汾陽(yáng)市灌溉補(bǔ)償供水方案比選

王艷霞

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

太中銀鐵路呂梁山隧道位于呂梁市離石區(qū)吳城鎮(zhèn)與汾陽(yáng)市的交界處，橫向穿過(guò)呂梁山脈中山區(qū)中段。區(qū)域?qū)賻r溶自流盆地，巖溶水分別自吳城泉、峽口泉、上林舍泉等排出。隧道施工改變了地下水流場(chǎng)，形成以隧道為中心的排泄點(diǎn)，并通過(guò)隧道排水溝排至汾陽(yáng)，造成汾陽(yáng)峽口泉（又名向陽(yáng)泉）和上林舍泉及吳城鎮(zhèn)的吳城泉斷流，嚴(yán)重影響了峽口泉和上林舍泉控制范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)灌溉，以及吳城泉控制區(qū)的人畜飲水和吳城水庫(kù)生態(tài)補(bǔ)水。

目前隧洞施工已近尾聲，鐵路施工單位的封堵措施已不能使泉水恢復(fù)出流。因此，應(yīng)以洞排水和當(dāng)?shù)氐叵滤鳛榻鉀Q受影響區(qū)域灌溉和飲水的供水水源，并以水源修復(fù)方案應(yīng)滿(mǎn)足隧隧洞施工前各泉的供水量為原則，確定各修復(fù)工程的設(shè)計(jì)補(bǔ)償供水量。

2 工程任務(wù)

根據(jù)水源位置及工程總體布置，此次補(bǔ)償供水工程主要是集中呂梁山隧洞溢水，通過(guò)新建水利工程來(lái)補(bǔ)償峽口泉和上林舍泉控制區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉用水。

2.1 向陽(yáng)灌區(qū)供水

供水水源為鐵路隧洞進(jìn)口蓄引水工程。取水口樞紐長(zhǎng)98.4 m，為鋼筋混凝土蓋板暗涵。供水隧洞長(zhǎng)3.44 km，隧洞穿溝倒虹建筑物2座，采用地埋直徑400 mm的PE管穿越，總長(zhǎng)0.3 km。隧洞末端接輸水管線(xiàn)及其附屬建筑，管線(xiàn)長(zhǎng)0.492 km，并入現(xiàn)有灌溉管網(wǎng)。另外，向陽(yáng)村加壓泵站1座。

2.2 上林舍灌區(qū)供水

上林舍灌區(qū)供水采用邊山渠道自流輸水至上林舍村原水澆地附近，渠線(xiàn)總長(zhǎng)1.48 km。

3 供水水源

根據(jù)工程的實(shí)際情況及山西省水利廳《關(guān)于太中銀鐵路呂梁山隧道對(duì)水資源影響區(qū)水源恢復(fù)工作專(zhuān)題會(huì)議紀(jì)要》，補(bǔ)償供水水源采用呂梁山隧道汾陽(yáng)進(jìn)口處排水，供水目的地為向陽(yáng)村南現(xiàn)有供水管網(wǎng)和上林舍村附近原水澆地處。因呂梁山隧道汾陽(yáng)進(jìn)口處高程1 103 m，灌區(qū)絕大部分位于該高程以下，故采用隧洞或明渠引水可分別自流進(jìn)入向陽(yáng)灌區(qū)（向陽(yáng)村除外）和上林舍灌區(qū)。

2009年初，呂梁山隧道施工尚未完成，按鐵路設(shè)計(jì)要求對(duì)呂梁山隧道采取堵水措施，根據(jù)原設(shè)計(jì)隧道建成后，汾陽(yáng)隧道進(jìn)口處排水量?jī)H為0.03～0.06 m3/s。

2009年9月隧洞貫通后，整個(gè)隧道的滲流水全部由呂梁山隧道汾陽(yáng)進(jìn)口排出。隨著隧道的貫通，因隧道的地下水封堵工程已基本結(jié)束，根據(jù)呂梁市水利局自2009年9月開(kāi)始對(duì)隧道排水量進(jìn)行每月一次的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，滲漏形成的隧道排水趨于穩(wěn)定，排水量基本穩(wěn)定在0.3 m3/s，可滿(mǎn)足峽口泉和上林舍泉灌區(qū)的灌溉用水。

4 供水方案比較

4.1 自流供水方案

灌溉供水水源為太中銀鐵路呂梁山隧道排水，供水目的地為向陽(yáng)村和上林舍村附近。供水工程由呂梁山隧道汾陽(yáng)進(jìn)口處蓄引水工程開(kāi)始，分別向向陽(yáng)灌區(qū)和上林舍灌區(qū)供水，除向陽(yáng)村16 hm2地外均采用重力流輸水。

向陽(yáng)灌區(qū)自取水口開(kāi)始，由蓋板暗涵向北輸水至樁號(hào)S0+098.4處，折向東接入新建供水隧洞，繼而由隧洞向東自流輸水，中途采用地埋直徑400 mm的PE管作為倒虹穿越兩條支溝后，輸水至向陽(yáng)村西，接入直徑400 mm的PE管，輸水至樁號(hào)S4+000.6處，分為兩支，一支并入現(xiàn)有灌溉供水管網(wǎng)下坡頭分水口供水，另一支經(jīng)加壓后向向陽(yáng)村供水，供水線(xiàn)路總長(zhǎng)4.33 km。蓋板暗涵采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，凈寬1 m，深1～2 m，長(zhǎng)98.4 m。隧洞縱坡0.2‰，中間被兩條支溝截為3段，長(zhǎng)分別為268.5 m，445.6 m，2 716.87 m。隧洞為無(wú)壓隧洞，其橫斷面型式采用城門(mén)洞形，凈寬2 m、高2.6 m，采用噴錨和鋼筋混凝土組合式襯砌，噴錨襯砌厚度80 mm，鋼筋混凝土襯砌厚度300 mm。兩條支溝處均采用地埋直徑400 mm的PE管作為倒虹穿越，長(zhǎng)分別為81.4 m和223.3 m。隧洞末端樁號(hào)S3+834.0處接地埋直徑400 mm的PE管，與現(xiàn)有灌溉管網(wǎng)相接，管道長(zhǎng)492 m。另外，在取水口處暗涵上設(shè)有節(jié)制閘和泄水設(shè)施1座，3號(hào)隧洞末端設(shè)有泄水渠，以便正常運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)供水流量及檢修時(shí)放空線(xiàn)路。

上林舍灌區(qū)采用邊山渠道沿柏溝兩側(cè)向南輸水至上林舍村附近原水澆地處，渠線(xiàn)總長(zhǎng)1.48 km。

4.2 加壓管道輸水方案

灌溉供水水源為太中銀鐵路呂梁山隧道排水。取水口為呂梁山隧道進(jìn)口處的蓄引水工程，采用地埋直徑400 mm的PE管沿現(xiàn)有道路向東南自流輸水至上林舍村，道路折向北自流至前莊村以南900 m處，此處設(shè)一加壓泵站，泵站揚(yáng)程120 m。經(jīng)泵站加壓后繼續(xù)向北東方向輸水至后莊水池，然后自流至向陽(yáng)村并入現(xiàn)有灌溉管網(wǎng)。

4.3 綜合技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

自流供水方案工程總投資3 147.44萬(wàn)元，年設(shè)計(jì)供水量365萬(wàn)m3。該方案隧洞排水可利用重力流引水至除向陽(yáng)村外的絕大部分灌區(qū)，運(yùn)行費(fèi)用低，且輸水線(xiàn)路短、設(shè)備少，管理和日常維護(hù)簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是工程投資大，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度較大，工期較長(zhǎng)。

加壓管道輸水方案工程總投資2 300萬(wàn)元，年運(yùn)行費(fèi)85萬(wàn)元，年設(shè)計(jì)供水量365萬(wàn)m3。該方案工程投資少、損失水量少、防污染性強(qiáng)，但運(yùn)行費(fèi)用較高。

考慮工程運(yùn)行后當(dāng)?shù)鼐用竦呢?fù)擔(dān)較重，經(jīng)綜合比較，推薦采用自流供水方案。