“南水”来了一年多，供水安全么？
日期：2016-05-25
工程概况
南水北调中线一期工程多年平均调水量为95亿m3，75%保证率调水量为90亿m3，95%保证率调水量仅为62亿m3。南水北调中线工程输水总干渠全长1 432 km，其中从南阳淅川陶岔渠首至北京团城湖总干渠1 277 km，天津干线155 km，中线工程路线示意如图 1所示。
中线工程输水线路长，采取明渠输水，水深较浅，受阳光直射作用，有利于藻类繁殖。2014年4～9月中线工程出现硅藻大量繁殖、密度沿线增加的问题，导致水中臭和味明显，堵塞水厂滤池，对水厂正常运行造成很大影响；中线工程多年平均、枯水年和特枯年份输水水量差别较大，特枯年份年内来水过程不均匀，部分月份甚至断水，需要调蓄工程供水或多水源联合供水方式应对。
中线输水水质特征
水质总体情况
2015年北方某城市水厂接纳“南水”主要水质指标见表1。
水质风险状况
南水北调中线来水水质具有两个明显的特殊水质时期：高温高藻期和低温低浊期。2015年4月和7月对南水北调中线沿程进行了水中藻类调查，结果如图2和图 3所示。
南水北调中线由南往北藻类数量沿程增加，4月份优势藻种以绿藻和硅藻为主，且硅藻沿程增势显著，成为主要优势藻种；7月份优势藻种主要为绿藻、硅藻和蓝藻，其中蓝藻呈现出沿程增加的趋势。藻类的大量繁殖会影响水厂工艺的处理效能，往往造成滤池堵塞，缩短滤池反冲洗周期，导致产水率下降；同时，在夏季高水温情况下，容易导致管网“黄水”。
此外，中线输水还存在一些其他风险问题。例如，丹江口水库中存在沼蛤，其卵繁殖期1~2周，幼虫浮游生活，冬、夏季库区大量出现，多时达到5个/L，成虫依靠足丝附于坚硬基质上生长，集群后常会堵塞输水管道，且该生物对北方温度有耐受性，存在沿中线输水工程“北上”的风险；由于明渠输水流速较低，水中泥砂等颗粒物，沿程沉积形成渠池底泥，如不及时清理，容易造成水生植物和底栖藻附着藻等生长繁殖，造成输水管渠、水处理构筑物堵塞，以及增加藻类产臭风险。
中线输水水量特征
中线工程来水过程线
以中线一期工程河北省来水分配水量为例，分析中线工程供水水量特征发现：中线来水年际调水量不均；来水过程年内分配比较均匀，但在来水保证率80％以上的枯水年份，大都有1~3个月来水量很小或无水。
受水省市供用水特征
南水北调中线受水区涉及北京、天津、河北、河南两市两省，共计143个受水单元（城市、县城）。图4给出了2001~2010年中线受水区城镇用水量变化情况。
由图4可知，近些年中线受水区城镇用水总量缓慢增长，年均增幅9‰，其中生产用水量逐年呈下降趋势，生活用水量逐年增长。对比受水区城镇现阶段用水量和中线一期工程规划调水量，不难看出规划调水量远大于现阶段城镇用水量，也就是说现阶段城镇供水难以完全消纳规划调水量。
以中线工程河北受水区某城市水源优化配置为例，设置3个水平年：现状水平年（2015年）、近期水平年（2020年）和远期水平年（2030年）；设置3种“南水”来水情景：多年平均来水（平水年）、75%保证率来水（一般枯水年）和90%保证率来水（特枯年）。出于偏安全考虑，“南水”枯水年时未考虑本地来水丰平枯不同情景，本地来水均按照多年平均来水情景计算。结合不同规划水平年的需水及不同保证率南水组合，考虑城市地下水压采目标，共设置9种情景，主要配置结果如下：
（1）南水北调通水后，城市供水保证率整体提高，“南水”将逐步置换本地供水水源，成为城市主水源，在平水年城市基本不缺水；在枯水年和特枯年，“南水”来水量减少，在特枯年的特枯月（1～4月）出现较大缺水，需增加本地地表水和地下水供水量，作为枯水年份城市供水水源应急补充。
（2）南水北调中线工程供水能力富裕，在平水年、枯水年和特枯年，城市实际接纳水量仅占规划分配水量的30%左右，南水北调中线工程供水能力存在较大富余。受水区城市供水应对建议
针对南水北调中线工程输水水质和水量特征及存在的安全风险，为做好城市供水安全保障工作，建议受水区城市采取以下措施：
（1）在中线干渠主要分水口门设置格栅，拦截水草、鱼类、冰凌、杂物等进入原水管涵；设置预氯化设施，在高藻期向原水中适量投加氯，有利于控制水中藻类或水生生物的生长，但当优势藻为产臭藻时要慎重，防止过量加氯导致细胞内臭味物质大量释放；必要时也可设置粉末活性炭投加设施，在高藻期通过向水中投加粉末活性炭控制水中臭味物质和消毒副产物。
（2）城市水厂一般应具备预氧化条件，如设置预氯化或预臭氧（水厂工艺为臭氧活性炭时）设施，以强化对水中藻类的去除；还应具备两种混凝剂或助凝剂的投加条件，如具备三氯化铁和聚氯化铝两种混凝剂分别投加的条件，以提高高温、低温时混凝沉淀效果，避免因单种混凝剂过量投加造成的残余混凝剂（铝或铁）超标的问题。
（3）常规水处理工艺可以有效应对中线正常水质时期来水；但对于中线来水特殊水质时期，需要采取预处理（预氧化、吸附）、强化混凝、强化过滤等措施；当条件具备时，水厂可采用臭氧活性炭深度处理工艺，提高对高藻期水中臭味物质和消毒副产物的去除。
（4）在没有调蓄工程情况下，水厂应设置厂前调蓄池，调蓄规模应根据应急情况下城市应急供水需要的反应时间计算确定，同时考虑一定的安全余量。为控制藻类繁殖，厂前调蓄池应考虑控藻措施。
（5）南水北调中线工程通水后，实施地下水限采，城市地下水严禁超采，对于条件较好的深井“封而不弃”，进行有序封存和保护，深层地下水补给路径远、速度慢，开采后的恢复难度大，不作为主力水源，仅作为城市应急水源。为了保证紧急时期应急水源可以及时安全启用，建议应急水源供水设施处于“热备”状态。
（6）根据城市本地供水水源情况和城市用水需求状况，充分考虑“南水”和本地水的丰枯互补能力，经研究和充分论证后，在确有必要的情况下，适时推进调蓄工程建设，提高枯水年份城市供水保证率。
（7）在优先保障城市生活和设区市、省级重点工业区等重要目标用水要求的前提下，要充分利用南水北调工程的输水能力，特别要充分利用“南水”低保证率时的丰沛来水，采取优惠政策，利用分水口门、退水口门向天然河湖水面补水，涵养地下水源，改善生态环境，最大限度地发挥南水北调工程的社会效益、生态环境效益。
来源：给水排水
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