靈石中部引黃縣域小水網(wǎng)供水工程總體布置設(shè)計綜述

李佑杰

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，山西 太原 030024）

1 工程概述

靈石中部引黃縣域小水網(wǎng)供水工程項(xiàng)目年供水量2160萬m3，是中部引黃工程靈石縣受水區(qū)范圍內(nèi)各工礦企業(yè)的主要水源，供水對象重要性為比較重要，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252—2017），確定本供水工程工程等別為Ⅲ等；主要建筑物級別為3級，次要建筑物為4級；工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計，50年一遇洪水校核。

工程區(qū)位于靈石縣境內(nèi)梁家焉鄉(xiāng)、段純鎮(zhèn)、南關(guān)鎮(zhèn)和仁義鎮(zhèn)，根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》（GB18306—2015圖A1）及《中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》（GB18306—2015圖B1），梁家焉鄉(xiāng)、段純鎮(zhèn)段地震動峰值加速度為0.15g，反應(yīng)譜特征周期為0.40s，地震基本烈度為Ⅶ度。其余段地震動峰值加速度為0.20g，反應(yīng)譜特征周期為0.40s，地震基本烈度為Ⅷ度。

2 工程選址及選線

2.1 工程選址

根據(jù)靈石縣規(guī)劃前進(jìn)調(diào)蓄水庫的位置及水庫正常蓄水位，分水口位置初步選在靈石縣境內(nèi)溫家?guī)X～鄧寨溝村一帶，分水洞洞線基本與中部引黃工程交汾靈支線2號隧洞洞線垂直，距離最短。分水口選址和分水洞選線主要考慮地形條件、壓礦等問題。

前進(jìn)調(diào)蓄水庫與中部引黃工程交汾靈支線2號隧洞之間的地域，主要分布有煤礦、硫鐵礦，其中煤礦為山西煤銷集團(tuán)靈石恒岳煤業(yè)，有正規(guī)采礦手續(xù)；其余硫鐵礦埋藏較淺，礦藏分布于洞線頂部70m以上，且其采礦手續(xù)縣里尚未批準(zhǔn)，對本工程無影響。

鄧寨溝村附近現(xiàn)有中部引黃工程交汾靈支線10號施工支洞，但是從該洞口附近分水，分水洞線需穿越靈石恒岳煤業(yè)礦區(qū)，對煤礦影響較大。因此，初步選定的分水口位于10號施工支洞上游約2.7km的溫家?guī)X村東北側(cè)，中部引黃工程交汾靈支線2號隧洞樁號38+920.0附近。

2.2 線路選擇

靈石中部引黃縣域小水網(wǎng)供水工程供水線路，自中部引黃工程交汾靈支線2號隧洞樁號38+920處，主洞內(nèi)的地下節(jié)制分水閘（溫家?guī)X附近）分水，新開挖分水隧洞后，接漿砌石渠道至前進(jìn)水庫，經(jīng)前進(jìn)水庫調(diào)蓄后供水管道沿著深井溝布設(shè)至段純鎮(zhèn)，然后沿著段純河右岸向下游延伸，至段純河與汾河交界處，再沿著汾河右岸向下游延伸，在樁號富家灘下游跨越汾河至左岸，至南關(guān)鎮(zhèn)后沿著仁義河向其上游延伸，至逍遙村的東方鋁廠。期間向段純鎮(zhèn)，云義、志家莊、南關(guān)鎮(zhèn)和東方鋁廠各受水點(diǎn)供水，整條線路長約44.0km。

根據(jù)中部引黃上游工程存在68d斷供期的情況，需要在取水點(diǎn)和段純鎮(zhèn)之間利用前進(jìn)水庫進(jìn)行調(diào)蓄，調(diào)蓄庫容為142萬m3，以滿足中部引黃工程斷供期間段純鎮(zhèn)、云義和志家莊3個供水點(diǎn)的供水需求。斷供期間南關(guān)鎮(zhèn)和東方鋁廠的供水?dāng)M由石膏山水庫增供和現(xiàn)有地下水源共同解決。

2.2.1 受水點(diǎn)確定

本供水工程起點(diǎn)位于中部引黃工程交汾靈支線2號隧洞（樁號38+920）處主洞內(nèi)節(jié)制分水閘處，末端受水點(diǎn)共有5個：分別為段純鎮(zhèn)、云義、志家莊、南關(guān)鎮(zhèn)和東方鋁廠受水點(diǎn)。

2.2.2 線路選擇原則

線路力求順直，宜沿道路河道布置；盡量避免經(jīng)過地形起伏過大地區(qū)；盡量減少泵站數(shù)量；少占、不占農(nóng)田；盡量減少與天然或人工障礙物交叉，當(dāng)必須與河流、湖泊、公路、鐵路等交叉時，盡可能利用現(xiàn)有穿跨設(shè)施；不宜通過廠礦企業(yè)地區(qū)；結(jié)合地形、工程地質(zhì)、交通運(yùn)輸?shù)葪l件布置。

2.2.3 線路比選

受地形條件限制，前進(jìn)水庫～段純河入汾河口交匯處供水線路相對固定，基本只能沿深井溝和段純河河灘布設(shè)；自交匯處至南關(guān)電廠和東方鋁業(yè)線段供水管線按沿河道和翻山嶺初擬兩個供水線路方案。

線路方案一：自交會處沿著汾河右岸向下游鋪設(shè)管道，至南關(guān)鎮(zhèn)后跨過汾河至左岸，在左岸沿著仁義河向上游至逍遙村東方鋁廠。自交匯處至東方鋁業(yè)線路長約17.96km。

線路方案二：自交會處跨過汾河至左岸，經(jīng)泵站加壓后，管線沿魯班寺溝布設(shè)，穿過桃鈕村以東至蘇家莊以東，再穿過欒卜崖底東北部至柏溝村以北，后至王家溝以東，橫跨仁義河后直接至逍遙村東方鋁廠，再由逍遙村沿著仁義河向下游至南關(guān)鎮(zhèn)。自交匯處至南關(guān)鎮(zhèn)線路長約19.49km。

根據(jù)以上比較，方案二管線比方案一長約1.53km，且方案二需建一座加壓泵站，工程投資較大，建成后運(yùn)行管理費(fèi)用高，并且管線布置翻越山嶺施工難度大，因此本階段推薦方案一。

3 工程總布置

本工程是以山西省大水網(wǎng)中部引黃工程為依托，供水工程首部接中部引黃工程交汾靈支線2號隧洞（樁號38+920）處主洞內(nèi)節(jié)制分水閘。新建一條分水洞，洞線基本由西南向東北方向直線布設(shè)，沿途經(jīng)過欒崖底、馬思坡、上宿龍等村莊，在郝家川村南側(cè)出地面，隧洞總長5.81km，在樁號2+500處設(shè)一長為800的施工支洞，分水洞后接長為300m的漿砌石渠道進(jìn)入位于郝家川附近的前進(jìn)水庫，設(shè)計流量0.842m3/s。

經(jīng)前進(jìn)水庫調(diào)節(jié)后，出庫供水管道設(shè)計流量0.784m3/s，采用DN800球墨鑄鐵管沿著深井溝鋪設(shè)管道至段純鎮(zhèn)，在樁號G5+470.10處向段純鎮(zhèn)分水，年分水量為300萬m3，相應(yīng)分水流量0.095m3/s。分水后供水管線右拐沿著段純河右岸向下游延伸，該段管線設(shè)計流量為0.689m3/s，采用DN800球墨鑄鐵管，在樁號G10+126.86處向云義分水，年分水量300萬m3，相應(yīng)分水流量0.095m3/s。云義分水后，供水管線繼續(xù)沿段純河右岸向下游布設(shè)，該段管線設(shè)計流量為0.593m3/s，采用DN700球墨鑄鐵管，在樁號G13+251.91處向志家莊分水，年分水量200萬m3，相應(yīng)分水流量0.063m3/s。志家莊分水后管線設(shè)計流量減少至0.530m3/s，采用DN700球墨鑄鐵管，繼續(xù)沿著段純河右岸向下游延伸至段純河與汾河交界處，再沿著汾河右岸向下游延伸，在富家灘下游跨越汾河至左岸，在樁號G29+627.18至南關(guān)鎮(zhèn)后分水，分水量300萬m3/a，相應(yīng)分水流量0.117m3/s。南關(guān)鎮(zhèn)分水后管線沿著仁義河向其上游延伸，在樁號G38+460.59至逍遙村的東方鋁廠，該段管線設(shè)計流量0.413m3/s，采用DN700球墨鑄鐵管。

供水線路總長約44.57km，其中有長約38.46km管道沿河道、溝道布置，河道內(nèi)地下交叉建筑物復(fù)雜多樣。尤其是線路沿汾河布置并需下穿汾河主河槽，且河道水流較大，施工難度很大。由于管道鋪設(shè)在河道內(nèi)，管道頂部需考慮防沖設(shè)施，且地下水位高，施工中需考慮施工排水。供水管線全線共設(shè)有5個受水點(diǎn)，線路年總供水規(guī)模為1060萬m3。

根據(jù)本次初步設(shè)計中排定的靈石縣域供水工程施工總進(jìn)度，靈石中部引黃縣域小水網(wǎng)供水工程建設(shè)工期滯后靈石東山供水縣域小水網(wǎng)供水工程約18個月。結(jié)合目前靈石縣各規(guī)劃工業(yè)用水戶的用水需求情況，中部引黃縣域小水網(wǎng)供水工程管線末端現(xiàn)有用水戶東方鋁業(yè)集團(tuán)（已投產(chǎn)多年，且其擴(kuò)容項(xiàng)目已列為2018年山西省重點(diǎn)工程）用水需求最為迫切。因此，為了盡早解決東方鋁業(yè)集團(tuán)的用水問題，按照靈石縣水務(wù)局要求，將靈石東山供水縣域小水網(wǎng)供水工程夏門供水支線延長約5km，與中部引黃縣域小水網(wǎng)供水工程管線在樁號G20+497.56處連通。一方面可以解決盡早向東方鋁業(yè)供水問題，另一方面也可實(shí)現(xiàn)靈石縣域內(nèi)兩大供水系統(tǒng)事故或水量不足時，應(yīng)急供水和縣域小水網(wǎng)總體協(xié)調(diào)調(diào)度問題。

4 結(jié)語

水資源短缺一直是制約靈石縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。隨著經(jīng)濟(jì)增長速度加快，需要充足的水源后盾，靈石中部引黃供水縣域小水網(wǎng)供水工程建設(shè)，能打破水瓶頸，建立水支撐。建議中部引黃與東山供水縣域小水網(wǎng)供水工程合并管理，便于工程運(yùn)行管理人員集中管理、應(yīng)急調(diào)配。進(jìn)一步落實(shí)本工程來（中部引黃）、供（用戶）水的運(yùn)行調(diào)度模式。鑒于中部引黃工程停供期間南關(guān)鎮(zhèn)、東方鋁業(yè)需石膏山水庫增補(bǔ)供水，建議建設(shè)單位盡快與石膏山水庫管理局協(xié)調(diào)落實(shí)相關(guān)事項(xiàng)，保證項(xiàng)目期間城鎮(zhèn)和工業(yè)生產(chǎn)正常供水。