榆林市東山示范區(qū)供水方案探析

孫慶山，曹美琳

（1.陜西省榆林市橫山區(qū)自來水公司，陜西榆林719100；2.陜西省榆林市橫山區(qū)水產(chǎn)工作站，陜西榆林719100）

榆林市東山示范區(qū)供水方案探析

孫慶山1，曹美琳2

（1.陜西省榆林市橫山區(qū)自來水公司，陜西榆林719100；2.陜西省榆林市橫山區(qū)水產(chǎn)工作站，陜西榆林719100）

橫山區(qū)西南的東山示范區(qū)既是榆橫煤化工綜合經(jīng)濟(jì)發(fā)展重點(diǎn)區(qū)，其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)至關(guān)重要。為保障東山示范區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和未來用水需求，對橫山區(qū)供水現(xiàn)狀及存在問題和未來用水需求量進(jìn)行探討。按照城市發(fā)展需求和投資少、施工方便、經(jīng)濟(jì)高效的要求，對給水方案、供水管線的選擇分別進(jìn)行比選優(yōu)化，提出最佳供水方案，項(xiàng)目日供水能力為0.25萬m3/d。分析認(rèn)為：東山供水工程的建成投產(chǎn)，可為橫山區(qū)提供良好的投資環(huán)境，推動(dòng)榆橫地區(qū)規(guī)劃的順利進(jìn)行。

橫山；城區(qū)供水；方案；管線布設(shè)；優(yōu)化

位于橫山區(qū)西南的東山示范區(qū)，既是榆林城市的接續(xù)地，又是橫山區(qū)新興工業(yè)基地，屬北溫帶大陸性季風(fēng)半干旱草原氣候，氣候干燥、降水少、日照強(qiáng)烈、溫差大，多年平均降雨量397 mm?，F(xiàn)有人口1.2萬人。根據(jù)2010年西安絲路城市發(fā)展研究院編制的《橫山縣縣城總體規(guī)劃》（2010～2025年），規(guī)劃2020年，橫山城區(qū)范圍達(dá)142.76 km2，人口15萬人，其中東山示范區(qū)人口1.7萬。2013年隨著東山的開發(fā)與人口的增多，東山示范區(qū)的供水矛盾凸顯，急需給予建設(shè)和解決。

1 水資源及供水現(xiàn)狀

東山示范區(qū)，現(xiàn)狀有300 m3清水池一座，位于東山山頂位置，用于供給橫山城區(qū)東邊的部分供水，古城山頂現(xiàn)有200 m3清水池一座用于供給橫山舊城的用水，該區(qū)域再無其它水源。要想解決東山示范區(qū)的用水需求，就必須從橫山區(qū)凈水廠引水。

橫山區(qū)現(xiàn)狀給水工程始建于1978年，至1993年分三期建成，主要采取蘆河挖滲渠的取水方式，日最大供水能力700 m3，供水人口1.8萬人，供水普及率僅為51%，若遇枯水季節(jié)，蘆河水量銳減，供水量嚴(yán)重短缺。2002年，在橫山縣陳圪堵（農(nóng)場）附近建成1座大口井、2座50 m3矩形鋼筋砼高位水池，敷設(shè)280輸水管線9.6 km，使得橫山縣城供水規(guī)模提升為5000 m3/d。隨著城市建設(shè)和地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，橫山現(xiàn)有配水管網(wǎng)的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足縣城配水需求，特別是東山示范區(qū)，缺水嚴(yán)重。而原蘆河700 m3/h滲渠取水，由于原水源含砂量過高，原建供水工程處理工藝過于簡單，再加上水源污染嚴(yán)重，取水量嚴(yán)重不足，不能達(dá)到飲用水要求已經(jīng)停用。要想解決東山示范區(qū)供水，需在橫山城區(qū)新建一座凈水廠，由凈水廠引水至東山示范區(qū)。

2 供水存在問題

要想保證橫山城區(qū)未來供水需求，其縣城供水量必需達(dá)到1.95萬m3/d，其中包括東山近期的2500 m3/d。根據(jù)上述橫山縣水資源及供水設(shè)施現(xiàn)狀，在本項(xiàng)目主要解決以下問題：

（1）根據(jù)橫山城區(qū)供水工程的情況，新建水廠已經(jīng)滿足了縣城供水及西沙、大古界、東山所需水量。隨著縣城經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，東山片區(qū)的開發(fā)越來越廣，用水量的突增，原有500 m3和200 m3的清水池已經(jīng)不能滿足東山的用水量。此外，地形高差也嚴(yán)重限制了東山的供水問題。

（2）東山片區(qū)供水管網(wǎng)不夠完善，管網(wǎng)覆蓋率低，城區(qū)供水管網(wǎng)服務(wù)范圍不能滿足供水要求，致使一些新建的居住區(qū)及規(guī)劃區(qū)無法供水。

根據(jù)上述存在問題，一是通過新建泵站將水提升至東山，并新建清水池；二是發(fā)展東山片區(qū)及古城的給水管網(wǎng)，工程著重解決籌建東山提升泵站、清水池及輸配水管線的問題。

3 供水方案的比選

3.1 用水量預(yù)測

東山供水水源為縣城新建凈水廠。預(yù)測年限為2020年，以綜合生活用水量定額最高日取150L/人.d，最高日用水量為2550 m3/d。最終確定供水量為2500 m3/d。

3.2 給水系統(tǒng)總體方案

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地踏勘，確定了供水兩個(gè)方案。

方案一：城區(qū)接管點(diǎn)（自由水頭90 m，地面標(biāo)高1025 m）—東山輸水管線（1.6 MPa壓力）—東山提升泵站（根據(jù)地形和水力計(jì)算選定站址）—高位清水池（根據(jù)地形和水力計(jì)算選定）—配水管線—各個(gè)主要用戶。需在高地完全新建高位清水池，現(xiàn)有高位水池作為備用。

表1 方案比較表

表2 方案比較表

方案二：城區(qū)接管點(diǎn)（自由水頭90 m，地面標(biāo)高1025 m）—東山輸水管線（1.6 MPa壓力）—東山提升泵站（根據(jù)地形和水力計(jì)算選定站址）—改擴(kuò)建現(xiàn)有高位清水池—配水管線—各個(gè)主要用戶。

針對上述兩個(gè)給水系統(tǒng)方案進(jìn)行多方便比較，具體詳見表1。

通過上述兩個(gè)方案比較可以看出，方案一投資稍高，運(yùn)行成本高，供水范圍較大，安全性高；方案二投資低，運(yùn)行成本低，供水范圍較小，安全性低。綜合考慮盡管方案二投資等方面有較大的優(yōu)勢，但就遠(yuǎn)期發(fā)展來說不能滿足縣城及東山片區(qū)的發(fā)展，只能暫時(shí)解決縣城東側(cè)邊緣生活用水的問題，不能滿足工程建設(shè)的初衷；此外，方案一中可以將原清水池作為供水的備用水池，極大的提高了供水的可靠性，因此推薦方案一作為可研設(shè)計(jì)方案。

3.3 城區(qū)接管點(diǎn)至泵站輸水管線方案

城區(qū)供水接管點(diǎn)至泵站的輸水管線的方案，初步提出了三個(gè)供水系統(tǒng)方案：

方案一：城區(qū)接管點(diǎn)—沿省道204敷設(shè)輸水管線—穿越蘆河二橋（利用現(xiàn)有管橋）—沿濱河路敷設(shè)至縣公安局后門小路—沿縣公安局住宅小區(qū)后門的敷設(shè)—東山提升泵站。

方案二：城區(qū)接管點(diǎn)—沿學(xué)校旁小路敷設(shè)至蘆河旁—沿蘆河西側(cè)敷設(shè)—至梁家灣村穿越蘆河—沿北大街敷設(shè)—沿楊柿溝所對小路敷設(shè)—東山提升泵站。

方案三：縣城接管點(diǎn)—沿學(xué)校旁小路敷設(shè)至蘆河旁—穿越蘆河后--沿蘆河?xùn)|側(cè)道路敷設(shè)(舊省道204)—至楊柿溝溝口—東山提升泵站。

據(jù)現(xiàn)場踏勘情況，現(xiàn)就過這三處深溝方案優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行可行性比較，見表2。

經(jīng)過上述比較可知，考慮到施工及造價(jià)等綜合因素，推薦方案三作為最佳選擇方案。

3.4 輸配水管線方案

（1）管材選擇。輸水管道是給水工藝的重要組成部分，為了方便東山片區(qū)的用水和配水管線的敷設(shè)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地踏勘，建議配水管線沿現(xiàn)有小路敷設(shè)至居民區(qū)；橫山古城的配水管線依據(jù)現(xiàn)有地形和道路情況敷設(shè)。目前，適用于大口徑輸水工程的管材有鋼管，球墨鑄鐵管、預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管、鋼筒混凝土管、玻璃鋼夾砂管等。雖然球墨鑄鐵管道在工程造價(jià)上不占優(yōu)勢，但在供水安全性上、碰頭接管方便快捷、搶修時(shí)間短、工程施工質(zhì)量易保證等方面均具有較大優(yōu)勢，最終確定本設(shè)計(jì)輸水管道管材推薦采用球墨鑄鐵管，為方便配水管網(wǎng)的敷設(shè)，管徑小于DN300的則采用PE管。供水管道總長6744 m，其中DN350的球墨鑄鐵管為590 m；DN250的PE管為600 m；DN150的PE管為2437 m；DN100的PE管為3117 m。

（2）為了確保供水安全，在壓力輸水管道的隆起點(diǎn)上，設(shè)置能自動(dòng)進(jìn)排氣閥，用以排除管道內(nèi)部積聚得空氣，并在管道需要檢修、放空時(shí)進(jìn)入空氣，保持排水通暢；同時(shí)在產(chǎn)生水錘時(shí)可使空氣自動(dòng)進(jìn)入，避免產(chǎn)生負(fù)壓；在輸水管線或平直段800～1000 m處，設(shè)進(jìn)排氣閥門井，在1 km左右距離設(shè)檢修閥門井1處，在每個(gè)檢修管段的最低點(diǎn)設(shè)泄水閥井，在橫向或由縱向轉(zhuǎn)彎處、三通處、檢修閥門處，設(shè)置支墩或拖拉墩。

（3）對于特殊穿越部分處理。輸水管道自接管點(diǎn)至泵站段，需要穿越大小涵洞共13處，其中大型涵洞有4處。輸水管道通過涵洞時(shí)可以從涵洞上部翻越通過，翻越時(shí)管道進(jìn)行保溫處理，以滿足管道的溫度要求。管道沿線地層巖性分布主要為粉細(xì)砂。在鋪設(shè)時(shí)，首先將原土澆水壓實(shí)，然后鋪設(shè)中粗砂墊層300厚，壓實(shí)系數(shù)0.96，每邊伸出管外徑500 mm，在砂礫土頂面做90度砂弧基礎(chǔ)，回填土不得采用淤泥、耕土、凍土、膨脹土及有機(jī)物含量超過8%的土料。

3.5 清水池設(shè)計(jì)

根據(jù)東山示范區(qū)最高日用水量2500 m3/d，供水系統(tǒng)中無調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，確定清水池為1000 m3，為了方便檢修等安全要求設(shè)置兩個(gè)，規(guī)格為22.8 m×11.4 m，高4 m。由于高位清水池承擔(dān)著縣城東山片區(qū)及橫山古城附近的所有用戶的用水，考慮到橫山古城的標(biāo)高1104 m左右，根據(jù)現(xiàn)場踏勘的情況清水池應(yīng)設(shè)置在東門溝北側(cè)高地上標(biāo)高約為1188 m。

4 結(jié)語

近年來，東山示范區(qū)依靠優(yōu)越的地域位置，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的提高，用水增長加快，原有的供水設(shè)施和給水管網(wǎng)存在的問題使供需矛盾日益突出，成為制約城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。通過方案比選和優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出該地區(qū)最佳建設(shè)方案，項(xiàng)目日供水能力為0.25萬m3/d。該供水工程的建成，將保證東山示范區(qū)的用水、改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，滿足城區(qū)當(dāng)前和未來發(fā)展的迫切需要，并促進(jìn)全區(qū)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平的提高，對東山示范區(qū)乃至整個(gè)橫山今后社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，具有十分重要的意義。

D632.4；TV752

B

1673-9000（2017）04-0180-02

2017-04-13

孫慶山（1977-），男，陜西榆林市人，工程師，主要從事自來水建設(shè)與管理工作。