[科普中國(guó)]-輔助水源

在一些工業(yè)生產(chǎn)之中，用水量很大，在有城市自來(lái)水的地方，要優(yōu)先考慮將城市自來(lái)水作為給水水源。而在一些偏遠(yuǎn)郊區(qū)，沒(méi)有足夠自來(lái)水供給的地方，就要考慮是否以底下水或地表水作為輔助水源。1

概念在一些需要大量消耗水的工業(yè)生產(chǎn)之中，如果所處位置不能提供足夠的自來(lái)水，就要考慮運(yùn)用輔助水源，常見(jiàn)的輔助水源有地表水和地下水。輔助水源用于不接觸食品的用水部門。選用輔助水源時(shí)，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，結(jié)合生產(chǎn)、生活對(duì)水質(zhì)的要求，確定采用哪一種，或幾種水源。1

選用水源所需基礎(chǔ)資料①各用水點(diǎn)對(duì)水量、水質(zhì)、水溫、用水時(shí)間等方面的要求或負(fù)荷時(shí)間曲線圖。

②建廠所在地的氣象、水文、地質(zhì)資料，特別是取水水源的詳細(xì)水文資料(包括原水利水質(zhì)分析報(bào)告)。

③接入廠區(qū)的市政自來(lái)水管網(wǎng)狀況。

④排水路線或排水管網(wǎng)狀況。

⑤廠內(nèi)外有關(guān)地質(zhì)、地形資料(包括外沿的引水、排水路線)。

⑥當(dāng)?shù)貜U水排放和公安消防主管部門的規(guī)定和要求。

⑦當(dāng)?shù)毓懿墓?yīng)情況。1

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)①在具有城市自來(lái)水供應(yīng)的地方應(yīng)優(yōu)先考慮采用自來(lái)水。

②自備水源時(shí)，水質(zhì)應(yīng)符合衛(wèi)生部規(guī)定的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及本廠的特定要求。

③消防、生產(chǎn)、生活給水管網(wǎng)盡可能合用同一管路系統(tǒng)。

④排放的生活、生產(chǎn)廢水應(yīng)進(jìn)行處理，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

⑤雨水溢流周期建議采用P=1。

⑥冷卻水應(yīng)循環(huán)利用，以節(jié)約用水量和能源消耗。

⑦用于增壓(包括消防、冷卻循環(huán)等)的水泵盡可能集中布置，以利統(tǒng)一管理及使用。

⑧主廠房或車問(wèn)的給排水水管網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝和生活的需要。1

工業(yè)場(chǎng)地供水系統(tǒng)一般工業(yè)場(chǎng)地采用直流供水系統(tǒng)，管網(wǎng)為枝狀，為貯存調(diào)節(jié)水量和消防水量均設(shè)有高位貯水池，管道均埋設(shè)，采用鑄鐵管材或塑料管材為宜。

工業(yè)場(chǎng)地的用水戶多少與礦山規(guī)模、服務(wù)年限、礦山組成有關(guān)。小型礦山由于規(guī)模小、服務(wù)年限短，只有破碎和倒運(yùn)系統(tǒng)、小規(guī)模的行政福利設(shè)施和小型維修站點(diǎn)，大中修任務(wù)全部外委，而且火藥外購(gòu)，只有小型貯存庫(kù)房，沒(méi)有生活區(qū)，因此用水量不大，其水源供水能力較小，供水系統(tǒng)單一，一般可分為三種流程。2

單水源單段式流程此種流程比較普遍。礦山用水量不大，水源條件較好，用一段泵即可將水送到工業(yè)場(chǎng)地的高位貯水池中。此時(shí)宜采用此流程，詳見(jiàn)圖1。

串級(jí)式供水流程這種流程比較少。由于工業(yè)場(chǎng)地和水源地標(biāo)高差大，距離遠(yuǎn)，一段泵不能將水由水源地送到工業(yè)場(chǎng)地，而采取串級(jí)式，利用多段泵將水由水源地送到工業(yè)場(chǎng)地。這種方式在老的小型礦山采用較多。例如西北某鐵礦輸水管線長(zhǎng)110km，標(biāo)高差約120m。由于水量小，管徑小，阻力損失大，采用了四段泵站的串級(jí)方式供水流程，詳見(jiàn)圖2。由于水泵行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步，輸送管材耐壓能力的提高，在新建礦山這種方式的使用正逐步減少。串級(jí)式
供水的運(yùn)營(yíng)費(fèi)很高(每立方米水費(fèi)甚至高達(dá)10元)。

比如南方某鐵礦的某礦區(qū)就是一個(gè)多水源串級(jí)式供水流程。它由鐵廠溝、六姆溝、采石場(chǎng)溝和鹽井溝四個(gè)水源組成供水系統(tǒng)。鐵廠溝是主水源，供水量為49.7m3/h。本水源采用泉水、水平滲水管和大口井取水方式，水源標(biāo)高1690.64m，經(jīng)5段加壓泵站將水送到標(biāo)高2685m高位貯水池(兼冷卻水池)，再經(jīng)配水管網(wǎng)供礦區(qū)各用水戶。六姆溝水源采用低壩取水方式，供水量為1.0m3/h，形成輔助水源，水源標(biāo)高2950.00m，將水自流到2685.00m高
位貯水池。采石場(chǎng)溝和鹽井溝水源均采用底柵取水方式取水，部分泉水也并入本水源，經(jīng)沉砂加壓后將水送往工業(yè)場(chǎng)地的100m3貯水池(標(biāo)高2585.00m)，詳見(jiàn)圖3。2

調(diào)節(jié)性水源供水流程這種流程在南方比較多，北方較少。調(diào)節(jié)性水源由主水源和輔助水源組成。主水源距離工業(yè)場(chǎng)地較遠(yuǎn)，標(biāo)高差大，水文條件好，但運(yùn)行費(fèi)用高。輔助水源是在工業(yè)場(chǎng)地附近的山川小溪，距離近，標(biāo)高差小，但水文條件不好，屬于季節(jié)性水源，枯水季節(jié)沒(méi)有水或水很少，豐水季節(jié)有水，為節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，枯水期主水源全額運(yùn)行，豐水期季節(jié)性水源全額運(yùn)行，主水源補(bǔ)額運(yùn)行。南方這樣的礦山實(shí)例較多，南方某鐵礦某礦區(qū)的供水系統(tǒng)即為此種形式。再如南方某鐵礦從安寧河上游取地表水供一個(gè)礦區(qū)采礦工業(yè)場(chǎng)地的采礦場(chǎng)用水和選礦廠用水。在河的下游沖積臺(tái)地上取地下水作一個(gè)礦區(qū)的采礦場(chǎng)，工業(yè)場(chǎng)地用水。地表水為主水源，地下水為輔助水源，見(jiàn)圖4。2

海水作為輔助水源我國(guó)人均水資源量不足2400m3，僅為世界人均水資源量的1/4。沿海地區(qū)雖占國(guó)土面積的13%，卻居住著全國(guó)40%的人口，提供60%以上的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值。由于人口稠密，沿海地區(qū)大部分城市人均水資源量低于500m3，部分地區(qū)甚至在200m3以下，水資源的緊張正阻礙著這一地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度。從世界范圍來(lái)看，許多國(guó)家正面臨著人口增長(zhǎng)的壓力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1999年，世界人口已超過(guò)60億。預(yù)計(jì)到2020年，世界人口將達(dá)到75億；而到2050年，世界人口將可能超過(guò)90億。人口的快速增長(zhǎng)，伴隨著人均淡水資源占有需求的增加，據(jù)此可以肯定地預(yù)言，淡水資源的短缺將是許多國(guó)家未來(lái)必將面臨的嚴(yán)重問(wèn)題。因此，在海水資源豐富的地區(qū)，發(fā)揮臨海優(yōu)勢(shì)，走海水淡化之路，是解決沿海城市缺水問(wèn)題的一條重要途徑。而且，目前應(yīng)用海水淡化技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)輔助水源已成為各國(guó)最常采用的方法。3

地球上水資源分布及水質(zhì)情況地球上水資源分布及水質(zhì)情況參考圖5。

各種應(yīng)用對(duì)水質(zhì)的要求參考圖6。

海水淡化的方法對(duì)海水或苦咸水進(jìn)行淡化的方法很多，但常規(guī)的方法，如蒸餾法、離子交換法、滲析法、反滲透膜法以及冷凍法等，都要消耗大量的燃料或電力。據(jù)報(bào)道，截至1990年，全世界已安裝的海水淡化裝置的產(chǎn)水能力為1.3×107 m3/d。而且每隔10年，這個(gè)數(shù)字就要增加一倍。淡化水的迅速增加，會(huì)產(chǎn)生一系列的問(wèn)題，其中最突出的就是能源的消耗。據(jù)估計(jì)，每天生產(chǎn)1.3×107m3的淡化水，則每年需要消耗原油1.3×108m3。即使人們支付得起這筆燃料的費(fèi)用，地球的溫室效應(yīng)、空氣污染等也警示人們必須謹(jǐn)慎從事。因此，尋求用豐富而清潔的太陽(yáng)能來(lái)進(jìn)行海水淡化，必將受到青睞。從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，情況亦是如此。我國(guó)廣大地區(qū)如農(nóng)村、孤島等至今仍普遍缺乏電力，因此在我國(guó)能源較緊張的條件下，利用太陽(yáng)能從海水(苦咸水)中制取淡水，乃是解決淡水缺乏或供應(yīng)不足的重要途徑之一。所以，利用太陽(yáng)能進(jìn)行海水淡化，有廣泛的應(yīng)用前景。

從經(jīng)濟(jì)上考慮，利用太陽(yáng)能進(jìn)行海水淡化亦越來(lái)越具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在美國(guó)利用太陽(yáng)能制取淡水，價(jià)格僅為每千克11美分，為一般純凈水價(jià)格的1/4左右。據(jù)測(cè)算，在我國(guó)利用太陽(yáng)能制取淡水，價(jià)格也僅為每千克0.1元左右，適合我國(guó)目前的消費(fèi)水平。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王強(qiáng) - 副教授 - 西南大學(xué)