陵川縣磨河水庫供水工程取水泵站方案比選

曹崇文

（山西省水利水電勘測設計研究院 山西太原 030024）

1 磨河水庫概況

磨河水庫擋水建筑物為堆石混凝土重力壩，壩軸線為直線，大致呈南北向，壩頂長112.0m，壩頂相對高程54.9m（以建基面相對高程設為0.0m），壩頂寬6m，最大壩高54.9m，最大壩底寬度48.4m。壩體由擋水壩段、溢流壩段和底孔壩段組成。擋水壩段長77.0m，布置在左右兩側；溢流壩段布置在壩體中部偏右岸，表孔凈寬2×8.5m，堰頂相對高程48.5m，開敞式無閘門控制；溢流表孔左側布置2孔泄洪沖砂底孔，孔底相對高程21.5m，進口設平板檢修門，孔口尺寸4m×4.6m（寬×高），之后設平板工作門，孔口尺寸4m×4m（ 寬×高）。

上壩道路起始于大磨河提水泵站左側，連接大磨河進站道路，終點位于大壩左側壩頭，包括1座交通橋、1條傍山公路、2條交通洞，全長0.94km。

取水泵站共設置二個方案進行比較，見圖1。

2 取水泵站方案一

根據(jù)磨河水庫工程建設現(xiàn)狀，結合庫區(qū)沿岸地形地質條件，選擇取水泵站的位置。方案一：取水泵站主廠房位于庫區(qū)內，距上游壩面約10m，取水點處河底相對高程為19m左右，設水中固定式取水泵站直接從庫區(qū)提水。泵站設計引水流量為0.18m3/s，年供水量430萬m3。泵站主要建筑物包括進水閘、泵站主廠房和地面副廠房等。

進水閘布置于主廠房臨庫水一側，閘基礎與泵站主廠房連為一體，泵站所處基巖面由岸坡傾向河床，閘基回填C15混凝土至基底。進水閘下部為泵站進水口，依次布設攔污柵和平板鋼閘門，考慮工程運行和水庫淤積對取水的影響，進水口分上、下兩層布置，檢修平臺穿過泵站主廠房安裝間可與大壩連通。

圖1 陵川縣磨河水庫供水工程取水泵站兩方案示意圖

主廠房位于庫區(qū)內，為圓筒形混凝土結構，內徑12m，基礎座落于基巖上。廠房分二層布置，即電機層和進水池層。底層為泵站進水池，底板相對高程為20.5m；電機層底板相對高程54.9m，布置3臺機組，品字形布置，2臺工作，1臺備用，總裝機容量為2×160kW+1×75kW，機組間距2.5m，屋面采用鋼筋混凝土預制屋面板。泵房內設LD電動單梁起重機，最大起吊10t，泵站廠房通過?；剀嚻脚_與壩頂連接。

副廠房布置在水庫大壩左岸邊?；剀嚻脚_壓力鋼管鎮(zhèn)墩上，副廠房內主要布置柴油發(fā)電機室和監(jiān)控中心等。

供水線路自水泵出口至大磨河泵站進水池的壓力管道采用鋼管供水。水泵出口至左壩頭之間，為壓力管道水平段，共3根出水支管，管徑0.3m，在回車平臺鎮(zhèn)墩內并成1根直徑0.5m鋼管，在回車平臺下延伸至左岸交通洞洞口，沿交通洞底挖溝埋設至大磨河泵站前池，壓力管道全長1.0km。為提高供水安全性，方便檢修和運行，在壓力管道起始處設排水閥，末端設一個排氣閥井。

3 取水泵站方案二

方案二：取水泵站主廠房布置在水庫上游1#交通洞出口附近，距大壩約1.5km。取水點處河底相對高程為43m左右，設水中固定式取水泵站直接從庫區(qū)提水，泵站采用圓桶形混凝土結構，內徑8m，設計引水流量為0.10m3/s，年供水量250萬m3，地形揚程23～26m。泵站安裝3臺機組，2臺工作，1臺備用，總裝機容量為3×30kW。由主、副廠房、進水塔等建筑物組成。

供水線路自水泵出口至大磨河泵站進水池的壓力管道采用鋼管供水。水泵出口至廠區(qū)平臺之間，為壓力管道水平段，共3根出水支管，管徑0.2m，布設在交通橋兩側翼板下，橋墩兼做管道的鎮(zhèn)墩，在鎮(zhèn)墩內合并成1根壓力主管，直徑為0.3m的鋼管，合并后的管道沿1#交通洞底挖溝埋設至大磨河泵站前池，壓力管道全長0.2km。為提高供水安全性，方便檢修和運行，在壓力管道起始處設排水閥。

4 方案比較

4.1 年供水量比較

在供水保證率90%前提下，方案一年供水量為430萬m3，方案二年供水量為250萬m3。興建磨河水庫工程的主要任務是向磨河供水工程補充水源，水庫總庫容240萬m3，設計供水流量0.18m3/s，年調節(jié)供水能力430萬m3。因此，方案二無法滿足工程供水任務要求，不可取。

4.2 取水建筑物比較

方案一和方案二均在庫區(qū)設固定式圓筒形取水泵站取水。其中方案一進水塔設上下兩層分層取水，泵站設3臺（2工一備）機組，裝機容量2×160kW+1×75kW，地形揚程11.37～37.5m。方案二進水塔設單層進水口，裝機3臺（2工1備），裝機容量3×30kW，地形揚程23～26m。從兩方案庫區(qū)泵站布置形式以及機組臺數(shù)、裝機容量考慮，方案二較優(yōu)。

4.3 供水線路布置比較

方案一與方案二均為管道輸水，供水管道均沿上壩道路路基鋪設，施工難易程度相當。其中方案二管道全長220m，較方案一管道短800m左右。從供水線路長度及管道投資分析，方案二有優(yōu)勢。

4.4 施工條件、運行管理及工程投資比較

兩方案泵站的施工均在水庫庫區(qū)內，兩站址地質條件相當，主體施工均為豎井石方開挖，施工難易程度相似。但方案一施工時可以結合大壩導截流工程，施工時不受洪水影響；方案二需新建導流建筑物和施工臨時點。綜合考慮，方案一施工布置較為方便。

方案一廠房布置在大壩左壩頭，可結合大壩的運行管理統(tǒng)一布置，減少管理人員配置，運行調度集中控制；方案二取水建筑布置在水庫庫區(qū)中上游，距離大壩較遠，需單獨安排管理人員值守，方案一有優(yōu)勢。方案一總投資1319.29萬元，方案二總投資701.11萬元。從投資總額上看，方案二占優(yōu)。

4.5 方案選擇

兩個方案從年供水量、取水建筑物和供水線路布置、施工條件、管理運行、工程投資等方面進行比較。方案二在工程投資方面占優(yōu)，但年供水量大大減少，方案一雖總投資較大，但年供水量能滿足整個工程供水任務需求，且能與大壩施工及運行管理統(tǒng)一考慮，從工程整體考慮，推薦方案一。

5 結論

磨河水庫是關系到陵川縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)及高平市部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)生活、工業(yè)用水和人蓄飲水的重要水源。而磨河水庫供水工程的建立滿足了需水用戶的要求，經(jīng)過精心設計，為后續(xù)工程的發(fā)展奠定了基礎。