運(yùn)城市板澗河引水工程選址選線方案設(shè)計(jì)

李嶸

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

運(yùn)城市板澗河引水工程選址選線方案設(shè)計(jì)

李嶸

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

運(yùn)城市板澗河引水工程借助小浪底引黃工程將優(yōu)質(zhì)水源引入鹽湖區(qū)，以滿(mǎn)足該區(qū)生產(chǎn)生活用水需求。通過(guò)施工條件、引水線路布置、運(yùn)行管理以及投資等方面的分析比較，最終選擇橫榆河閘壩建閘推薦上閘址；引水線路布置選擇通過(guò)8號(hào)施工支洞與主管路連通后為鹽湖區(qū)輸水方案。

引水工程；優(yōu)質(zhì)水源；閘址；引水線路；鹽湖區(qū)

1 工程概況

運(yùn)城市鹽湖區(qū)位于山西省西南部，地處黃河中游山西、陜西、河南三省交接地帶，是運(yùn)城市的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。但目前受氣候及人為因素影響，城市供水保證率低，水質(zhì)差，加之地表水源開(kāi)發(fā)不充分，地下水承載力不足，解決該區(qū)水源緊缺問(wèn)題勢(shì)在必行。

運(yùn)城市板澗河引水工程是利用在建的小浪底引黃工程2號(hào)輸水隧洞，在洞內(nèi)鋪設(shè)壓力鋼管，將李家河水庫(kù)、后河水庫(kù)、板澗河上游以及板澗河水庫(kù)的水源連通后一同引入鹽湖區(qū)，以實(shí)現(xiàn)“高水高用”的目標(biāo)。本工程一期引水主要為板澗河上游山泉河流水源，不足水量由板澗河水庫(kù)補(bǔ)充，板澗河水庫(kù)在工程建設(shè)前期主要為板澗河上游來(lái)水，為高水質(zhì)水源，滿(mǎn)足生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。二期工程建成后西陽(yáng)河和允西河山泉河流水源將代替板澗河水庫(kù)水源。因此板澗河引水工程充分發(fā)揮了現(xiàn)有水利設(shè)施潛能，開(kāi)發(fā)利用優(yōu)質(zhì)水資源，對(duì)改善當(dāng)?shù)鼐用裆钏胶吞岣呱钣盟|(zhì)量有著重要的意義。

2 工程布置

本工程總體布置概括為“一線四支”?！耙痪€”指一條引水干線，即從垣曲支線開(kāi)始，經(jīng)過(guò)2號(hào)輸水隧洞到達(dá)呂莊水庫(kù)，出呂莊水庫(kù)后與小浪底引黃工程引水管線并行，行至運(yùn)城市鹽湖區(qū)苦池水庫(kù)結(jié)束?！八闹А狈謩e指板澗河連通洞引水支線、秦家溝引水支線、橫榆河引水支線及石門(mén)引水工程末端引水支線。

3 工程選址方案設(shè)計(jì)

根據(jù)前期初步規(guī)劃，工程擬定4處取水水源：板澗河水庫(kù)水源、板澗河上游石門(mén)河支流、板澗河上游橫榆河支流及石門(mén)引水工程末端水源。

板澗河水庫(kù)取水和石門(mén)引水工程末端取水，兩處水源取水條件單一，不進(jìn)行方案比選。板澗河上游石門(mén)河支流已建有石門(mén)河閘壩，本工程利用其下泄水流，在秦家溝村上游約350m處擬建一座攔河閘取水，鋪設(shè)管道重力流可輸水到8號(hào)支洞，且線路較短，該閘址處地形、地質(zhì)等取水條件較好，不進(jìn)行比選。板澗河上游橫榆河支流水源受胡家峪銅礦尾礦庫(kù)的影響，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘，在橫榆村上下游均有建閘條件，本階段初擬上、下兩個(gè)閘址進(jìn)行比較。

3.1 地形、地質(zhì)條件

橫榆河上游閘壩位于下橫榆村上游約100m處，閘址區(qū)河谷流向N65°E，主河槽位于河谷右側(cè)，谷底寬度30～40m，谷底高程797～799m。左側(cè)為Ⅰ級(jí)堆積階地，階面高出河谷1～3m，階地寬30～50m，順河向延伸約200m階地處為耕地。閘址北偏東約100m為橫榆村及公路。閘址處岀露地層上部為第四系全新統(tǒng)洪沖積物，巖性表層為淡紅色低液限粘土夾低液限粉土，厚度0～2.3m，其下為卵石混合土夾級(jí)配不良砂，結(jié)構(gòu)松散，局部有架空現(xiàn)象，卵礫石成分主要為混合花崗巖、片麻巖、石英巖、輝綠巖等，粒徑一般30～50mm。橫榆河下游閘址距離上閘址約1.3 km，處于尾礦庫(kù)庫(kù)尾，閘址區(qū)為聞喜縣石門(mén)供水工程水源地。本段河谷進(jìn)行過(guò)整治，河谷流向N70°E，主河槽位于河谷中間，兩側(cè)為寬闊的河漫灘及Ⅰ級(jí)堆積階地。整治后河谷寬度55m左右，谷底在高程780m左右。在閘址上游左岸約30m處為一小支流，支溝走向與河谷近垂直。閘址處岀露地層與上閘址基本相同。

從地形地質(zhì)條件看，上、下閘址相似，沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，上游閘址主河槽寬度略窄。

3.2 工程布置及施工條件

上、下閘址均位于橫榆河岸邊，場(chǎng)地都比較開(kāi)闊，利于施工場(chǎng)地布置。下閘址處為聞喜縣石門(mén)供水工程水源地，緊鄰已建石門(mén)引水工程樞紐，在其下游約50m處。引水線路可能存在交叉，有施工干擾問(wèn)題。同時(shí)下閘址距尾礦庫(kù)庫(kù)尾較近，河水位雍高，施工導(dǎo)流難度較大。因此，從工程布置及施工條件看上閘址優(yōu)于下閘址。

3.3 水源條件

上閘址位于橫榆村上游西南角300m處，距離尾礦庫(kù)約2 km，水源質(zhì)量不會(huì)受到污染；而下閘址位于橫榆村下游，距尾礦庫(kù)末端約200m，受回水影響，水源質(zhì)量不能保證。因此，從水源條件看上閘址優(yōu)于下閘址。

3.4 工程投資

經(jīng)計(jì)算,上下閘址包括建筑工程費(fèi)用與金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備費(fèi)用在內(nèi)的直接工程費(fèi)用合計(jì)分別為1 019.49萬(wàn)元，962.59萬(wàn)元。

綜上比較，雖然上閘址工程投資略大于下閘址，但從本工程建設(shè)體現(xiàn)“高水高用”指導(dǎo)思想及閘址布置上考慮，優(yōu)先選擇水質(zhì)有保證的水源，因此本階段推薦上閘址方案。

4 工程選線方案設(shè)計(jì)

板澗河引水工程是利用在建的小浪底引黃工程將垣曲縣境內(nèi)板澗河流域的山泉水引入鹽湖區(qū)。為節(jié)省投資，輸水主管路布置在小浪底引黃工程2號(hào)輸水隧洞內(nèi)，出呂莊水庫(kù)后，與小浪底引黃工程向鹽湖區(qū)供水的輸水管線并行。因此，本工程引水干線布置方案不進(jìn)行比較。

板澗河水庫(kù)庫(kù)區(qū)取水、秦家溝攔河閘壩引水、石門(mén)引水工程末端引水三條引水管線線路最短，不進(jìn)行比選。

橫榆河閘壩布置于橫榆河村西南角，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘，其引水管線鋪設(shè)可分別通過(guò)8號(hào)施工支洞（方案一）與10號(hào)施工支洞（方案二）進(jìn)入2號(hào)輸水隧洞與主管路連通。本階段分別從取水方式、引水線路布置、管理運(yùn)行以及工程量投資等方面進(jìn)行比較。

4.1 取水方式

方案一采用泵流+重力流方式引水，管線鋪設(shè)采用地埋式；方案二采用重力流方式引水，管線鋪設(shè)采用洞穿管方式鋪設(shè)。從取水方式看方案二優(yōu)于方案一。

4.2 引水線路布置

方案一在橫榆河引水閘壩左岸設(shè)引渠進(jìn)入泵站前池，通過(guò)提水泵站加壓，輸水至橫榆河村西北角535m高程的出水池內(nèi)，然后重力流輸水，管線沿尾礦庫(kù)左岸公路鋪設(shè)至8號(hào)施工支洞，管線長(zhǎng)度為9.2 km；方案二在橫榆河引水閘壩左岸設(shè)引水箱涵至橫榆村西北側(cè)山角，然后通過(guò)新修2.95 km隧洞與10號(hào)施工支洞相接，通過(guò)10號(hào)施工支洞與主洞內(nèi)主管路相連通。從線路布置分析，方案一基本沿公路布置，線路布置靈活，施工簡(jiǎn)單，方案二管線沿隧洞鋪設(shè)，管線鋪設(shè)方向具有唯一性，施工組織較復(fù)雜。兩方案比較，方案一優(yōu)于方案二。

4.3 管理運(yùn)行

方案一因管線布置于公路附近，后期運(yùn)行維修便利；方案二管線鋪設(shè)于隧洞內(nèi)，后期運(yùn)行維修不便，維修費(fèi)用較高。因此，從管理運(yùn)行方面分析方案一優(yōu)于方案二。

4.4 工程投資

板澗河引水工程主要項(xiàng)目及工程投資見(jiàn)表1。

表1 主要工程投資比較表 單位：萬(wàn)元

從表1可以看出，方案一比方案二可節(jié)省投資2 962.24萬(wàn)元，本階段橫榆河引水支線推薦方案一。5 結(jié)論

板澗河引水工程通過(guò)從施工條件、引水線路布置、運(yùn)行管理以及投資等方面進(jìn)行比選，制定出最優(yōu)工程施工方案，以最經(jīng)濟(jì)的方式獲取最大的效益的同時(shí)，為緩解運(yùn)城市鹽湖地區(qū)人民生活用水緊缺現(xiàn)狀、提高來(lái)水質(zhì)量帶來(lái)了新的希望，對(duì)實(shí)現(xiàn)該區(qū)可持續(xù)發(fā)展有十分重要的意義。

TV67

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1004-7042（2017）03-0023-02

李嶸（1984-），女，2010年畢業(yè)于太原理工大學(xué)農(nóng)業(yè)水土工程專(zhuān)業(yè)，工程師。

2017-01-07；

2017-02-15