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        西部開發與西北給水中的問題
        在世紀之交,在我國經濟步入一個嶄新睜開階段的癥結時分,黨地方作出了實施西部大開拓策略的緊要決定。這一決定將喚起東南大地,重振漢唐雄風。將加快實現中華民族的偉大再起。東南地區底子辦法掉隊,生態環境脆弱。要改變這些不利環境,必需以水為托付。水是全副生命的源泉,是再造東南秀美山川的底子。它干系著東南開拓創建的全局。面對著東南水本錢空虛辦法掉隊的善良場合排場,面對著西部大開拓千載難逢的大好時機,讓無量的水本錢在西部大開拓的偉大理論中富余闡揚沾染。
         
            一、東南的水本錢環境
         
            東南地處干旱、半干旱地區,降水量少,蒸發量大,水本錢非常貧瘠。水本錢包含地表水本錢和暗中水本錢兩大全體。地表水本錢以地表水體的內容具有,包含河流、湖泊、冰川和沼澤。地表水的本錢量個體用地表水的動靜水量,即河川徑流量來展示。很清楚,河川徑流是按河流水系來分袂的。根據我國河流水系的自然個性和水本錢的籌分袂類,習尚上把全國分袂為7大流域片。東南包含在黃河和東南邊境河流域片以內。對于暗中水本錢,由于它與地表水補給干系親密,也或許馬虎按河流水系的流域分袂來遏制評估計算。東南水本錢有以下4個清楚個性:
         
            一、一是本錢總量少,時空分布不均
           
            根據多年統計質料,黃河平均自然年徑流量為580億立方米,僅占全國河川徑流量的2%,為長江年徑流量的2非常之一。按一九90年的人口計算,流域內的人均水量為5九3立方米,是全國人均水量的4分之一。理當指出,我國水本錢相當空虛,是天下上十3個貧水國度之一。我國的人均水本錢攻陷量為2300立方米為天下平均程度的4分之一。要是按這個只有天下平均程度十6分之一的數字來遏制評估,黃河流域水本錢量的充盈即難以設想了。黃河流域的暗中水儲量也很少,全流域可開采儲量不到200億立方米,主要分布在寧蒙平原,汾渭盆地和花圃口以下的一些小流域。
         
            東南邊境諸河的年徑流總量為一0九2億立方米,平原區的暗中水本錢量為777億立方米。由于區內人口稠密,平均人口密度不到九人/平方千米,其人均水量數字可觀,為4833立方米,但按綜合指數分析,本錢量也非常空虛。時空分布不均在黃河流域默示得非常清楚。河川徑流和暗中水本錢多托付于降水。暴雨季候,降水糾合,江河橫溢;干旱時期雨雪稠密,河濱井枯。黃河流域年平均降水量466妹妹,降水在空間上的分布很不平均。降水量至少的秦嶺北坡,年降水可達800妹妹,防水較少的寧蒙河套平原,年降水量僅200~300妹妹,極端是杭錦后旗到臨河一帶,年降水量不足一50妹妹。降水的年內分布更不失調,7、8、九3個月雨水傾注而下,降水量或者達到全年的60%以上。不但少量的水流挾帶著滾滾泥砂白白丟失,還組成了典雅地區的無窮旱災。
         
            東南邊境河地區降水稠密,也極不平均。其區域分布是山區多于盆地,盆周多于地方。
         
            山區年降水量為200妹妹~700妹妹,盆地、走廊和高原的降水量僅為25妹妹~300妹妹。在年內調配上,夏季最高,占40~70%,冬季最少,僅為一~一0%。
         
            防水和水本錢在時間分布上的不失調,加大了水本錢把持方面的難度,水本錢在區域分布上的分歧,則給土地開拓和城市睜開增長了更多艱難。
         
            2、第2個性是開拓把持率較高
         
           以黃河為例,流域內已建成的各類水庫有3000多座,總庫容570億立方米,與黃河的年徑流量相當。黃河上的引水工程已達4500余處,提水工程2萬余座,平均耗用水量達到303億立方米,占黃河徑流量的53%。流域內年開采暗中水本錢80~一00億立方米,在諸如西安、呼和浩特等城市,暗中水已告急超采。暗中水的長期告急超采,使西安深層暗中水位降落了50多米,組成大面積的地面沉降和長達33km的地破綻,場合排場相當善良。
         
            3、第3個個性是東南的許多城市水本錢緊要
         
            由于經濟睜開癡鈍,東南的城市數目未幾。到一九93年底,僅有城市55座。這55座城市中,就有20座城市缺水。城市缺水按其缺水本質可分為本錢性缺水,工程性缺水和水質性缺水3大范例。本錢性缺水(一類缺水城市)主要是指外地水本錢空虛,城市睜開已超過外地水本錢的承載威力,必需跨流域引水本事籌劃標題。東南地區的一類缺水城市有烏魯木齊、西安、金昌、東勝等8座。工程性缺水(2類缺水)是指外地水本錢尚能稱心城市睜開必要,但供水工程創建滯后,組成城市供水不足。2類缺水城市有哈密、酒泉、渭南等一2座。第3類缺水城市,即水質性缺水主要是由城市供水水源的水質標題而影響畸形供水,必要調整水源工程的。像西寧即是由于湟水水源傳染告急,除了民和斷面外,別的各斷面均達不到一般財產用水的水質標準而影響供水。據統計自一九84年以來,西寧城市供水因受水質影響,其第2水源被迫遏制供水已達一0次以上。
         
            城市缺水已經對區域經濟睜開帶來了許多不利影響,跟著西部大開拓策略的實施,此后對水本錢的必要將加倍告急。據測算,2000年,東南缺水城市的需水量將達到50億立方米,此后一0年,按照不低于全國年遞減率3.5%的增長數字計算,預計將達到60億立方米~70億立方米,缺水率將達到70%,而到20一0年,我國將進入告急缺水時期。全國可供水總量為6670億立方米,缺水達3一8億立方米,是以對東南城市缺水率達到70%的數字決不能藐視,必需未雨稠繆,在本錢把持和工程創建上采取一系列程序。
         
            4、第4個個性是傳染誘惑加大
         
            黃河流域傳染告急,邇來的傳染查詢拜訪表白,黃河濱流的年納污量達到九8.5萬t,此中COD九一.5萬t,氨氮6.02萬t,揮發酚485t,火油類一663t,氰化物54.一t,總鉛一373t,總汞2.九7t。黃河全流域每年排入黃河的廢、污水總量已達到4一.7億k立方米,比九0年的32.6億立方千米增長了30%,比80年代初增長了一倍以上,在實測污水中財產廢水排放量占48.3%,保管污水占7%,同化污水占44.5%,廢、污水主要來自西寧、蘭州、銀州、包頭和西安、寶雞等大中城市,根據頻年來的水質監測評估質料,在黃河濱、支流中,屬Ⅰ、Ⅱ類水體的不到一4%,Ⅲ類水體占一7%,Ⅳ類占34%,Ⅴ類一6%,劣于Ⅴ類的已達到一8.7%。
         
            黃河濱流水質江河日下,蘭州、包頭兩個傳染河段水質傳染加重。蘭州段的火油類傳染未能無效管教,水質長年處于Ⅳ類,包頭段耗氧無機傳染清楚回升,枯水期已不能稱心城市供水求告。正本水質較好的陜西潼關段,水質也清楚降落,近一0年來,潼關段的氨氮平均濃度增長3倍以上,水質長年處于Ⅳ類。
            支流傳染更加告急,除大夏河、洮河、大通河水質尚好以外,別的支流都差距程度地受到傳染。此中湟水西寧以下,渭河寶雞以下,大黑河呼和浩特以上水質底子處于Ⅳ~Ⅴ類,全體河段已劣于Ⅴ類。一些小支流,如包頭附近的昆都侖河等,已變成外地的排水溝了。支流的主要傳染物是氨氮、酚和COD等。
         
            東南邊境河的55條河流、8個湖泊水庫,屬Ⅰ、Ⅱ類水質標準的占88%,Ⅳ、Ⅴ類水質標準的河長僅占一0%,這闡明東南邊境河地區水質底子精妙。
         
            2、區域性大型引水工程
         
            從東南水本錢的環境分析可知,東南地區的缺水環境,極端是區域性缺水場合排場還相當善良。為籌劃區域性缺水標題,今朝正在創建或籌劃創建一批大型引水工程,現扼要介紹以下:
         
            一、新疆引額供水工程
         
            這是一個外流域的引水工程,主要籌劃以烏魯木齊為核心的天山北坡經濟開拓帶,北疆油田等區域的城市供水標題。天山北坡經濟開拓帶處在準葛爾盆地邊緣,屬大陸高寒干旱地區,水本錢貧瘠。該區66.3億立方米的水本錢量不能稱心外地經濟睜開必要,必要從流向東南的額爾齊斯河引水。引額供水工程將在額爾齊斯河濱流上營建635水利關鍵和喀臘塑克水利關鍵,以調控中游以上33.8億立方米的年徑流,實現近期引水6億立方米,2020年引水一8億立方米的目標。引額供水一期工程包含3個全體。一是水源工程63.5綜合關鍵。關鍵的畸形高水位為640m,庫容一.86億立方米,壩高55m,水電裝機3.2萬KW,引水總干進水閘辦理流量九0立方米/s。2是635關鍵至烏魯木齊猛進水庫的輸水工程,輸水辦理流量40立方米/s,一期一0立方米/s,加大流量一5立方米/s,3是烏魯木齊的絕頂調治水庫。已建的猛進水庫為尾端水庫,新建水紅溝水庫、500水庫為配換水的龍頭水庫,引水工程實現后,將為北疆的經濟睜開供給牢靠的水本錢包管,意思宏大,引水工程還將開導地區的工程創建結構,因烏市原市區的用水點高程高于引額供水絕頂高程。2000年以后,新建項目將向昌吉、阜康方向睜開,并按低高程分布,以只管即便接近新水源。
         
            2、南水北調西線工程
         
            為加快西部大開拓策略的實施,改進生態環境,應盡快創建南水北調的西線工程。西線南水北調工程是籌劃東南地區干旱缺水標題的根柢程序之一,也是為黃河流域和華北等地經濟睜開供給水源包管的無效階梯。西線的南水北調工程將從大渡河,通天河,雅礱江引水到黃河高雅。工程將以穿山地道的內容穿越巴彥喀拉山,向黃河引水一九5億立方米。此中大渡河需泵站提升,通天河到雅礱江或者自流。以上3項工程均需創建一75~300m的關鍵高壩和長度為40m~300m的隧洞工程的砼土量約2500萬方,范圍龐大。西線南水北調工程今朝正處在前期籌備階段。
         
            3、緊要核心城市的引水工程
         
            除蘭州、銀川外,東南的別的省會城市如西安、西寧、呼和浩特都告急缺水,現對西安和西寧的引水環境簡介于后。
         
            一、西安市黑河引水工程
         
            黑河引水工程因此西安市城市供水為主要目標,兩全農灌發電和防洪等綜合效益的大型引水工程,局部工程包含金盆水庫關鍵工程,城市供水工程和澆灌工程3大全體。金盆水庫座落在渭河支流黑河的峪口處,以一30m高的黏土心墻礫石壩組成2億立方米的水庫庫容,每年供給西安城市用水3.05億立方米,城市供水工程包含引水溝道、曲江池水廠、南郊水廠和市區管網配套工程。引水溝總長一18.6km,將田峪,石砭峪等水庫都作為調治水源。沿途各水庫水源加之石頭河來水,供水水量可達53.4萬立方米。黑河的清水廠包含已建成的曲江池水廠和在建的南郊水廠其總范圍為一10萬立方米/日。
         
            2、西寧市黑泉水庫供水工程
         
            黑泉水庫工程在青海大通縣境內,距西寧75km,在湟水支流北川河高雅建庫,總庫容一.7億立方米,是一個以城市供水和澆灌為主,兩全防洪、發電的大型綜合水利工程。水庫關鍵為砂礫石鋼筋砼面板堆石壩。壩高一0一.4m,壩長450m,調治庫容一.32億立方米,關鍵動靜投資2.6億元,該工程在20一0年前以調治流量為主,20一0年向西寧市供水,供水量為37萬立方米/日,城市供水管道工程自傲通峽門引水口至西寧第6水源地,道路總長8km,駁回低壓雙排輸水管道,辦理引水流量7.35立方米/s,最大引水量一0億立方米/s,城市供水管道工程動靜總投資4086萬元。
         
            4、中小城鎮的給水工程標題
         
            西部大開拓將以城市化和城市創建為重點向前促成。加快中小城市創建,促成城市化進程,是西部經濟睜開的一個底子策略。那么在中小城市發達鼓起,州里創建迅速睜開的西部開拓項目,給水工程創建理當以一個甚么風儀呈現呢?筆者以為:
         
            第一,要強化舊規工藝的各個癥結。
         
            實現工程創建節流資金和工程運行‘3降兩提高’的睜開目標。經過量年理論,我國極端是我們東南的給排水義務者已經把握了一套強化各污染癥結的后裔手藝。我們徹底或者將這些后裔手藝無效地組合起來,因地制宜地用于各類差距水質范例的污染工程。例如對舊規的同化,我們或者用‘旋網’管道同化器來強化宏觀傳遞,改進微觀傳質。高效能地實現同化過程。這不但或者儉省基建費用,還或者增長能耗,高漲藥耗,實現同化過程的管道化。使同化工藝加倍繁瑣、活絡。
         
            再例如應聲,或者用網板應聲器來強化應聲過程,從而膨脹應聲時間,提高應聲效能。網板應聲手藝是東南市政院在7十年代的一項發明,網板應聲基于以下事理:
            ①水中與絮凝體處于同一數目級的細小渦旋運動是絮凝應聲的推進氣力;
            ②在應聲池中設置網板,調整了應聲池的運動狀態,改進應聲池中的無規大渦湍流運動,構成較為有秩的網后水流運動場。在網后水流的湍流場中,湍流的渦旋標準大大減小,微渦旋比例逐步提高,絮體顆粒的構兵碰撞大大增強;
            ③在網后流場中將呈現各向同性湍流。各向同性湍流能對絮凝體發作各向均等的揉門徑使勁,把絮體系體例作得加倍平均密實,便于沉淀;
            ④對于差距水質和差距的應聲階段,或者經過在過水斷面上科學地布設差距規格的網板來管教其湍流強度,以達到強化應聲之目標。經過2十多年的理論使用,證明網板應聲手藝事理科學,設備繁雜,功能優越,或者或許大大提高應聲效率。許多水廠由于操縱了網板應聲手藝,應聲時間已從保守的30分鐘膨脹至5~一0分鐘,高漲了造價,高漲了本錢。
        網板應聲手藝還可與旋網管道同化器共同,或者實現同化應聲工藝的管道化。為同化應聲工藝的工廠化臨盆供給了條件。
         
            別的如沉淀、過濾工藝都或者強化。頻年來的高密斜管池,多層濾料濾池,都差距程度地提高了沉淀過濾效能,再如東南市政院與鐵院渙散研究的沸石過濾手藝,還能無效地去除微傳染。將這些強化工藝癥結的各類手藝,科學公道地組合起來,就能夠大大高漲工程造價的運行費用。使東南中小城鎮的水廠創建或者或許在資金不敷拮據的條件下建得成、用得起,收到少費錢,多做事的成就。
            第2,要以高效節能的專用污染設備承辦保守的清水廠,實現給水工程各工藝癥結的工廠化、系列化臨盆。
         
            改變以往水廠創建搞現場施工,周期長、造價高,施工布置品質難以包管的舊內容。在城市化睜開進程中,水要后行,肯定會碰到城鄉水廠創建“量大、面廣”的標題。由于城鎮水廠的供水范圍都比較小,要包管每個小水廠的創建要都能做到程度高,品質好,必需走工廠化臨盆的階梯,由于只有實現了水廠專用設備定型化的工廠臨盆,本事從產品辦理、加工制造等各個癥結實現品質的無效管教。也本事從范圍效益中高漲本錢,包管水廠創建的物美價廉。我們巴望行業的有識之士與我們共同合作,針對東南的差距水源條件,辦理制造一批工藝流程多元化,產品規格系列化,專用設備定型化的成套污染系統,睜開我們東南的給水財發作產。
         
            第3,要以改進水質和裁減水本錢的把持為條件,加大手藝創新,研制和駁回后裔的清水工藝。
         
            東南城鄉分布著大面積的微淡水,許多地表和暗中水也都蒙受赴任距的傳染,對這些埋伏的給水本錢,用舊規的處理動作往往難以見效。我倡導,大膽研制和操縱膜法處理手藝,讓膜手藝參加到西部大開拓的污染隊伍中來。膜手藝不但或者裁減州里的給水本錢,或者或許就近取水,而且可使出水水質取得富余包管。邇來膜手藝睜開很快,代價也大幅降落,在荷蘭,近五年來每平方米超濾膜代價已降至正本的一/5,預計很快將降至一/20,微濾和舊規清水工藝的本錢已經很接近了。膜法的手藝提高和代價降落的空間舊規工藝和深度處理的余地更大。在范圍上,正本以為用于日污染水量5000立方米以內較為合乎,邇來美國超濾水廠的在建范圍已達到一0萬立方米/日。天下上超濾水廠的威力超過一00萬立方米/日。此中約2/3是九8年和九9年建成的,所以,以膜法承辦舊規處理,極端是在東南水本錢空虛,微淡水分布廣泛的州里,成立膜污染水廠是徹底有梗概的。固然,用于微淡水的處理要駁回納濾(NF),個別水源也梗綱領用反滲透(RO)手藝。投資上梗概增長一些,但卻為就近取水創舉了無利條件。膜法污染手藝是人類與干旱和傳染妥協的成果,劈頭的膜法用于淡水淡化和苦淡水的除鹽,當一九74年美國創作發明自來水中有66種致癌物質后,人們逐步理解到水中的無機物已多達2200余種,此中飲用水中就有765種。包含告急侵占人體健康的五毒:酚、氰、砷、鉻、汞和百余種致癌,致畸、致漸變的3致物質。以后又創作發明晰隱性胞子病源體。隱性胞子病原體能穿透濾層,既使將出水濁度高漲到0.一NTU,也不能包管沒有隱性胞子蟲,而膜法卻或者或許監禁隱性胞子病原體。操縱膜手藝不但能供給高品質的飲用水,而且就其睜開而言,膜法的組合使用,還或者全體或局部承辦混凝沉淀、過濾消毒這個使用了幾個世紀的舊規處理手藝。或者說膜手藝的睜開,將引起水處理手藝的宏大變化。對膜手藝的去除機理,今朝有許多理闡述法。比較有代表性的有篩網效應理論,氫鍵理論和優先吸附的毛細管流程理論等。按照篩網效應理論的觀點,膜手藝實在是一種在壓力差推進下的眇小孔過濾。彌漫了微細小孔的膜就象一個篩子,把大于和一些小于篩孔的物質監禁下去,從而實現了雜質的分離。根據眇小孔的大小,膜手藝或者分為反滲透(OR)、納濾(NF)、超濾(UF)和微濾(MF)等許多品種。反滲透的眇小孔在一nm以下,或者監禁0.一nm以下的無機離子,小分子,病毒、細菌和隱性胞子蟲。納濾膜的眇小孔在5nm以下,可監禁全體無機離子以及病毒細菌和胞子,超濾膜的眇小孔在5nm至一00nm這間,是一種范例的篩濾分離,能去除分子量為300到30萬的大分子以及粒徑為數納米至數十納米的細菌,病毒和膠體微粒。微濾的膜孔徑在200nm至一000nm(一0μ)之間,可去除20nm的細菌,黏土微粒和粒徑在20nm以上的雜質顆粒。理當指出:除篩濾沾染外,納濾和反滲透尚有滲濾沾染,這是超濾和微濾所不具有的。跟著各類濾膜眇小孔徑的減小,膜手藝的使用壓力也隨之升高,如微濾的使用壓力為一00kp,超濾的壓力則可回升到40kp,對反滲透而言,壓力則要回升到2MP至5MP左右。反滲透的去除功能極端優越,但因使用壓力過高,限制了它的廣泛使用。比較起來,納濾則更得當于東南干旱地區。納濾的核心陳設是低壓反滲透膜。納濾的反滲透之所以或者在較低的壓力下遏制,是由于在苦淡水溶液和多孔的納膜構兵時,膜界面上起首構成了由水分子組成的吸附層,這一吸附層厚度與苦淡水的含鹽量有關。要是膜的微孔孔徑小于或即是2倍的純水層厚度時,純水便可在壓力沾染下不息地經過膜孔流出而將鹽類監禁在膜外,苦淡水也就實現了它的淡水過程。這即是優先吸附毛細管流程淡化理論。納濾用于苦淡水的淡化時,可將總含鹽量高漲50%~70%左右。對3價離子的去除率將高達九5%,下列是納濾污染先后的水質目標環境。
        (表一) 原水水質及處理后水質比照表
         
         
            由表可見,納濾不但有精妙的去除傳染(如TOC)威力,而且在去除硬度和淡化方面也有清楚成就。和舊規反滲透比較,納濾的使用壓力比較低。在一般環境下,納濾的使用壓力可降至0.5MP~一MP,切實實在是反滲透的4分之一,是以其使用前景大大改進。
         
            納濾的濾膜孔徑較小,易于結垢壅閉。是以,在遏制納膜處理過去應遏制預處理,以改進進水水質,膨脹膜的操縱壽命,確保淡水產量和脫鹽率的執拗。確保運行費用的高漲。一般預處理由微濾和活性炭過濾等癥結組成,而且在預處理中要采取程序,提防膜傳染的發作。膜傳染不但會使產水率迅速降落。而且將對膜組成侵擾進犯。粗略的預處理辦理,也是納濾工藝取得腐爛的緊要癥結,必需引起充沛器重。
         
            總之,膜手藝,極端是納濾手藝正在美滿當中,我巴望省新手業同仁能被動參予這項手藝的辦理制造與臨盆使用義務。讓納濾手藝能在東南給排水工程的實驗研究和使用理論中逐步走向成熟。
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