水源作為天津的城市供水水源，決定建設引灤入津引水工程。

80年代是天津市城市供水飛躍發展的時期

　　在這一時期不但完成了引灤入津水源工程，為天津提供了一個穩定可靠水源，還同時完成了3個水廠的擴建和新建工程，使供水能力由64.5萬m³/d擴大為153萬m³/d。
　　為了盡快實現引灤河水入天津并保證城市用水來水快、保水量、保水質，70年代末提出了引灤入津調水北線方案，這一方案體現保證城市供水的特點。經過中央領導親自率隊考察和做了大量技術工作后，1981年9月正式確定了方案。組織全國的骨干設計和施工隊伍參加工程建設。工程于1981年11月11日正式開工。
　　引灤入津工程是當時國內的第一項長距離跨流域為城市供水調水的水源工程。在工程設計的指導思想上充分體現了城市供水的特點，為了保證供水安全和水量水質，在天津市段完全采取專用明渠輸水，并在距離市區26km處開始采用地下暗渠和管道直接輸水進入水廠，以防止外界干擾和污染，并設立安全水庫可以應付上游輸水工程停修時，能供應城市一個月的供水水源需求。在這項工程中，我國四大給水排水設計院參加了工程的設計工作。該項目于1983年9月13日正式通水。這項工程的完成，為天津提供了一個穩定可靠的水源，為促進天津的改革開放，經濟發展提供了保障。這項工程的修建，也為我國的城市供水事業的發展提供了可貴的水源建設經驗。在國際和國內均有一定的影響。
　　由于引灤工程的完成為天津市近期需要與發展提供了一個穩定可靠的水源，因此天津已有的芥園水廠和凌莊水廠均進行了挖潛擴建工程，以滿足城市供水需要。在1984年完成了芥園水廠的擴建工程，使這座水廠達到50萬m³/d的規模。凌莊水廠于1988完成擴建達到50萬m³/d的供水能力，同時，新建的新開河水廠一期工程也于1987年完成并投產，達到50萬m³/d的處理能力，使天津市的供水能力由70年代末的64.5萬m³/d提高到80年代末的153萬m³/d。
　　新開河水廠一期工程的投產，緩解了城市需水所造成的困難，并為控制和減少地下水開采量提供了條件。天津開始實施了停水控沉計劃，并收到顯著效果。
　　隨著引灤入津工程的完成解決了水源問題，同時又完成了幾座水廠的建設擴建工程，天津市供水得到了飛速發展，城市供水量平均增長速度在12%。在1989年市區高日供水量達到了151.6萬m³，已經達到了水廠的總供水能力。因而，為了適應天津“八五”及以后的發展，在1987年開始制定利用日本政府貸款進行天津新開河水廠二期續建工程，擴建規模為50萬m³/d，這是天津利用外資發展供水事業的開始。
　　在供水事業發展的同時，供水企業管理和運營也有了發展和提高。有許多新的技術也開始在生產上應用。80年代中期，首先在水費營業收費上應用了微機系統，使水費核收實現了現代化的管理改革，并在全市各水廠的出廠干管上安裝了大口徑超聲波流量計，是在國內很好地解決了出廠水大干管計量問題的公司。1983年天津水廠研究應用的“同向流斜板沉淀”技術獲國家發明三等獎。在1989年建成了國內較早成功應用無線遙測遙訊技術的城市供水計算機調度管理系統（SCADA系統)。因此，1989年天津自來水公司全面通過了國家二級供水企業的驗收。

90年代是積極通過科技進步，推動供水事業現代化的時期

　　隨著改革開放和社會發展與進步，對城市供水不斷提出了新的要求，包括改善水質、改進服務和提高供水安全度。同時隨著市場經濟的發展，也對城市供水提出許多新的要求。為了適應這些要求，在90年代開始建設的新開河水廠二期工程（能力50萬m³/d），通過利用日本政府貸款引進了國外的投藥、消毒、閥門、在線檢測儀表和變頻調速水泵及計算機設備，建成一座較現代化的水廠。其后并對其他2座大水廠的主要的落后工序例如加藥、消毒、和生產調度系統進行技術改造，以實現改善水質改善生產和管理的目的。因此，供水水質有了明顯的提高。
　　為了改善管網的管理和服務工作，自來水公司應用了清垢涂襯設備，對舊管道包括過河管道進行更新除垢，配置了現代化的漏水探測儀器，應用科學的方法進行管網的漏水探查。配備了現代化的施工工具達到縮短維修停水時間。建立了管網水閘及信息管理計算機系統，使供水管網管理科學化。同時開始建立管網模型和管網地理信息系統，以實現管網的運營管理現代化。并于1998年研制IC卡預收費水表系統，成功在營業中應用，開始了傳統收費方法的改革。
　　90年代特別是1995年后，水源受到環境污染，給水處理帶來的困難問題日趨嚴重，因此，國家加強了環境保護和污染治理工作。自來水公司為了克服原水水質變壞給水處理帶來的困難，保障供水水質，加強了對凈水混凝藥劑的研究工作和工藝處理工作。并于1999年成功的應用了高分子助凝劑處理高藻原水，保障供水水質和出廠水調pH值處理解決管網“黃水”的技術措施。
　　組建了國家水質監測網天津監測站，通過了國家試驗室的驗證，以適應提高水質，增加檢測項目（檢測由35項增到88項）的要求。
　　根據供水事業發展的需要和改革的需要，在1997年天津凌莊水廠吸收了法國通用水務公司的投資，組建成中外合作經營的供水公司，是天津供水直接利用外資的開始。

城市供水的未來展望

　　根據國家對天津的發展定位，天津市要發展成為華北地區的經濟中心，國際化港口大都市。天津從總體規劃上要實現戰略轉移，開發建設濱海新區，工業要進行調整，中心市區工業外遷，形成在中心區以外的一些小型工業區。因此，城市供水也將會隨規劃的調整，供水范圍將會從市中心區向外部的發展工業區擴大，逐步形成廣域供水的方式。
　　隨著工業的調整工作完成，天津城市供水規模將會從長時間供水量不增長或略有下降的情況轉變。在2010年前，將要完成新建崔家碼頭水廠工程（規模為50萬m³/d）以滿足濱海新區發展用水的需要。
　　從實現國際化大都市的目標要求，供水水質要求提高，現有供水系統需要改善和提高。因此，水廠特別是老水廠的技術改造勢在必行，以保證提高水質，提高供水安全度的要求，在進行更新改造的同時，生產排水和排泥處理工程也要完成，以滿足環保的要求。
　　結合供水企業的改革，社會將會對供水企業提出改善水質、降低消耗、改進服務、合理收費的要求，這將促進供水部門積極在生產和管理及服務上利用科技成果，提高科技貢獻率。
　　因此，從2000年至2010年的未來10年中，天津城市供水事業將會處于一個新的發展階段，這個階段的特點將是積極廣泛應用先進的技術和設備，改進和發展我們現有的供水系統，使其達到國際水平，更好的為天津服務。