鄂尔多斯市中心城区引黄供水工程（北线）可行性研究报告

完成单位：内蒙古自治区水利水电勘测设计院有限公司

黄河奔腾，几字蜿蜒，孕育了蜚声内外的鄂尔多斯，地处母亲河怀抱， 自然资源富集的塞外“暖城 ”。数十年来，却因资源性、工程性和指标性缺水， 而在“望河兴叹 ”中艰辛探索，引黄入城，成为几代人的夙愿和近百万市民 的期盼。

为认真落实鄂尔多斯市委市政府关于温暖工程的部署要求，全力做好“四 个保障 ”，加快构建城市供水多水源保障体系，彻底解决多年来的用水短缺问 题，鄂尔多斯市全面启动实施了中心城区引黄供水工程。

鄂尔多斯市中心城区引黄供水工程以黄河水为水源，供水对象为鄂尔多斯市 中心城区城镇居民生活用水，本工程的实施可以有效解决地下水超采及中心城区 严重缺水问题，保障中心城区居民生活用水的安全，该工程的建设既符合国家水 资源合理配置的思路，更符合当地城市发展的实际需要，是一项利国利民之举。

【项目必要性】

1.现状供水量不能充分满足生活用水需求

鄂尔多斯市地处环渤海经济圈和呼包鄂金三角的结合部，商业地位重要，是 自治区东进西出、北开南联的交汇点和“桥头堡 ”，是连接华北、东北、西北三 大经济区的交通枢纽。近年来，随着鄂尔多斯市经济社会进一步发展，中心城区 （东胜区、康巴什区）城市规模不断扩大，对城市供水保障能力的要求逐年提高， 中心城区生活供水严重不足。

2018 年，鄂尔多斯市中心城区高峰期用水量达到 11.72 万 m³/d（其中东胜 区 8.72 万 m³/d ，康巴什区 3.00 万 m³/d）。而现状水源地已满负荷供水，供水量 仅 9.00 万 m³/d ，高峰期供水能力不足，个别水源地超批复取水，现状供水量不 能满足高峰期用水需求。此外个别工业企业仍违规使用自来水，部分绿化用水也 在使用自来水，增加了自来水的用水量，使中心城区居民生活用水不足问题更为 凸显。

根据《鄂尔多斯市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二 O 三五年远 景目标纲要》、《东胜区国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目

标纲要》、《康巴什区国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标 纲要》及受水区近 10 a 的增长降低幅度，受水区规划 2025 年、2030 年日最大需 水量为 17.35 万 m3/d 、20.37 万 m3/d ，受水区规划年日最大需水量见表 1 ，受水 区规划年日最大供需平衡见表 2。

2.保护地下水资源的需要

过量开采地下水，首先使得超采区范围内地下水位持续下降，并由此而 引发了一系列的生态环境问题，例如，地面沉降、地面塌陷、荒漠化及沙化、 地下水污染等。近年来，随着地表水质量的好转，水质可满足生活水水源地 的要求，进行水资源优化配置，减少地下水资源的利用，生活饮用水合理利 用地表水资源，势在必行。本工程水源为黄河水，可有效缓解鄂尔多斯中心 城区水源地地下水超采的问题。

3.加强鄂尔多斯市中心城区供水保障能力的需要

近年来，随着鄂尔多斯市中心城区城镇建设步伐的不断加快，镇区居民生活 用水和公共建筑用水量与日俱增，供水矛盾日益突出。

鄂尔多斯市中心城区供水水源地地下水资源开采过度集中，且无其他备用水 源地，供水可靠性较低，经过多年运行，展旦召、西柳沟、哈头才当地下水开采 处于超采状态，已无继续开发利用潜力，无法满足鄂尔多斯市中心城区规划发展

对水资源的需求。现有工程受季节影响严重，遇到干旱季节，工程供水能力已满  足不了城区居民生活、生产的用水需要。随着鄂尔多斯市中心城区城市建设速度  的不断加快和经济的迅速崛起，居民生活、生产用水量与日俱增，现状供水系统  已不能与城市发展相适应。鄂尔多斯市中心城区水源分布与水网连通布置见图 1。

4.保障鄂尔多斯市中心城区生态安全的需要

为深入贯彻落实黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略，鄂尔多斯市 创新推行“拦沙换水 ”生态治理模式，通过实施“拦沙换水 ”试点工程，阻拦入 黄泥沙约 1.1 亿吨，置换黄河水指标 2800 万 m³ , 中心城区引黄供水工程获批的 1600 万 m³水指标，正是来自“拦沙换水 ”工程，实现了保护生态与改善民生的 “双赢 ”。

【项目内容】

1.供水水源

鄂尔多斯市中心城区引黄供水工程取用黄河水，由黄河镫口工业供水工程取 水头部取水，头部型式采用固定式岸边泵站，站址选在包头市镫口扬水站西泵站 上游 40 m 处，取水头部及镫口北岸至镫口南岸水厂的输水管线已建成。根据《鄂 尔多斯市人民政府关于拦沙换水试点工程的函》，本工程实施后有 1600 万 m³ 的 黄河水水指标，基本可满足一期工程 5 万 m3/d 的供水需求。黄河镫口工业供水 工程现在有 4600 万 m³工业水指标，目前在用指标为 2400 万 m³ , 2200 万 m³ 闲置， 鄂尔多斯市中心城区引黄供水工程生活用水剩余水指标计划采用水功能转换，将

2200 万 m³闲置工业用水指标用途由工业转为生活，水指标转换手续正在申请办 理中。

2.供水水质

根据《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）对黄河干流取水口断面的水 质检测成果进行水质评价，评价采用单因子法，评价因子选取 pH 、溶解氧、高 锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、挥发酚、总磷、砷、汞、铜、锌、 氟化物、氯化物、硫酸盐等多项参数。从检测结果来看，除菌落总数、浑浊度、 肉眼可见物三项指标不符合《生活饮用水卫生标准》要求外，其他指标均满足《生 活饮用水卫生标准》，黄河取水需经过水处理方能用于居民生活用水。

3.工程任务

根据鄂尔多斯市中心城区东胜区、康巴什区的现状用水情况，两个地区不同 程度的缺水，考虑内蒙古镫口供水（南岸一期）工程水厂水源地的供水能力及其 地理位置，初步确定本次设计的工程任务：以内蒙古镫口供水（南岸一期）工程 调蓄水池为供水水源地，经沉淀—过滤—膜处理—消毒处理达到《生活饮用水卫 生标准》GB 5749-2006 后，通过 40.73 km 输水管线输送至东胜区引黄供水工程 二泵站前池，利用已建泵站、管线给鄂尔多斯市中心城区生活供水。

4.工程规模、标准

本工程供水规模为10万m³/d ，供水保证率为97%。

工程规模为中型，工程等别为III等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级， 临时建筑物为5级。加压泵站为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。

工程部分投资75199.96万元，建设征地移民补偿投资1851.7万元，环境保护 工程投资242.33万元，水土保持工程投资621.72万元，静态总投资77915.71万元， 建设期融资利息1246.65万元，总投资79162.36万元。

5.工程布置

鄂尔多斯市中心城区引黄供水工程主要由净水工程、输水工程及及其配套的 输变电工程等组成。

净水工程建在内蒙古镫口供水（南岸一期）工程厂区西侧， 占地约75 亩。 净水厂供水设计规模 10 万 m³/d 。主要由调节泵站（已建）、水平管沉淀池、V  型滤池、膜处理间、清水池、加压泵站、加药加氯间、污泥浓缩间、污泥脱水间、 排泥水调节池、污泥均质池、35KV 变电站、综合办公楼及附属建筑物等组成。 净水厂区效果图见图 2 、图 3 ，现场施工图见图 4。

输水工程由净水厂区输送至东胜区引黄供水工程二泵站前池，穿越灌溉水渠、 县道、公路、壕庆河、国道等，工程新建输水管线长度约 40.73km ，管径为双管  DN800。

6.净水工艺方案

根据处理工艺的各种构筑物的特点，结合本项目水源水质情况及用水水质要 求，本方案推荐工艺流程见图 5。

7.净水厂区主要建（构）筑物设计

（1）水平管沉淀池

管道混合器：采用 DN600 的管道静态混合器 6 个。

高效絮核塔：设计水量 27500m³/d ，筒体锥形斗中装填陶瓷填料。采用4 套 高效预混凝装置。

筛板絮凝池：共 4 组，单组反应池设计参数如下：

设 计 水 量 27500m ³ /d ， 为 配 合 沉 淀 池 尺 寸 ， 絮 凝 池 有 效 尺 寸 为 ： L×B×H= 16000×8800×5350 mm ，反应池设计竖井 23 格，第一格为高效絮核塔，

有 1  格 竖 井 的 尺 寸 为 L×B  = 1850×1950  mm  ， 有 14  格 竖 井 的 尺 寸 为 L×B=2000×1950mm ，有 7 格竖井的尺寸为 L×B=2200×1950mm 。最后于反应池 与沉淀池之间设置过渡段。其中，超高 550 mm ，泥斗区高 800mm ，有效水深 4000mm。

水平管高效沉淀池：共 4 组，单组沉淀池参数如下：设计水量 27500m³/d，

单组沉淀池尺寸：L×B×H= 16.0×8.8×5.6m。

（2）V 型滤池

V 型滤池共分为 4 座，每座 2 格，共 8 格。单格过滤面积为 12×3.5×2=84m2。 设计滤速 6.82m/h ，过滤周期为 48h。

（3）超滤膜系统

超滤系统由进水单元、膜单元、反洗单元和空气擦洗单元、化学清洗及中和 单元、药剂投加单元、压力检测单元，及阀门供气单元组成，每一个子单元由相 关的构筑物、设备、阀门、仪表、管道管件组成。

超滤膜工艺流程见图 6。

（4）加药系统

加药间设计水量 Q=110000 m³/d=4583 m³/h ，考虑 10%的自用水系数。

（5）加氯系统

本工程采用前加氯和后加氯消毒，设计水量 110000 万 m³/d，前加氯设计投 氯量考虑为 2.0mg/L ，后加氯设计投氯量考虑为 1.0mg/L。

（6）清水池

清水池有效容积 20000m³。设有通气孔、检修孔、导流墙、集水坑、人孔等， 池顶应覆盖一定厚度的土层和保温材料以满足冬季保温的要求。池内设置导流墙， 导流墙高度与清水池最高液面同高。池顶设置通风孔，以保证池内空气流通。为

了设备的安装及清洗检修的需要，清水池设置检修孔。清水池内设置超声波液位 计，超声波液位计信号远传至中心控制室。清水池进水管管径为 DN900mm ，溢 流管和出水管管径为 DN1000mm，排水管管径为 DN300mm，排水管出口设置阀 门，以便清水池检修时打开阀门，将水排空，排至净水厂厂区排水管网系统。

（7）排泥水调节池

污泥调节池接收絮凝沉淀池排泥，絮凝沉淀池按顺序间隔排泥，污泥调节池 容积按 10 h 计算，容积为 1350m³。

（8）污泥浓缩间

浓缩污泥含固率：3%；浓缩污泥量：535m³/d；浓缩池面积：536 ㎡ ；浓缩 池上清液流量：2665m³/d；浓缩池数量：2 座；浓缩池直径：18m；浓缩池高度：

4.5  m。

（9）污泥均质池

设计条件下的浓缩污泥量 Q=535m³/d=22.3m³/h ，污泥脱水机工作时间为 12h/d ，所需污泥贮池有效容积为 300m³ 。设污泥贮池 1 座。为考虑将来检修等 安全因素，污泥均质池分为 2 格，单格长度 10.0 m，宽度 5.0m，有效深度 3.0m。

（10）污泥脱水间

本工程绝干泥处理量 16 t/d ，原泥含水率 99.5% ，经重力浓缩后污泥处理系 统进泥含水率 97% ，出泥含水率 60% 。采用“调理+压榨 ”工艺，设计泥饼密度 1.2，泥饼厚度 3cm，调理用三氯化铁（38%浓度）投加量 10~ 15%，调理用 PAM 投加比例 0.3% ，投加浓度 1~2‰；单台批次处理量 1.08 t，批次时间 2~2.5 h，选 用 3 台超高压压榨机；近期 2 用 1 备，单台运行 5 批次，运行时间 10~ 12.5 h； 远期 3 台同时运行 6 批次，运行时间 12~ 15 h ，如一台故障另外两台连续运行。

8.输水管道选线

根据线路起点和受水点位置，从安全供水、节省能源、降低工程投资、便于 施工和有利于维护管理且符合城市发展规划的原则出发，进行经技术经济综合比 较后确定。

本工程具有管线较长，交叉穿越多等特点，按照上述选线原则，我公司经多 次现场踏勘，通过无人机测绘，高精度的航拍数据，为管线寻线踏勘提供准确的 地形数据，结合 GIS 地理信息系统将这些数据进行分析、处理，生成管线寻线

踏勘所需的各类数据，为设计人员的决策提供依据。综合分析输水距离、地面坡 度、地形起伏程度、工程能耗、施工等方面因素，最终确定该工程输水线路。

线路方案比选布置见图 7。

结合线路长度、穿越工程、管线施工、移民占地、工程投资等方面因素综合 分析，方案一相较于方案二、方案三具有优势，本工程推荐选择方案一。最终供

水线路图见图 8。

10.输水方式

管线起点位于内蒙古镫口供水（南岸一期）工程福源泉水厂内，场坪高程 1002.00 m ，末端地面高程 1122.29 m 。从图 9 可以看出，沿线地面线基本呈逐渐 抬高的趋势，结合水力坡降线进行分析，需要在起点建加压泵站加压供水，采用 加压的输水方式。

【工作过程】

2022 年 11 月 29  日内蒙古自治区水利水电勘测设计院中标全阶段设计工作；

2022 年 12 月 22  日鄂尔多斯市发改委进行可研报告审查；

2023 年 01 月 09  日完成《鄂尔多斯市中心城区引黄供水工程可行性研究报 告》修改出版；

2023 年 03 月 23  日鄂尔多斯市发展改革委员会核准批复（鄂发改审批发 〔2023〕14 号）。

【项目特点】

1.本工程水源水质情况周期变化大、净水工艺复杂、出水水质严格

通过对项目的特点，有针对性地对项目难点进行突破，工程水源为福源泉水 厂内的调蓄水池，在夏季时候会发生藻类滋生事件，常规处理工艺应对突发性水 质污染能力较弱，提出处理工艺为“常规处理+深度处理 ”。

（1）根据水质特征，浊度、菌落数超标，常规处理工艺采用混凝—沉淀— 过滤—膜处理—消毒的净水处理工艺。

（2）净水工艺选择中，除了从卫生角度考虑外，主要对象为去除水中悬浮 物（浊度）。

（3）根据悬浮物的含量，常规工艺选择絮凝－沉淀－过滤工艺；当悬浮物 含量过高时可采用添加助凝剂和加强排泥措施解决。

（4）为了使出水水质符合国家标准，对各处理阶段要求的控制浊度值为： 沉淀水﹤5NTU ，过滤水（滤后水） ≦ 1NTU ，膜处理后（出厂水）） ≦0.5NTU。

（5）考虑到国家对环境保护要求的日益提高，水厂的排泥水拟通过浓缩、 脱水进行污泥处理。

（6）根据水质情况及当地货源情况，混凝剂以聚合氯化铝为主。

（7）根据水质情况及当地货源情况，消毒剂采用电解食盐水，NaClO 消毒 的工艺。

2.工程区地震烈度高、厂区地基液化，地质条件复杂

工程区抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.2g，设计地震分组 为第二组，设计地震特征周期 0.40s 。工程区建（构）筑物抗震设防类别为重点 设防（简称乙类）。

从现状地面向下，有 5m 厚度的人工填土，人工填土岩性复杂多变，多呈松 散状态，不建议直接做基础持力层。人工填土以下为原状土，5.5m 厚黏性土， 可塑状，黏性土中间为 2m 厚粉砂夹层，稍密状态，最下层为中密细砂。本地区 现状地面 20 米范围内存在液化，液化等级为中等。

考虑本场地液化等级为中等以及现状地面存在人工填土，现采用振冲碎石桩 法，对上部人工填土进行加固并且消除场地液化。

3.输水管线设计压力大，施工周期短、条件复杂

（1）本工程施工周期较短，需高效推进工程进度，并且在冬季低温环境下 开展作业，施工条件复杂，对施工材料和工艺提出更高要求。为了适应冬季施工 的特点，输水管线球墨铸铁管弯头处取消镇墩设置，采用自锚式接口的球墨铸铁 管段，简化施工流程，减少对混凝土的依赖，提升施工效率并降低冬季施工难度。

（2）本项目输水管线沿线地形起伏大，水泵设计扬程 210m，管道最大设计 压力 2.8 Mpa ，水泵扬程高、设计压力大、供水对象重要。针对于此，本次设计 开展了详细的水力过渡分析计算，并采取了相应的防水锤措施：

1）水泵出口采用轴流式止回阀，水泵正常停机及事故停机时，轴流式止回 阀自动关闭，保护水泵不反转；

2）在加压泵站后设置气压罐室，气压罐室内安装 4 个内胆式水锤消除罐， 单罐容积 40m3 ，通过气体和液体的动态平衡，维持系统压力的稳定。气压罐前 设置超压泄压阀，当水锤压力升至设定值时自动开启泄水至泵站进水池，保护管 道安全。

3）在输水管道易发生水锤效应的关键部位安装防水锤空气阀，有效防止水

锤效应、排除空气，确保管道系统的安全稳定运行。

综合采用水锤防护措施后，避免了弥合水锤事故，保护了水泵和管道安全， 提升工程系统的可靠性和使用寿命。

（3）本工程输水管线全长 40.73km ，跨越黄河湖冲积平原地貌、风成地貌 等多个地貌单元。根据项目地域特点，坚持工程建设建设与生态防护、耕地保护 相结合，工程设计顺应自然，融入自然：

1）输水管线阀门井等建筑物尽可能布置于荒地内，减少了耕地的占用，节 约了社会资源。

2）设计本着“保护表土、利用表土、可剥尽剥、不扰动不剥 ”的原则，对 工程区的表土进行有针对性的表土剥离并集中保护，施工完成后进行复垦。

3）输水管道管沟回填后采取了植草防护措施，特别是在风积沙段落，减轻 了风蚀的危害，保护了生态环境，使工程建设与自然景观融为一体，景观节奏张 弛有度。

4.  地下水埋深较浅，水文地质条件复杂，且对钢筋及混凝土具有中等腐蚀 性。

勘察期间地下水位埋深在 2. 10～7.40  m，工程抗浮等级为乙级。净水厂场区 地下水对混凝土存在结晶类硫酸盐强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋存在中等 腐蚀性，对钢结构存在中等腐蚀性。

根据建（构）筑物的抗浮稳定状态、抗浮设计等级和抗浮概念设计并结合治 理要求、对周边环境的影响、施工条件等因素进行技术经济比较后确定，最终确 定通过增加基础底板及结构荷载、增加底板挑出结构填筑荷载压重抗浮法的抗浮 措施，本措施不影响设计空间及使用功能。

针对腐蚀介质对建筑结构进行防护设计，采取“预防为主、防护结合 ”的方 式。结构设计从材料的选择、结构的布置、选型上力求简洁，尽量减少与腐蚀介 质的接触面积，并对重要构件和维修困难的部位采取耐久性高的保护措施。

【项目意义】

1.鄂尔多斯市中心城区引黄供水工程以黄河水为水源，供水对象为鄂尔多斯 市中心城区城镇居民生活用水，本工程的实施可以有效解决地下水超采及中心城 区严重缺水问题，保障中心城区居民生活用水的安全，该工程的建设既符合国家

水资源合理配置的思路，更符合当地城市发展的实际需要。

2.鄂尔多斯市中心城区引黄供水工程建设将加强中心城区城市供水保障能 力，大大改善中心城区居民生活用水条件和地区的投资环境，对于在新世纪面临 多种机遇和挑战的鄂尔多斯市，其意义十分重大，其社会效益和经济效益十分巨 大。

3. 以水为笔，润物耕心。鄂尔多斯市中心城区引黄供水工程是加速推进幸福  暖城建设的务实举措，是市委、市政府深入践行以人民为中心发展思想的生动实  践，是认真落实全时“三个四 ”工作任务的具体行动，这必将在鄂尔多斯发展史  上写下浓墨重彩的一笔。随着中心城区引黄供水工程的落成通水，“黄河之水 ” 滔滔而来，为这座温暖世界的城市，源源不断注入新的动力和活力。