托里縣那仁蘇供水工程總體布置方案比選分析

王偉偉

（新疆塔城地區(qū)水利水電勘察設(shè)計院，新疆 塔城 834700）

1 工程概況

托里縣那仁蘇供水工程位于新疆準噶爾盆地西北緣斷山區(qū)，那仁蘇河發(fā)源于準噶爾盆地西北部的瑪依勒山南坡，河流呈西北—東南走向。托里縣那仁蘇供水工程主要任務(wù)是采用首部加壓結(jié)合重力輸水通過管道將那仁蘇河地表水引至托里縣城，解決托里縣城、縣城周邊十五個村的生活用水及水廠周邊規(guī)劃建設(shè)1125畝林地的綠化用水。托里縣那仁蘇供水工程水源為那仁蘇河水，供水管道設(shè)計引水流量為0.3 m3/s，年供水量397.73萬m3。根據(jù)《防洪標準》[1]（GB 50201-2014）及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》[2]（SL 252-2017）的規(guī)定，確定工程等別為IV等，工程規(guī)模為?。?）型，攔河閘主要建筑物級別為3級，泵站主要建筑物級別為4級，供水管道主要建筑物級別為4級，次要建筑物級別為5級。

2 供水總布置方案比選

通過現(xiàn)場踏勘并結(jié)合水源和受水點的地形地勢情況[3]，綜合考慮河道各斷面徑流產(chǎn)流條件及能夠提供最大水頭的地面高程等制約因素，選擇兩處取水點，在那仁蘇河上游為上游取水點，距離上游取水點約7.5 km處至河道匯流斷面為下游取水點。結(jié)合兩處取水點位置選擇5種供水總布置方案進行比選，其中上游取水點布置3種方案，下游取水點布置2種方案。

（1）上游取水點方案

方案一:長隧洞重力輸水方案，即首部新建1座攔河閘，向北設(shè)隧洞長11.3 km至牧業(yè)公路，沿著牧業(yè)公路敷設(shè)9.8 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設(shè)18.8 km有壓管道至托里縣水廠，其中隧洞長度11.3 km，管道長度28.6 km，線路總長39.9 km，合計建筑投資3.10億元。

方案二:首部抬高水頭重力輸水方案，即首部新建1座抬高水頭攔河閘，沿著那仁蘇河敷設(shè)5.1 km有壓管道至擬建的S258公路，沿著S258公路西面沖溝敷設(shè)8.1 km有壓管道至民國路，沿著民國路敷設(shè)8.5 km有壓管道至狹窄路段，向北設(shè)隧洞長度1.46 km至牧業(yè)公路，沿著牧業(yè)公路敷設(shè)6.2 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設(shè)18.8 km有壓管道至托里縣水廠。其中隧洞長度4.56 m，管道長度43.5 km，線路總長48.1 km，合計建筑投資3.39億元。

方案三:局部加壓方案，即首部新建1座攔河閘，沿著那仁蘇河敷設(shè)5.1 km有壓管道至擬建的S258公路，沿著S258公路西面沖溝敷設(shè)8.1 km有壓管道至民國路，中間設(shè)一級揚水泵站，沿著民國路敷設(shè)8.5 km有壓管道至狹窄路段，向北設(shè)隧洞長1.46 km至牧業(yè)公路，沿著牧業(yè)公路敷設(shè)6.2 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設(shè)18.8 km有壓管道至托里縣水廠，其中隧洞長度1.46 m，管道長度46.7 km，線路總長48.2 km，合計建筑投資2.77億元。

圖1 上游取水點工程總布置方案圖

（2）下游取水點方案

方案四:長隧洞重力輸水方案，即首部新建1座攔河閘，向北設(shè)隧洞長15.1 km至牧業(yè)公路，沿著牧業(yè)公路敷設(shè)7.0 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設(shè)18.8 km有壓管道至托里縣水廠，其中隧洞長度15.1 km，管道長度25.8 km，線路總長40.9 km，合計建筑投資3.44億元。

方案五:首部加壓方案，即首部新建1座攔河閘，在攔河閘上游左岸設(shè)一級泵站，泵站出口敷設(shè)2.0 km有壓管道至擬建的S258公路，沿著S258公路敷設(shè)4.9 km有壓管道至民國路，沿著民國路敷設(shè)10.5 km有壓管道至狹窄路段，向北設(shè)隧洞長1.46 km至牧業(yè)公路，沿著牧業(yè)公路敷設(shè)6.2 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設(shè)18.8 km有壓管道至托里縣水廠，其中隧洞長度1.46 m，管道長度42.4 km，線路總長43.9 km，合計建筑投資2.53億元。

圖2 下游取水點工程總布置方案圖

3 比選分析結(jié)果

供水總體布置方案對比見表1。

表1 總體布置方案對比統(tǒng)計表

方案一:供水管道滿足重力輸水，后期運行維護費用低，復(fù)雜地形段采用隧洞穿管方案，管道運行安全性較好。但管線隧洞段較長、投資大、施工難度大；隧洞段施工占主要工期，工程完工需3年左右時間，工期較長不滿足縣政府要求工程盡早完工發(fā)揮效益的目標；上游取水點位于山區(qū)，需修建8.0 km左右的進場道路，后期運行管理極不方便。經(jīng)上述原因綜合分析，方案一不作為推薦方案。

方案二:供水管道高點段采用隧洞穿管方案滿足重力輸水，后期運行維護費用低。但管線總長度及隧洞段長度較長、投資大；需在那仁蘇河河谷敷設(shè)6.5 km左右有壓管道施工極為困難；首部修建攔河閘，高度在25 m左右，只是滿足抬高管道進口高程起不到調(diào)蓄作用，且攔河閘和隧洞段施工占主要工期，工程完工最少需2年左右時間，工期較長不滿足縣政府要求工程盡早完工發(fā)揮效益的目標；另外上游取水點位于山區(qū)，需修建8.0 km左右的進場道路，后期運行管理極不方便。經(jīng)上述原因綜合分析，方案二不作為推薦方案。

方案三:利用上游取水點地面高程水頭，采用局部加壓，避免在供水管道高點段設(shè)隧洞，工期較短滿足縣政府要求工程盡早完工發(fā)揮效益的目標，降低泵站揚程后期運行維護費用相對較低。但管線總長度較長，還需在那仁蘇河河谷敷設(shè)6.5 km左右有壓管道施工極為困難；另外上游取水點位于山區(qū)，需修建8.0 km左右的進場道路，后期運行管理極不方便；加之上游取水點多年平均徑流量較小，結(jié)合斷面生態(tài)基流下泄量、環(huán)境影響允許引水總量及縣城水資源供需平衡分析，最大引水量大約270萬m3，引水量小不能徹底解決縣城遠期用水需求。經(jīng)上述原因綜合分析，方案三不作為推薦方案。

方案四:供水管道滿足重力輸水，后期運行維護費用低，復(fù)雜地形段采用隧洞穿管方案，管道運行安全性較好。但管線隧洞段較長、投資大、施工難度大；隧洞段施工占主要工期，工程完工需4年左右時間，工期較長不滿足縣政府要求工程盡早完工發(fā)揮效益的目標。經(jīng)上述原因綜合分析，方案四不作為推薦方案。

方案五:下游取水點地面高程低，避免在供水管道高點段設(shè)隧洞，需采用首部加壓，泵站揚程相對較大，后期運行維護費用相對較高。但管線總長度短、隧洞段短、施工難度小、工程一次性投資??；工期較短滿足縣政府要求工程盡早完工發(fā)揮效益的目標；下游取水點多年平均徑流量大，結(jié)合斷面生態(tài)基流下泄量、環(huán)境影響允許引水總量及縣城水資源供需平衡分析，最大引水量大約400萬m3，能夠解決縣城遠期用水需求。加之下游取水點地形較為平坦，只需修建2.0 km左右的進場道路，后期運行管理較為方便；經(jīng)上述原因綜合分析，方案五作為推薦方案。

4 結(jié)論

綜上，結(jié)合河道生態(tài)環(huán)境要求、供水水量、工程投資、施工工期、施工難度及運行管理等考慮，方案五具有管線總長度短、隧洞段短、施工難度小、工程一次性投資小，滿足生態(tài)和遠期需水要求，后期運行管理方便等優(yōu)勢，推薦采用方案五，即下游取水點首部加壓方案。