高扬程提水工程设计研究

1引言

高扬程提水工程的主要供水成本包括耗电成本和制水成本，其中,电费所占比例高达50%以上[1]。同时，为了确保居民生活用水安全，水处理费也是不可或缺的一项投入。因此，优化设计提水方案、供水和水处理工艺，对于节约高扬程提水工程成本，提高水资源利用效率具有重要的生态环境意义和社会经济意义[2，3]。本文在分析贵州某高扬程提水工程地质条件的基础上，根据提水工程设计原则，针对当地汛期较长、水源水质较好的特点，提出了三种高扬程提水工程方案，经过分析和对比，选择了具有便利性、灵活性和适应性的工程方案。

2高扬程提水工程方案设计

2.1设计原则。根据区域工程地质条件，结合工程设计经验，提出高扬程提水工程设计的基本原则：(1)应尽量选取水量充足、水质优良的供水水源，取水保证率要求达到95%以上；(2)应依托地形地质条件，力求实现自流供水的供水方式；(3)泵站梯级不宜过多，节约工程成本，提高水资源利用率；(4)泵站宜建在地形开阔、岸坡适宜的地点，应避开断裂构造带等不良地基。

2.2高扬程提水工程方案设计。
2.2.1设计取水保证率。
水电站水库设计死水位1173m高程，工程取水位1173m高程，水泵安装高程与死水位齐平，因此,取水保证率达95%以上，满足要求。岩溶泉水实测资料显示，汛期平均流量0.04m3/s，平均小时流量144m3/h，平均日流量3456m3/h，取水保证率达98%。汛期如果岩溶泉水流量低于0.04m3/s，则从水电站水库提水，全年综合保证率不低于95%，满足要求。
2.2.2工程方案设计。
根据高扬程提水工程设计的基本原则，提水工程选用集中式供水方式。从水电站水库取水后采用两级提水方式提水至水处理厂，经处理后进入高位清水池，再由供水管连接供水主管网。考虑水处理厂布置位置的差异，设计了三种工程方案：方案一在高位清水池处设置水处理厂；方案二在二级泵站处设置水处理厂；方案三分别在二级泵站、高位清水池处设置水处理厂。方案一：由取水泵站从水库提水抽至二级泵站，再将水抽至高位水处理厂，经处理后进入高位清水池进行供水；方案二：由取水泵站从水库提水抽至二级泵站，经水处理厂处理后进入清水池，再将清水池的水抽至高位清水池进行供水；方案三：枯期由取水泵站从水库提水抽至二级泵站，经水处理厂处理后进入清水池，对低于二级泵站的乡村进行供水，高于二级泵站的乡村需要再将清水池的水抽到高位水池进行供水；汛期不考虑水电站水库取水，仅抽取岩溶泉水，经高位水处理厂处理后进入高位清水池进行供水。
2.2.3工程方案比选。
上述三种方案都能满足供水要求，方案都可行。对比方案一与方案二，前者取水建筑物布局简单，方便施工与管理，可有效降低运行成本，高位水处理厂距高位清水池较近，而后者水处理厂距高位清水池较远，在输水过程中存在二次污染的隐患，且需在水处理厂处另设清水池。从经济和安全的角度分析，方案一比方案二更适合拟建工程。然而，方案三考虑到高位清水池附近有一岩溶泉水，汛期流量大，不需要从水库提水便可满足拟建工程范围内的供水需求总量，汛期岩溶泉水经处理后即可进行自流供水。因此，综合分析三种方案，方案三更具便利性、灵活性和适应性，更适合拟建工程。

2.3供水工程工艺设计。
本工程供水水源包括水电站水库和岩溶泉水两种水源。
2.3.1水电站水库供水工艺。
从取水点至清水池高差412m，取水采用两级提水方式，设计提水