西江引水工程

西江引水工程

西江引水工程取水點位於佛山市三水區西江思賢滘下陳村,計畫每日取水規模350萬立方米。

基本介紹

  • 中文名:西江引水工程
  • 外文名:The Xijiang River Water Diversion Project
  • 取水點:佛山市三水區西江思賢滘下陳村
  • 計畫每日取水:350萬立方米
  • 耗資:約90億元
背景,數據,原因,歷史,展望,工程介紹,基本概況,取水,輸水,穿越,分水,工程難點,通水,

背景

連續兩年,廣州西部水源地因為污染問題都被省環保局、省監察廳列入聯合掛牌督辦“黑名單”,省環保局環境監察分局局長周全更在通報會上直言,由於積重難返,估計這一問題今年內難以得到徹底解決。位於西部水源地內的三家水廠,每天向廣州市民提供220萬噸自來水,占全市供水量的45%。然而當記者日前走訪這三家水廠的取水口時,映入眼帘的卻是沿江而下的水浮蓮、飄散的生活垃圾和直通水源的臭河涌。嚴重的水源地污染,已經讓廣州西部地區陷入“守著珠江沒水喝”的尷尬境地。
飲用水源水質未完全達標,是否意味著自來水也有問題?對此,廣州市自來水公司近年來多次明確表示:“廣州的自來水水質完全符合《生活飲用水衛生標準》,市民可以放心使用。”原水水質和出水水質是完全不同的兩個概念,居民使用的自來水是從飲用水源地抽取原水,通過管道送到廠內處理系統,經混凝、反應、沉澱、過濾、消毒5道處理工藝,加工生產出的產品,出廠水完全符合國家標準。

數據

根據省環保局日前公布的數據,2008年全省只有廣州和深圳兩市的飲用水源水質未能完全達標,其中廣州的達標率為81.0%,比2007年上升5個百分點,但西部水源水質污染仍較重,主要超標項目為氨氮、糞大腸菌群、石油類、氟化物等。據介紹,廣州西部水源主要包括流溪河下游、巴江(白坭河)、珠江西航道,是江村、石門、西村三家自來水廠的水源地,其生產的自來水主要供應白雲區和老城區。
由省環保局實時更新的水源水質月報結果則顯示,今年以來,廣州西部水源地水質形勢依然十分嚴峻。1—4月,江村、石門、西村三家水廠水源地水質均為“極差”,水質指數超過150,達到了“劣五類”水標準。相對而言,廣州沙灣、西洲、新塘等水廠的水質則基本保持在二三類水的水平。環保專家介紹說,根據國家水域功能分類,水源水質應該至少達到三類標準,而水質一旦達到最差的劣五類,即表明水體已經基本喪失使用功能,連農業灌溉和景觀用水的要求都達不到。

原因

保護石碑擋不住民宅工廠
為何西部水源治理如此艱難?其中既有地質構造的客觀因素,更有人為規劃、管理不善造成的積弊。
從地理位置來看,廣州處於西江、東江、北江的最下游,由於特殊的水文條件,廣州可利用的水資源基本上是地表徑流,沒有蓄水直接供城鎮使用。枯水期北江水無法進入珠江西航道,本地徑流量小,水環境容量小,水體納污和自淨化能力差。同時該河段又屬於感潮河段,污水在潮水的頂托下滯留在河道,污染物很難稀釋、降解。此外,上游來水水質差也進一步惡化了西部水源水質。
西部水源流經區域人口、產業的快速積聚,更讓原本就十分脆弱的水源地環境難堪重負。無論是西村水廠的水源衛生河、石門水廠的水源珠江西航道還是江村水廠的水源白海面涌,早年都是人跡罕至的農村地區。但隨著近年來城市化進程的加快,這些水源地都不同程度地遭到民宅居或工廠的侵占。其中衛生河兩岸全是大型客運貨場,而本世紀初水質仍然良好的白海面涌,近年來一度成為附近養豬場的排泄池,水質急劇惡化,目前已經成為三大水源地中最為骯髒的一個。
記者在走訪中還發現,雖然早在1988年廣州市環保部門就在水源地周邊立碑標識,要求污染源遠離取水口,但在現實中,這些石碑早已被民房、車場乃至工廠包圍,幾成“聾子的耳朵”。
根據環保部門的統計,廣州西部地區還有40多條臭河涌直接排入流溪河和珠江西航道,最終對水源地構成威脅。這些河涌都處於城鄉結合帶,工廠民宅林立,生產、生活污水直排防不勝防。
導致西部水源污染久治不愈的另外一個人為因素,則在於西部污水處理系統建設的緩慢。按照當初的規劃,西部四大污水處理廠本應在2006年年底即可建成。然而時至今日,四家工廠中的“絕對主力”,處理能力達15萬噸/日的石井污水廠,竣工日期不得不一拖再拖。在其建設過程中,光選址就耗費了一年多時間,前後三易其地。現在,該污水廠的建設又因為拆遷補償問題,卡到了管線鋪設環節。

歷史

政府常年整治卻事倍功半
2018年,廣州西部水源污染首次被省環保局列為督辦案件後,廣州市也對164家污染企業實施了掛牌督辦,其中位於西部飲用水源地內的就有78家。這些督辦企業目前都完成了整改或者已經關閉、搬遷。廣州市常務副市長蘇澤群日前還透露,廣州將進一步清理飲用水源污染源,直到把位於西部水源二級保護區內的221家工業企業全部遷出或關閉。
這些措施,使得廣州水源水質達標率一直呈現上升勢頭。但這也並沒有改變西部水源地水質在全市墊底的地位。

展望

在“守著珠江沒水喝”一定程度上已經成為現實的情況下,廣州必須考慮:西部地區200萬人的飲水安全如何保障?
西江水有多好
廣州市自來水公司從1987年開始連續20多年定期對西江水質狀況進行檢測,結果顯示,西江水水量豐富,水質常年處於國家飲用水Ⅱ類水源水平,個別指標甚至達到Ⅰ類,是理想的取水水源。
【好處一】優質的西江水進入廣州後,廣州市中心城區供水水質將全面達到新國標(《生活飲用水衛生標準》GB5749-2006)要求的106項指標,與國際水平接軌。
【好處二】優質西江水進水廠後,將會根據其水源特點對投加等環節進行工藝調整,出廠水在口感上更佳、水質上更優。特別是從前水龍頭出來的自來水氯味兒等情況將有明顯改善。
【好處三】 西江好水將使石門、西村、江村三大水廠的出廠水實現從“放心水”到“優質水”的飛躍。惠及600萬人的西江好水進入廣州,對提高羊城百姓的生活幸福感具有積極的意義
為何從思賢滘取水?
西江引水工程項目辦副總工程師吳春翹解釋,西江是珠江的主要支流,水流量是東江的25倍、北江的30倍、流溪河的150倍。廣州市自來水公司對其連續23年的水質檢測結果顯示,水質常年處於國家飲用水Ⅱ類水源水平,個別指標達到Ⅰ類,是理想的取水水源。
1998年前後,廣州水利部門提出了一個大膽的構想,能不能把廣州西部嚴重污染的水源用外面的水源替換?起初,調水方案的注意力主要集中在北江。受省政府委託主持珠三角水資源綜合規劃的中山大學水資源與環境系主任、教授陳曉宏發現,北江的水量在枯水期不足以支撐廣州的取水。專家們建議把取水點調到西江。
陳曉宏透露,取水點選址佛山市三水區思賢滘,是因其貫通西江和北江,正好在兩江匯合口的下面,西江水有問題,北江可以補充;北江有問題,西江可以補充。
2005年前後,廣東水資源綜合規劃的初步成果終於出台;2006年,廣州做了城市供水規劃;2007年,珠江水利委員會批准了跨區域取水;2007年5月,廣州市政府正式發文明確實施西江引水工程。翌年底,工程正式動工。

工程介紹

基本概況

工程將建設取水泵站、中途加壓泵站、配水泵站各1座。通過鋪設2條直徑為3.6米、單管長46.5公里的原水主幹管,以及總計23.8公里的原水支管,西江水將以“全密封”的方式輸送到廣州,再進入江村、西村、石門三間水廠。 西江引水工程跨越廣、佛兩市三區,絕大部分施工在佛山地區。工程全線途經36個行政村、110個自然村,穿越3條鐵路、6條高速公路、兩條國道、多條主要市政路、9座大型橋樑、3條主要航道及47條大小河涌,涉及征借地多達3357.64畝。工期之緊迫、任務之艱巨,在廣州供水工程建設史上尚無先例。
西江引水工程路線圖西江引水工程路線圖
這項耗資約90億元的宏大工程,為我國第三大輸水工程。它不僅為廣州開闢了新的水源,同時創造了廣州供水史上的奇蹟。而兩條輸水主動脈,好比為廣州開闢的一條“地下河”。

取水

取水泵站結構形同“食草恐龍”
這股清流的源頭,在離下陳村北江大堤138米的江面。
取水管在江面2米以下探入。西江水流入取水管後,通過管道和前池輸入大堤後面的取水泵站。從遠處看,這個取水頭跟普通的水閘建築無異,而與龐大的西江取水工程相比,它的個頭顯得有點小。
“知道食草恐龍嗎?這整個取水泵站就像個大型食草恐龍”,現場一位工程人員給記者打了個生動的比方。食草恐龍,頭部小,脖子長,腹部巨大,還有條長長的尾巴。它的頭部就是探入江中的取水口,3條長達320米的水管像長長的脖頸。水流通過脖頸經過位於腹部的前池和泵站,再通過兩條管徑3.6米的巨型輸水管流向廣州。
為了造就這座取水泵站,施工方開挖了67.1萬立方米的土方,用了1.1萬噸的鋼筋和20.4萬立方米的混凝土。每天有將近70輛混凝土攪拌車穿梭於工地,為了建設龐大的水池,每天混凝土的澆築量可以蓋起六、七層樓房。
防洪標準按50年一遇設計
走近西江大堤旁的取水泵站,你會發現這隻“恐龍”的每一個部位都不簡單。
探入江中的取水頭由3組閘門組成,廣州市自來水公司西江引水工程三水分部部長陳遜賢介紹指出,這閘門不僅用於取水,也是安全事故閘門。“如果三防部門認為江水威脅到了泵站的安全,或者泵站出現了什麼異常要求關閘,那么這最前端的閘門就會被關閉”。
江水流入泵站前還要經過前池,在這裡,江水中的泥沙得到初步的沉澱。“前池相當於25米乘以50米的游泳池”,它的外壁按照大壩的技術標準設計,高13 .2米,能夠防禦50年一遇的洪水。
不過,西江水要想順利跨越數十公里的輸水征程,還必須要靠“恐龍”腹部的另一組重要器官———泵站。記者日前在現場看到,從奧地利採購的水泵正在吊裝,這樣龐大的水泵目前在國內還無法生產。未來將有12台這樣的水泵開足馬力,將水壓大幅提升。“理論上說,你在水管上開個小口,能噴出40米高的水柱”,工程人員表示,這樣的壓力足以將西江水“一程送到廣州”。
12台水泵對應的就是12條引水支管。從工地上一眼望去,這裡正在進行壯觀的焊接作業,12條支管蜿蜒抬升介入兩條並行的主管。這兩條管徑達3.6米的輸水主管像兩條大動脈,連線起廣州未來供水的生命線。

輸水

用鋼量超過3個奧運“鳥巢”
構成西江引水工程輸水動脈的主管有PC C P(預應力鋼筒混凝土管)和鋼管兩種,他們將根據不同的地質環境和施工條件來使用。
一截5米長的PC C P就是一棟房子,只要將兩頭用簾幕遮住,它就能為你遮風擋雨。這個重約47噸的大傢伙比一般的房子可要結實,它的外壁有30厘米厚,最裡層是6毫米厚的鋼筒,鋼筒外纏繞預應力鋼絲,再噴以水泥砂漿保護層,塗上灰黑色的防腐表層。
運輸這樣的超大管材要用專門的重型運輸車輛,而且1輛車1次往往只能運輸1到2截。廠方為了降低運輸成本,專門在廣州花都建了一個分廠,生產的管材專供西江引水工程。
在西江引水工程70多公里的管廊中,PC C P管就走了53公里,用了1萬多條。
一截5米長的PC C P造價高達5萬元,連線兩根需要8個工人作業1小時。而一根6米長的鋼管造價就要十幾萬元,焊接一道接口需要6個工人連續作業10多個小時。
與厚厚的PC C P管相比,鋼管看起來薄得多,壁厚只有20毫米。記者在佛山三水翠坑村的空地上就看到了這樣的鋼管。“正常的情況下,10毫米厚的鋼管就能用100年了。”據工程人員介紹,鋼管的優點是容易切割,耐久,缺點是焊接所需時間太長,造價高昂。
在西江引水工程中,鋼管管材用了70多公里,用鋼量達到13.5萬噸,超過3個“鳥巢”,2個半“小蠻腰”的用鋼量。

穿越

借“鑽地龍”輕鬆跋山涉水
盾構內襯鋼管施工盾構內襯鋼管施工
西江引水工程輸水管道全程潛行地下,在鋪設管道過程中,大部分管道採用明挖填埋的方式,但對於不具備開挖條件的地方,就只能借鑑捷運的盾構掘進技術穿越障礙物,讓“鑽地龍”從地下挖出一條隧道來安放輸水管。這被認為是西江引水管道施工中最困難的環節。
據統計,西江引水途中穿越大小河涌51條,鐵路6條,公路28條、橋樑2座,山體10餘座。其中,在小塘立交段和官窯立交段的管線為了保護地面建築,採用了暗挖隧道的盾構法施工,盾構長度超過4公里。此前,盾構法敷設輸水管線在國內只有南水北調和上海青草沙輸水工程中採用過,南方地區屬於首次套用。
值得注意的是,原本兩條並行的輸水主管在進入盾構隧道時合二為一,管徑也從原來的3.6米擴大到4.8米,這樣可以保證水流量不變。在小塘盾構點2.3公里的隧道就穿越了廣茂鐵路、321國道、廣汕高速、西二環和廣深高速的連線點小塘立交等障礙。“我們不可能挖斷國道來埋管。如果不用盾構法施工,管線就要繞遠,管線長了,投資費用就會更高。”工程人員告訴記者。
參與這個環節施工的建設單位大多有過廣州捷運施工的經驗,他們發現在佛山進行盾構要面臨更複雜的地質環境,“佛山的地下以淤泥層和砂層為主,這種軟弱土層使施工很難控制地下的沉降量。”
輸水管道用X光做“胸透”
焊接隧道中的鋼管更具挑戰,據介紹,施工方挖掘兩段隧道用了2個多月的時間,但要在隧道中安裝所有的內襯鋼管則要5個月的時間。首先要用軌道車將兩截焊接好的鋼管送到隧道里,由於鋼管與隧道內壁的距離非常狹窄,所以在隧道內的鋼管焊接時,工人們只能在管道內單邊施工,工人的熟練程度在對接隧道里的管道時顯得尤為重要。在隧道內焊接還要面臨缺氧的難題,隧道掘進井邊要由巨大的鼓風機向隧道內送風保障施工環境的空氣安全。
為了監測焊接質量,施工方還用X光照片來檢驗管道焊接質量,就像醫院的胸透一樣,可以看到外表看不到的細節問題。
可以說,今後西江引水工程運行起來後,單管送水的盾構環節檢修難度非常大,如果要進去維修就只能停止取水,所以隧道施工的質量要求更高,在施工人員看來,爆管問題在這裡是絕對不允許出現的。
過江
巨型過江水管在北江河道安裝巨型過江水管在北江河道安裝
河床挖溝槽沉國內最大管
2019年2月6日,一條510米長、1800噸重的巨型鋼管高高吊起在空中,在10艘吊船的協同操作下緩緩沉入北江,僅下沉的過程就需要一天時間。這是國內最大管徑的過江沉管。
據介紹,西江飲水工程管線在穿越北江、白坭河等航運要道時,均實施了特大型過河管沉放安裝施工。沉入北江的鋼管與此次工程中的其他鋼管不同,它的壁厚達到了40毫米,相當於船的甲板,以適應水下更為複雜的環境。由於鋼管需要整體沉入水中,所以需要在岸上整體焊接成型,每條鋼管有80多條焊縫。
江水常年沖刷,會不會把沉入江中的管線沖歪了?原來施工方在河床上專門挖開了深達3米的溝槽,而不會把管道鋪在河床上。在沉管過程中,打開管徑兩端的封板使江水流入管中,然後水管慢慢沉降到溝槽中,最後拋石頭壓住水管。沉放完畢後還要在水下進行水壓試驗。這種沉管施工甚至需要運輸系統封航,在北江沉管期間,每天至少有400艘船需繞道或錨泊等待。

分水

西江來水鴨崗泵站兵分三路
經過了一年的建設,鴉崗泵站在廣州白雲區鴉崗村拔地而起。
與陳村取水泵站不同,鴉崗泵站的作用是分配引來的西江水,初期將每日200多萬立方米的水源配成三股,流向西村、石門、江村這三個水廠。
“其實沒有這個泵站,也能將西江水送入3個水廠,但是將來如果再增加新的水廠,它的作用就會顯現出來了”,西江引水工程白雲分部部長張振宇介紹,有了這個泵房,西江供水覆蓋面就更大,為今後應對突發事件提供了保障。
從占地面積和工程造價,不難看出鴉崗泵站在西江引水過程中的作用。它占地100多畝,造價3個億,占了整個工程概算的1/3。它的泵房能抗百年一遇的洪水。
鴉崗泵站跟取水泵站一樣,也建有前池,西江水經過10多個小時的長途跋涉,將在這裡“小憩”片刻等待分配。記者在此看到,東、西兩個前池已經建成,每個前池都有2.7萬立方米的容量。
在鴉崗泵站,與下陳村取水泵站相對應地,也有12個水泵。正是它們要將200多億立方米的原水送進通往自來水廠的管道中,“基本是一個多小時就能將兩池水送完”。
距離鴉崗泵站最近的是石門水廠,只有5440米,這段線路靠的是新鋪設的直徑2.8米水管,每日約輸送80萬立方米西江水。鴉崗泵站到江村,有8320米的路程,每日配送40萬立方米的水給江村水廠。離得最遠的西村水廠,配水量最大,每日110萬立方米,所用的輸水管也最粗,直徑有3.2米,路線長達12937米。
值得注意的是,西江引水工程除了供應目前西北部的三個水廠,還將預留北部接口,為今後北部地區輸水提供保障。
防爆水管 同步建“天眼”
這么大的工程,一旦爆水管就相當於小型洪水,必須採取各種措施儘量降低風險。西江引水工程在重要工程節點和人口稠密段同步建設了攝像視頻監測系統,未來可實時傳送視頻圖像,形成籠罩供水管網的“天眼”。為了防止管道中急劇變化的壓力給管壁造成的水力撞擊,西江引水工程還特別在取水口泵站設定壓力釋放閥,可以為管道透氣減壓,保障管網穩定安全。此外,為了防止人為破壞,今後每天都會有專人在西江取水沿線巡查。
用什麼保百年工程?
西江引水工程要保用百年以上,憑藉什麼保障它的質量呢?
據了解,西江引水工程全線主管均使用PCCP(預應力鋼筒混凝土管)和鋼管兩種。近年來,多數大城市已廣泛套用鋼管作為供水管道;PCCP則是南水北調等大型水利工程廣泛使用的一種新型複合型管材,使用壽命長、運行維護費用幾乎為零。
西江引水工程採用的PCCP都是5米長的規格,重約47噸,外壁有30厘米厚。廣州市自來水公司總經理王建平說,一截PCCP造價高達5萬元,連線兩根需要8個工人利用大型機器作業1小時。
在西江引水工程70多公里的“地下河”中,PCCP管就走了53公里,用了1萬多條。
與厚厚的PCCP管相比,鋼管壁厚有20毫米和40毫米兩種。“在正常情況下,10毫米厚的鋼管能用100年。”據工程人員介紹,鋼管的優點是容易切割、耐久,缺點是焊接所需時間太長,造價高昂,一根6米長的鋼管造價要十幾萬元,焊接一道接口需要6個工人連續作業十多個小時,自動焊接層數至少達7層,並且要保證焊縫拍片質量要求,不能有絲毫的差錯。

工程難點

工程難點
時間緊
為保證西江引水工程在亞運前通水,工程前後只有不到兩年的施工時間。
征借地任務重
征借地3357.64畝。與此同時“700天內完成引水工程建設”的任務鐵令如山。
技術複雜
作為目前全國第三大輸水工程,西江引水工程的很多技術都是沒有經驗可循的。

通水

完工通水
2010年9月6日下午3時許,伴隨著位於佛山西二環管線六標的兩條輸水長龍正式合龍,標誌著西江引水工程全程約71.6公里輸水管道今日全線成功聯通!優質的西江原水將於亞運前進入廣州。
廣州市西江引水工程是僅次於南水北調、上海青草沙引水的國內第三大引水工程。工程自2008年12月29日正式開工以來,各參建單位克服了時間短、任務重、戰線長、眾多施工技術無先例可循等諸多困難,歷經了前期策劃、實施策劃、全面啟動、大規模作戰、攻堅及衝刺等六大階段,並得到了廣東省、廣州市、佛山市政府及有關部門的關心,與工程沿線市民的大力支持,在確保工期與工程質量的基礎上,迎來了工程輸水管道全線聯通的重大勝利。
西江水入穗後,將全面置換廣州市西北部地區水源,使江村、石門、西村等三間水廠的水質達到新的國家《生活飲用水衛生標準》和《飲用淨水水質標準》,惠及600多萬羊城居民。

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