引黃入晉與太原黃河供水工程簡介 崔玉川1 周建軍2 郝 斌3 （1．太原理工大學 太原市迎澤西大街79號 030024） （2．太原市黃河供水有限公司 太原市新建北路475號 030009） （3．山西省引黃工程管理局 太原市南內環街217號 030012） 全球性淡水危機出現在二十世紀六十年代，時隔十年，這種惡性陰影便波及到我國，并迅速在全國范圍擴展。現在，我國的人均水資源量排在世界第一百位之后，已被聯合國列為世界十三個貧水國的范疇。
山西省是國家的能源重化工基地，但水資源的嚴重缺乏已成為制約城市和經濟發展的主要因素。所以，開辟新水源，節約用水量是解決山西缺水的重要舉措。 1 引黃入晉總體工程 1.1 工程組成
引黃入晉工程包括萬家寨黃河水利樞紐工程、引黃入晉輸水工程和城市供水配套工程等。
該黃河水利樞紐工程，位于山西省偏關縣和內蒙古自治區準格爾旗交界的黃河北干流上，系在山西省偏關縣萬家寨村西的黃河道上，修建一座高90米的混凝土重力壩水庫，庫容8.96億立方米，正常蓄水位977米。壩后建一座水力發電站，裝機容量108萬千瓦，年發電26.5億千瓦時。這項工程由國家水利部負責組織修建，投資由水利部、山西省、內蒙古自治區三家分攤籌集。該工程由水利部天津勘測設計研究院設計，由中國水電四局、六局等單位承擔施工，已于1998年竣工下閘蓄水。
引黃入晉的引水線路和輸水工程包括總干線44km、南干線103km（達太原）、聯接段（南干線與水廠）140km、北干線（達平朔、大同）170公里四大部分。其各干線上的主要建筑物設施情況，見表1。
引黃入晉的源頭在黃河萬家寨水利樞紐，從萬家寨水庫大壩處取水，經三級提升（總揚程356m），通過總干線、到偏關縣下土寨村分水，一支向東，途徑偏關、平魯、朔州、山陰、懷仁等縣至大同市南郊趙家小村水庫，給平朔地區和大同市供水，為北干線；另一支向南，途徑偏關、平魯、神池、寧武等縣域，經過二次提升（總揚程280米）和103km隧洞，至寧武縣頭馬營出水，然后經汾河干流（長81.2km）進入汾河水庫，再沿58.15km的聯接段埋涵和隧洞，重力輸送到呼延水廠，向太原市供水。
另外，每年的8、9月兩個月萬家寨水庫要降低庫水位進行排沙不能取水。在此期間，北線靠大梁水庫、南線靠汾河水庫蓄存供水。
1.2 水量分配
引黃入晉工程的任務是向太原市、大同市和平朔區供水。
引黃入晉的總引水量為12億立方米/年（48m3/s=414.72萬m3/d），其中：北干線向平朔區和大同市供水5.6億m3/年（22.2 m3/s），先經平朔分水后，給大同市的水量為2.8億m3/年（11 m3/s）；南干線向太原市供水6.4億m3/年（25.8 m3/s），考慮沿線的蒸發、滲漏等損失后，實際供水約為6.02m3/年（165萬m3/d），可使太原市2010年不缺水。
1.3 工程投資
1993年1月，國家計委按[1991]年物價水平，對萬家寨引黃工程總投資核定為53.7億元（動態投資67.2億元），由水利部負擔6.59億元，山西省負擔7.59億元，內蒙古自治區負擔6.59億元。送變電工程投資分攤另議；引水工程投資29.2億元，由山西省向省內外銷售煤炭加收的噸煤1元錢水資源費中解決。
根據1992年3月國際工程咨詢公司對該項工程的評估指出：萬家寨水利樞紐需投資33.4億元（山西承擔12億元）；引黃入晉的總干線與北干線需投資33.7億元；引黃入晉的南干線引水部分需投資46.96億元。這樣，引黃入晉工程的引水部分（含水利樞紐，不包括向城市供水工程），山西省就需投資92.66億元。
另外，2002年8月，受山西省萬家寨引黃工程總公司的委托，由水利部天津和山西兩個勘測設計研究院承擔，編制山西省萬家寨引黃入晉工程北干線可行性研究報告（北干線的初步設計已于1993年經水規總院予審通過）。工程總工期4年，分兩期興建。其中一期投資估算（含全線自動化）為34.436億元，二期投資估算為13.0579億元。
1.4 工程完成情況
國家計委1993年1月向國務院的請示文件中指出，該工程的總工期為8年，其中施工準備為2年，施工期為6年。
1998年水利樞紐建成蓄水。2001年底引黃入晉的一期工程中總干線、南干線和南干聯接段全部貫通。2002年底黃河水源太原市城市給水工程建成并試通水，2003年10月底正式通水并網。 2 太原黃河供水工程 2.1 工程內容
太原黃河供是引黃入晉工程的接受和轉輸環節。它包括從汾河水庫取水工程、輸水工程、凈水廠工程、配水管網改造工程以及加壓站等工程。即引黃水通過取水管道和隧洞，重力流至呼延水廠，經過混凝沉淀、過濾、消毒處理后的凈化水，再靠重力送入城市配水管網。
2.2 工程規模
該給水工程的總規模為176萬m3/d，原擬分二期建設，一期100萬m3/d，二期76萬m3/d。其相應投資估算為：靜態投資26.4億元（一期18億元，二期8.4億元）；動態投資一期工程為22.25億元。原擬一期工程2000年完成，二期工程2004年后實施。其建設資金原為向日本貸款，后改為國內貸款。
1998年該項目完成了可行性研究報告，上報國家立項時，國家批準的近期建設規模為80萬m3/d，近期又分兩期建設，即首期建40萬m3/d。工程總造價23.07億元，其中水廠8.4億元，管線7.47億元。首期40萬m3/d工程于2001年完成土建，2002年底進行了試通水。
2.3 凈水廠工程
呼延水廠位于太原市北郊汾河西岸的呼延村西南側，距太原市中心約30公里，是引黃入晉工程的重點配套工程項目。按近期規模80萬m3/d設計，占地27.26hm2（408.83畝）。第一部分工程費用為7.61億元，工程動態總投資23.55億元（包括配水和附屬工程）。
該水廠是太原市的第一個大型地面水處理廠，也是全國少有的大型地面水處理廠之一。該水廠以長距離輸送到汾河水庫的黃河水為水源，采用庫內取水塔取水，再由管道和隧洞重力輸送至水廠經凈化后利用重力輸送配至城市管網，使整個工程成為完全重力式的給水系統。
汾河水庫的水質基本達到了《地面水環境質量標準》（GB3838—88）中的Ⅲ類水質標準，其中原水濁度為：正常時＜30NTU，洪汛時＜300 NTU，最高時＜1000 NTU。其出廠水水質要求達到《城市供水行業2000年技術進步發展規劃》中的第一類水司要求，其出廠水的濁度≯1 NTU。
水廠采用的凈水工藝流程為：垂直軸機械混合——豎流式孔室絮凝——側向流斜板沉淀——雙層濾料帶表沖虹吸濾池過濾——氯胺消毒。并對濾池反沖洗廢水、絮凝池沉淀池排泥水進行回收處理。
水廠內設清水池2座，每座容積6萬m3（分兩格）。混凝劑采用液態堿式氯化鋁。
水廠的總平面布置按功能不同，分為生產區和廠前區二大部分。生產區分兩期建設，即首期40萬m3/d，近期達80萬m3/d。征地按近期用地一次征用。為預防水源污染加劇影響出水水質，在近期工程中預留了深度處理設施的平面位置和相應所需水頭。
根據太原地區的氣候條件，為便于操作管理，將配水井置于車間內，且與加藥間、加氯加氨間合成一幢建筑——輔助車間，近期共一座；將主體處理構筑物——混凝沉淀池、濾池以及排泥、回收表沖廢水等系統，集中布置在凈水車間內（174.6m╳165m），按近期規模80萬m3/d分建2座。
該水廠按工藝流程，由西向東，由高到低，將整個水廠分成輔助車間區、凈水車間區、清水池區及廠前區4個不同高程的臺地。
該水廠由中國市政工程西南設計研究院設計，由邯鄲建工集團、河北省安裝工程公司等施工單位共同施工，已于2002年底基本完工。
2.4 配水工程
在配水管網改造布置中，遵循充分利用原有管線及加壓站的原則，對供水區域進行了重新劃分。
首期40萬m3/d時，全市大致分為蘭村水廠供水區，棗溝水廠供水區及市中心重力供水區三部分。其中市中心重力供水區由呼延水廠和蘭村水廠共同供給，其余兩區分別由蘭村水廠和棗溝水廠供給。
到近期80萬m3/d規模時，考慮到太原市東、西部地區地勢較高的情況，在首期配水管網建設的基礎上，增加了西部加壓站供水區域和東部加壓站供水區域。其中西部加壓站系利用原第五水廠并將其改造而成，水源仍為蘭村水廠；東部加壓站則為另外選址新建，水源為呼延水廠。
該項工程的配水管網設計口徑為DN300~DN2200，總長度約160公里，管材采用球墨鑄鐵管及鋼管。由太原市市政工程設計研究院、天津市給排水研究設計院、太原市供水設計院等單位設計。經招投標后，由太原供水建設工程公司、武漢自來水工程公司、山西省工業設備安裝公司等單位進行施工，已于2002年底完工。
萬家寨引黃入晉和引黃濟并給水工程，是解決山西省水資源緊缺和主要工業城市用水危機、維系山西省經濟長遠發展的生命工程。它不僅可解決山西能源基地和城市生活用水，兼顧華北地區電力調峰的需要，同時還具有供水、發電、防洪、防凌等綜合效益。其工程規模大，科技含量高，施工難度大，管理任務重，是舉世罕見的橫跨黃河和海河兩大流域的大型引水工程，是一項“極具挑戰性的世界級工程”。 各輸水干線的建筑物設施 表1 | 干線名稱 | 起止點 | 長度（km） | 流量（m3/s） | 隧洞（km） | 渡槽（km） | 埋涵（km） | 明渠（km） | 倒虹（km） | 泵站 | 水庫（座） | 注 | | 總干線 | 大壩取水口——下土寨分水閘 | 44.5 | 48 | 11條共41.93 | 4座共0.59 | | | | 3座總揚程356m | 1 | 申同嘴水庫，調節總干一、二級泵站因萬家寨水庫水位變動引起的不平衡流量，并由水庫防水閘控制均勻下泄，以保持下游所需引水流量。有效庫容14.7萬m3 | | 北干線 | 下土寨分水閘——趙家小村水庫 | 164 | 22.2 | 1條共44 | | 1段共50 | | 2座共69.7 | 1座總揚程142m | 2 | 大梁水庫，調節北干線全年較均衡地向供水區供水，調節庫容9927萬m3。趙家小村水庫，在北干線末端，起用水調節、事故供水和攔阻泥沙作用。有效庫容520萬m3。 | | 南干線 | 下土寨分水閘——頭馬營 | 102 | 25.8 | 7條共97.43 | 3座共1.12 | 2段共1.36 | 1段0.47 | | 2座總揚程280m | | | 南干聯結段 | 頭馬營——汾河水庫 | 81.2 | 25.8 | | | | 81.2 | | | | 此段為汾河天然河道輸水 | | 汾河水庫——呼延水廠 | 58.15 | 20.5 | 7條共21.64 | | 36.51 | | | | | 另有水庫進水塔1座，取水隧洞1條，減壓閥3座，檢修閥室9座，消力池2座，排氣閥井67個，排水閥井40個，流量計井9個，檢查井36個。 | | 總計 | | 449.85 | 48 | 205 | 1.71 | 87.87 | 81.67 | 69.7 | 6座 | 3 | | 參考文獻 [1] 中國市政工程西南設計研究院，水利部電力工業部天津勘測設計研究院，太原市自來水公司。黃河水源太原市城市給水工程可行性研究報告。1995年9月
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[4] 趙廷式，蘇樞。山西省萬家寨引黃工程的技術特點。水利水電技術，2002，8
[5] 楊文章，張丹軍。認識引黃 建設引黃 熱愛引黃。水利水電技術，2002，8
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