黛溪河景觀河道補水工程可行性方案比選

王 榕，趙啟偉，宋麗蕊

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟南 250109）

黛溪河發(fā)源于鄒平市南部山區(qū)西董鎮(zhèn)境內(nèi)的摩訶山下黛泉，又匯諸澗溪水，故名黛溪河。主要源頭為兩大山峪，一脈為自西向東，由會仙、杏林、秦家溝匯流經(jīng)黃家河灘至崔家營折向北流；一脈自南向北，由張家洞、大馬峪東、西峪經(jīng)由家河灘匯合上、下回路峪水至崔家營，兩脈合一向北經(jīng)于印山澗盆地，然后東折繞過東景村向北流，經(jīng)市城區(qū)南關(guān)、西關(guān)兩村，再向西北經(jīng)黛溪辦韋家村后于韓店鎮(zhèn)上口村南匯入杏花河，流域面積97.5 km2，是鄒平市較大的一個山前沖擊扇地帶，同時也是鄒平市重要的水源地。

1 工程概況

黛溪河位于印臺山、于茲山及黃山等山前沖洪積平原，總體地勢南部高，北部低，地面標高為35.0～100.0 m。涉及黛溪河范圍：南起臺頭水庫，北至黛溪南湖，中間流經(jīng)于印湖，河道總長約為8.9 km，河道寬度從30～110 m 不等，最寬水面為黛溪南湖和于印湖，分別為1 150 m 和400 m。沿河共設(shè)27 道攔水壩。黛溪南湖占地約113.2 hm2，水位約34 m，庫容約610 萬m3。于印湖占地約23.2 hm2，水位約 55 m，庫容約 156 萬 m3。環(huán)黛溪南湖路高程為35.5 m，黛溪南湖湖底設(shè)計高程為30.0 m。

黛溪河西支流發(fā)源于黛溪河西部山區(qū)，發(fā)源地流經(jīng)杏林、郭家峪、會仙、在黃家河灘處折向東流經(jīng)三官廟、馮家、南石、蘆泉，最終匯入黛溪河。整個黛溪河西支流的流域面積約為29.3 km2，是黛溪河重要的一條支流。

2 方案參數(shù)

2.1 黛溪河參數(shù)

根據(jù)甲方提供黛溪河水利施工圖，以大雁灣、于印湖為界，將黛溪河分為高中低區(qū)3 段：大雁灣以南為高區(qū)（青色區(qū)域），河底標高為78.4～95.09 m；大雁灣至于印湖為中區(qū)（綠色區(qū)域），河底標高為53.7～78.4 m；于印湖至黛溪南湖為低區(qū)（藍色區(qū)域），河底標高為35.62～53.7 m。

2.2 黛溪南湖參數(shù)

根據(jù)甲方提供資料，黛溪南湖湖底標高為30.0 m；黛溪南湖庫容量610 萬m3；黛溪南湖常水位 34.5～35.5 m，按 35 m 考慮；根據(jù)《三八水庫2006—2011 年水位觀測記錄》并與甲方溝通，黛溪湖枯水位為30.2 m；黛溪湖洪水位為37.5 m。

3 設(shè)計方案

3.1 方案一

1）方案介紹。在黛溪南湖東側(cè)靠湖邊位置設(shè)置一座提升泵房，將黛溪南湖水通過泵站提升后，經(jīng)一根壓力管道提升至黛溪河高中低區(qū)，各區(qū)分別用閥門進行控制，中低區(qū)分別設(shè)置3 組水泵，根據(jù)河道各區(qū)需要開啟相應(yīng)水泵進行補水。根據(jù)調(diào)查并與甲方溝通了解，黛溪河低區(qū)常年有水，因此，本方案重點考慮對黛溪河中上游進行補水，下游可根據(jù)實際需要及蒸發(fā)下滲等損失量進行適當(dāng)補水。中上游補水總水量按照45 萬m3考慮，總補水時間為30 d（高區(qū)10 d，中區(qū)20 d）。

本方案需建設(shè)的主要工程項目有：黛溪南湖泵房1 座，提升泵房占地面積為576.8 m2，泵站長56 m、寬10.3 m、高8.5 m（地下3.5 m，地上5 m）；壓力管道為DN500 鋼管（或PN=1.25 MPa 的PE管）約1 240 m，DN600 鋼管（或PN=1.25 MPa 的 PE管）約7 420 m，共約8 660 m。

2）投資估算。該方案泵房投資約521.8 萬元；壓力管道（鋼管）投資約1 949 萬元；若采用PE管投資約1 555 萬元；總投資2 470.8 萬元（采用鋼管）或2 076.8 萬元（采用PE 管）。運行費用最高日（降水較少季節(jié)）約2 880 元/d（工業(yè)用電按照0.8 元/kW·h 計）。該運行費用不包括人員工資和其他費用。

3）方案效果。本方案能夠達到一年四季對黛溪河景觀河道的補水要求，并可根據(jù)實際需要開啟高區(qū)水泵，使河道水處于流動狀態(tài)，達到良好的景觀效果。各區(qū)補水采用閥門進行控制，比較靈活。

4）方案的優(yōu)缺點及影響。本方案從黛溪南湖取水補充黛溪河，水源有所保證，運行管理較簡單，施工難度較小，能夠滿足一年內(nèi)任何時期對黛溪河的補水要求， 對自然降水依賴度較低。而且從黛溪南湖取水補充黛溪河，形成水循環(huán)，不會對黛溪南湖的水量及水質(zhì)等產(chǎn)生影響。

根據(jù)《鄒平縣黛溪河流域綜合治理工程可行性研究報告》及與甲方等溝通，黛溪河多年蒸發(fā)深為1 871.3 mm，下滲量約0.04 m/d，估算黛溪河中上游每天的損失量約為10 824 m3/d，因此每天需從黛溪南湖取水10 824 m3/d，以彌補損失的水量，由此會導(dǎo)致黛溪南湖水位下降約0.007 7 m。

3.2 方案二

1）方案介紹。在黛溪南湖西側(cè)靠湖邊位置設(shè)置一座提升泵房，并在西支流靠近黛溪河主河道附近設(shè)置一座提升泵房，將黛溪南湖水通過泵站提升至黛溪河低區(qū)及黛溪河西支流泵站，再經(jīng)西支流泵站提升至高區(qū)和中區(qū)，各區(qū)分別用閥門進行控制。根據(jù)調(diào)查并與甲方溝通了解，黛溪河低區(qū)基本為常年有水，因此，本方案重點考慮對黛溪河中上游進行補水，下游可根據(jù)實際需要及蒸發(fā)下滲等損失量進行適當(dāng)補水。中上游補水總水量按照45 萬m3考慮，總補水時間為30 d（高區(qū)10 d，中區(qū) 20 d）。

本方案需建設(shè)的主要工程項目有：黛溪南湖泵房1 座：提升泵房占地面積為230 m2，泵站長23 m、寬 10 m、高 8.5 m（地下 3.5 m，地上 5 m）；黛溪河西支流泵房1 座：提升泵房占地面積為160 m2，泵站長 20 m、寬 8 m、高 8.5 m（地下3.5 m，地上 5 m）；壓力管道為 DN500 鋼管（或PN=0.8 MPa 的 PE 管）約 7 500 m。

2）投資估算。該方案泵房投資約465.5 萬元；壓力管道采用鋼管投資約1 917.3 萬元；若采用PE 管投資約1 237.5 萬元；總投資2 382.8 萬元（采用鋼管）或1 703 萬元（采用PE 管）。運行費用最高日（降水較少季節(jié)）約3 168 元/d（工業(yè)用電按照0.8 元/kW·h），該費用僅為運行費用，不包括人員工資和其他費用。

3）方案效果。本方案在水量充沛時期可采用西支流泵站從西支流取水對黛溪河高中區(qū)進行補水，在冬季和春季降水較少季節(jié)，則需要通過黛溪南湖泵站從黛溪南湖取水，能夠達到一年四季對黛溪河景觀河道的補水要求，并可根據(jù)實際需要開啟高區(qū)水泵，使河道水處于流動狀態(tài)，達到良好的景觀效果。如果采用該方案實現(xiàn)循環(huán)，低區(qū)水泵也需考慮循環(huán)水量支流泵站。

4）方案的優(yōu)缺點及影響。本方案降水較多季節(jié)水源地為黛溪河西支流，降水較少季節(jié)水源地為黛溪南湖，水源有所保證，并能充分利用黛溪河西支流的水源，施工難度較小，能夠滿足一年內(nèi)任何時期對黛溪河的補水要求， 對自然降水依賴度較低，而且從黛溪南湖取水補充黛溪河，形成水循環(huán)，不會對黛溪南湖的水量及水質(zhì)等產(chǎn)生影響。但本方案需建設(shè)2 座提升泵房，運行管理較方案一稍微復(fù)雜。

根據(jù)《鄒平縣黛溪河流域綜合治理工程可行性研究報告》及與甲方等溝通，黛溪河多年蒸發(fā)深為1 871.3 mm，下滲量約0.04 m/d，估算黛溪河中上游每天的損失量約為10 824 m3/d，因此每天需從黛溪南湖取水10 824 m3/d，以彌補損失的水量，由此會導(dǎo)致黛溪南湖水位下降約0.007 7 m。

3.3 方案三

1）方案介紹。在西支流接入黛溪河主河道附近，靠黛溪河西岸位置設(shè)置一座提升泵站，并沿黛溪河上游敷設(shè)一根壓力管道，高區(qū)和中區(qū)河道補水通過泵站提升解決，低區(qū)補水利用黛溪河西支流解決。

本方案需建設(shè)的主要工程項目有：1）黛溪河西支流泵房一座：提升泵房占地面積為160 m2，泵站長28 m、寬8 m、高8.5 m（地下3.5 m，地上5 m）；2）壓力管道：DN500 鋼管（PN=0.8 MPa 的 PE 管）約2 700 m。

2）投資估算。該方案泵房投資約246.5 萬元，壓力管道采用鋼管投資約690.2 萬元，若采用PE 管投資約445.5 萬元，總投資936.7 萬元（采用鋼管）或692 萬元（采用PE 管）。運行費用約1 728 元/d（工業(yè)用電按照 0.8 元/kW·h 計），該費用僅為運行費用，不包括人員工資和其他費用。

3）方案效果。本方案在夏季水量充沛時期可滿足對黛溪河的補水要求，在冬季和春季降水較少季節(jié)，無法滿足對黛溪河的補水要求。

4）方案的優(yōu)缺點及影響。本方案施工難度較小，運行管理簡單，建設(shè)投資較少。但本方案供給黛溪河的水源地為黛溪河西支流，水源沒有可靠的保證，對自然降水依賴過大，在夏季水量充沛時期可滿足對黛溪河的補水要求，在冬季和春季降水較少季節(jié)，則無法滿足對黛溪河的補水要求。

3.4 方案比較

方案一，建設(shè)1 個泵站，一次提水，但供水管線長，水頭損失大，上下游高差大（65 m），對泵的運行要求高，存在一定的安全風(fēng)險；方案二，建設(shè)2 個泵站，兩級提升，同方案一相比，節(jié)省投資，運行安全風(fēng)減低，符合地形現(xiàn)狀及生態(tài)景觀的要求；方案三，投資雖小，但受西支流來水影響大，枯水季節(jié)不能滿足黛溪河常年有水的生態(tài)需要。

綜合考慮，在實際中經(jīng)充分論證，選用了第二個建設(shè)方案。截至目前，已安全運行1 年多，累計調(diào)水（補水）80 萬m3，黛溪河常年有水，生態(tài)效益和環(huán)境效益明顯提升，成為了鄒平市民近郊出行和周末度假的好去處。