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(xiàn)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(nèi)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(lián)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(shù)量沿程增加，4月份優(yōu)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(yōu)勢藻種；7月份優(yōu)勢藻種主要為綠藻、硅藻和藍藻，其中藍藻呈現(xiàn)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(chǎn)水率下降；同時，在夏季高水溫情況下，容易導致管網(wǎng)“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(qū)大量出現(xiàn)，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(chǎn)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(fā)現(xiàn)：中線來水年際調水量不均；來水過程年內(nèi)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(qū)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(qū)城鎮(zhèn)用水量變化情況。
由圖4可知，近些年中線受水區(qū)城鎮(zhèn)用水總量緩慢增長，年均增幅9‰，其中生產(chǎn)用水量逐年呈下降趨勢，生活用水量逐年增長。對比受水區(qū)城鎮(zhèn)現(xiàn)階段用水量和中線一期工程規(guī)劃調水量，不難看出規(guī)劃調水量遠大于現(xiàn)階段城鎮(zhèn)用水量，也就是說現(xiàn)階段城鎮(zhèn)供水難以完全消納規(guī)劃調水量。
以中線工程河北受水區(qū)某城市水源優(yōu)化配置為例，設置3個水平年：現(xiàn)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(guī)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(xiàn)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(guī)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(qū)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(qū)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(yōu)勢藻為產(chǎn)臭藻時要慎重，防止過量加氯導致細胞內(nèi)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(chǎn)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(guī)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(chǎn)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(guī)模應根據(jù)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(tài)。
（6）根據(jù)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(jīng)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(yōu)先保障城市生活和設區(qū)市、省級重點工業(yè)區(qū)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(yōu)惠政策，利用分水口門、退水口門向天然河湖水面補水，涵養(yǎng)地下水源，改善生態(tài)環(huán)境，最大限度地發(fā)揮南水北調工程的社會效益、生態(tài)環(huán)境效益。
來源：給水排水
上一條
