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摘要:本文介绍了皖北地区水资源条件及主要存在问题,重点分析、研究了皖北城市的城市给水水源条件、特点,提出了皖北六城市给水规划水源优化配置方案。
关键词:皖北地区;给水;水资源;分质供水
中图分类号:TB495文献标识码:A
皖北,指安徽省淮河以北的县市及跨淮的县市,包括淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜阳、淮南六市。皖北地区是我国重要的煤炭基地,也是安徽省乃至全国重要的农业经济区和粮棉产区。
皖北地区水资源量不足安徽省的1/5,人均水资源占有量仅470立方米左右,只有安徽省平均水平的1/2,不及全国的1/4。除沿淮城市外,皖北地区目前依然过度开采地下水,阜阳等部分城市已引发地下水降落漏斗扩大及地面沉降等环境地质问题。随着经济社会快速发展,城镇化进程的加快,皖北地区水资源供需形势将更加严峻。
1 水资源条件概述
1.1地表水资源及其开发利用
1.1.1地表水资源量及可开采量
皖北地区河流均属淮河水系,从西北往东南流入淮河及洪泽湖。主要自然河道有洪河、谷河、颍河、西淝河、芡河、涡河、北淝河、澥河、浍河、沱河、濉河。新中国成立后开挖了不少人工河道,大型的有新汴河、茨淮新河和怀洪新河。皖北地区多年平均径流量为65.85亿m3,多年平均水资源可利用量为22.34亿m3。
1.1.2地表水水质概况
淮河除干流有一定的污染外,污染较重支流有颍河、涡河、泉河、濉河、赵王河、惠济河、浍河、新汴河、萧濉新河、奎河、沱河、白塔河、池河等,主要集中在淮河以北。主要污染项目有氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、总氮等,个别地区重金属略有超标。以全年均值评价,劣于III类水河长占67%。
1.2地下水资源及其开发利用
1.2.1地下水资源量及可开采量
根据安徽省水资源评价成果,皖北地区多年平均地下水资源量66.53亿m3,多年平均地下水资源模数为16.43万m3/km2,多年平均地下水可开采量6.98亿m3。
1.2.2地下水水质概况
(1)浅层孔隙水水质
浅层地下水与地表水接触比较紧密,皖北地区大部分河段水质长期处于Ⅴ或劣Ⅴ类,地表水可通过补给通道渗入到浅层地下水,促使浅层地下水水质变差。总体上看,皖北地区各浅层地下水水质普遍较差。
(2)深层孔隙水水质
深层孔隙水大多不直接接受当地大气降水补给,更新缓慢,水循环条件较差,排泄以人工开采为主。皖北地区大面积分布着III和IV类水,局部地区出现II、V类水。V类水主要分布于砀山县城、蚌埠市周围,属污染所致,地下水中超标组分除原生的铁、锰、氟外,主要为COD、NH4+;II类水分布于界首—阜阳一带。
(3)岩溶水水质
岩溶水主要分布在皖北地区北部萧县—淮北—灵壁一带低山丘陵区,多为水质较好的II类、III类水。其中淮北市区部分地区,因人工开采及污染,少数水样中总硬度、pH值、COD、NO3¯、NO2¯、NH4+含量达IV、V类。
1.3 污水回用水源及其开发利用
皖北六城市中已建污水回用设施的有淮北市和宿州市。淮北市污水厂尾水再生回用工程建设规模为9.0万m³/d,宿州市污水厂尾水再生回用工程建设规模为6.0万m³/d。污水回用水源现状主要供给对水质要求不高的工业冷却和洗涤,以及城市绿化、景观环境用水等。
2 城市给水水源现狀及主要问题
蚌埠市、淮南市2市为皖北沿淮城市,地表水资源相对丰富,现状主要以淮河地表水作为城市主要供水水源。阜阳市、亳州市、宿州市、淮北市4市地表水资源匮乏,且水质较差,现状主要以地下水作为城市主要供水水源。阜阳市淮河取水工程(15万m³/d)已经开始启动实施。
2.1地表水资源开发利用现状
蚌埠市区现有城市给水水源3处,其中常规水源2处——淮河水源、河北地下水源,应急水源1处——天河湖水源。淮河水源取水规模为40万m³/d,河北地下水源取水规模为1万m³/d,天河湖应急水源取水规模为15万m³/d。
淮南市区现有城市给水水源2处,淮河水源设计取水规模为35万m³/d,瓦埠湖水源设计取水规模为20万m³/d。
2.2地下水资源开发利用现状
截止2010年,皖北地区现状开采机电井总数达332.62万眼,其中,农业灌溉开采机电井54.14万眼,占16.3%,其余为工业和城乡生活开采机电井,约278.48万眼,占83.7%;人力井267.4万眼。
2010年地下水供水量为30.43亿m3,占全省地下水供水量的87%,其中,浅层地下水开采量为23.80亿m3,深层承压水和岩溶水开采量为6.63亿m3。
2.3 主要存在问题
(1)地表水资源量少且分布不均。
(2)水环境容量低,水环境污染形势依然严峻。
(3)地下水超采现象普遍,阜阳等部分城市已引发了众多的环境地质问题。
(4)地下水污染日益严重。
3 皖北地区主要城市给水水源条件分析及水源规划
3.1城市给水水源条件分析
3.1.1地表水源
(1)阜阳市:可供阜阳市区利用的地表水源有颍河、泉河、茨淮新河、淮河等。
(2)亳州市:可供亳州市区利用的地表水源有涡河。
(3)宿州市:可供宿州市区利用的地表水源有沱河、新汴河等。
(4)淮北市:可供淮北市区利用的地表水源有萧濉新河、龙岱河、闸河以及浍河、杨庄塌陷区等。
(5)蚌埠市:可供蚌埠市区利用的地表水源有淮河、天河、芡河、四方湖(北淝河)、香涧湖(怀洪新河)。
(6)淮南市:可供淮南市区利用的地表水源有淮河、瓦埠湖及引大别山水源。
皖北地区从水质、水量两个方面可以作为城市供水水源的河流主要为淮河、茨淮新河;同时,根据《安徽省淮北市城市供水水资源规划》,淮北市杨庄塌陷区的蓄水可做为淮北市城市给水水源,取水量为3万m3/d;根据《淮南市城市供水工程专项规划》,经安徽水利厅论证,瓦埠湖可作为淮南市城市给水水源,取水量为30万m³/d。淮南市目前正在建设引大别山优质水源工程,取水量为20万m³/d. 。
3.1.2地下水源
(1)阜阳市:根据《安徽省阜阳市水文地质、工程地质及环境地质综合详查报告》,阜阳市区规划范围内浅层地下水水质较差,深层地下水多年平均可开采量为11.75万m3/d。
(2)亳州市:根据《亳州市城市规划水资源论证报告书》,亳州市城区规划范围内浅层地下水水质较差,可开采量为4.9 万m3/d;深层地下水水质良好,可开采量为1.2 万m3/d。
(3)宿州市:根据《宿州市城市水源保护区调整报告书》,宿州市城区规划范围内浅层孔隙水目前受到不同程度的污染,难以保护,并有恶化的趋势,不能作为城市生活饮用水水源;南区深层孔隙水以及北部岩溶水水质良好,是宿州市的主要给水水源。宿州市南区深层孔隙水可开采量为23.30 万m3/d。宿州市区以北符离集—夹沟一带岩溶地下水丰富,水质良好,目前尚未大规模开采,可开采量为21.56万m3/d。
(4)淮北市:根据《安徽省淮北市城市供水水资源规划》,淮北市城区规划范围内浅层地下水资源总量为30.37万m3/d,可开采量为12.70万m3/d;岩溶水资源总量为35.36万m3/d,可开采量为32.45万m3/d。
(5)蚌埠市:根据《安徽省蚌埠市供水水文地质初勘报告及详勘设计》,认为蚌埠市河北地下水资源有一定的开采价值,可先在“东部可开采地段”作为城市供水水源集中开采利用,可开采储量暂按5万m3/d规模控制,但蚌埠市地下水中铁、锰含量超标,因此在地下水净化工艺流程中应设除铁、除锰处理构筑物。
(6)淮南市:淮南市区地下水资源主要分布于淮河北岸,根据《安徽省淮南市潘集区地下水资源调查评价报告》,潘集区浅层地下水水质较差,规划不将其不能作为城市生活饮用水水源。中深层地下水水质良好,总储存量为30887万m³,由于补给条件差,补给量可忽略不计,若按50年分期开发利用,年可利用量为614.22万m³/a,平均每日可利用量为1.68万m³/d。
3.1.3外调水源
根据安徽省水资源综合规划,为确保沿淮及淮北地区的供水安全,在积极改善沿淮河湖、洼地的蓄水条件,提高过境洪水利用程度基础上,必须通过国家南水北调东线工程和引江济淮工程的实施,保障流域、区域水资源可持续利用和经济社会发展的用水需求。
目前,引江济淮、淮水北调工程已经开始启动,皖北部分缺水城市也正在积极推进 “阜阳淮河取水”、“引淮入亳”等调水工程,以便实现外调水与本地水的联合调配,改善区域水资源条件。
外调水源工程建成后能基本满足皖北主要城市用水需求。
3.1.4污水回用水源
污水回用水源合理利用一方面既可减少水环境污染,另一方面也可减少水资源的浪费。目前,皖北地区城市污水处理及回用工程建设相对滞后,再生水利用潜力巨大,通过鼓励再生水利用,推广回用技术,可有效提高当地水资源综合利用率,对于地下水超采区治理来说具有重要意义。
规划污水回用水源主要用于纺织、化工、电厂等以冷却用水为主的企业,其回用水量宜根据用水大户用水量“以需定供”。
3.2水源规划方案
为了缓解水资源供需矛盾,需要对皖北地区当地地表水源、地下水源、外调水源和污水回用水源等其他水源进行优化配置,紧密结合外调水及其配套工程的建设,最大限度地发挥外调水的作用。
3.2.1规划原则
(1)工业用水主要依靠外调水或再生水,保留部分对水质要求较高的工业开采深层承压水,其余新增工业用水用外调水、再生水等其他水源供给;
(2)城市生活用水考慮到水质安全,在充分利用外调水基础上,可保持适量的深层承压水开采;
(3)城市生态及环境卫生用水全部禁止利用地下水,改用再生水,适当利用当地雨洪水;
(4)除部分用于城市生活和工业的深层承压水外,将深层承压水作为城市应急储备水源。
3.2.2规划方案
皖北六城市中,蚌埠、淮南毗邻淮河,规划以淮河作为城市主要供水水源,淮河水量丰富,加上引江济淮、南水北调东线工程实施后对淮河的补给作用,城市水资源保障程度较高;
皖北六城市中,宿州市、淮北市地下水丰富,水质良好,基本可以满足城市生活和生产用水要求。根据水源规划原则,地下水主要用于城市生活用水及部分对水质要求较高的工业企业,工业用水主要依靠外调水或再生水。
皖北六城市中,阜阳市、亳州市地下水资源匮乏,无法满足城市生活用水要求,“阜阳淮河取水”刚开始实施,居民生活用水目前无其它替代水源,依然需要超量开采地下水。根据《安徽省地下水超采区评价与限采规划报告》,待阜阳淮河取水、引淮济亳等大型区域调水工程建成后,将阜阳市区和亳州市区建成区及城市供水管网覆盖的近郊区作为禁采区,禁采区严格实行地下水禁采措施。由此可知,对阜阳市、亳州市等皖北城市而言,替代水源工程措施是关键,建议尽快实施淮水北调、阜阳淮河取水、引淮济亳等骨干水源配置工程。
皖北地区主要城市供水水源配置方案见表1。
表1皖北地区主要城市供水水源配置方案
4.结语
皖北地区水资源总量少,但各地区水资源条件差异明显,如:亳州市、阜阳市城市给水水资源条件较差;淮北市、宿州市地下水资源相对较丰富,具有进一步开发利用的潜力;淮南市、蚌埠市为沿淮城市,地表水资源较丰富。城市给水工程规划设计和建设时应结合皖北各地区各自的城市给水水源条件,合理配置地下水源、当地地表水源、其他水源和外调水源,从而保障城市供水安全,保障经济社会可持续发展。
参考文献
[1] 安徽省地下水超采区评价与限采规划报告(2010-2030年)
[2] 亳州市城市给水专项规划(2010-2030年)
[3] 宿州市城市给水工程专业规划(2012-2030年)
[4] 淮北市给水专项规划(2005-2020年)
[5] 蚌埠市给水工程规划(2006-2020年)
[6] 淮南市城市供水工程专项规划(2004-2020年)
关键词:皖北地区;给水;水资源;分质供水
中图分类号:TB495文献标识码:A
皖北,指安徽省淮河以北的县市及跨淮的县市,包括淮北、亳州、宿州、蚌埠、阜阳、淮南六市。皖北地区是我国重要的煤炭基地,也是安徽省乃至全国重要的农业经济区和粮棉产区。
皖北地区水资源量不足安徽省的1/5,人均水资源占有量仅470立方米左右,只有安徽省平均水平的1/2,不及全国的1/4。除沿淮城市外,皖北地区目前依然过度开采地下水,阜阳等部分城市已引发地下水降落漏斗扩大及地面沉降等环境地质问题。随着经济社会快速发展,城镇化进程的加快,皖北地区水资源供需形势将更加严峻。
1 水资源条件概述
1.1地表水资源及其开发利用
1.1.1地表水资源量及可开采量
皖北地区河流均属淮河水系,从西北往东南流入淮河及洪泽湖。主要自然河道有洪河、谷河、颍河、西淝河、芡河、涡河、北淝河、澥河、浍河、沱河、濉河。新中国成立后开挖了不少人工河道,大型的有新汴河、茨淮新河和怀洪新河。皖北地区多年平均径流量为65.85亿m3,多年平均水资源可利用量为22.34亿m3。
1.1.2地表水水质概况
淮河除干流有一定的污染外,污染较重支流有颍河、涡河、泉河、濉河、赵王河、惠济河、浍河、新汴河、萧濉新河、奎河、沱河、白塔河、池河等,主要集中在淮河以北。主要污染项目有氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、总氮等,个别地区重金属略有超标。以全年均值评价,劣于III类水河长占67%。
1.2地下水资源及其开发利用
1.2.1地下水资源量及可开采量
根据安徽省水资源评价成果,皖北地区多年平均地下水资源量66.53亿m3,多年平均地下水资源模数为16.43万m3/km2,多年平均地下水可开采量6.98亿m3。
1.2.2地下水水质概况
(1)浅层孔隙水水质
浅层地下水与地表水接触比较紧密,皖北地区大部分河段水质长期处于Ⅴ或劣Ⅴ类,地表水可通过补给通道渗入到浅层地下水,促使浅层地下水水质变差。总体上看,皖北地区各浅层地下水水质普遍较差。
(2)深层孔隙水水质
深层孔隙水大多不直接接受当地大气降水补给,更新缓慢,水循环条件较差,排泄以人工开采为主。皖北地区大面积分布着III和IV类水,局部地区出现II、V类水。V类水主要分布于砀山县城、蚌埠市周围,属污染所致,地下水中超标组分除原生的铁、锰、氟外,主要为COD、NH4+;II类水分布于界首—阜阳一带。
(3)岩溶水水质
岩溶水主要分布在皖北地区北部萧县—淮北—灵壁一带低山丘陵区,多为水质较好的II类、III类水。其中淮北市区部分地区,因人工开采及污染,少数水样中总硬度、pH值、COD、NO3¯、NO2¯、NH4+含量达IV、V类。
1.3 污水回用水源及其开发利用
皖北六城市中已建污水回用设施的有淮北市和宿州市。淮北市污水厂尾水再生回用工程建设规模为9.0万m³/d,宿州市污水厂尾水再生回用工程建设规模为6.0万m³/d。污水回用水源现状主要供给对水质要求不高的工业冷却和洗涤,以及城市绿化、景观环境用水等。
2 城市给水水源现狀及主要问题
蚌埠市、淮南市2市为皖北沿淮城市,地表水资源相对丰富,现状主要以淮河地表水作为城市主要供水水源。阜阳市、亳州市、宿州市、淮北市4市地表水资源匮乏,且水质较差,现状主要以地下水作为城市主要供水水源。阜阳市淮河取水工程(15万m³/d)已经开始启动实施。
2.1地表水资源开发利用现状
蚌埠市区现有城市给水水源3处,其中常规水源2处——淮河水源、河北地下水源,应急水源1处——天河湖水源。淮河水源取水规模为40万m³/d,河北地下水源取水规模为1万m³/d,天河湖应急水源取水规模为15万m³/d。
淮南市区现有城市给水水源2处,淮河水源设计取水规模为35万m³/d,瓦埠湖水源设计取水规模为20万m³/d。
2.2地下水资源开发利用现状
截止2010年,皖北地区现状开采机电井总数达332.62万眼,其中,农业灌溉开采机电井54.14万眼,占16.3%,其余为工业和城乡生活开采机电井,约278.48万眼,占83.7%;人力井267.4万眼。
2010年地下水供水量为30.43亿m3,占全省地下水供水量的87%,其中,浅层地下水开采量为23.80亿m3,深层承压水和岩溶水开采量为6.63亿m3。
2.3 主要存在问题
(1)地表水资源量少且分布不均。
(2)水环境容量低,水环境污染形势依然严峻。
(3)地下水超采现象普遍,阜阳等部分城市已引发了众多的环境地质问题。
(4)地下水污染日益严重。
3 皖北地区主要城市给水水源条件分析及水源规划
3.1城市给水水源条件分析
3.1.1地表水源
(1)阜阳市:可供阜阳市区利用的地表水源有颍河、泉河、茨淮新河、淮河等。
(2)亳州市:可供亳州市区利用的地表水源有涡河。
(3)宿州市:可供宿州市区利用的地表水源有沱河、新汴河等。
(4)淮北市:可供淮北市区利用的地表水源有萧濉新河、龙岱河、闸河以及浍河、杨庄塌陷区等。
(5)蚌埠市:可供蚌埠市区利用的地表水源有淮河、天河、芡河、四方湖(北淝河)、香涧湖(怀洪新河)。
(6)淮南市:可供淮南市区利用的地表水源有淮河、瓦埠湖及引大别山水源。
皖北地区从水质、水量两个方面可以作为城市供水水源的河流主要为淮河、茨淮新河;同时,根据《安徽省淮北市城市供水水资源规划》,淮北市杨庄塌陷区的蓄水可做为淮北市城市给水水源,取水量为3万m3/d;根据《淮南市城市供水工程专项规划》,经安徽水利厅论证,瓦埠湖可作为淮南市城市给水水源,取水量为30万m³/d。淮南市目前正在建设引大别山优质水源工程,取水量为20万m³/d. 。
3.1.2地下水源
(1)阜阳市:根据《安徽省阜阳市水文地质、工程地质及环境地质综合详查报告》,阜阳市区规划范围内浅层地下水水质较差,深层地下水多年平均可开采量为11.75万m3/d。
(2)亳州市:根据《亳州市城市规划水资源论证报告书》,亳州市城区规划范围内浅层地下水水质较差,可开采量为4.9 万m3/d;深层地下水水质良好,可开采量为1.2 万m3/d。
(3)宿州市:根据《宿州市城市水源保护区调整报告书》,宿州市城区规划范围内浅层孔隙水目前受到不同程度的污染,难以保护,并有恶化的趋势,不能作为城市生活饮用水水源;南区深层孔隙水以及北部岩溶水水质良好,是宿州市的主要给水水源。宿州市南区深层孔隙水可开采量为23.30 万m3/d。宿州市区以北符离集—夹沟一带岩溶地下水丰富,水质良好,目前尚未大规模开采,可开采量为21.56万m3/d。
(4)淮北市:根据《安徽省淮北市城市供水水资源规划》,淮北市城区规划范围内浅层地下水资源总量为30.37万m3/d,可开采量为12.70万m3/d;岩溶水资源总量为35.36万m3/d,可开采量为32.45万m3/d。
(5)蚌埠市:根据《安徽省蚌埠市供水水文地质初勘报告及详勘设计》,认为蚌埠市河北地下水资源有一定的开采价值,可先在“东部可开采地段”作为城市供水水源集中开采利用,可开采储量暂按5万m3/d规模控制,但蚌埠市地下水中铁、锰含量超标,因此在地下水净化工艺流程中应设除铁、除锰处理构筑物。
(6)淮南市:淮南市区地下水资源主要分布于淮河北岸,根据《安徽省淮南市潘集区地下水资源调查评价报告》,潘集区浅层地下水水质较差,规划不将其不能作为城市生活饮用水水源。中深层地下水水质良好,总储存量为30887万m³,由于补给条件差,补给量可忽略不计,若按50年分期开发利用,年可利用量为614.22万m³/a,平均每日可利用量为1.68万m³/d。
3.1.3外调水源
根据安徽省水资源综合规划,为确保沿淮及淮北地区的供水安全,在积极改善沿淮河湖、洼地的蓄水条件,提高过境洪水利用程度基础上,必须通过国家南水北调东线工程和引江济淮工程的实施,保障流域、区域水资源可持续利用和经济社会发展的用水需求。
目前,引江济淮、淮水北调工程已经开始启动,皖北部分缺水城市也正在积极推进 “阜阳淮河取水”、“引淮入亳”等调水工程,以便实现外调水与本地水的联合调配,改善区域水资源条件。
外调水源工程建成后能基本满足皖北主要城市用水需求。
3.1.4污水回用水源
污水回用水源合理利用一方面既可减少水环境污染,另一方面也可减少水资源的浪费。目前,皖北地区城市污水处理及回用工程建设相对滞后,再生水利用潜力巨大,通过鼓励再生水利用,推广回用技术,可有效提高当地水资源综合利用率,对于地下水超采区治理来说具有重要意义。
规划污水回用水源主要用于纺织、化工、电厂等以冷却用水为主的企业,其回用水量宜根据用水大户用水量“以需定供”。
3.2水源规划方案
为了缓解水资源供需矛盾,需要对皖北地区当地地表水源、地下水源、外调水源和污水回用水源等其他水源进行优化配置,紧密结合外调水及其配套工程的建设,最大限度地发挥外调水的作用。
3.2.1规划原则
(1)工业用水主要依靠外调水或再生水,保留部分对水质要求较高的工业开采深层承压水,其余新增工业用水用外调水、再生水等其他水源供给;
(2)城市生活用水考慮到水质安全,在充分利用外调水基础上,可保持适量的深层承压水开采;
(3)城市生态及环境卫生用水全部禁止利用地下水,改用再生水,适当利用当地雨洪水;
(4)除部分用于城市生活和工业的深层承压水外,将深层承压水作为城市应急储备水源。
3.2.2规划方案
皖北六城市中,蚌埠、淮南毗邻淮河,规划以淮河作为城市主要供水水源,淮河水量丰富,加上引江济淮、南水北调东线工程实施后对淮河的补给作用,城市水资源保障程度较高;
皖北六城市中,宿州市、淮北市地下水丰富,水质良好,基本可以满足城市生活和生产用水要求。根据水源规划原则,地下水主要用于城市生活用水及部分对水质要求较高的工业企业,工业用水主要依靠外调水或再生水。
皖北六城市中,阜阳市、亳州市地下水资源匮乏,无法满足城市生活用水要求,“阜阳淮河取水”刚开始实施,居民生活用水目前无其它替代水源,依然需要超量开采地下水。根据《安徽省地下水超采区评价与限采规划报告》,待阜阳淮河取水、引淮济亳等大型区域调水工程建成后,将阜阳市区和亳州市区建成区及城市供水管网覆盖的近郊区作为禁采区,禁采区严格实行地下水禁采措施。由此可知,对阜阳市、亳州市等皖北城市而言,替代水源工程措施是关键,建议尽快实施淮水北调、阜阳淮河取水、引淮济亳等骨干水源配置工程。
皖北地区主要城市供水水源配置方案见表1。
表1皖北地区主要城市供水水源配置方案
4.结语
皖北地区水资源总量少,但各地区水资源条件差异明显,如:亳州市、阜阳市城市给水水资源条件较差;淮北市、宿州市地下水资源相对较丰富,具有进一步开发利用的潜力;淮南市、蚌埠市为沿淮城市,地表水资源较丰富。城市给水工程规划设计和建设时应结合皖北各地区各自的城市给水水源条件,合理配置地下水源、当地地表水源、其他水源和外调水源,从而保障城市供水安全,保障经济社会可持续发展。
参考文献
[1] 安徽省地下水超采区评价与限采规划报告(2010-2030年)
[2] 亳州市城市给水专项规划(2010-2030年)
[3] 宿州市城市给水工程专业规划(2012-2030年)
[4] 淮北市给水专项规划(2005-2020年)
[5] 蚌埠市给水工程规划(2006-2020年)
[6] 淮南市城市供水工程专项规划(2004-2020年)