引黃入晉與太原黃河供水工程簡介 崔玉川1 周建軍2 郝 斌3 （1．太原理工大學(xué) 太原市迎澤西大街79號(hào) 030024） （2．太原市黃河供水有限公司 太原市新建北路475號(hào) 030009） （3．山西省引黃工程管理局 太原市南內(nèi)環(huán)街217號(hào) 030012） 全球性淡水危機(jī)出現(xiàn)在二十世紀(jì)六十年代，時(shí)隔十年，這種惡性陰影便波及到我國，并迅速在全國范圍擴(kuò)展?，F(xiàn)在，我國的人均水資源量排在世界第一百位之后，已被聯(lián)合國列為世界十三個(gè)貧水國的范疇。
山西省是國家的能源重化工基地，但水資源的嚴(yán)重缺乏已成為制約城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。所以，開辟新水源，節(jié)約用水量是解決山西缺水的重要舉措。 1 引黃入晉總體工程 1.1 工程組成
引黃入晉工程包括萬家寨黃河水利樞紐工程、引黃入晉輸水工程和城市供水配套工程等。
該黃河水利樞紐工程，位于山西省偏關(guān)縣和內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾旗交界的黃河北干流上，系在山西省偏關(guān)縣萬家寨村西的黃河道上，修建一座高90米的混凝土重力壩水庫，庫容8.96億立方米，正常蓄水位977米。壩后建一座水力發(fā)電站，裝機(jī)容量108萬千瓦，年發(fā)電26.5億千瓦時(shí)。這項(xiàng)工程由國家水利部負(fù)責(zé)組織修建，投資由水利部、山西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)三家分?jǐn)偦I集。該工程由水利部天津勘測設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，由中國水電四局、六局等單位承擔(dān)施工，已于1998年竣工下閘蓄水。
引黃入晉的引水線路和輸水工程包括總干線44km、南干線103km（達(dá)太原）、聯(lián)接段（南干線與水廠）140km、北干線（達(dá)平朔、大同）170公里四大部分。其各干線上的主要建筑物設(shè)施情況，見表1。
引黃入晉的源頭在黃河萬家寨水利樞紐，從萬家寨水庫大壩處取水，經(jīng)三級(jí)提升（總揚(yáng)程356m），通過總干線、到偏關(guān)縣下土寨村分水，一支向東，途徑偏關(guān)、平魯、朔州、山陰、懷仁等縣至大同市南郊趙家小村水庫，給平朔地區(qū)和大同市供水，為北干線；另一支向南，途徑偏關(guān)、平魯、神池、寧武等縣域，經(jīng)過二次提升（總揚(yáng)程280米）和103km隧洞，至寧武縣頭馬營出水，然后經(jīng)汾河干流（長81.2km）進(jìn)入汾河水庫，再沿58.15km的聯(lián)接段埋涵和隧洞，重力輸送到呼延水廠，向太原市供水。
另外，每年的8、9月兩個(gè)月萬家寨水庫要降低庫水位進(jìn)行排沙不能取水。在此期間，北線靠大梁水庫、南線靠汾河水庫蓄存供水。
1.2 水量分配
引黃入晉工程的任務(wù)是向太原市、大同市和平朔區(qū)供水。
引黃入晉的總引水量為12億立方米/年（48m3/s=414.72萬m3/d），其中：北干線向平朔區(qū)和大同市供水5.6億m3/年（22.2 m3/s），先經(jīng)平朔分水后，給大同市的水量為2.8億m3/年（11 m3/s）；南干線向太原市供水6.4億m3/年（25.8 m3/s），考慮沿線的蒸發(fā)、滲漏等損失后，實(shí)際供水約為6.02m3/年（165萬m3/d），可使太原市2010年不缺水。
1.3 工程投資
1993年1月，國家計(jì)委按[1991]年物價(jià)水平，對萬家寨引黃工程總投資核定為53.7億元（動(dòng)態(tài)投資67.2億元），由水利部負(fù)擔(dān)6.59億元，山西省負(fù)擔(dān)7.59億元，內(nèi)蒙古自治區(qū)負(fù)擔(dān)6.59億元。送變電工程投資分?jǐn)偭碜h；引水工程投資29.2億元，由山西省向省內(nèi)外銷售煤炭加收的噸煤1元錢水資源費(fèi)中解決。
根據(jù)1992年3月國際工程咨詢公司對該項(xiàng)工程的評(píng)估指出：萬家寨水利樞紐需投資33.4億元（山西承擔(dān)12億元）；引黃入晉的總干線與北干線需投資33.7億元；引黃入晉的南干線引水部分需投資46.96億元。這樣，引黃入晉工程的引水部分（含水利樞紐，不包括向城市供水工程），山西省就需投資92.66億元。
另外，2002年8月，受山西省萬家寨引黃工程總公司的委托，由水利部天津和山西兩個(gè)勘測設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)，編制山西省萬家寨引黃入晉工程北干線可行性研究報(bào)告（北干線的初步設(shè)計(jì)已于1993年經(jīng)水規(guī)總院予審?fù)ㄟ^）。工程總工期4年，分兩期興建。其中一期投資估算（含全線自動(dòng)化）為34.436億元，二期投資估算為13.0579億元。
1.4 工程完成情況
國家計(jì)委1993年1月向國務(wù)院的請示文件中指出，該工程的總工期為8年，其中施工準(zhǔn)備為2年，施工期為6年。
1998年水利樞紐建成蓄水。2001年底引黃入晉的一期工程中總干線、南干線和南干聯(lián)接段全部貫通。2002年底黃河水源太原市城市給水工程建成并試通水，2003年10月底正式通水并網(wǎng)。 2 太原黃河供水工程 2.1 工程內(nèi)容
太原黃河供是引黃入晉工程的接受和轉(zhuǎn)輸環(huán)節(jié)。它包括從汾河水庫取水工程、輸水工程、凈水廠工程、配水管網(wǎng)改造工程以及加壓站等工程。即引黃水通過取水管道和隧洞，重力流至呼延水廠，經(jīng)過混凝沉淀、過濾、消毒處理后的凈化水，再靠重力送入城市配水管網(wǎng)。
2.2 工程規(guī)模
該給水工程的總規(guī)模為176萬m3/d，原擬分二期建設(shè)，一期100萬m3/d，二期76萬m3/d。其相應(yīng)投資估算為：靜態(tài)投資26.4億元（一期18億元，二期8.4億元）；動(dòng)態(tài)投資一期工程為22.25億元。原擬一期工程2000年完成，二期工程2004年后實(shí)施。其建設(shè)資金原為向日本貸款，后改為國內(nèi)貸款。
1998年該項(xiàng)目完成了可行性研究報(bào)告，上報(bào)國家立項(xiàng)時(shí)，國家批準(zhǔn)的近期建設(shè)規(guī)模為80萬m3/d，近期又分兩期建設(shè)，即首期建40萬m3/d。工程總造價(jià)23.07億元，其中水廠8.4億元，管線7.47億元。首期40萬m3/d工程于2001年完成土建，2002年底進(jìn)行了試通水。
2.3 凈水廠工程
呼延水廠位于太原市北郊汾河西岸的呼延村西南側(cè)，距太原市中心約30公里，是引黃入晉工程的重點(diǎn)配套工程項(xiàng)目。按近期規(guī)模80萬m3/d設(shè)計(jì)，占地27.26hm2（408.83畝）。第一部分工程費(fèi)用為7.61億元，工程動(dòng)態(tài)總投資23.55億元（包括配水和附屬工程）。
該水廠是太原市的第一個(gè)大型地面水處理廠，也是全國少有的大型地面水處理廠之一。該水廠以長距離輸送到汾河水庫的黃河水為水源，采用庫內(nèi)取水塔取水，再由管道和隧洞重力輸送至水廠經(jīng)凈化后利用重力輸送配至城市管網(wǎng)，使整個(gè)工程成為完全重力式的給水系統(tǒng)。
汾河水庫的水質(zhì)基本達(dá)到了《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—88）中的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中原水濁度為：正常時(shí)＜30NTU，洪汛時(shí)＜300 NTU，最高時(shí)＜1000 NTU。其出廠水水質(zhì)要求達(dá)到《城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》中的第一類水司要求，其出廠水的濁度≯1 NTU。
水廠采用的凈水工藝流程為：垂直軸機(jī)械混合——豎流式孔室絮凝——側(cè)向流斜板沉淀——雙層濾料帶表沖虹吸濾池過濾——氯胺消毒。并對濾池反沖洗廢水、絮凝池沉淀池排泥水進(jìn)行回收處理。
水廠內(nèi)設(shè)清水池2座，每座容積6萬m3（分兩格）?；炷齽┎捎靡簯B(tài)堿式氯化鋁。
水廠的總平面布置按功能不同，分為生產(chǎn)區(qū)和廠前區(qū)二大部分。生產(chǎn)區(qū)分兩期建設(shè)，即首期40萬m3/d，近期達(dá)80萬m3/d。征地按近期用地一次征用。為預(yù)防水源污染加劇影響出水水質(zhì)，在近期工程中預(yù)留了深度處理設(shè)施的平面位置和相應(yīng)所需水頭。
根據(jù)太原地區(qū)的氣候條件，為便于操作管理，將配水井置于車間內(nèi)，且與加藥間、加氯加氨間合成一幢建筑——輔助車間，近期共一座；將主體處理構(gòu)筑物——混凝沉淀池、濾池以及排泥、回收表沖廢水等系統(tǒng)，集中布置在凈水車間內(nèi)（174.6m╳165m），按近期規(guī)模80萬m3/d分建2座。
該水廠按工藝流程，由西向東，由高到低，將整個(gè)水廠分成輔助車間區(qū)、凈水車間區(qū)、清水池區(qū)及廠前區(qū)4個(gè)不同高程的臺(tái)地。
該水廠由中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，由邯鄲建工集團(tuán)、河北省安裝工程公司等施工單位共同施工，已于2002年底基本完工。
2.4 配水工程
在配水管網(wǎng)改造布置中，遵循充分利用原有管線及加壓站的原則，對供水區(qū)域進(jìn)行了重新劃分。
首期40萬m3/d時(shí)，全市大致分為蘭村水廠供水區(qū)，棗溝水廠供水區(qū)及市中心重力供水區(qū)三部分。其中市中心重力供水區(qū)由呼延水廠和蘭村水廠共同供給，其余兩區(qū)分別由蘭村水廠和棗溝水廠供給。
到近期80萬m3/d規(guī)模時(shí)，考慮到太原市東、西部地區(qū)地勢較高的情況，在首期配水管網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，增加了西部加壓站供水區(qū)域和東部加壓站供水區(qū)域。其中西部加壓站系利用原第五水廠并將其改造而成，水源仍為蘭村水廠；東部加壓站則為另外選址新建，水源為呼延水廠。
該項(xiàng)工程的配水管網(wǎng)設(shè)計(jì)口徑為DN300~DN2200，總長度約160公里，管材采用球墨鑄鐵管及鋼管。由太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院、天津市給排水研究設(shè)計(jì)院、太原市供水設(shè)計(jì)院等單位設(shè)計(jì)。經(jīng)招投標(biāo)后，由太原供水建設(shè)工程公司、武漢自來水工程公司、山西省工業(yè)設(shè)備安裝公司等單位進(jìn)行施工，已于2002年底完工。
萬家寨引黃入晉和引黃濟(jì)并給水工程，是解決山西省水資源緊缺和主要工業(yè)城市用水危機(jī)、維系山西省經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)發(fā)展的生命工程。它不僅可解決山西能源基地和城市生活用水，兼顧華北地區(qū)電力調(diào)峰的需要，同時(shí)還具有供水、發(fā)電、防洪、防凌等綜合效益。其工程規(guī)模大，科技含量高，施工難度大，管理任務(wù)重，是舉世罕見的橫跨黃河和海河兩大流域的大型引水工程，是一項(xiàng)“極具挑戰(zhàn)性的世界級(jí)工程”。 各輸水干線的建筑物設(shè)施 表1 | 干線名稱 | 起止點(diǎn) | 長度（km） | 流量（m3/s） | 隧洞（km） | 渡槽（km） | 埋涵（km） | 明渠（km） | 倒虹（km） | 泵站 | 水庫（座） | 注 | | 總干線 | 大壩取水口——下土寨分水閘 | 44.5 | 48 | 11條共41.93 | 4座共0.59 | | | | 3座總揚(yáng)程356m | 1 | 申同嘴水庫，調(diào)節(jié)總干一、二級(jí)泵站因萬家寨水庫水位變動(dòng)引起的不平衡流量，并由水庫防水閘控制均勻下泄，以保持下游所需引水流量。有效庫容14.7萬m3 | | 北干線 | 下土寨分水閘——趙家小村水庫 | 164 | 22.2 | 1條共44 | | 1段共50 | | 2座共69.7 | 1座總揚(yáng)程142m | 2 | 大梁水庫，調(diào)節(jié)北干線全年較均衡地向供水區(qū)供水，調(diào)節(jié)庫容9927萬m3。趙家小村水庫，在北干線末端，起用水調(diào)節(jié)、事故供水和攔阻泥沙作用。有效庫容520萬m3。 | | 南干線 | 下土寨分水閘——頭馬營 | 102 | 25.8 | 7條共97.43 | 3座共1.12 | 2段共1.36 | 1段0.47 | | 2座總揚(yáng)程280m | | | 南干聯(lián)結(jié)段 | 頭馬營——汾河水庫 | 81.2 | 25.8 | | | | 81.2 | | | | 此段為汾河天然河道輸水 | | 汾河水庫——呼延水廠 | 58.15 | 20.5 | 7條共21.64 | | 36.51 | | | | | 另有水庫進(jìn)水塔1座，取水隧洞1條，減壓閥3座，檢修閥室9座，消力池2座，排氣閥井67個(gè)，排水閥井40個(gè)，流量計(jì)井9個(gè)，檢查井36個(gè)。 | | 總計(jì) | | 449.85 | 48 | 205 | 1.71 | 87.87 | 81.67 | 69.7 | 6座 | 3 | | 參考文獻(xiàn) [1] 中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究院，水利部電力工業(yè)部天津勘測設(shè)計(jì)研究院，太原市自來水公司。黃河水源太原市城市給水工程可行性研究報(bào)告。1995年9月
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