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乌东德水电站工区辅助供排水系统规划设计

2025-03-02 53 上传者：管理员

摘要：介绍了乌东德水电站工区辅助供排水系统规划设计方案。其中：生产水厂制水量大，不仅承担地下厂房施工用水、生产用水及消防用水，还保证其附近区域生活用水。因此在1#泄洪洞至生产水厂内增设一条DN500自流取水管道，与原取水方案互为备用，劣优互补；生活水厂采用框架式取水塔取水方式，主供工区高区和低区生活营地生活用水；污水处理站采用地埋式一体化A/O设备，分别设立至分散区域相对集中点，对生活污水进行回收处理。

关键词：
乌东德水电站
优化设计
排水系统规划设计
规划设计
辅助供排水系统
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本文以乌东德水电站工区为对象,对辅助供排水系统规划设计进行整体探讨研究,保证工区生活水､生产水和污水等水处理系统安全可靠运行｡其辅助供水系统即指除输送供给水轮机运转用水的主供水系统以外的其他供水系统,包含机组冷却供水系统､电站消防供水系统和厂区生活供水系统[1];辅助排水系统可根据来水量自动切换运行,承担工区生活污水处理任务,其中左右岸地下厂房生活污水经一体化污水处理设备预处理后,由吸污车转运至污水处理站进行回收处理,可作为绿化､除尘等二次用水｡

1、工程概况

乌东德水电站为金沙江下游第一梯级水电站,是“西电东输”的骨干电源和促进国家能源结构调整的重大工程,对缓解我国能源压力具有十分重要的意义｡坝址位于云南省和四川省交接处干热河谷地带,水电站建设伊始,中国长江三峡集团有限公司始终贯彻“建好一座电站､带动一方经济､改善一片环境､造福一批移民”理念,规划设计建造一座80000m3/d生产水厂､一座5000m3/d生活水厂､八座污水处理站等辅助生产设施,保证工区供水系统正常平稳运行,污水规范处理､达标排放｡

2、生产水厂规划设计

2.1取水管网原方案

为满足80000m3/d的供水设计要求,保障来水稳定性和可靠性,在乌东德水电站下游建造一座永久圆筒取水泵站,并设计安装两条材质为螺旋钢管的DN600取水管道,配备3台大容量(2050m3/h)送水机组,保持两用一备,确保用水量大的时候,取水量与之相匹配｡原取水管网示意图见图1｡

图1原取水管网示意图

2.2取水管网优化设计

原方案易受水库调度影响,出现下游水位过低,圆筒取水泵站无法取水的现象,且设计为岸边式取水方式,水泵机组及配套设备设施易受江水及碎石块影响,腐蚀破坏严重,运行维护成本及能耗高｡针对以上突出问题,对取水管网进行优化设计(见图2),在1#泄洪洞内铺设一条材质为内衬不锈钢､长度约为1.8km的DN500自流明敷管道,作为水厂主供水管道,可将尾水平台水源通过高程压力差自流至水厂内,降低取水能耗｡若上游水库水位过高,泄洪洞承担泄洪任务时,下游水位必将上升,则关闭1#阀门,开启2#阀门,使用圆筒取水泵站进行取水,可以实现两种取水方式互为备用,劣优互补,确保取水安全可靠｡

图2取水管网优化设计示意图

图3为取水管网优化后2023年1~12月运行图｡由图3可知,2023年中有11个月份以1#泄洪洞为主取水点,但在3月份时,由于大坝泄洪洞进行检修,切换至以圆筒泵站为主取水点,充分体现互补优势,持续保障工区生产用水安全｡

图3取水管网优化后运行图

2.3供水管网

总体设计4条供水管道:1#､2#供水管道经送水泵房3#､4#､5#机组加压,送至EL1042外围泵站3000m3的中间水池,主供右岸隧洞内地下厂房施工用水､生产用水及消防用水;其中一部分经一体化净水器､超滤及加氯等工艺处理,达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)中的相关要求后,加压送至右岸EL1142水池,供金坪子生活营地的生活用水;3#供水管道经送水泵房1#､2#机组加压,送至左岸EL990泵站和下白滩泵站,其中EL990泵站主供左岸隧洞内地下厂房消防用水,下白滩泵站经超滤､加氯等工艺处理后,达到上述国家标准后,供左岸马头上生活营地生活用水;4#供水管道主供左岸隧洞内地下厂房施工用水､生产用水及消防用水｡

选取金坪子营地和马头上营地作为研究对象,图4､图5分别为2024年1月份运行期间浑浊度和余氯变化图｡由图4､图5可知,金坪子营地浑浊度从0.22NTU变化至0.25NTU､余氯从0.11mg/L变化至0.27mg/L,马头上营地浑浊度从0.16NTU变化至0.01NTU､余氯从0.05mg/L变化至0.20mg/L,虽存在波动情况,但浊度均≤1NTU､余氯均≥0.05mg/L,均符合国家标准｡但由于金坪子营地的生活水经一体化净水器进行了预处理,确保水中的悬浮物及其他影响后续水处理设施正常运行的物质被去除[2],且管网运输距离更短,进而减少管网余氯消耗量,水质更好｡故金坪子营地浑浊度､余氯均优于马头上营地｡

图4运行期间浑浊度变化

图5运行期间余氯变化

3、生活水厂规划设计

3.1取水管网

5000m3/d生活水厂采用框架式取水塔取水方式,取水机组为3组卧式多级泵(两用一备),均采用自动化控制,并配备压力传感器和流量传感器,可以根据水池水位及用水量,远程控制电机频率,进而实现取水流量大小的控制｡

3.2供水管网

送水泵房设计配置6台送水机组,1#~3#机组为高扬程机组,加压送至EL1207外围泵站两组600m3清水池,主供高区生活营地,大部分自流至业主营地､武警营地､洪门营地等主要生活营地,一部分加压送往EL1345水池,供临时营地生活用水;4#~6#机组为大流量机组,加压送至EL1060水池,主供低区生活营地,自流至海子尾巴营地｡同时设置1条DN400管道,使得生活水厂送水泵房与EL1042外围泵站相互贯通,保持互为备用状态(见图6)｡

图6互为备用示意图

选取业主营地､临时营地及海子尾巴营地作为研究对象,图7､图8分别为2024年1月份运行期间浑浊度和余氯变化图｡由图7､图8可知,3个营地浑浊度变化范围基本维持在0.12NTU左右,且≤1NTU;余氯变化范围基本维持在0.23mg/L,且≥0.05mg/L｡浑浊度和余氯均符合国家标准,运行效果较好｡在提高生活水厂和生产水厂使用率的同时,亦保证工区生活水供应稳定性及可靠性｡

图7运行期间浑浊度变化

4、污水处理站规划设计

4.1污水管网

因乌东德水电站地处山谷地带,地势落差大｡同时工区范围大且人员居住分散,将各区域污水收集至一处进行集中处理难度较大､成本费用高｡因此设计区域污水处理站,并利用山体地势高低差,可自流的优势,铺设污水主管网｡对不具备此优势的污水点,增设污水支管,并加装潜污泵和止回阀,收集各污水处理站周边辐射区域生活污水和厨房污水至主管网,最终均回流至小型污水处理站进行回收处理,达到《污水综合排放标准》(GB89781996),部分处理后的中水可二次利用,作为绿化､除尘等市政用水使用｡

4.2污水处理工艺

因工区各生活营地分布较为分散,日污水量小,且地处于山区,对环境保护要求高,故设计建设8座小型地埋式污水处理站,其地埋式一体化A/O设备由污水处理中常用的A/O工艺集成,具有设备结构紧凑､占地面积小的特点,主要由调节池､初沉池､氧化池､二沉池､中间水池､中水池､过滤器等构筑物组成｡在工艺设计与设备制造､安装等操作规范无误下,运行稳定可靠,并采用PLC系统自动控制,维护管理更加方便,同时生化脱氮除磷效果良好｡

施工区现场环境简陋,实验室仪器配备有限,日常运行监测指标主要包含有氨氮､总磷[3],因此选取新村污水处理站､金坪子1#污水处理站､海子尾巴污水处理站､马头上污水处理站､鱼类增殖1#污水处理站及武警营地污水处理站出水作为评价对象,图9､图10分别为2024年1月份运行期间氨氮和总磷变化图｡整体运行效果较好,两项指标均低于国家标准线｡由图9可知,6座污水处理站氨氮均保持9.04mg/L以下,且≤15mg/L,符合国家标准,但由于金坪子1#污水处理站､鱼类增殖1#污水处理站及武警营地污水处理站辐射范围内营地产生污水量相对较少,出现氨氮基本维持在未检出状态;由图10可知,6座污水处理站总磷存在一定波动情况,但均保持在0.41mg/L以下,且≤0.5mg/L,亦符合国家标准｡

图9运行期间氨氮变化

5、结语

乌东德水电站选址在河流水量大､落差大､水能丰富的乌东德镇｡但基础设施配置不全,交通极为不便,且此地区自然环境恶劣,严重干旱缺水,给水电站建设运维､工区人员正常生活需求､环境保护等带来极大困难和挑战,对辅助供排水系统要求较高,其规划设计的合理性不仅能提升左右岸地下

厂房水轮机组运行的安全性和可靠性,解决大型水电站施工用水和施工人员生活饮用水来源困难的难题,还能更好保护当地生态环境,维持可持续绿色发展,实现人与自然和谐共生理念｡

图10运行期间总磷变化

参考文献:

[1]范金道.龙溪水电站辅助供水系统的技术改造[J].水利水电技术,1999(1):34-35.

[2]王磊,李建波.一体化净水装置在水处理系统中的应用[J].化肥工业,2019,46(4):36-39,72.

[3]吴绪伟,任小菊.溪洛渡水电站生活污水处理厂运行探讨[J].山东工业技术,2015(4):82-83.

文章来源:张成,任海燕.乌东德水电站工区辅助供排水系统规划设计[J].广西水利水电,2025,(01):31-34.