2014年12月，南水北调工程中线一期工程全线通水，自长江支流汉江上游的丹江口水库引水，途径多省市，奔流至北京。十年间，16座以“南水”为水源的水厂日处理能力已近500万立方米，保障了首都超过1600万居民的供水安全。为迎接“南水”入京，北京市政总院于2009年开始提前制定科研计划，开展技术攻关，先后完成9座新建水厂、5座改造水厂的设计工作，完成国家水专项课题4项、科技部课题1项，修编相关标准、设计导则、技术指南7项，获得北京市科技进步二等奖、标准科技创新一等奖、环境技术进步一等奖，取得专利授权20余项，为“南水”润泽京城贡献“设计力量”。

第一座新建南水北调水厂——郭公庄水厂（一期）工程

碧波北上：北京的期盼与挑战

南水北调中线工程全线长1276公里，通过明渠方式输送至北京。“南水”进京，在提升供水安全及促进区域经济协同发展方面意义深远。由于南北水质差异和长距离输送带来的潜在水质变化风险，设计团队面临诸多挑战：

既有水厂的工艺是否能够适应新水源？

既有管网是否会对“南水”“水土不服”？

新建配套水厂采用哪种组合工艺能够有效提高供水品质？

……

01工艺革新：首都供水能力的提升

在供水设施的建设与优化过程中，设计团队秉持高效利旧原则，以确保供水系统的稳定可靠为核心目标；研究地表水与地下水联调，应对季节变化和地区差异带来的用水挑战；为进一步提升设施效能并延长使用寿命，对设施进行挖潜改造，并根据实际需求科学规划新建供水设施，确保供水需求得到全面满足；提出“三厂一线”南水北调配套工程建设目标，通过中试试验，分析各种工艺处理效能，评估既有工艺适应性，全面提升供水体系综合能力。

以处理规模最大的第九水厂为例，针对“南水”夏季藻类含量较高的问题，设计团队创新性地增设预处理工艺，通过臭氧氧化去除水中的臭味、色度，氧化分解水中有机物，抑制藻类生长，改善混凝效果，有效提升供水水质，保障供水安全。

北京市第九水厂机械搅拌澄清池改造

北京市第九水厂排泥水膜车间改造

02多级屏障：多水源保障供水安全

设计团队参与国家水专项课题，在丹江口水库搭建中试试验平台，依据课题研究成果及分析报告，针对“南水”特点，将现有工艺、现有管网及各类先进工艺组合形成不同比选方案，模拟“南水”进京后老水厂的改造方案和新水厂的技术路线，最终明确采用多级屏障处理工艺，其处理单元互补，运行灵活可靠，能够明显提升供水水质、优化供水成本。

郭公庄水厂是北京市首座接纳“南水”的新建现代化水厂，作为国家“十二五”水专项课题《南水北调京津受水区供水安全保障技术研究与示范》的示范工程，北京市政总院在国内首次采用“预处理（粉末活性炭、预氯、预氧化）+机械搅拌澄清池+主臭氧+炭砂滤池+超滤膜+紫外线联合氯消毒”全流程前瞻性组合处理工艺，有效应对原水水质波动，满足出水指标要求，提升出水品质。水厂自2014年12月运行至今，出水水质指标始终处于行业领先地位，为后续水厂建设提供技术参考。

郭公庄水厂膜车间

郭公庄水厂紫外车间

03实地研究：“南水北上”平稳并网

由于北京市供水管网分批次建设，使用年限及管材均存在差异，此外，因输水水质不同，管材内壁形成的管垢成分与结构差异也较大。为避免“南水”进京后，因水源切换带来的水质参数变化破坏现况管网管垢化学稳定性，引发“黄水”“红水”现象，设计团队与北京市自来水集团合作，在丹江口水库试验基地进行多年管网模拟中试研究，全面分析“南水”pH值、离子含量等水质参数及北京管网水垢成分和特性，通过对供水管网进行适应性研究，深入分析水源切换对管网的影响，优化运行操作，顺利实现北上“南水”平稳并网。研究成果之一的“黄水”判别新公式被纳入《室外给水设计标准》（GB50013-2018）。水源切换至今，北京从未出现大面积“黄水”问题，有效保障了城市用水安全。

丹江口水库试验基地