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杯子里的长江水

新京报 2019-09-19 16:14:47
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第一口“长江水”,家住昌平的侯玉兰品出了一丝甜味。这是一壶有故事的水。三周前,它还在1200余公里之遥的丹江口。

每年有10亿立方长江水完成北上的旅途——跨越7个纬度,穿过4个省份的14座大中城市。

自2014年南水北调中线工程通水,北京现已累计接收50亿立方米南来之水。这是世界上规模最大的引水工程。2000年前,古罗马人搭建高架引水渠,将50公里外的泉水引入罗马。如今的中国,将引水距离扩大了近30倍。

在北京,9座水厂每分钟都在接纳约1500立方米南水,再经过严格的自来水加工工艺,和密如蛛网的管线传输,最终抵达终点——1200万市民的杯子。

杯子里的长江水

8月9日,第九水厂厂房。新京报记者郑新洽摄

供水的挑战

在北京,每天1200万市民都在“饮长江水”,进京的南水迄今突破了50亿立方米。

62岁的侯玉兰接满一壶水尝了尝,说这水“有点甜”。

她情不自禁地和过去自备井时代,水龙头里流出沙子的味儿相比。那时候只能买卡下楼打水喝。今年,侯玉兰所在的华龙苑中里小区完成了自备井置换,33栋楼的2073户居民喝上了市政管网水。

这杯“有点儿甜”的水,是南水进京带来的福利。在北京,每天1200万市民都在“饮长江水”,进京的南水迄今突破了50亿立方米。

侯玉兰喝的是其中一杯,这也是长江水北上之旅的终点。它的上一站是水厂。北京总共有9座水厂,每天接纳大约260万立方米的南水。

第九水厂是南水取用的主力。2014年底至今,这座水厂已取用17.5亿立方米南水。

它的建设要追溯到上世纪70年代。那时,北京地下水位逐年下降,浅井干涸、深井出水量减少,而城区用水却逐年上升,出现了严重水荒。供水高峰期,市区一半以上地区降压供水或限时限量供水,竣工楼房30%因缺水而无法使用,供水形势十分严峻。

上世纪80年代,北京最大的地下水水厂第八水厂和北京城区首座地表水水厂田村山净水厂先后建成通水,两座水厂日供水能力分别为50万立方米、17万立方米。

1984年,北京市政府决定建设日供水能力百万立方米的大型水厂。1990年6月底,第九水厂一期正式通水,1999年9月三期工程全部完成,日供水能力达到150万立方米,是此前八个自来水厂供水量的总和,使北京城区供水能力翻了一翻。

至今,第九水厂仍是北京最大的地表水水厂,供水量占据城区供水量的半壁江山。

不过,北京城市规模从最初的二环扩展到六环,人口从新中国成立初期的400多万人发展到2000多万人,城市规模用水短缺仍未破解。2003年12月30日,南水北调中线工程开工,2014年正式通水。

“长江水”的漫长旅途,自此拉开了序幕。

杯子里的长江水

8月9日,南水从京密引水渠进入龙背村泵站。新京报记者郑新洽摄

试水丹江口

为适应长江水的“脾气”,北京市自来水集团提前三年,就奔赴丹江口水库试水。

将长江水“迎”到北京人杯子里,是件不容易的事。为此,北京做了很多年准备。

2013年底前,北京完成了团城湖至第九水厂工程(一期),第三水厂、田村山水厂改造,大宁调蓄水库、团城湖调节池、南干渠、东干渠以及郭公庄等十项配套工程建设,每年能接纳10亿立方米南水。

通水后的南水,从丹江口水库东岸岸边引出,一路北上。

江水从永定河倒虹吸工程进入京城后,向东会率先进入南干渠。这条总长27公里的地下输水管贯穿南城,向郭公庄水厂供水——这座水厂专为迎接南水而建,是北京中心城区处理南水北调水源的第5座水厂。它的兴建,也改变了城区水厂分布格局:城区东、南、西、北四个方向均有大型主力水厂,城区供水更加均衡。

为适应长江水的“脾气”,北京市自来水集团提前三年,就奔赴丹江口水库试水。

不同地域的人有着不同的秉性,水也如此,表现就是水的pH、无机盐含量等不同。这些数值的改变不仅影响着自来水净化工艺,还会对供水管网产生不同的影响。让北京的水管提前“尝尝”南水的滋味十分必要。

2011年5月,北京自来水集团在丹江口建立中试基地。中试基地实际上是一个每天能制水6立方米的微型水厂,真实模拟北京各水厂的主要工艺。试验基地安装了在运行供水管线进行模拟试验,检验现有水处理工艺对南水的处理情况,以及供水管网对南水的适应程度。

丹江试水提前解决了水处理工艺和供水管网的问题,但南水在夏季入厂时还是带来了未曾料到的新问题——水温。

以往密云水库取水口在十几米深的水底,水温变化不大,一般冬天最低4℃,夏天最高18℃。而南水经过1000多公里来京,基本是通过地表输送,水温变化比较大。“夏天水温比较高,最高时超过32℃,工人在车间感到非常闷热。冬天则接近0℃,比之前密云水库的水还凉。”

在第九水厂副厂长张春雷看来,水温变化大,对各种设备设施的挑战也很大。“水温变化大,很多柔性接口就拉开了,当时紧急更换了一批设备。后来在建设郭公庄等水厂时,就加大了设计余量。”

经过多年准备后,2014年12月27日,长江水正式进京。京密引水渠的水也开始反向流淌。

杯子里的长江水

8月9日,第九水厂机械加速沉淀池,主要作用是解决原水浊度。新京报记者郑新洽摄

“过关”百余项检测

澄清工艺只是原水加工中的一步,从进厂水到出厂水漫长的流程中,还有预臭氧接触、混合、砂滤、炭滤等近十个步骤,百余项检测。

京密引水渠位于龙背村附近,正是第九水厂的三个取水口之一。

第九水厂副厂长童立涛说,从取水口往上一千米内都是饮用水水源一级保护区,但是下雨可能带来一些漂浮物。工作人员会定时转动耙齿,把树枝等漂浮物“搂”出来。

京密引水渠取水口设有格栅和水闸。龙背村取水站的11名工作人员,分班倒24小时监控水质。为了保证水质,取水站会按比例投入次氯酸钠,对藻类和微生物进行灭活处理。站里还备有粉末活性炭投加系统,遇到突发性水污染,将投加粉末活性炭吸附处理。

在这里,南水将流经直径4.7米、约10公里长的涵洞,流到关西庄取水泵站后,正式进入水厂进行深度处理。第一步,就是降低原水浊度。

在第九水厂,有几个圆柱形的大水池,池子里水非常清澈。张春雷介绍,这是机械加速澄清池,看起来不深,但隔层下有七八米。加速澄清池的主要作用是降低原水浊度,经过澄清环节的水浊度可以达到0.3NTU,而国家标准要求出厂水浊度是1NTU,仅这一步,浊度处理已经到位。

澄清工艺只是原水加工中的一步,从进厂水到出厂水漫长的流程中,还有预臭氧接触、混合、砂滤、炭滤等近十个步骤,百余项检测。

上世纪80年代,北京自来水公司初步形成了三级水质管理体系。至上世纪90年代,逐步形成水质监测中心、水厂化验室、水厂运行班组三级水质检测制度,对水源水、出厂水、管网水、用户终端水进行全过程监测和质量控制。

8月9日,水质监测中心有机检测室里,工作人员正在使用液相色谱质谱联用仪进行测试。有机室主任王蕾说,这是在检测水中的农药类物质和消毒副产物。此外,微生物实验室负责检测总大肠菌群、贾第鞭毛虫、隐孢子虫等。

隔壁的无机检测室,工程师骆鹏和同事正在检测几十个水样中的铁元素。无机室主任金红解释,检测结果显示样本水样的铁元素含量远低于检出线,完全符合国家标准,可以放心饮用。

水厂实验室,也一刻没闲着。

第九水厂水质管理室主任杨杨说,单单耗氧量检测,每天就要测20余个水样。“水厂每个工艺段都要测,包括水源水、进厂水、沉淀池出水、炭池出水等,每个工艺段检测项目和频次都不同。这两天下雨,原水水质会发生变化,还要加测。”

随着物联网技术的发展,北京市自来水集团各水厂全流程都安装了水质在线监测仪,可以实时监测浊度、pH、余氯和温度四个指标。目前,全北京水源地、制水车间已经布设水质在线监测点600余处。此外,集团还在管网终端设置水质在线监测点100余处、固定水质监测点500余处。从源头到龙头,全流程的水质“尽在掌握中”。

杯子里的长江水

8月9日,第九水厂水质监测中心无机检测室,自来水水质样本。新京报记者郑新洽摄

让南水有个“北京味儿”

在丹江试水时,技术人员确定了30多种工艺处理方案的不同组合,为北京各大水厂寻找个性化方案,确保南水进京后,市民喝上的水还是熟悉的口感。

南水真的更甜一些吗?

严格检测保证来水水质的同时,“口感”也是水厂要考虑的重要问题。南水进京前,北京用了多年的地下水,水的口感和南水完全不同。

用普通人的话说,北京的水“硬”,因为钙镁离子含量高;南水“软”,但是喝起来会有一股“土腥味”。

在丹江试水时,北京市自来水集团的技术人员就对水质进行了相应监测,确定了30多种工艺处理方案的不同组合,为北京各大水厂寻找个性化方案,确保南水进京后,市民喝上的水还是熟悉的口感。

活性炭是保证口感的重要环节。北京地表水厂很早就使用了活性炭。活性炭滤池主要作用是进一步吸附和过滤水中的有机物。

据介绍,2014年底通水的郭公庄水厂应用了活性炭和石英砂滤层构成的炭砂滤池,“模仿”的正是自然界地下水在长期沉淀过程中通过地下岩层不断自净渗透的环境;郭公庄水厂还应用了紫外线消毒工艺,其能量足以破坏水中残留微生物,保证从这里流出的自来水安全可靠。

粉末活性炭应对突发性水质问题是有成功先例的。2005年前后,密云水库原水水质季节性变化,北京连续两个月在密云水库取水口投加粉末活性炭,使水中嗅味得到了很好的控制。

2015年4月至11月中旬,由于季节和气温的变化,“南水”持续出现了7个多月的高藻现象。自来水集团工作人员回忆,当时高峰时“南水”藻类数量是密云水库的5到6倍。水藻初期以硅藻为主,随着季节的变化,蓝藻、绿藻所占比率大大增加,水中容易产生嗅味。最终,水厂通过采取强化预加氯、调整混凝剂和臭氧投加量等工艺,确保出厂水水质安全稳定。

“偏软”的南水进京,也改善了居民家庭生活用水的水质。

过去,部分南城地区的自来水硬度在350-380毫克/升,水碱明显。南水进京后,郭公庄水厂投入生产,南城百姓喝上南水,硬度降为只有120-150毫克/升。居民的直观感受是,烧水壶的水垢少了。

杯子里的长江水

8月9日,北京自来水集团管网管理分公司70多名巡视员每天都沿着全市的管网巡视。新京报记者郑新洽摄

用好流出的每滴水

每个巡视员有管理区域,从九点到下午六点,五个工作日每天巡视一部分范围,沿着管线巡。有工作人员需要开着巡视车沿着管线巡视,最远会巡视两百公里,一直到密云。

水的旅途中,管网就像道路。有一批人无微不至地为水“铺路”,从水流出自来水厂那一刻起。

北京市自来水集团管网管理分公司总工程师刘彦辉说,他们掌握着北京最全的管网图纸资料,70多名巡视员每天沿着全市管网巡视。

“每个巡视员有管理区域,从九点到下午六点钟,五个工作日每天巡视一部分范围,沿着管线巡”,管网管理二所巡视班班长邹文彬介绍,有工作人员需要每天上班开着巡视车沿着管线巡视,最远会巡视两百公里,一直到密云。

巡视员发现存在隐患的老旧管线,会用更好的管材替换。

“马家堡东路有个二三十年的管线,过去工艺不太合理,出现频繁漏水,我们就给换成了更好的管材。为了保障南水进京首都供水安全,我们将上世纪七十年代在二环铺设的铸铁管,利用四到五年时间换成了更稳定的球墨铸铁管。”刘彦辉说。

如今,更多科技手段增加了检测的准确率。北京市自来水集团在管网上安装了漏失监测仪,俗称“电子耳”的设备,通过监测水流声音定位漏点精度在1米以内。据统计,采用科技手段后,年均节水达3000余万立方米,节电200余万千瓦时。

与老旧管线改造同时进行的,还有自备井的置换。

改革开放初期,北京城区供水水源为单一地下水源,很多地方市政水也无法覆盖。自备井主要建设于上世纪70年代,以解决生产生活用水,同时向周边居民和单位供水。

南水的进京,为北京大规模实施自备井置换提供了重要条件。

2015年以来,北京市自来水集团用3年的时间,先后完成了朝阳区孙河康营小区、国防大学等759家小区(单位)自备井置换,112.4万人喝上了市政大管网自来水,关停自备井434眼。

今年,自备井的置换还将惠及更多市民。市自来水集团计划对240多个小区(单位)实施自备井置换。预计2020年底,中心城区及其周边公共供水管网覆盖范围内和城市副中心,生活用自备井将基本全置换为市政供水。

距离侯玉兰住的小区不远,华龙苑南里小区去年也完成了自备井置换。在华龙苑南里36号楼住了二十几年的贾安云说,总算不用再为用水发愁了。

来到北京的南水除了“解渴”,还拥有了更多的意义。

自来水是一座城市的动脉

人类文明从诞生起就与水密不可分,傍水而居是典型的聚居形态。人们沿河挑水、凿井取水,一代又一代地进行着人类文明的累进。

如今,文明演进几千年来到高楼林立的城市,隐藏在地下和墙体里的自来水管道已经取代了地表水源。当打开自来水龙头就能获得干净的水时,很多人已经忘了,水从哪里来。

北京的水从哪里来?

老北京千口水井多是苦水井,皇帝喝玉泉水,运水车走西直门进城,脚程四五十里;八九十年代官厅水库、密云水库等郊区水库成为主要水源地,取水200里;奥运前后,河北4个水库为北京补水,调水500里;2014年,两三千里外的丹江口进京,北京人打开水龙头,流出来的已经是长江水。

和空气一样,水是人类必须却又存在感很低的物质。人们理所当然取用水源,却忽略了为了一口干净水,背后是几十年的规划、几年的施工和千万工人一丝不苟的努力。

自来水就像这座城市的动脉,日夜不停运转的水厂是它的心脏,源源不断地输送着干净的水源,养活城市的每一个“细胞”。

新京报记者李玉坤

责任编辑:王波 CN082
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