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高扬程提水工程的主要供水成本包括耗电成本和制水成本,其中,电费所占比例高达50%以上[1]。同时,为了确保居民生活用水安全,水处理费也是不可或缺的一项投入。因此,优化设计提水方案、供水和水处理工艺,对于节约高扬程提水工程成本,提高水资源利用效率具有重要的生态环境意义和社会经济意义[2,3]。本文在分析贵州某高扬程提水工程地质条件的基础上,根据提水工程设计原则,针对当地汛期较长、水源水质较好的特点,提出了三种高扬程提水工程方案,经过分析和对比,选择了具有便利性、灵活性和适应性的工程方案。

2高扬程提水工程方案设计

2.1设计原则。根据区域工程地质条件,结合工程设计经验,提出高扬程提水工程设计的基本原则:(1)应尽量选取水量充足、水质优良的供水水源,取水保证率要求达到95%以上;(2)应依托地形地质条件,力求实现自流供水的供水方式;(3)泵站梯级不宜过多,节约工程成本,提高水资源利用率;(4)泵站宜建在地形开阔、岸坡适宜的地点,应避开断裂构造带等不良地基。2.2高扬程提水工程方案设计。2.2.1设计取水保证率。水电站水库设计死水位1173m高程,工程取水位1173m高程,水泵安装高程与死水位齐平,因此,取水保证率达95%以上,满足要求。岩溶泉水实测资料显示,汛期平均流量0.04m3/s,平均小时流量144m3/h,平均日流量3456m3/h,取水保证率达98%。汛期如果岩溶泉水流量低于0.04m3/s,则从水电站水库提水,全年综合保证率不低于95%,满足要求。2.2.2工程方案设计。根据高扬程提水工程设计的基本原则,提水工程选用集中式供水方式。从水电站水库取水后采用两级提水方式提水至水处理厂,经处理后进入高位清水池,再由供水管连接供水主管网。考虑水处理厂布置位置的差异,设计了三种工程方案:方案一在高位清水池处设置水处理厂;方案二在二级泵站处设置水处理厂;方案三分别在二级泵站、高位清水池处设置水处理厂。方案一:由取水泵站从水库提水抽至二级泵站,再将水抽至高位水处理厂,经处理后进入高位清水池进行供水;方案二:由取水泵站从水库提水抽至二级泵站,经水处理厂处理后进入清水池,再将清水池的水抽至高位清水池进行供水;方案三:枯期由取水泵站从水库提水抽至二级泵站,经水处理厂处理后进入清水池,对低于二级泵站的乡村进行供水,高于二级泵站的乡村需要再将清水池的水抽到高位水池进行供水;汛期不考虑水电站水库取水,仅抽取岩溶泉水,经高位水处理厂处理后进入高位清水池进行供水。2.2.3工程方案比选。上述三种方案都能满足供水要求,方案都可行。对比方案一与方案二,前者取水建筑物布局简单,方便施工与管理,可有效降低运行成本,高位水处理厂距高位清水池较近,而后者水处理厂距高位清水池较远,在输水过程中存在二次污染的隐患,且需在水处理厂处另设清水池。从经济和安全的角度分析,方案一比方案二更适合拟建工程。然而,方案三考虑到高位清水池附近有一岩溶泉水,汛期流量大,不需要从水库提水便可满足拟建工程范围内的供水需求总量,汛期岩溶泉水经处理后即可进行自流供水。因此,综合分析三种方案,方案三更具便利性、灵活性和适应性,更适合拟建工程。2.3供水工程工艺设计。本工程供水水源包括水电站水库和岩溶泉水两种水源。2.3.1水电站水库供水工艺。从取水点至清水池高差412m,取水采用两级提水方式,设计提水扬程531m。主要建筑物:取水泵房、二级泵站、水处理厂、输水管线。主要供水工艺:取水泵房在水电站水库取水后,经加压由扬水管道提至二级泵站,再加压由扬水管道提至水处理厂调节池,而后进入水处理厂净化器,经处理进入高位清水池,由高位清水池供水管连接乡村供水主管网,再通过已形成的乡村供水管网和支管进入各家各户进行供水。水电站水库供水流程如图1所示。2.3.2岩溶泉水供水流程。取水点高程1680m,高位清水池高程1585m,从取水点至高位清水池高差95m,取水和供水均采用自流方式。主要建筑物:集水坝、输水管线。主要供水工艺:在岩溶泉水出口设置集水坝,由输水管道自流引至水处理厂调节池,而后进入水处理厂净化器,经净化处理后进入高位清水池,由高位清水池供水管连接乡村供水主管网,再通过已形成的乡村供水管网、支管进入各家各户进行供水,供水流程如图2所示。

3工程综合效益分析

本高扬程提水工程的兴建,首先,能有效解决当地因地下水位低、地表水源少而导致的居民饮水困难问题,缓解乡村水资源供需矛盾,满足居民生活用水需求,具有突出的社会效益。其次,尽管高扬程提水工程成本较高,但能从根本上改善农业生产用水条件,加快困难群众脱贫致富步伐,促进乡村经济发展,具有长远的经济效益。第三,高扬程提水工程的兴建,有利于实现区域水资源的科学合理配置,提高水资源利用效率,改善水环境质量,具有不可忽视的环境效益。

4结论

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