东明县引黄供水工程设计运行总结

（中原油田勘察设计研究院市政所　濮阳　45771）
程振华，胡子斌，靳丽芳，詹建东

　　摘　要：介绍了东明县引黄供水工程系统的确定。净水工艺以及主要构筑物的特点和工艺参数，采用文中介绍的系统和工艺的运行效果达到了设计要求。其中的工艺、设计参数及经验，可供有关人员参考。
　　关键词：供水工程；取水口；蓄水池；净水厂；泵房
　　中图分类号：TV671
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009－2455（2000）01－0035－03

Summarization of Designing and Operation of the Water Supply Project
of Dong Ming County by Introducing Water from Yellow River
CHENG Zhen-hua，HU Zi-bin，JIN Li-fang，ZHAN Jin-dong

　　Abstract:The determination of the water supply project system of Dong Ming County by introducing water from the Yellow River，the process for water cleaning as well as the features and process parameters of the main structures are described．The operating results of using the system and the process introduced in this paper were in accordance with the design requirements．The process，design parameters and experience introduced herein can be refernce for people concerned.
　　Key words:water supply project；water intake；water cistern；watercleaning plant；pumping house

1 工程概况

　　东明县位于鲁西南边缘。本地区地下水为高含氟区，水中氟化物指标超过国家标准1倍以上，个别地区高达2.4mg/L。近年来，随着中原油田石油、天然气的开发，东明县城的炼油、天然气加工业初具规模，且发展前景广阔。工业、生活用水量急剧增加，地下水的连年过量开采，使地下水位持续下降，水量也逐年衰减。供水不足已成为制约东明县经济发展的主要因素。经山东省人民政府批准，东明县部分用水采取“引黄供水”。

2 水源特点

　　黄河穿东明县而过，境内长64km，平均水位61.27m，平均流量1230m³/s（表1），平均含砂量为15.4kg/m³，每年夏季流量较大，含砂量高，冬季流量较小，含砂量低，水质良好，没有工业污染，取水口处黄河水质检测结果见表2，基本上可以满足工程水质要求。

表1 黄河高村站多年平均月流量 月份 １ ２ ３ ４ ５ ６ 平均 平均流量/(m³·s^-1) 544 483 902 340 796 608 月份 ７ ８ ９ 10 11 12 平均流量/(m³·s^-1) 1480 2199 2543 2346 1259 691 1231

表2 1993年度黄河高村水文站水质特征值年统计表
mg·L^-1 项目 pH 总硬度 硝酸盐 氰化物 镉 铅 锌 平均值 8.1 149 2.24 0 0.003 0.062 0.084 饮水标准 6.5～8.5 450 20 0.05 0.01 0.05 1.0

　　据水文站资料统计，1969－1985年平均封冻期4.7d，一般1月上旬封冻，2月下旬解冻。河心流冰最厚0.28m，岸冰最厚0.2m。黄河冰凌威胁主要在下游。本工程采用浮船取水方式不会因封冻而无法取水。黄河小浪底水库工程建成后，枯水期不能引水的可能性很小。

3 系统方案的确定

　　工程取水能力6×10⁴m³/d，由于该地区地势较为平坦，高程变化不大，通过对处理工艺、投资、维护管理等方面综合比较，最终确定了重力流和压力输水相结合的输水方式。整个引水工程的工艺流程如下：

3.1 取水口
　　取水口设在黄河高村水文站下游。浮船位置选在东明县高村险工段，高村引黄闸下23号坝至24号坝的坝档之间，此位置常年靠溜，不受大流顶冲，运行安全且水中含砂量小、偏细。黄河水由浮船泵提升，通过管道穿越黄河大堤，经1500m衬砌渠送入沉砂条渠。浮船设500HW－11型蜗壳式混流泵3台，单台运行流量0.65m³/s，满足一期工程提水量要求，2台运行流量1.3m³/s，满足二期供水量要求，备用泵1台。
3.2 沉砂条渠
　　沉砂条渠长2500m，宽50m，结合引黄淤被加固大堤建沉砂条渠，既可降低原水的泥砂含量，又免去渠道清淤的工作量。
　　3.3 蓄水池
　　蓄水池分沉砂池和储水池两部分组成。黄河水经沉砂条渠沉砂后，部分泥砂沉积在渠内，但出水含砂量仍较高。为保证储水池的有效容积，减少储水池的淤积，在蓄水池和沉砂条渠之间建沉砂池，两池土坝相隔，中间设节止间相连。综合考虑各方面因素，按远期6×10⁴m³/d，供水量15d确定储水池容积90×10⁴m³。平均水深3m，面积30×10⁴m²，四周建挡水围堤。库区考虑了沉泥区13×10⁴m³的死库容，沉砂池配有专用挖泥船清淤。
　　3.4 一级泵站
　　一级泵站建于蓄水池南堤，工艺按一期3×10⁴m³/d配套设计，土建工程按二期工程6×10⁴m³/d设计。泵房为半地下式，地下为钢筋混凝土结构，地上为砖混结构，泵房由进水间、水泵间、变配电室组成。水泵间设5台300S58A单级双吸离心泵，一期安装3台，2用1备，予留二期位置。进水间设平板滤网阻挡水中漂浮杂质。
　　3.5 输水管线
　　一级泵站至净水厂输水管线，全长约9.4km，一期建d600予应力钢筋混凝土输水管1条，设计输水能力3.4×10⁴m³/d。二期扩建同等规模输水管1条。
　　净水厂占地1.67hm²，一期按3×10⁴m³/d进行工艺设计，予留二期发展用地。

4 净水厂工艺流程

　　原水经沉砂条渠和沉砂池长时间自然沉淀后，出水含砂量将可降到100mg/L以下。由于蓄水池规模较大，子沉水在池中停留时间达10多天，据有关资料及同类水厂经验介绍，蓄水池出水含砂量将在50mg/L左右，冬季含砂量更低。因此水厂选用了常规的沉淀过滤净水工艺，工艺流程如下。其构筑物的特点及工艺参数是：

　　4.1 反应池
　　采用折往复板式反应池，双层结构，占地面积小。反应池内波峰与波谷相对及相错布置，有效提高了过水断面内水力梯度和湍流，增加絮凝颗粒的碰撞次数，提高了絮凝效果。水流速度：V＝0.1－0.3m/s，反应时问：t=15min
　　4.2 斜管沉淀池
　　斜管沉淀池与反应池合建，沉淀池分两组，进水采用穿孔配水墙，孔内流速0.1m/s，排泥管采用UPVC硬质给水塑料管。斜管采用聚氯乙烯蜂窝状六边型斜管，φ35mm。清水区上升流速：V=2.7mm/s，停留时问：t=24min。
　　4.3 虹吸滤池
　　虹吸滤池是一种广泛应用的池型。操作管理方便。设计滤速：V=10m/h，反冲洗强度：15L/(s·m²)。
　　4.4 清水池
　　清水池为半地下式钢筋混凝土矩形结构，容积按一期设计水量的16％计，有效容积5000m³。清水池分两格，可满足一半清洗检修、一半正常运行的需要。池内设水位监测仪器，并远传至二级泵房显示。
　　4.5 加药、加氯间
　　加药、加氯间合建。混凝剂采用碱式氯化铝（PAC）。根据于沉池出水水质，PAC投加量为15－25mg/L。助凝剂采用PAM，平均投加量4mg/L（仅在冬季低温低浊度水时使用），混、助凝剂采用柱塞式计量泵定量投加于反应池前的管道混合器。该混合器是在管道内设置多节固定式扰流板，使水流成对分流，同时产生涡旋旋转及交叉流动，从而获得良好的混合效果。它具有占地小，价格低，安装方便，使用寿命长，不需经常维修，矾耗低，混合效果好的特点。
　　消毒采用二氧化氯。该消毒剂具有比臭气、氯气更有效的杀灭病菌的作用，特别是在原水pH值较高时，其杀菌效率很快超过氯，ClO2极易溶于水且与水不发生化学反应，由于二氧化氯不与氨氮等化合物作用，且加入水中不会产生有机氯化物，因此，用于消毒具有较高的余氯。二氧化氯发生器具有体积小，操作简单，原材料价廉易购易储存，管理维护方便无污染等优点。加氯间内设二氧化氯发生器2台，予留二期设备位置，消毒加氯量为1.2mg/L。

5 工程总结

　　5.1 运行效果
　　该引水工程已运行二年多。由于浮船位置选择适当，冬、夏季节不同水位、流量时取水口均可满负荷正常运行。沉砂条渠、沉砂池除砂效果明显，储水池水浊度在50mg/L左右，冬季30mg/L以下，水质较隐定。净水厂水处理构筑物耐冲击负荷能力强，特别是冬季低温、低浊度水（即水温小于5℃，原水浊度小于30NTU）时合理调整投药量（PAC）和投加助凝剂（PAM），可实现微絮凝直接过滤，出水水质符合国家饮用水标准。
　　5.2 工程特点
　　5.2.1 供水流程优化得当。在高程变化不大的条件下，采用重力流和压力输水相结合的输水方式，既充分利用了地形，减少了能耗；又满足了沉砂蓄水及净水厂对来水压力要求。
　　5.2.2 取水口位置选择得当。经过对比论证确定取水口位置，此位置常年靠溜，不受大流顶冲，运行安全且含砂量偏小偏细，保证率高，经过运行证明安全有效。
　　5.2.3 沉砂条渠和蓄水池位置选择有利。沉砂条渠。蓄水池位置选择在黄河河务局规划的加固地段（黄河淤被区），既引黄淤被加固了黄河大堤，又减少了水中的泥砂量，免去了渠道每年巨大的清淤工作量。