地表水厂可行性研究报告.doc

前 言X市是X半岛上大连所辖的沿海城市，近年来，X市的经济和建设有了较大的发展，但是城市供水的水量和水质满足不了城市的需求，急待建设城市供水工程。同时，由于X市占有大连市的46（16.11亿m3）的地表水资源，所以从根本上解决X市供水问题，合理规划，及时开发X市地表水资源，对包括X市在内的“北方香港”-大连市的发展和建设是至关重要的。市领导高瞻远瞩在布署规划“大连市引英入连工程”的同时，指示各有关部门把“大连市X供水工程”列入日程。鉴于上述情况，X市自来水公司委托中国市政工程华北设计院进行了“大连市X供水工程”的设计，现阶段编制工程可行性研究报告。我院在市各有关部门的配合下，以城市总体规划为基础，以“X市X流域水资源论证报告”为依据，多次进行了现场踏勘调研，收集资料等工作，在征得各有关部门领导和部门意见后编制了文件，几经修改，于1998年8月完成了本工程可行性研究报告的编制工作。1. 概 述1.1 编制依据原则、范围1.1.1 编制依据1. X市自来水公司1997年4月编制的“大连市X外国政府贷款供水工程项目建议书”和报请审批文件。2. X市自来水公司1996年7月15日的“设计委托书”。3. 大连市规划设计研究院、X市城乡规划局1993年6月份编制的“X市城市总体规划修编说明”和“X市城市总体规划修编专项规划”。4. 大连市水利建筑设计院1992年1月编制“大连市X县朱隈水库除险加固工程初步设计”。5. 大连市环境科学研究所1993年12月编制“X市近期供水工程环境影响报告书”和X环保局的确认函件。6. 辽宁省水文总站沙里涂水文站1996年7月29日提供“沙里涂水文站水文资料统计计算成果”。7. 大连市水利局引英入连供水工程前期工作办公室1996年5月编制“大连市引英入连供水工程规划成果汇报提纲”、“大连市水资源供需预测”。8. 辽宁省水利水电勘测设计研究院、X市水利建筑设计院1997年6月编制“X市X流域水资源论证报告”。9. 请水报告批复文件。10. X卫生防疫站1996年编制的“X市市政水源监测结果报告”。11. 供电协议。12. 排水协议。13. X市人民政府1996年12月17日“关于新建X供水工程有关问题的意见”。14.X市政府1997年10月20日“关于大连市X供水工程总体方案选择的意见”。15.辽宁省水利水电勘测设计研究院、X市水利建筑设计室1997年11月编“X市城市供水工程水源供水方案分析”。16.X市水利局、X市朱隈水库管理局、X市水利建筑设计室1997年11月10日“关于大连市X供水工程水库取水方案减少发电量及其它项目赔偿的报告。1.1.2 编制原则1. 从实际情况出发，全面考虑城市发展水源条件，经济状况等因素，合理确定工程规模和建设计划，力求尽快地解决城市用水的供需矛盾。2 . 以城市总体规划为依据，结合大连市资源供需预测，合理利用本市水资源。工程总体方案的选择既要考虑投资少，成本低、效益显著，又要考虑总体布局合理、供水安全可靠、现有供水设施的充分利用，工程实施容易，便于分期、分步实施等因素。同时也要注意与大连市近远期引水工程的结合。3. 取水工程同当地水利部门及时配合，注意与现有水利设施的协调。4. 输水工程要充分利用现有水资源，要符合安全供水条件。5. 净水厂工艺力求适用、安全、可靠、管理方便，要注意适合北方冬季低温低浊的特点，确保出水水量和水质。积极采用新工艺、新技术、新设备、新材料，并注重节能、节水措施，以降低成本提高经济效益和社会效益。6. 配水工程要与总体配套，注意远近期的结合。7. 工程的自动化管理水平以提高管理水平，改善劳动环境，减少制水成本为目的，要稳妥可靠，适合国情。8. 按现行有关政策进行较完整的经济分析和评价。1.1.3 编制范围本可行性研究编制范围：工程范围内的取水、输水、净水、配水工程。1.2 城市概况1.2.1 城市性质和规模X市是X半岛大连市所辖的沿海城市。X市自然条件，地理条件优越，水资源、土地资源、矿产资源、劳动力资源丰富，城市经济和建设有一定的基础，发展潜力很大。城市性质为“以轻纺、机械工业为主、港口、商贸、旅游协调发展的地区中心城市”。X市总面积4034KM2，总人口88.41万人。1995年X市区面积17.6平方公里，人口14.2万人。X市拥有冶金、建材、食品、纺织、机械、轻工等门类齐全的工业，1992年末统计，工业企业148家，工业总产值70，876万元。其中轻纺、机械工业占主导地位。1.2.2 地理位置和自然条件1. 地理位置X市位于X半岛东侧中部(东径1225745，北纬394432），南濒黄海，东与东沟、岫岩两县接壤，西与普兰店以碧流河为界。距大连市180km，丹东167km。2. 地形地貌和水文X市属于低山丘陵地区、地势由北向南变低，北部低山重迭、中部丘陵起伏、南部沿海平原比较开阔。X市地处阴山构造带及新华夏第二隆起带交接复合部位。X河漫滩地带为冲洪积地层，表层为0.41.6m的亚砂土及中砂，其下游地段沉积有一层约1.5m厚的黄色中细砂，该层向上游逐渐减少。X阶地及山前地带的冲洪积，残积、坡积物、阶地层为0.62.6m的亚粘土，下部为中粗砂含卵石、黄色、松散、磨圆度好，卵石粒径为20100mm，厚度35m。埋藏在第四纪底部属前震旦系地层，岩性主要为角闪片麻岩，花岗片麻岩，风化较为强烈，风化带一般为1.51.38m。风化壳呈黄褐色，新鲜面呈银灰色。X市境内有X，英那河等9条较大河流，独立注入黄海，水资源比较丰富。3. 气 象X市地处欧亚东部温带、湿润季风气候区，气候温和、雨量充沛。季风明显，多为东北风，年平均气温8.8，极端最高温度36，极端最低温度26.6，年平均降雨量799.3mm，大部分集中在7、8月份。最大冻土深度94cm。最大冰冻厚度48cm。1.2.3 供水现状与存在的主要问题1. 供水现状X市给水工程建于1975年，唯一水源地位于市北6km平顶山拦河坝上游700m处X岸边。到1992年经3次挖潜改造，供水能力由0.4万m3/d增加到1.58万m3/d。1995年建成至今，供水能力3.5万m3/d。工艺流程如下： 加氯消毒 渗渠和管井集水井送水泵房输水管道高位水池配水管网其水源杨树房水源地有管井4座、大口井2座，渗渠DN600DN800共7条，总长1436m。送水泵房设置12sh6型离心泵1台，10sh6A型离心泵3台，高水位自灌启动，低水位真空泵启动。送水泵房至老高庙岭高位水池的输水管三条，DN300、DN500、DN700，长度均为3.25km的铸铁管线。老庙岭高位水池4座，总容积5000M3，池内底标高54.8m。高位水池至配水管网的配水干管四条，管径分别为DN200、DN300、DN400、DN700管各一条。配水管网DN200DN700管道分布于市区，总长度19.5km。2. 存在的主要问题(1) 供水量不足95年“近期供水工程”建成后，供水能力3.5万m3/d，供水的紧张局面虽然有所缓解，但是又面临着新的缺水问题。按96年供水现状，从X城区需水量预测看，供水量仍有缺口，预测结果：2000年供水量是6.55万m3/d，2010年供水量12万m3/d，如果不及时建设供水工程，势必要影响居民生活，限制工业发展，无法满足X市经济发展和社会发展的供水要求。(2) 供水水质不稳定目前，净水厂出水的水质不稳定，随着季节有变化，夏季汛期出水浊度高于3度，有时细菌指标超标，出水水质见附录。由于现有净水厂工艺简单，要净水厂常年出水满足GB574985生活饮用水卫生标准是不可能的。如果要在汛期使出水水浊度达标需要增加处理构筑物、增加工程。(3) 配水管网规模不够93年设计的“X近期供水工程”其水源地、净水厂、高位水池已建成，由于资金短缺，与之配套的配水管网要逐步实施，至今仍没到位，要使用户的用水量和水压达到要求，与供水能力相适应的配水管网要同步甚至超前建设。(4) 渗渠维护管理工作量大水源地渗渠的建设具有工艺简单，投资省、实施容易等特点，但常年运行，出水的水量、水质安全性不如地表水源水厂。由于渗渠位于翻板闸前河底，需要随时观察河底是否淤积、渗渠与检查井是否有损坏等，不如地面式取水构筑物维护管理方便。(5) 管井大口井因年久水量减少，基本不运行。1.3 工程建设的必要性和条件1.3.1 工程建设的必要性和紧迫性1X市目前城市供水来源全靠渗渠，渗渠只有三条，分别建于89年、91年、93年，渗渠的寿命一般只能使用五年，五年后渗渠出水量每年将下降10%，而现在89和91渗渠基本不渗水，只靠93渗渠渗一部分水，因此，今年出水量已不足3.5万m3/d，保证不了X市区工业和生活用水的需要。为了解决工业和生活用水急需，X市自来水公司在现有水厂内修建了长42m，宽35m，深6m的蓄水池，池底铺设三条渗水管，各长25m，通到集水井，以保证市区内日用水3.5万m3/d 的需要。这种解决办法只是临时的，其水质在洪水期间难以保证。通过渗渠多年使用实践证明，渗渠的出水水质及不稳定，水质随季节的变化而变化，特别在洪水期，水质的浊度超过了国家规定的饮用水标准，保证不了供水的安全性，要使水质常年达到（GB5749-85）国家规定的饮用水标准，必须建设地表水厂。2随着城市建设和经济的飞速发展，城市面积在不断扩大，平房变楼房，城区供水面积由93年的12.6平方公里，增加到95年的17.6平方公里，用水人口急剧增加，X市用水人口已由93年11万人增加到95年的14.2万人，人均综合用水指标要加大；因为X地表水资源丰富，占大连地表水资源的46%，大连市用水量大的工业企业有往X搬迁的计划，所以X市区现有3.5万m3/d供水能力远远满足不了X工业生产和人民生活的需要。3X市区配水管网的配水能力不足，旧管的质量差，经常出现管道漏水、破坏等现象，使用户叫苦连天，市政府面临很大的压力。4城市供水是社会进步、城市建设发展的控制因素。X市地表水资源丰富，面临的缺水是工程性缺水，X市供水工程的建设对合理规划、统一调度地表水资源、对提高人民生活水平、对改善城市投资环境，对于大连市工业企业向X市转移计划的实现，对促进大连全地区的建设都将产生很大的影响和作用。1.3.2 工程建设的条件大连市、X市各级领导对X市供水工程十分重视，工程资金来源正逐步落实，这是工程建设的先决条件。X市拥有工程建设所必须的人力、物力、施工力量和设备加工能力。市里施工力量比较强，有具备一定施工经验的省市建筑工程公司和市政工程公司。离X仅180KM的大连市有很强的材料设备加工能力，有钢筋混凝土制造厂、电气开关厂和可承担非标设备加工的机械制造厂。2. 需供水量预测与建设规模的确定2.1需供水量预测城市需供水量的预测方法较多，结合X市多年供水情况，和市区人口增长规划及工业发展规划等，拟按城市综合用水预测法和生活工业用水量预测法两种方法进行市区需供水量的预测。2.1.1 X市区供水的原始资料1. 城区多年供水状况X自来水公司提供了19911996年供水情况，经整理列表见表21市区供水统计表。19911996年X市区供水统计表表21年 份自来水公司售水（万m3/年）城区供水（万m3/年）工 业生 活大生活总售水自来水公司自备水源总供水1991200130110445511182.5693.51992230150120500547182.5729.51993240140110490558182.5740.51994260150120530635365100019954792842309931241365160619964932922371022127736516422. 市区人口根据X市城市总体规划，X市将逐步把市区周边乡镇纳入到城市供水范围之内，此外根据大连市总体规划，大连市一些用水量较大的工业企业有向X迁移的计划，考虑这两种因素X市用水人口和城市需水量应采用较高的增长率。根据X市计委和市规划设计研究院提供资料，X市城区规划人口和面积如下表。庄 河 市 城 区 人 口 和 面 积表2-2 年 份项 目199520002010人 口（万人）14.217.526.4面 积（km2）17.619.3824.6根据以上资料对市区人口进行预测，1995年市区用水人口14.2万人，1995年2010年人口自然增长率9.63，机械增长率33.07，总增长率42.70以此推算出各年份的市区供水人口见表24。3. 市区工业产值X市计委“关于城市工业发展规划”，1995年市区（不包括近郊乡镇）工业产值8.7亿元，到2000年市区工业产值要达到12亿元，年平均递增7，到2005年市区工业产值要达到18亿元，年平均递增8.4，到2010年市区工业产值要达到25亿元，年平均递增8。以此可推算出各年份的市区工业产值见表24。4. 1995年供水情况分析生活用水：市区用水人口 14.20万人 居民生活用水 284万m3/年 居民生活平均日用水 0.778万m3/d 居民生活平均日用水指标 55L/人d 大生活用水 230万m3/d 大生活平均日用水 0.63万m3/d 大生活平均日用水指标 44L/人d 综合生活用水平均日指标 99L/人d 居民生活用水大生活用水 10.8工业用水：市区工业产值 8.7亿元 市区工业用水 439365844万m3/年 市区工业平均日用水 2.312万m3/d 万元产值耗水指标 97m3/万元城市综合用水：平均供水量 1606万m3/年 平均日供水 4.4万m3/d 城市综合用水平均日指标 310L/人d管道漏失率：自来水公司供水 1241万m3/年 自来水公司售水 993万m3/d 管道漏失率 202.1.2 城市综合用水预测法 参考“城市生活用水定额研究报告”中关于城市综合用水标准的推荐数据：一区小型城市平均日170300L/人d，一区中型城市平均日190400L/人d，考虑X市的供水现状和发展，2000年前城市综合用水标准按310L/人d考虑，2000年后城市综合用水定额按年平均增长率3考虑，日变化系数按1.15考虑。以此推算X市市区需供水量见表23。X市市区需供水量预测表表23 年 份 项 目1995199820002003200520082010用水人口（万人）14.216.117.519.821.624.526.6城市综合用水指标(L/人d)310310310339360393417平均日供水量(万m3/d)4.4024.9915.4256.0127.7769.62911.092最高日供水量(万m3/d)5.0625.746.2397.7198.94211.07312.7562.1.3 生活、工业用水预测法1. 综合生活用水标准综合生活用水包括居民生活用水和大生活（市政公建）用水。参考城市生活用水定额研究课题组编写的“城市生活用水定额研究报告”中的综合生活用水指标推荐数据：110180L/人d，结合X市供水现状和发展，2000年综合生活用水指标按140L/人d，2000年前和后的平均增长率分别为2.2和7。2. 工业用水标准城市工业用水标准与产生结构和节水措施有关，考虑X市产业结构的现状以及今后几年的节水潜力有限的情况，确定X市市区工业耗水标准：1995年97m3/万元：2000年前和后平均递减5.2%和2.3。3. 工业生产主要用水大户根据X市工业发展规划，主要发展机电、化纤、电子、木业、塑料、水产品加工等行业。对现有的机床、电子、纺织、食品等行业将开发填补国内空白的新产品，这其中：化纤、水产品加工、食品等行业用水量较高，其余行业用水量较低，故工业耗水指标较适中。4. 需供水量的预测按上述用水指标预测出总用水量，根据GBJ1386“室外给排水设计规范”和当地供水状况，未预见水量及管道漏失量按最高日用水量的15考虑，以此计算出的市区需供水量见表24。综合上述两种方法所做需供水量的预测，其结果大致相同。2.2 工程建设规模与建设年限。2.2.1 市区供需水量的平衡。现有水厂目前可供水量3.5万m3/d，市区自备水源可供水量见表2-5。新建水厂工程规模10万m3/d，分两期实施，一期2000年，工程规模5万m3/d，现有水厂停产整建逐渐恢复供水能力，到2005年3.5万m3/d水厂再投入运行。至2008年自备水源供水能力增加到2.0万m3/d。新建水厂二期工程规模到10万m3/d，计划2010年建成，此时现有3.5万m3/d水厂废弃，市区供需水量平衡见表26。2.2.2 工程建设规模根据市区供需水量平衡，综合考虑水源供水能力、市里的财力物力，确定本工程的建设规模为10万m3/d。考虑净水厂的自用水量按建设规模的10考虑，X取水输水管道0.5km不计漏失，故净水厂、X取水输水管道、X取水泵站的设计流量为11万m3/d(1.273m3/s)；朱隈水库取水输水管道漏失按净水厂设计流量的3考虑，故水库输水管道和水库取水站的设计流量为11.33万m3/d(1.311m3/s)。参考城市供水现状，确定时变化系数K时1.6，送水泵房和配水干管的设计流量为6666.67m3/h(1.852m3/s)。20X市市区需供水量预测表表24项 目 年 份1995199820002003200520082010备 注综合生活用水城市用水人口(万人)11.0516.117.519.821.624.526.6综合生活用水标准(L/人d)1001221.40150156167175生活大生活11综合生活平均日用水量(万m3/d)1.421.9642.452.973.374.0924.655综合生活最高日用水量(万m3/d)1.7042.3572.943.5644.0444.915.586 K日1.2工业生产用水市区工业产值(万元/年)87，000106，579122，022155，427182，635230，068268，350工业耗水指标(m3/万元)97837570676360工业平均日用水量(万m3/d)2.3122.4242.5072.9813.3523.9714.411工业最高日用水量(万m3/d)2.5432.6662.7583.2793.6884.3684.852 K日1.1总用水量平均日用水量(万m3/d)3.7324.3884.9575.9516.7228.0639.066最高日用水量(万m3/d)4.2475.0235.6986.8437.7329.27810.438需供水量平均日需供水量(万m3/d)4.2925.0465.7016.8447.739.27210.426 管道漏失和未预见 水量为15最高日需供水量(万m3/d)4.8845.7766.5537.8698.89210.6712.004X市区自备水源统计表表25序号单 位 项 目日供水量(m3/d)备 注1 X外贸冷冻厂1000深 井 水2 X水产供销公司800深 井 水3 X香山冷库150深 井 水4 X肉联厂200深 井 水5 大连日丰冷库200深 井 水6 X供销冷库150深 井 水7 X啤酒厂600深 井 水8 大连棉织厂1500深 井 水9 其它小厂400深 井 水10 X化肥厂10000地表水目前只供5000m3/d合 计15000X市市区供需水量平衡表表26项 目 年 份1995199820002003200520082010需供水量 平均日(万m3/d)4.2925.0465.7016.8447.739.27210.426 最高日(万m3/d)4.8845.7766.5537.8698.89210.6712.004可供水量 现有水厂(万m3/d)3.503.5002.003.503.500 自备水源(万m3/d)1.001.001.501.501.502.002.00 新建水厂(万m3/d)5.005.005.005.0010.00 可供水量(万m3/d)4.504.506.508.5010.0010.5012.002.2.3 建设年限根据供需水量平衡和工程建设资金的落实情况，工程分两期建设，一期工程建设规模为5万m3/d，建设年限为1997年2000年初，二期建设规模到10万m3/d，目标年限2010年，解决二期建成之前供水量不足的主要措施：改造老水厂，挖掘自备水源的潜力提高出水量，加强节水力度等。3. 城市水资源与工程水源3.1 地下水资源X市地下水天然资源4.68亿m3，按其构造有：风化裂隙水，主要为石英岩，粉砂岩、页岩等，单井产水量2470m3/d，泉水自流1024m3/d岩溶裂隙水，单井涌水量50m3/d；孔隙潜水，分布在河谷平原，砂砾岩水层厚15m，单井水量8001000m3/d。地下水水质好，但是，由于含水层分布不集中，单井产水量不高，且河口地带海水入侵，所以，不适宜做集中开采的城市大型水源地。3.2 地表水资源X地表水资源总量16.1亿m3，境内有9条较大河流，由北向南分成九个较大流域。河流水库位置见图31。本市最大河流英那河发源于岫岩县老北沟、流经岫岩、X的8个乡镇，于大沙岭西南哨流入黄海，河道全长94km，流域面积914km2，多年平均径流量4.42亿m3，一般年流量400700m3/s。穿越城市市区的X发源于X市蓉花山镇猴石岭，流经5个乡镇，于观驾山乡龙王庙屯注入黄海，全长56.5km，流域面积618km2，年径流量2.68亿m3，年径流量2.68亿m3，一般年流量300500m3/s。在英那河、X、湖里河三条主要河流上游分别建成了英那河、朱隈、 转角楼三座大中型水库。其中朱隈水库库容1.15亿m3，转角楼水库最大蓄水量1.37亿m3。3.3 工程水源由于湖里河离市里较远，不宜做本供水工程的水源地，英那河规划为2000年后大连市供水的新水源，“引英入连”工程前期工作正在进行，而X及上游朱隈水库做为“大连市X供水工程”的水源地，既符合大连市水源规划的全局安排，对X市本身工程的建设也是合理的，最可行的。3.3.1 庄 河辽宁省水文总站沙里涂水文站配合本工程提供了X沙里涂观测点水文资料统计计算成果。X的洪水流量频率1时为2000m3/s；枯水流量保证率90时为0.035m3/s；平水期流量6.1m3/s。典型年流量月分配见表3-1。X典型年流量月分配表表31月 份12345678891112流量(m3/s)0.510.761.391.764.318.0323.027.48.903.121.810.99百分率()0.620.931.702.045.269.8028.0933.4610.893.812.211.21X的洪水位，频率1时12.65m，2时12.30m，5时11.80m；洪水期平均水位10.30m。X的枯水位，保证率95时7.87m；90时7.92m，河底标高7.70m。河水含砂量：洪水期s1kg/m3，春讯期s0.05kg/m3，平均sa0.46kg/m3。河水浊度最大2200mg/L，平均25mg/L。其河势，多年来河流主河槽稳定不变，深水部分位于左岸。上述水文资料，X流量季节性变化大，其典型年月流量与净水厂取水量比较见表32。如果净水厂从X取水，流量低满足不了取水量的月 份，需朱隈水库向X河道放水，以满足取水量的要求。X典型年月分配流量与取水量一览表 表32 月 份 项 目123456789101112备 注典型年月分配流量(m3/s)0.510.761.391.764.318.0323.027.48.903.121.810.99现有水厂取水量(m3/s)0.4051新建水厂一期取水量(m3/s)0.63661月份流量不满足新建水厂一期与现有水厂取水量(m3/s)1.04171、2、12月份流量不满足新建水厂二期取水量(m3/s)1.27311、2、12月份流量不满足由于90保证率的枯水水深仅为0.22m，要满足取水位条件需采取设拦河坝抬高水位及朱隈水库放水保持水位等措施。3.3.2 朱隈水库朱隈水库位于X镇西北部30km处，X上游西支流上，1958年建成，1992年进行了除险加固，形成了目前较完整的水库枢纽工程。该水库主要技术指标如表33。 朱隈水库主要工程技术指标 表33项 目指 标项 目指 标 所在河流名称X西支流防洪限制水位42.94m 控制流域面积260.1km防限水位库容11000万m3 调节性能多年调节死 水 位31.45m 设计洪水标准1死 库 容371万m3 设计洪水位44.31m调节系数0.88 校核洪水标准0.05%调节水量8022.2万m3 校核洪水位45.86m兴利库容11181.7万m3 正常高水位43.26m一号输水洞断面1.51.5m2 正常库容11537.4万m3进口底标高31.45m该水库用水除农灌外，有向城区供水的规划，1982年“朱隈水库改造规划设计中”明确除有121，681亩灌溉面积外，增加了向X供水的内容，水库通过X河道向净水厂补水，11月至6月补水量760万m3/年。该水库做为本工程的水源，直接从水库取水，在95保证率情况下，取水量为1.331m3/s(11.33m3/d)，3596万m3/年。为充分合理地利用X流域的水资源，建设单位委托辽宁省水利水电勘测设计研究院、X市水利建筑设计室于1997年6月编制了“X市X流域水资源论证报告”，其结论为：1. X平顶山闸前取水：2000年日供水5万m3/d，对其它工农业用水无影响；2010年在保证率P96.8时；可保证供水3650万m3/年(10万m3/d)，利用蓉花山、朱隈水库平顶闸区间水2332.8万m3，朱隈水库补偿供水1317.8万m3。2. 直接从朱隈水库取水：在保证率P96.8时，供水3650万m3/年将影响水库的农业供水量，农业保证率77的情况下，将削减农业用水量1278.4万m3/d，按灌溉定额899m3/亩计算，将减少灌溉面积1.4万亩。X的水质，朱隈水库的水质详见X市卫生防疫站编制的“X市市政水源监测结果报告。”表34、表35为X卫生防疫站的“水质检验结果报告书”，其水质均达到了GB383888“地表水环境质量标准”二类。鉴于上述论述，X和朱隈水库做为本工程的水源，在满足保证率的情况下，其水量、水位、水质均可以保证要求的。4. 工程方案论证4.1 取水方案根据工程水源分析，X和上游的朱隈水库均可做为本工程的水源。4.1.1 X取水方案1取水位置选择从沙里涂水文站提供的X水文资料看，X的取水条件较差。从朱隈水库至杨树房一段，多处漫滩，水深浅。基于X市自来水公司多年的调查结果，通过现场踏勘资料收集，在X右岸选择两处取水位置进行比较，即：杨树房和良种场。杨树房取水建在X平顶山翻水闸上200100m处，离净水厂大约500m。良种场取水点在杨树房取水点上游3km处，在良种场附近的山脚下。两处优缺点见下表。取 水 点 比 较 表表41 地点项目杨 树 房良 种 场有利条件1.位置离净水厂近，便于集中管理。2.现有平顶山拦河闸，抬高水位无需建闸。3.协调工作量少，实施容易。4.有拦河闸的水文及地质资料做参考。1.河道顶冲点下游，河道窄，主流明显，取水条件较好。2.和输水管道中间提升泵站兼顾考虑时比较有利。不利条件1.取水位置在老厂渗渠和拦河闸之间的200m范围内，离拦河面较近，平时有淤积可能，汛期可能受冲击。2.离渗源较近，可能互受干扰。1.离净水厂3km，增加3km输水管和供电外线。管理不如杨树房处方便。2.需建拦河坝，而其下游又是老水源地，建坝的协调量大。3.原始资料少，实施难度大。从表中所见，把取水地点设在杨树房有利条件多些，故X取水方案拟将取水泵站建在杨树房。2. 取水型式1990年建设的平顶山翻水闸，可拦河蓄水，抬高水位，改善取水条件。自动翻板闸的主要技术参数如下：闸 高 1.8m坝底标高 7.8m(黄海高程)翻板时水位标高 9.7m 上游可蓄水 78万m3设计标准 20年一遇河床标高 8.1m河堤标高 11.10m从上述资料看，翻板时水深1.9m，X冬季冰冻层0.4m0.5m。如果通过朱隈水库放水满足取水量和取水位要求，则结冰时，河床处水深仅1.3m，设计取水水位仍较低。从1996年11月辽宁省大连水文勘测大队测绘的平顶山翻水闸上游70m、100m、130m三处河床横断面看，河岸坡度平缓，河床横断面看，河岸坡度平缓，河床离岸边50m左右。河水含砂量汛期平均1kg/m3，最高4.5kg/m3，且取水点离渗渠较近，取水也有挟砂可能，故要考虑沉砂因素。按上述取水条件选择合适的取水构筑物形式对本工程至关重要。由于水深浅，采用河床式合建取水构筑物不合适，河床平缓，采用岸边式合建取水构筑物也不合适。采用河床式分建取水构筑物是合适的，即从河床取水，在岸边设置集水井和泵房，主要工程内容如下：在翻水闸前100150m处设置垂直于河堤的宽B10m的引水渠，河道内渠底标高7.8m，长约50m，铺石护砌，河道外渠道与平流沉砂池相联，渠底标高低于河内渠底标高1.00m，堤外渠顶标高11.00m。此种取水方式解决了闸前水深浅，冬季结冰后水位无保证不易取水的难题，取水率和取水安全性提高了。可是，由于取水部位在闸前，平时运转时，渠道有沉砂，需要定期清理。3. 取水泵站的设计取水泵站设在杨树房附近的X现有的平顶山翻山闸前100m处。采用垂直于河堤的宽B=10m的引水渠道引水，引水渠与沉砂池相连，渠上设闸。取水泵站构建筑物按11万m3/d规模设计，设计按一期5.5万m3/d规模安装。包括：平流沉砂池1座、双格、尺寸210.54.7m2；沉砂池一侧设置潜水泵泵房，包括前池尺寸为：8305.2m3，选用潜水泵3台（2用1备）。一期安装2台（1用1备），单台流量Q=640L/S，扬程H=16.5m。电机功率N=165-180KW。另有配电间和辅属用房128 m2。占地0.4818公顷。杨树房取水泵站的设计详见附图2“杨树房取水泵站平面布置图”和附图3“杨树房取水泵站取水头部平、剖面图”。4.1.2 朱隈水库取水方案1. 取水方式选择从朱隈水库取水，根据现场踏勘，调研和资料收集的情况，按11.33万m3/d建设规模，考虑了三个取水方案。方案一：坝上直接设洞取水在水库主坝适当位置开设专门为城市供水的1400，长50m的输水洞，洞底标高低于死水位，洞上设置放水闸，输水洞与闸室均采用钢筋混凝土结构。专用输水洞末端接DN1000钢管进取水站。此方案在水库主坝上开洞，对水库结构有影响，实施方案很难得到水利部门批准，实施困难，同时施工难度大，工程费用高，但此方案一旦实现，使城市取水同农灌、发电分开，互不影响，对城市供水有利。方案二：1输水洞取水重力输水在1输水洞(1.51.5m2)闸室后4050m处接D14209钢管约35m，再接DN1000两根钢管进取水站。经过水力计算在一、二期取水规模分别为5.67万m3/d河11.33万m3/d时，一、二期各上一根DN1000输水管，可采用重力方式将水输送至杨树房净水厂。此方案，实施起来难度小些，对坝体结构无影响，容易得到水利部门的批准，重力输水节省能源，但是1输水洞断面1.51.5m2同时给农灌和城市供水输水，断面小些。在总体方案选择和水库利用调节上，尽量避免取水最低水位(32.95m)时同时给农业供水。方案三：1输水洞取水加压输水此方案仍为输水洞引水方案，在水库取水站位置上设置水库取水泵站，泵站规模一期5万m3/d，二期到10万m3/d。泵房土建按二期规模建设，设备按一期规模安装，离心泵3台（2用1备），一期2台（1用1备）单台流量Q654L/S，扬程H20m，电机功率N180KW。泵站占地0.4公顷。此方案除具有方案二的优点及缺点外，由于采用加压输水，输水线路选择比较灵活，同时可以考虑将净水厂建在较高位置，提高防洪标准。但本方案也存在投资高、管理内容多和运行费用高的缺点。方案四：发电站后水池取水水库发电站位于1输水洞闸后100m，有160KW水电机组3台(2用1备)，用于季节性农灌放水和水库弃水时发电用。发电后水池水位约25.5m，比水库取水最低水位低7.45m。此方案在水池适当位置设DN1000钢管引水进取水站，DN1000钢管始端设升降式闸门。此方案取水工程本身比较简单易行。但是，由于输水的水位降低7.45m，使原本可以全线重力流输水的输水管线要设置中间提升泵站。此泵站提升泵房需设置水泵3台(2用1备)，配130KW电机。并要设置配电间，附属房间，要有供电外线。要征地、要增加工程量、投资和管理内容。另外，前面利用水头发电，后面增加水头耗电，两次机组损耗，从能源利用上看也是得不偿失的。但是从另一方面讲，本方案也具有输水线路和净水厂位置选择灵活，可以提高防洪标准的优点。取 水 方 式 比 较 表 表42方 案取水方式主要优点主要缺点方 案 一水库主坝设洞取水1.直接开洞取水，不受其它因素干扰，取水条件好。2.充分利用水库水头，可采用重力输水，节省能耗。1.对主坝结构有影响。2.实施难度大。3.工程投资高。方 案 二水库1输水洞取水（重力输水）1.水库取水经常采用的取水方式，实施较容易。2.充分利用水库水头，可采用重力输水，节省能耗。1.需要同农灌、发电协调用水。方 案 三水库1输水洞取水（加压输水）1.水库取水经常采用的取水方式，实施较容易。2. 输水线路和净水厂位置选择灵活，可以提高防洪标准。1.需要同农灌、发电协调用水。2.工程投资高。3.管理内容多，运行费用高。方 案 四发电站后水池取水1.取水方式简单。2. 输水线路和净水厂位置选择灵活，可以提高防洪标准。1.取水最低水位降低，需设置提升泵房，增加投资和管理内容，运行费用高。2.需与水库及电站协调放水，水质水量保证率稍差。4.2 净水厂方案4.2.1 净水厂厂址选择净水厂厂址的确定影响因素较多，既受工程总体方案的控制又约束本总体方案。故净水厂厂址与总体方案同时考虑。本工程净水厂厂址选择了以下三处进行比较：第一处厂址，杨树房水源地东侧在平顶山拦河坝翻水闸上游600m的X右岸，与原5万m3/d水厂建于一处。该位置地势平坦，工艺流程布置易平顺，污泥不需处理排泥方便，与老厂合建，公用辅属用房，既省地，省投资，又利于集中管理；地处城市规划的工业区一侧，接近用水大户，对配水有利；目前已征得一部分用地，再征地比较容易。缺点是处于河边低地势，河堤防洪标准二十年一遇，故厂址受洪水影响；在设计中要有合适的防洪措施。第二处厂址，徐岭附近山坡上。地处高地势，不受洪水层威胁，但距现有水厂有一定距离，运行调度不如第一处厂址，排水排泥条件较差，需要较高的进厂水位，同时存在拆迁赔偿问题。第三处厂址，市区东北部丹普公路东南侧一块低平地。该位置地势平坦开阔，易于净水厂总图布置，但排泥、排水条件及与原配水的协调不如第一处厂址。4.2.2 出水水质、水质要求 出水水质要求达到GB574988生活饮用水卫生标准。出水水质要求满足城市控制点六层楼用水压力，即控制点自由水头28m水柱(0.28MPa)。4.2.3 净水工艺流程的选择根据原水水质特点大连地区的水厂运行经验，净水采用常规处理工艺，针对X首次建设地表水厂、运输经验欠缺，一期用地早已征完且面积有限的实际情况，选择运输平稳，安全可靠，运输管理方便，且易于紧凑布置的方案。常规净水工艺流程选择主要做混凝、沉淀过滤的池型的方案比较。1. 反应池方案比较在较多的池型中选用了两种适于本工程的栅条反应池和机械反应池进行比较。栅条反应池是国内八十年代开发出的一种高效絮凝池，目前在很多给水厂运行，由于使用效果好，运输管理方便，具有占地面积小、能量利用率高，水头损失小。对原水水质变化有一定适应性等特点，成为常采用的池型。机械反应池的主要特点是对原水的水量水质变化适应性强，水头损失小，如果采用无级变速传动装置更易使反应达到最佳状态。这是一种在国外采用较多的池型。由于机械反应需要机械装置，有一定维修工作量。本工程按一期设计流量Q0.6365m3/s进行方案比较，见下表：反 应 池 方 案 比 较 表表43 类 型项 目栅条反应池机械反应池 基本参数 与主要尺寸1.停留时间t17分钟 竖井流速V0.12m/s2. 2组 每组12.47.25.3m1.停留时间t20分钟2. 垂直轴式2组，每组4格 单格4.64.6 4.0m投资估算(万元)2426 主要优点1.新型高效、占地少、投资省2.无机械设备、维护管理方便1.对原水水量水质变化有很强的适应性 2.水头损失小主要缺点1.对原水水量水质变化的适应性不如机械反应池1.有机械设备，增加维修工作量2.安装和管理不如栅条反应池方便考虑原水水质水量的变化，本工程拟采用机械反应池。2. 沉淀池方案比较大连地区经常采用的沉淀池是平流沉淀池和斜管沉淀池。平流沉淀池是给水处理中广泛采用的池型。主要特点运转平稳，管理方便，常配有机械排泥设备，以求好的排泥效果。因占地面积大，池体置于露天，在北方冬季有结冰问题。由于结冰期机械不排泥，解冻后进行人工排泥比较麻烦。斜管沉淀池在国内从60年代开始广泛采用，有沉淀效率高、占地面积小的显著特点，尤其北方，因占地面积小，常将池体置于室内，改善了冬季的