長距離輸水方案選擇與探討

姚曉萍

【摘 要】長距離輸水方案主要包括輸水線路、輸水方式及輸水建筑物型式等，文章以華南地區(qū)某水源工程為例對(duì)長距離輸水工程方案進(jìn)行選擇與探討，為類似工程設(shè)計(jì)提供參考。

【關(guān)鍵詞】長距離輸水;輸水線路;輸水方式;輸水建筑物型式;選擇

【中圖分類號(hào)】TV67 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）02-0155-02

0 引言

長距離輸水是水源工程設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，主要包括輸水線路、輸水方式及輸水建筑物型式等的選擇，需要從地形地質(zhì)條件、施工、占地[1]、投資等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選出最合理的方案。本文以華南地區(qū)某水源工程為例對(duì)長距離輸水工程方案進(jìn)行選擇與探討，為類似工程設(shè)計(jì)提供參考。

1 工程概況

某水庫是一座以供水為主，兼顧灌溉的水利工程，主要由擋水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、供水建筑物、交通工程及附屬建筑物等組成?？値烊轂?57萬m3，為小（1）型水庫，Ⅳ等工程。水庫正常蓄水位為164 m，設(shè)計(jì)洪水位為165 m（P=2%），校核洪水位為165.42 m（P=0.2%），設(shè)計(jì)供水流量為0.337 m3/s。

2 輸水線路選擇

2.1 布置原則

布置原則如下：供水線路最短，供水系統(tǒng)布置合理、經(jīng)濟(jì);線路縱向起伏小、工程量少、造價(jià)經(jīng)濟(jì);盡可能避開村莊民房，少占農(nóng)田[2]，以減少拆遷、施工干擾和耕地賠償;線路走向盡可能靠近供水點(diǎn)，并沿現(xiàn)有道路敷設(shè);施工、維護(hù)方便，運(yùn)行安全可靠。

2.2 線路比選

水庫人飲供水最低水位為122.50 m，最高水位為165.42 m，縣水廠進(jìn)水池水面高程為80.00 m。水庫大壩下游為一狹長的河谷地帶，水庫與縣水廠之間的地勢從上游到下游呈由高到低之勢，最大水頭差達(dá)80多m，具備全程重力式自流供水的條件。

依據(jù)布置原則，經(jīng)對(duì)地形、地質(zhì)資料、供水點(diǎn)位置的分析研究和現(xiàn)場查勘，選擇了兩種管線方案進(jìn)行比較。

方案一（左岸輸水方案）：壓力管道自壩式進(jìn)水口引至左岸接頭壩下游，而后沿左岸山坡下至中間垌村（K0+290），左轉(zhuǎn)向南，沿山腳布置，在長坡尾附近（K1+830）左拐穿過農(nóng)田至楓木山與根竹麓（音）之間的山間平地（K2+080），穿過該段山間平地后到達(dá)石均溪左岸（K2+970），隨后沿石均溪左岸階地或農(nóng)田向南布置，途經(jīng)地豆嶺（K3+550）、至高垌前（K4+040），在該處石均溪與左側(cè)的新安溪匯為馬江繼續(xù)向南蜿蜒流淌，管線跨過新安溪，繼續(xù)一直沿馬江左岸向南布置，又經(jīng)高垌（K4+400）、新福（K4+790）、西坡（K5+200）、馮屋（K6+800）、花生坡（K7+540）等村屯后至新村（K8+040）處，該處馬江河道拐彎較大，為減少管道長度，管線偏離馬江左岸，改為從新村與嶺兒頭之間農(nóng)田穿過，至K8+580處再接著沿馬江左岸階地或農(nóng)田布置，經(jīng)大江口（K9+240）、上江坪（K9+800）等村屯后至平馬村委會(huì)（K11+035）附近，在該處跨越河道至馬江右岸，然后沿馬江右岸階地或農(nóng)田布置，橫經(jīng)平馬橋右岸橋頭后沿上榮村附近現(xiàn)有河濱道路到達(dá)浦北縣水廠臨河側(cè)圍墻外，最后接入水廠進(jìn)水池。上述管線總長12.784 km（包括54 m長供水總管）。本方案管道土建部分投資3 326.10萬元，占地部分投資2 470.57萬元，土建及占地總投資5 796.67萬元。

方案二（右岸輸水方案）：壓力管道自壩式進(jìn)水口引至左岸接頭壩下游，而后沿左岸山坡下至中間垌村（G0+290），左轉(zhuǎn)向南，沿山腳布置，在長坡尾附近（G1+830）右拐向大旺坡村，然后繼續(xù)沿山腳或村邊布設(shè)直至深山江村附近（G3+014）到達(dá)石均溪左岸，在該處跨越河道至石均溪右岸后，在G3+330處轉(zhuǎn)而沿現(xiàn)有217省道路基外側(cè)一直向南布設(shè)，途徑麻園角（G3+990）、橋頭嶺（G4+930）、梁屋（G5+370）、六新村（G5+370）、新平山（G6+570）、新村（G8+340）、長坡頭（G8+610）等地后到達(dá)橋頭嶺（G9+420），在該處與217省道路基外側(cè)分離，改沿馬江右岸階地或農(nóng)田布置，經(jīng)金灣村（G10+350）、上高村（G10+720）、水車面（G10+910）及平馬橋右岸橋頭后，沿上榮村附近現(xiàn)有河濱道路到達(dá)浦北縣水廠臨河側(cè)圍墻外，最后接入水廠進(jìn)水池。上述管線總長12.591 km（包括54 m長供水總管）。本方案管道土建部分投資3 498.64萬元，占地部分投資3 277.23萬元，土建及占地總投資6 775.87萬元。

對(duì)比上述兩個(gè)方案，方案一大部分管線沿馬江河岸布置，方案二大部分管線沿現(xiàn)有217省道布置，方案一比方案二長193 m。土建投資部分方案一比方案二少172.54萬元，占地部分投資方案一比方案二少806.66萬元，兩方案總投資方案一比方案二少979.20萬元。

從征地方面考慮，方案二征地費(fèi)用較高，這是由于管道沿217省道外側(cè)布置，不可避免地將遇到緊靠路邊的已有建筑物（主要為居民房屋），且其中大部分與相鄰建筑物連成一片，繞行將使管道長度增加不少。同時(shí)考慮到浦北縣山地多，平地少，拆遷及移民安置較為困難。如施工時(shí)征不了地，則將面臨改線及拖延工期的問題，投資增加的風(fēng)險(xiǎn)較大。相比之下方案一征地基本為山腳、山間平地及農(nóng)田，且為臨時(shí)征地，無拆遷及移民安置問題，征地壓力小，投資少。

從施工角度出發(fā)，根據(jù)地方標(biāo)準(zhǔn)《公路涉路施工活動(dòng)技術(shù)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DB 45/T 1202—2015）規(guī)定“？譹？訛因修建……水利……建設(shè)工程需要占用、挖掘公路、公路用地……;？譺？訛跨越、穿越公路……埋設(shè)管道、電纜等設(shè)施;？譻？訛在公路用地范圍內(nèi)架設(shè)、埋設(shè)管道、電纜等設(shè)施……”等涉路施工活動(dòng)，“建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)向公路管理機(jī)構(gòu)提出申請(qǐng)，并依法提交保障公路、公路附屬設(shè)施質(zhì)量和安全的技術(shù)評(píng)價(jià)報(bào)告，……施工時(shí)設(shè)置防護(hù)標(biāo)記設(shè)施，……盡量減少對(duì)公路運(yùn)行的影響，不得影響交通安全?！绷硗猓瑥钠直笨h公路局了解到，浦北縣境內(nèi)217省道道路等級(jí)為二級(jí)，車道數(shù)量為兩道，年平均日交通量汽車達(dá)6 918輛（如考慮摩托車則達(dá)10 000輛以上）且交通流中貨車比重達(dá)18%，交通較為繁忙。按《公路涉路施工活動(dòng)技術(shù)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DB 45/T 1202—2015）規(guī)定：“6.7.1.1在年平均日交通量超過5 000輛的路段進(jìn)行占地施工，且占用路面寬度在路幅寬度1/2以上導(dǎo)致會(huì)車?yán)щy，連續(xù)施工時(shí)間達(dá)一周以上，宜設(shè)置臨時(shí)繞行便道。6.7.1.2在非高速公路上占路施工，且占用路面寬度在路幅寬度1/2以上導(dǎo)致會(huì)車?yán)щy，連續(xù)施工時(shí)間達(dá)一周以上，宜設(shè)置臨時(shí)繞行便道或設(shè)置繞行組織方案?！狈桨付芫€中G3+330～G9+420段均沿217省道布置，涉及總長6.09 km的并行式涉路施工活動(dòng)或穿越式涉路活動(dòng)，其中G3+330～G4+000、G5+300～G5+750兩段所經(jīng)道路兩側(cè)均為高開挖邊坡，施工時(shí)需占用該段部分公路，不可避免地將對(duì)公路運(yùn)行帶來的一定影響。方案一管線僅涉及0.5 km左右的穿越式涉路活動(dòng)，且穿越道路類型為縣道、村道等等級(jí)較低的道路。兩者相比，方案二涉路活動(dòng)涉及道路等級(jí)較高，對(duì)道路運(yùn)行影響較方案一要大，方案一涉路施工組織將比方案二要簡便易行。

綜合比較，選擇方案一作為推薦方案。

3 輸水方式選擇

3.1 輸水方式選擇原則

輸水方式選擇原則如下：？譹？訛有良好的衛(wèi)生防護(hù)條件，輸水過程中保證所輸送的水不受污染;？譺？訛輸水量穩(wěn)定可靠;？譻？訛調(diào)度方便;？譼？訛運(yùn)行安全可靠，維護(hù)管理方便。

3.2 輸水方式比選

輸水方式包括無壓重力輸水、有壓重力輸水、加壓輸水、重力和加壓組合輸水等。在一般情況下，當(dāng)有足夠的可利用輸水地形高差時(shí)，宜優(yōu)先選擇有壓重力輸水方式;當(dāng)高差足夠、地形適宜時(shí)且輸送原水水量較大時(shí)，可采用明渠輸水方式;當(dāng)高差足夠、距離較長，在地形適宜時(shí)可采用無壓重力暗渠輸水方式;當(dāng)沒有可利用的輸水地形高差時(shí)，可選用水泵加壓輸水方式。

水庫人飲供水最低水位為122.50 m，最高水位為165.42 m，縣水廠進(jìn)水池水面高程為80.00 m。水庫大壩下游為一狹長的河谷地帶，水庫與縣水廠之間的地勢從上游到下游呈由高到低之勢，中間起伏較小，最小水頭差42.5 m，最大水頭差達(dá)85 m，經(jīng)計(jì)算，具備全程重力式自流供水的條件。根據(jù)原則，宜選擇有壓重力輸水方式。

因供水線路所經(jīng)之處多為城鎮(zhèn)和村落，人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)頻繁，原水輸送宜選用管道或暗渠（隧洞）[3]，當(dāng)采用明渠輸水方式時(shí)，容易造成水質(zhì)污染，且輸水過程中存在滲漏、蒸發(fā)等水量損失;另外，為繞開現(xiàn)有建筑物及跨越道路、河道等，供水線路難免有所起伏，因此不宜選擇明渠及無壓重力暗渠的輸水方式。因有可利用的輸水地形高差，不考慮選用水泵加壓輸水方式。

綜上所述，本工程選擇的輸水方式為有壓重力式。

4 輸水建筑物型式選擇

有壓重力輸水方式的輸水建筑物型式有壓管道及有壓隧洞。由于該水庫擬向縣水廠供水的設(shè)計(jì)供水流量僅為0.3 m3/s，輸水量較小，不宜采用有壓隧洞的輸水方式;且供水線路所經(jīng)之處多為路肩、坡腳、山間平地、河岸階地及農(nóng)田等，無成洞條件。因此，本工程選擇有壓管道作為本工程輸水建筑物型式。

5 結(jié)語

本文以華南地區(qū)某水源工程為例，結(jié)合該工程特點(diǎn)，綜合考慮地形、地質(zhì)、征地、施工、投資等多種因素，探討了長距離輸水工程方案選擇的方法和思路，為類似工程設(shè)計(jì)提供借鑒。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉春冬.重慶觀景口水利樞紐工程輸水線路選擇[J].海河水利，2013（5）：21.

[2]CECS193：2005，城鎮(zhèn)供水長距離輸水管（渠）道工程技術(shù)規(guī)程[S].

[3]GB 50013—2006，室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[責(zé)任編輯：陳澤琦]