长海县供水工程方案选择确定

周庆春

（辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁 沈阳 110006）

长海县水资源缺乏，严重制约了长山群岛经济和社会发展。要建设国际一流的旅游度假区，用水量将成倍增加，在本着节约用水原则的前提下，必须大幅度提高海岛的供水能力。解决长海县用水问题，一是跨海引水；二是海水淡化。现将两方案技术经济性比较论证如下。

1 跨海引水方案

1.1 工程方案

根据规划长海县实现集中供水的各岛远期需水量为5.0万t/d，考虑到输水管路损失和净水厂自用水率，跨海引水远期设计引水规模为5.24万t/d。跨海引水工程按远期规模一次建成，分别从引碧暗渠和引英管道上取水，在大刘家镇建一输水加压泵站，经大陆输水管线，跨海输水管线，将源水送到广鹿岛，在广鹿岛集中建一规模为5.0万t/d的净水厂，将源水净化后，送到各岛使用。

1.2 成本水价

长海县跨海引水工程城市供水水价的确定按照补偿供水工程成本进行测算，工程总投资为8.10亿元。工程总成本费用包括经营成本、折旧费、其它费用等。考虑折旧工程运行期总成本费用为5072.92万元，成本水价为3.47元/m3。

2 海水淡化方案

海水淡化是解决海岛地区和沿海地区水资源缺乏的一种方法，但其制水成本较高。主要是石化和热电等企业用此方法解决工业企业用水的较多，原因主要有：一是这些企业生产过程中产生很多余热，利用这些余热加热海水，可大大提高海水淡化的产水率，降低海水淡化的成本；二是海水淡化耗电较大，许多热电企业利用自身的发电，可大大降低海水淡化的成本；三是海水淡化的水含盐率很低，能直接满足企业工业用除盐水的要求，不需要用市政水再进一步净化生产除盐水。

2.1 工程方案

多级闪蒸（MSF）、低温多效（MED）和反渗透（RO）是当今海水淡化三大主流技术。前两种方法需要消耗大量的热能，如果没有余热可利用，运行成本将高于反渗透（RO）方法。因此对于长海这样没有余热可利用，解决市政用水的海水淡化方法应采用反渗透（RO）法，这种方法在技术上是可行的。

此方案在大长山岛、小长山岛、广鹿岛、瓜皮岛、哈仙岛、格仙岛和塞里岛分别建海水淡化厂，共7座，总规模为5.2万t/d，各岛规模见表1。

表1 2013年长海县各岛海水淡化水处理厂规模确定表

各岛海水淡化工程主要工程内容为：取水工程、净水厂工程。

1）取水工程。长海县海域属正规半日潮型，潮差较大，取水工程要利用潮位差，在岸边修建取水构筑物，海水经取水加压泵加压后送入净水厂。

2）净水厂工程。净水厂主要工艺设备为预处理设备和反渗透（RO）机组。预处理工艺根据海水水质不同而不同，主要为混凝、沉淀和超滤等。处理后水送入净水厂清水池中，清水池中水经二次加压后送入配水管网中。

海水温度低于5℃时反渗透膜将不能使用，5～15℃反渗透机组产水量将受到很大影响，因此海水淡化一般要求海水温度要在15℃以上较好，但不能超过45℃。长海县区域海水年平均温度为12.7℃，春季9.2℃，夏季23.5℃，秋季17.1℃，冬季0.9℃。因此春冬季要对海水进行加热，各净水厂要设热水锅炉及换热器，各净水厂热源规模见表1。

2.2 投资估算

根据了解到的已建海水淡化厂投资情况，海水淡化厂投资估算指标按1万元/（t·d）（包括取水工程和净水厂工程），5.2万t/d规模海水淡化厂投资5.2亿元。海水加热热源工程投资，参考类似工程，按4000万元计。海水淡化厂总投资为5.6亿元。海水淡化厂耗电较大，5.2万t/d规模海水淡化厂总计需增加约11000 kW电容量，将需增加输变电工程投资。

2.3 成本水价

海水淡化的制水耗电较高，长海县工业用电电价较高，约0.85元/（kW·h），达产运行期海水淡化净水厂全年耗电电费5293万元；再加上人员工资、检修维护大修费、定期机组换膜费、折旧费、春冬季海水加热费等，海水淡化净水厂全年制水成本为10670万元。

运行期平均成本水价为7.71元/m3。

3 两方案优缺点对比

与跨海引水推荐方案相比海水淡化方案有一次性投资少的优点，海水淡化工程总投资约5.6亿元（不包括增加11000 kW输变电工程投资），跨海引水推荐方案总投资为8.10亿元，两方案总投资相差2.5亿元。

海水淡化方案与跨海引水方案比较缺点如下：

1）制水成本高。海水淡化平均制水成本水价为7.71元/m3；运行期年制水成本为10670万元。跨海引水推荐方案运行制水成本为3.47元/m3；年制水成本为5072.92万元。两方案年制水成本相差5597万元，海水淡化方案4.5年多支出的制水成本相当于两方案的总投资差额。

2）海水淡化后浓水排放对海域造成一定的污染。海水淡化排出大量的浓盐水，其含盐量高于海水一倍左右。如果把浓盐水直接排入海域，必将影响海域海洋生态环境。

3）海水淡化加热热源将造成一定的环境污染。由于海水淡化对海水有一定的温度要求，为给海水加热各岛海水淡化厂都要上燃煤热水锅炉，总规模约为 45.5 MW（65 t/h），年耗煤量约为 13595 t，燃煤锅炉的烟尘排放将给海岛的环境造成一定的污染。

从以上优缺点对比可以看出，海水淡化方案虽然一次性投资较少，但制水成本高；且会给海岛的环境造成一定的污染，这对建构长山群岛旅游度假区与国家海洋公园造成一定的不利影响。因此建议解决长海县水源问题采用跨海引水方案。