洪洞縣轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)供水工程輸水方案探討

梁倩倩

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

洪洞縣轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)供水工程輸水方案探討

梁倩倩

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

百里汾河“兩區(qū)同建”轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)位于山西省洪洞縣，供水工程的建設(shè)可為園區(qū)的發(fā)展提供水源保障，因此輸水方案的合理確定對供水工程尤為重要。通過多次現(xiàn)場勘察，經(jīng)綜合比選，最終確定了該工程的引水方式、輸水管材以及輸水線路，可為其他類似工程提供參考。

供水工程；輸水方案；洪洞縣

百里汾河“兩區(qū)同建”轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)建設(shè)是洪洞縣委、縣政府為響應(yīng)山西省委、省政府提出的“以轉(zhuǎn)型發(fā)展為主線，為實(shí)現(xiàn)山西經(jīng)濟(jì)社會(huì)跨越發(fā)展”，以及臨汾市委、市政府提出的“兩區(qū)同建”口號(hào)，與山西臨汾五洲集團(tuán)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，政企互動(dòng)，依托“百里汾河新型經(jīng)濟(jì)帶”興建的以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)和新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)為核心的一項(xiàng)重要工程。隨著園區(qū)的建成，用水量逐漸加大，現(xiàn)有供水設(shè)施不能滿足園區(qū)發(fā)展。

1 工程概況

百里汾河“兩區(qū)同建”轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)供水工程位于山西省洪洞縣，擬自曲亭水庫取水，沿曲亭河河道布設(shè)輸水管線。曲亭水庫位于洪洞縣城東南15 km的曲亭鎮(zhèn)吉恒村南，是一座以灌溉、防洪為主的中型水庫，控制流域面積127.5 km2，大壩以上主河道長29.45 km，主河道縱坡13.13‰。水庫除攔蓄本流域徑流外，主要引洪安澗河水和霍泉水。園區(qū)南北長度約6 700m，東西寬度約2 200m，總面積1 533.33 hm2。項(xiàng)目區(qū)包括天井、北羊獬、南羊獬、楊曲村、上橋村和土師村等6個(gè)行政村，涉及16 000余人。本工程設(shè)計(jì)引水流量0.88m3/s，年引水量1 025萬m3，園區(qū)規(guī)劃人口遠(yuǎn)期為5.3萬人，年生活用水730萬m3，苗圃灌溉面積786.67 hm2，年灌溉用水295萬m3。

2 輸水方案設(shè)計(jì)

2.1 引水方式確定

本工程取水口位于曲亭水庫右灌溉渠道左側(cè)，現(xiàn)狀高程530m，由于兩岸過高，管道布置于河道內(nèi)，河道內(nèi)管線處最低現(xiàn)狀高程為502m，并在西喬泗村爬坡上岸，上岸后現(xiàn)狀地面高程為523m，該段地形呈“U”字型。

明渠、箱涵均為無壓流，無法滿足高落差地形的需求，同時(shí)需永久占用大量耕地、輸水損失大，施工較為復(fù)雜，施工工期長。管道供水具有承壓性能好、供水保證率高、水量損失少、運(yùn)行管理方便、維護(hù)工作量小以及防污染性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，本工程采用管道輸水。

2.2 輸水管材確定

結(jié)合國內(nèi)管材生產(chǎn)和工程實(shí)際，重點(diǎn)對球墨鑄鐵管、PE管、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管和玻璃鋼管進(jìn)行綜合比較。

球墨鑄鐵管使用年限較長，管道承受壓力較高，采用橡膠圈接口，柔性較好，對地基適應(yīng)性強(qiáng)，防腐能力較鋼管強(qiáng)，但需做防腐處理。

PE管具有高耐腐蝕性、摩擦系數(shù)小等特點(diǎn)；為環(huán)保材料，對水質(zhì)無污染；環(huán)剛強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度高，能承受較高的內(nèi)水壓力；管道重量輕，方便施工；同時(shí)對施工回填等要求較低，施工方便，后期維修工作量小，使用年限為20～30年。

鋼管的優(yōu)點(diǎn)是管材強(qiáng)度較高，耐工作壓力高，施工敷設(shè)方便，適應(yīng)性強(qiáng)，接口形式靈活，管道滲漏較少，單位管長重量較輕，適合用于地形復(fù)雜地段和穿越各種障礙。缺點(diǎn)是需對管道做防腐處理，施工工序復(fù)雜，后期維修工作量大，使用年限約為25～50年。

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)方法先進(jìn)、安全，能承受較高的內(nèi)壓和外部荷載，接頭密封性好，對地基適應(yīng)能力及抗震性能好，有較強(qiáng)的通水能力，耐腐蝕性能好，可通過焊接部分接頭以抵抗推力，管道運(yùn)行經(jīng)濟(jì)安全，造價(jià)低，壽命長，社會(huì)綜合效益好。主要應(yīng)用于長距離、大流量的供水工程，流量較小時(shí)性價(jià)比較差。

玻璃纖維增強(qiáng)樹脂纏繞成型加砂管（RPMP）的優(yōu)點(diǎn)是密閉性好，重量輕，管道內(nèi)壁光滑，相應(yīng)水頭損失小，具有很好的防腐性，管道維修方便，管道重量輕。缺點(diǎn)是管道為柔性管，抗外壓能力相對較差，對回填土施工技術(shù)要求較高。參考省內(nèi)現(xiàn)有工程運(yùn)行情況來看，在高壓力情況下易發(fā)生爆管。

輸水管道管材造價(jià)比較見表1。

表1 輸水管道管材造價(jià)比較表

綜上所述，PE管價(jià)格太高；玻璃鋼管造價(jià)較低，但施工較為復(fù)雜，對回填土要求較高，且從已建工程來看運(yùn)行過程中發(fā)生爆管幾率較高，因此不被選用；球墨鑄鐵管、鋼管、預(yù)應(yīng)力混凝土管價(jià)格相近，但鋼管抗腐蝕性能弱，后期維修工作量大；預(yù)應(yīng)力混凝土管道施工較為笨重，且造價(jià)較球墨鑄鐵管高，因此本工程選用球墨鑄鐵管。

2.3 輸水線路確定

2.3.1 輸水管線選線原則

一是充分利用地形高差，采用有壓重力流輸水，以節(jié)省能耗，降低工程運(yùn)行成本；二是管線布置盡量取直，減少轉(zhuǎn)折，以減少水頭損失及控制性工程的規(guī)模，降低工程造價(jià)；三是管線盡量靠近現(xiàn)有道路敷設(shè)，方便施工和運(yùn)行維護(hù)管理；四是盡量減少管線穿越公路及河道（溝渠）的次數(shù)，盡量避開不良土質(zhì)地帶；五是盡量避免穿越村莊和大片林地，以保護(hù)環(huán)境，方便群眾生產(chǎn)生活，避免造成水土流失，并減少工程投資。

2.3.2 取水樞紐位置確定

本工程供水水源為曲亭水庫，通過多次踏勘，根據(jù)擬建水廠廠址與曲亭水庫之間交通分布及地面附著物的情況，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、供水安全兩方面因素，選取不同取水口位置進(jìn)行線路布置，提出兩種方案選擇。

方案一：利用水庫右干渠上游2.8 km渠道輸水，在曲亭鎮(zhèn)下游干渠上設(shè)置取水構(gòu)筑物，然后沿現(xiàn)有道路鋪設(shè)管道將水輸送至園區(qū)水廠，同時(shí)將上游2.8 km渠道覆蓋，管線長11.48m，渠道長2.8 km。

方案二：在水庫右干渠渠首設(shè)置取水構(gòu)筑物，不再利用上游2.8 km的渠道輸水，直接鋪設(shè)2.8 km管道與方案一供水管線相接。本方案比方案一多鋪設(shè)管道3.1 km，管線總長度14.53 km。

方案一的優(yōu)點(diǎn)是利用了北干渠約2.8 km的渠道，節(jié)省了工程投資。缺點(diǎn)是：通過對利用段渠道現(xiàn)場踏勘，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀渠道內(nèi)垃圾傾倒嚴(yán)重，污染水質(zhì)，甚至部分養(yǎng)殖場養(yǎng)殖廢水直接排入灌水渠道，因此該方案引水水質(zhì)難以保證；同時(shí)上游段渠道多數(shù)被覆蓋，運(yùn)行管理難度較大；可能與利用段用水戶產(chǎn)生用水糾紛，引水水量難以保證。

方案二的優(yōu)點(diǎn)是取水點(diǎn)位于灌溉洞下游，灌溉干渠渠首附近，通過節(jié)制分水閘取水，既不影響農(nóng)灌，不與灌區(qū)用水戶交叉，也便于控制和管理；水源水出水庫后便被引入管道，可有效減少水質(zhì)污染，引水水質(zhì)得到保證。缺點(diǎn)是：由于兩岸階地高出取水水位20m以上，因此上游約2.8 km管道需布置于曲亭河灘地，并兩次穿過曲亭河主河道，需要進(jìn)行防護(hù)，且比方案一線路長，工程投資較大。

經(jīng)綜合比較，方案一雖然工程投資小，但利用的2.8 km干渠垃圾傾倒、污水排入現(xiàn)象嚴(yán)重，引水水質(zhì)難以保證，且不便于管理和控制，易與周邊產(chǎn)生糾紛。方案二雖然工程投資大，但便于管理和控制，輸水水質(zhì)沿途不受污染。因此本工程取水樞紐方案推薦采用方案二。

2.3.3 輸水線路總體布置

工程取水樞紐位于曲亭水庫右側(cè)灌溉洞出口下游渠道，樞紐處渠底高程為529.3m。擬建取水樞紐位于渠道水閘下游40m處，通過節(jié)制分水閘控制引水進(jìn)入調(diào)節(jié)池。在樁號(hào)0+000—2+777段因兩側(cè)岸高坡陡，管線布置在現(xiàn)有河道灘內(nèi)，管線在樁號(hào)0+450、樁號(hào)2+360處橫穿河道，擬對該段管線布置于10年一遇洪水位以下部分進(jìn)行防護(hù)。管道在西喬泗村北側(cè)上臺(tái)地向東穿過西喬泗村，一路向東主要布置在現(xiàn)有耕地位置，盡量減少對林地及苗圃的破壞。管道在樁號(hào)12+900及13+400處兩次穿過河道，穿過南同蒲鐵路及霍侯一級(jí)路采用曲亭河橋穿過方式。管道在南同蒲鐵路橋下穿過南同蒲鐵路，在樁號(hào)13+761.4處設(shè)置分水口后轉(zhuǎn)向北至規(guī)劃水廠位置。

3 結(jié)論

百里汾河“兩區(qū)同建”轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)供水工程的實(shí)施，可為園區(qū)的發(fā)展提供水源保障，滿足其生產(chǎn)生活用水及灌溉用水，同時(shí)可作為大水網(wǎng)規(guī)劃中臨汾盆地供水體系的配套工程設(shè)施。

TV674

C

1004-7042（2016）03-0035-02

梁倩倩（1985-），女，2011年畢業(yè)于武漢大學(xué)水工結(jié)構(gòu)工程專業(yè)，工程師。

2016-01-19；

2016-02-24