左權(quán)電廠供水方案及風險分析

常 眾

（山西省水資源研究所，山西 太原 030001）

1 項目取水水源

經(jīng)過對電廠取用水合理性分析，核定本項目取水量為420 m3/h，年取水量294.53萬m3，其中：生產(chǎn)取水量417 m3/h，按機組年運行7 000 h計，年取水量為291.90萬m3；廠區(qū)職工生活取水量3 m3/h，按全年8 760 h計，年取水量為2.63萬m3。

左權(quán)縣污水處理廠再生水作為本項目生產(chǎn)取水水源，但由于再生水不能全部滿足本項目生產(chǎn)用水，為了確保本項目用水安全，根據(jù)左權(quán)縣現(xiàn)有水利工程和水資源條件，以及當?shù)厮Y源配置要求和國家有關(guān)政策，把石匣水庫作為本項目的生產(chǎn)補充、應(yīng)急水源以及職工生活取水水源。

2 供水方案分析

2.1 取水口合理性分析

本項目生產(chǎn)供水水源首先考慮左權(quán)縣污水處理廠再生水，在污水處理廠排水口外建一座加壓泵房，再由加壓泵房通過1×DN 300的焊接鋼管送至廠區(qū)，供水管線長4.5 km。

廠區(qū)職工生活用水、生產(chǎn)補充及應(yīng)急水源取用石匣水庫地表水，取水方案為庫區(qū)外壩后取水，采用自流與增壓結(jié)合方式。電廠正常運行時，利用石匣水庫與電廠的水位差，石匣水庫地表水自流進入廠區(qū)，可采用自流取水方式。污水處理廠再生水出現(xiàn)事故時，石匣水庫地表水供水量增大，自流供水量不足，這時啟動水泵，取水采用增壓供水方式。該方案利用石匣水庫已建成的灌溉及發(fā)電引水系統(tǒng)，在石渠引水口上接引水管，將石匣水庫地表水引至壩后取水泵房及廠外補給水管，通過一根1×DN 400的焊接鋼管送至廠區(qū)，供水管線長9.5 km。經(jīng)分析，取水口位置是合理可行的。

2.2 生產(chǎn)供水水源分析

2.2.1 污水處理廠供水水源

左權(quán)縣污水處理廠位于縣城南部蛤蟆灘村附近，距電廠廠址約為4.5 km。污水處理廠主要收集左權(quán)縣城區(qū)生活污水和部分工業(yè)企業(yè)廢水，目前污水處理廠再生水還沒有用水戶，污水處理后水質(zhì)達到（GB18918-2002）一級A類標準，直接排入清漳河。據(jù)《左權(quán)縣污水處理廠可行性研究報告》，一期工程設(shè)計能力日處理污水1萬t，二期工程日處理污水1.5萬t。根據(jù)左權(quán)縣污水處理廠監(jiān)測資料分析，污水處理廠再生水可利用量為130.6萬m3/a（149.1m3/h）?，F(xiàn)狀條件下污水處理廠再生水無用水戶。為保證電廠生產(chǎn)用水的平穩(wěn)性，提高供水保證程度，按7 000 h考慮，則可供電廠的利用量為104.37萬m3/a。

2.2.2 石匣水庫供水水源

石匣水庫位于左權(quán)縣城西北約9 km處石匣村村北，處于清漳河西源的中游，屬海河流域，為中型水庫?？値烊? 099.46萬m3，興利庫容1 780萬m3，多年平均徑流量為5 823萬m3。

晉中市水利局批復(fù)石匣水庫取水量為：生活取水190萬 m3，保證率 95%；工業(yè)取水（化工）160萬 m3，保證率95%；農(nóng)業(yè)取水（灌溉）480萬m3；火力發(fā)電取水360萬m3?，F(xiàn)狀條件下，石匣水庫城鎮(zhèn)生活供水和工業(yè)年供水總量為216.25萬m3。

通過調(diào)節(jié)計算，石匣水庫地表水滿足水庫灌區(qū)800 hm2灌溉任務(wù)，多年平均灌溉供水1 100.9萬m3，供水保證率79.6%；向工業(yè)年供水349.2萬m3，供水保證率96.3%。在保證城鎮(zhèn)生活及工業(yè)供水的前提下，可向本項目生產(chǎn)供水207.56萬m3/a，供水保證率98.1%。

2.2.3 石匣水庫地表水供水可靠性分析

經(jīng)分析，按來水減少5%、用水量增加5%的最不利組合進行徑流調(diào)節(jié)計算，結(jié)果表明，石匣水庫向本項目多年平均供水199.6萬m3，供水保證率為98.1%；向工業(yè)及生活多年平均供水366.5萬m3，供水保證率為96.3%；向石匣灌區(qū)多年平均供水1 120.4萬m3，灌溉保證率為79.6%。說明石匣水庫向電廠供水具有較強的抗風險能力，供水是可靠的。

2.3 生產(chǎn)應(yīng)急供水水源

為確保電廠工程的安全運行，在確定城市污水處理廠再生水作為電廠的首選供水水源，根據(jù)《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》，必須考慮為其選擇合理的應(yīng)急供水水源，進而提高電廠工程供水保證程度，石匣水庫地表水工程在供本項目供水量187.53萬m3/a條件下，可以作為本項目的應(yīng)急供水水源。

當城市污水處理出現(xiàn)故障、檢修維護或出現(xiàn)排水低峰時，石匣水庫地表水工程可以滿足電廠1～2個月生產(chǎn)應(yīng)急需水17.4萬m3。

根據(jù)本項目的最新初步設(shè)計報告，在廠區(qū)空冷塔東側(cè)設(shè)2×1 500 m3的事故污廢水調(diào)節(jié)池，以保證在工業(yè)廢水處理系統(tǒng)、脫硫廢水處理系統(tǒng)、煤水處理系統(tǒng)以及生活污水處理系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下臨時存蓄廢污水，保證廢污水不外排。在污水處理系統(tǒng)故障排除后，再重新處理回用。

3 供水風險分析

3.1 污水處理廠供水風險分析

現(xiàn)狀條件下，左權(quán)縣污水處理廠水量的60%為生活污水，隨著城市化水平的提高，未來城市生活污水量將隨之增大。以污水處理廠再生水作為供水水源，包括污水收集與污水處理兩個環(huán)節(jié)。污水收集主要依靠污水收集管網(wǎng)來實施，污水處理主要依靠污水處理系統(tǒng)及主要處理設(shè)備來實施。

近年來，左權(quán)縣城區(qū)排水管網(wǎng)經(jīng)過維修改造后漸趨完善，大部分廢污水能通過排水管網(wǎng)收集，廢污水收集風險不大。左權(quán)縣污水處理廠人工格柵、潛水排污泵、潛污泵、全自動真空加氯機、鼓風機、泥漿泵等主要設(shè)備均有備用。污水處理廠電源由電業(yè)部門批定的變電站架空引來專用10 kV回路，供電線路僅2.5 km，供電較可靠，事故供電機率小。

3.2 石匣水庫地表水供水風險分析

以石匣水庫地表水作為生產(chǎn)補充及應(yīng)急水源，通過石匣水庫大壩后側(cè)的取水泵房取水。

根據(jù)石匣水庫管理站資料，石匣水庫溢洪道百年最大泄量1 007 m3/s，千年最大泄量1 638 m3/s，電站和主壩壩腳無防洪壩，當出庫流量超過400 m3/s時，將被折沖水流沖刷淹沒。

根據(jù)《左權(quán)電廠防洪評價報告》資料，結(jié)合石匣水庫下游本項目廠址處的百年洪水量和水位，估算石匣水庫溢洪道百年最大泄量1 007 m3/s時，洪水位約為1 126.50 m；石匣水庫溢洪道千年最大泄量1 638 m3/s時，洪水位約為1 128.00 m。而水庫水電站±0.00 m層標高約為1 124.50 m，低于百年和千年洪水位。因此，壩后取水泵房根據(jù)推算的水庫壩后百年和千年洪水位，確定泵站檢修平臺±0.00 m層標高定為1 128.50 m，在水庫壩后百年和千年洪水位之上。壩后取水泵房底板標高為1 123.00 m。確保洪水期時，取水泵房不被溢洪道泄洪的折沖水流沖刷淹沒。

3.3 退水風險分析

本項目設(shè)兩套工業(yè)廢水處理裝置、兩套煤水處理裝置和兩套生活污水處理系統(tǒng)。因此，在正常工況下，各系統(tǒng)退水均能得到處理并達到回用水要求。若遇事故工況，即各處理系統(tǒng)連同備用處理系統(tǒng)均出現(xiàn)故障，退水得不到處理時將臨時存蓄在2×1 500 m3的事故污廢水調(diào)節(jié)池，退水風險很小。

4 防范措施

第一，左權(quán)縣污水處理廠應(yīng)制訂污水收集管網(wǎng)定期巡查與維護制度，發(fā)現(xiàn)跑、冒、滴、漏必須盡快搶修。若搶修時間較長，啟動應(yīng)急水源。第二，左權(quán)縣污水處理廠應(yīng)維護污水處理系統(tǒng)及主要處理設(shè)備正常運行，建立協(xié)調(diào)機制，避免同時檢修，保障再生水的水量與水質(zhì)滿足用戶要求。污水處理廠應(yīng)修建一個足夠容量的再生水調(diào)蓄池，以保證再生水穩(wěn)定供應(yīng)。第三，在主汛期，為保證石匣水庫取水泵房的安全，壩后取水泵房檢修平臺±0.00 m層標高要在壩下百年設(shè)計洪水位之上，并留有適當?shù)某?，以壩下千年洪水位校核，這樣才能確保洪水期時，取水泵房不被溢洪道泄洪的折沖水流沖刷淹沒。第四，考慮到電廠的運行安全，污水處理廠和石匣水庫供水管道應(yīng)設(shè)計雙管道，一用一備，以保證供水安全。第五，建立處理系統(tǒng)維護、管理制度，定期檢查、維護備用處理系統(tǒng)，保證能夠隨時正常運行。第六，事故工況下，生產(chǎn)廢污水和生活污水可存蓄于事故污水調(diào)節(jié)池，待處理系統(tǒng)維修好后回用于廠區(qū)綠化用水。當處理系統(tǒng)維修時間較長而有排向環(huán)境中的廢污水時，項目業(yè)主應(yīng)觀測退水量及水質(zhì)，并將觀測結(jié)果上報當?shù)厮姓鞴懿块T備案。