工程概況
南水北調中線一期工程多年平均調水量為95億m3，75%保證率調水量為90億m3，95%保證率調水量僅為62億m3。南水北調中線工程輸水總干渠全長1 432 km，其中從南陽淅川陶岔渠首至北京團城湖總干渠1 277 km，天津干線155 km，中線工程路線示意如圖 1所示。
中線工程輸水線路長，采取明渠輸水，水深較淺，受陽光直射作用，有利于藻類繁殖。2014年4～9月中線工程出現硅藻大量繁殖、密度沿線增加的問題，導致水中臭和味明顯，堵塞水廠濾池，對水廠正常運行造成很大影響；中線工程多年平均、枯水年和特枯年份輸水水量差別較大，特枯年份年內來水過程不均勻，部分月份甚至斷水，需要調蓄工程供水或多水源聯合供水方式應對。
中線輸水水質特征
水質總體情況
2015年北方某城市水廠接納“南水”主要水質指標見表1。
水質風險狀況
南水北調中線來水水質具有兩個明顯的特殊水質時期：高溫高藻期和低溫低濁期。2015年4月和7月對南水北調中線沿程進行了水中藻類調查，結果如圖2和圖 3所示。
南水北調中線由南往北藻類數量沿程增加，4月份優勢藻種以綠藻和硅藻為主，且硅藻沿程增勢顯著，成為主要優勢藻種；7月份優勢藻種主要為綠藻、硅藻和藍藻，其中藍藻呈現出沿程增加的趨勢。藻類的大量繁殖會影響水廠工藝的處理效能，往往造成濾池堵塞，縮短濾池反沖洗周期，導致產水率下降；同時，在夏季高水溫情況下，容易導致管網“黃水”。
此外，中線輸水還存在一些其他風險問題。例如，丹江口水庫中存在沼蛤，其卵繁殖期1~2周，幼蟲浮游生活，冬、夏季庫區大量出現，多時達到5個/L，成蟲依靠足絲附于堅硬基質上生長，集群后常會堵塞輸水管道，且該生物對北方溫度有耐受性，存在沿中線輸水工程“北上”的風險；由于明渠輸水流速較低，水中泥砂等顆粒物，沿程沉積形成渠池底泥，如不及時清理，容易造成水生植物和底棲藻附著藻等生長繁殖，造成輸水管渠、水處理構筑物堵塞，以及增加藻類產臭風險。
中線輸水水量特征
中線工程來水過程線
以中線一期工程河北省來水分配水量為例，分析中線工程供水水量特征發現：中線來水年際調水量不均；來水過程年內分配比較均勻，但在來水保證率80％以上的枯水年份，大都有1~3個月來水量很小或無水。
受水省市供用水特征
南水北調中線受水區涉及北京、天津、河北、河南兩市兩省，共計143個受水單元（城市、縣城）。圖4給出了2001~2010年中線受水區城鎮用水量變化情況。
由圖4可知，近些年中線受水區城鎮用水總量緩慢增長，年均增幅9‰，其中生產用水量逐年呈下降趨勢，生活用水量逐年增長。對比受水區城鎮現階段用水量和中線一期工程規劃調水量，不難看出規劃調水量遠大于現階段城鎮用水量，也就是說現階段城鎮供水難以完全消納規劃調水量。
以中線工程河北受水區某城市水源優化配置為例，設置3個水平年：現狀水平年（2015年）、近期水平年（2020年）和遠期水平年（2030年）；設置3種“南水”來水情景：多年平均來水（平水年）、75%保證率來水（一般枯水年）和90%保證率來水（特枯年）。出于偏安全考慮，“南水”枯水年時未考慮本地來水豐平枯不同情景，本地來水均按照多年平均來水情景計算。結合不同規劃水平年的需水及不同保證率南水組合，考慮城市地下水壓采目標，共設置9種情景，主要配置結果如下：
（1）南水北調通水后，城市供水保證率整體提高，“南水”將逐步置換本地供水水源，成為城市主水源，在平水年城市基本不缺水；在枯水年和特枯年，“南水”來水量減少，在特枯年的特枯月（1～4月）出現較大缺水，需增加本地地表水和地下水供水量，作為枯水年份城市供水水源應急補充。
（2）南水北調中線工程供水能力富裕，在平水年、枯水年和特枯年，城市實際接納水量僅占規劃分配水量的30%左右，南水北調中線工程供水能力存在較大富余。受水區城市供水應對建議
針對南水北調中線工程輸水水質和水量特征及存在的安全風險，為做好城市供水安全保障工作，建議受水區城市采取以下措施：
（1）在中線干渠主要分水口門設置格柵，攔截水草、魚類、冰凌、雜物等進入原水管涵；設置預氯化設施，在高藻期向原水中適量投加氯，有利于控制水中藻類或水生生物的生長，但當優勢藻為產臭藻時要慎重，防止過量加氯導致細胞內臭味物質大量釋放；必要時也可設置粉末活性炭投加設施，在高藻期通過向水中投加粉末活性炭控制水中臭味物質和消毒副產物。
（2）城市水廠一般應具備預氧化條件，如設置預氯化或預臭氧（水廠工藝為臭氧活性炭時）設施，以強化對水中藻類的去除；還應具備兩種混凝劑或助凝劑的投加條件，如具備三氯化鐵和聚氯化鋁兩種混凝劑分別投加的條件，以提高高溫、低溫時混凝沉淀效果，避免因單種混凝劑過量投加造成的殘余混凝劑（鋁或鐵）超標的問題。
（3）常規水處理工藝可以有效應對中線正常水質時期來水；但對于中線來水特殊水質時期，需要采取預處理（預氧化、吸附）、強化混凝、強化過濾等措施；當條件具備時，水廠可采用臭氧活性炭深度處理工藝，提高對高藻期水中臭味物質和消毒副產物的去除。
（4）在沒有調蓄工程情況下，水廠應設置廠前調蓄池，調蓄規模應根據應急情況下城市應急供水需要的反應時間計算確定，同時考慮一定的安全余量。為控制藻類繁殖，廠前調蓄池應考慮控藻措施。
（5）南水北調中線工程通水后，實施地下水限采，城市地下水嚴禁超采，對于條件較好的深井“封而不棄”，進行有序封存和保護，深層地下水補給路徑遠、速度慢，開采后的恢復難度大，不作為主力水源，僅作為城市應急水源。為了保證緊急時期應急水源可以及時安全啟用，建議應急水源供水設施處于“熱備”狀態。
（6）根據城市本地供水水源情況和城市用水需求狀況，充分考慮“南水”和本地水的豐枯互補能力，經研究和充分論證后，在確有必要的情況下，適時推進調蓄工程建設，提高枯水年份城市供水保證率。
（7）在優先保障城市生活和設區市、省級重點工業區等重要目標用水要求的前提下，要充分利用南水北調工程的輸水能力，特別要充分利用“南水”低保證率時的豐沛來水，采取優惠政策，利用分水口門、退水口門向天然河湖水面補水，涵養地下水源，改善生態環境，最大限度地發揮南水北調工程的社會效益、生態環境效益。
來源：給水排水
上一條
