引沁入汾堯都專(zhuān)線水質(zhì)提升工程建設(shè)必要性及相關(guān)問(wèn)題探討

孔潔惠

（臨汾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山西 臨汾 041000）

0 引言

臨汾市堯都區(qū)地處山西省南部，隨著近幾年臨汾市城區(qū)的發(fā)展，堯都區(qū)農(nóng)村居民城鎮(zhèn)化進(jìn)程迅速，城區(qū)生活用水量迅速增加。2008年，山西省委省政府從臨汾市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)供水的要求出發(fā)，興建了臨汾市引沁入汾和川取水輸水工程。已建成的草峪嶺隧洞出口至澇河水庫(kù)輸水線路總長(zhǎng)54.75 km，其中利用洪安澗河南支23.7 km、躍進(jìn)渠20.35 km。

目前，洪安澗河南支污染嚴(yán)重，躍進(jìn)渠沿線幾處瓶頸無(wú)法滿(mǎn)足正常輸水需求，加之沿線滲漏問(wèn)題突出，無(wú)法保障臨汾市汾東地區(qū)工農(nóng)業(yè)及城市生活用水水質(zhì)水量要求。為此，興建臨汾市引沁入汾堯都專(zhuān)線水質(zhì)提升工程向堯都區(qū)東部城區(qū)供水是十分必要的。

1 和川取水輸水工程概況以及輸水線路存在的問(wèn)題

2008年，山西省委省政府從臨汾市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)供水的要求出發(fā)，興建了臨汾市引沁入汾和川取水輸水工程，在各級(jí)政府、水行政主管部門(mén)大力支持下，建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位等各方合作、共同努力下圓滿(mǎn)完成了預(yù)期的目標(biāo)，已于2010年竣工蓄水。和川取水輸水工程的實(shí)施，可緩解臨汾市堯都區(qū)用水量的需求，輸水線路采用馬房溝提水工程的輸水線路，目前和川取水輸水工程輸水線路存在以下問(wèn)題。

①草峪嶺隧洞下游為總長(zhǎng)23.7 km 的洪安澗河南支天然河道，由于洪安澗河河床地層多為深厚砂卵礫石層，沿途水量損失較大。

②躍進(jìn)渠設(shè)計(jì)流量為6 m3/s，但近年來(lái)躍進(jìn)渠沿線幾處“瓶頸”由于各種因素，實(shí)際過(guò)流能力不到2 m3/s，且由于灌溉期躍進(jìn)渠本身的灌溉任務(wù)及向曲亭水庫(kù)輸水任務(wù)與和川取水輸水工程向澇河水庫(kù)輸水存在沖突，故躍進(jìn)渠現(xiàn)狀無(wú)法滿(mǎn)足正常輸水需求。

另外，躍進(jìn)渠沿線村莊人口密集，渠道內(nèi)生活垃圾遍布，生活污水甚至糞便直排渠道，造成渠道內(nèi)很大程度的水體污染，水質(zhì)不滿(mǎn)足城市生活用水要求。

③曲亭～澇河水庫(kù)輸水線路設(shè)計(jì)流量為4.2 m3/s，和川取水輸水工程灌溉期流量需滿(mǎn)足4.33 m3/s，非灌溉期流量需滿(mǎn)足4.93 m3/s，故曲亭～澇河水庫(kù)輸水線路流量不滿(mǎn)足正常輸水需求。

從以上結(jié)果得知，由于和川取水輸水工程輸水線路在水量、水質(zhì)等方面無(wú)法滿(mǎn)足正常輸水需求，導(dǎo)致臨汾市堯都區(qū)工農(nóng)業(yè)及城市用水問(wèn)題仍然得不到徹底解決。為此，提升和川取水輸水工程引水水質(zhì)、減少引水水量損失是十分必要和迫切的。

2 引沁入汾堯都專(zhuān)線水質(zhì)提升工程的必要性

隨著近幾年堯都區(qū)城區(qū)的戰(zhàn)略發(fā)展，城區(qū)規(guī)模逐步向東擴(kuò)張，加之周邊農(nóng)村居民城鎮(zhèn)化的進(jìn)程迅速，城區(qū)用水量迅速增加，現(xiàn)狀龍子祠水廠以及土門(mén)水廠供水量已遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足城區(qū)日益增長(zhǎng)的用水量，使得原城區(qū)的用水愈來(lái)愈趨于緊張和短缺，堯都區(qū)城區(qū)東部現(xiàn)狀用水采用自備水井解決，但由于堯都區(qū)普遍屬于超采區(qū)，已形成降落漏斗，地下水漏斗區(qū)范圍總面積達(dá)206 km2，東部沿喬李、東王、東鄧至桃園村，西部沿孫曲、果樹(shù)場(chǎng)、劉南至金殿村，南北均至堯都區(qū)區(qū)界，其中汾河以東部分123 km2為嚴(yán)重超采區(qū)，同時(shí)中心城區(qū)的城市規(guī)模達(dá)到中等城市水平，城市應(yīng)當(dāng)采用統(tǒng)一的供水系統(tǒng)；同時(shí)為保護(hù)地下水資源，對(duì)地下水進(jìn)行合理有序的開(kāi)采，城區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)的自備水源井應(yīng)逐步關(guān)閉，利用地下水解決城市用水不可取。

另外自備水井的水質(zhì)直接關(guān)乎城區(qū)居民的身體健康，2017年5 月山西省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心臨汾分中心對(duì)城區(qū)東部的屯里自備井水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果為地下水Ⅴ類(lèi)水。為保證堯都區(qū)居民的飲水安全，建設(shè)臨汾市引沁入汾堯都專(zhuān)線水質(zhì)提升工程是非常必要和迫切的。

3 水質(zhì)提升工程-引水工程建設(shè)的任務(wù)、規(guī)模

臨汾市引沁入汾堯都專(zhuān)線水質(zhì)提升工程的建設(shè)任務(wù)為：第一，通過(guò)在引沁入汾浮山供水工程輸水線路上新建引水工程，為澇河水庫(kù)右岸階地?cái)M建凈水廠供水，緩解堯都區(qū)供水需求，同時(shí)提升和川取水輸水工程引水水質(zhì)。第二，與澇河水庫(kù)共同承擔(dān)引水任務(wù)，每年向臨汾市堯都區(qū)提供城市用水1591 萬(wàn)m3,供水保證率為95%。

該引水工程每年向澇河水庫(kù)右岸階地?cái)M建凈水廠提供城市凈用水量1460 萬(wàn)m3，考慮管路輸水損失及凈水廠自用水量共計(jì)9%，年毛引水量1591 萬(wàn)m3，引水保證率為95%。其中通過(guò)該引水工程向擬建凈水廠供水1356 萬(wàn)m3，另外從澇河水庫(kù)向擬建凈水廠補(bǔ)水235 萬(wàn)m3。

該工程在引沁入汾浮山供水工程唐閣河渡槽進(jìn)口連接段新建節(jié)制閘及兩條管道，利用一條185 m 長(zhǎng)輸水管道將和川取水輸水工程灌溉期及非灌溉期供水量（除城市及工業(yè)供水量）通過(guò)23.8 km 的楊村河天然河道分水至澇河水庫(kù)，根據(jù)前述結(jié)果，最大流量為3.6 m3/s，考慮到該分水工程兼具泄水功能（浮山供水工程設(shè)計(jì)流量0.5 m3/s），故其設(shè)計(jì)流量按4.1 m3/s 計(jì)。利用另一條24.1 km 長(zhǎng)輸水管道直接將和川取水輸水工程城市及工業(yè)供水量引至澇河水庫(kù)右岸階地?cái)M建凈水廠，流量為0.43 m3/s，供水量1356 萬(wàn)m3。

考慮到從澇河水庫(kù)補(bǔ)水，水源有保障，同時(shí)為滿(mǎn)足事故流量要求，本次設(shè)計(jì)擬采用浮船泵站，設(shè)計(jì)總流量4 萬(wàn)m3/d，三用一備，單泵流量555.6 m3/h，揚(yáng)程60 m，將澇河水庫(kù)之水抽至澇河水庫(kù)右岸階地?cái)M建凈水廠。

4 利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區(qū)供水的可行性

4.1 利用引沁入汾浮山供水工程供水能力分析

引沁入汾浮山供水工程每年可向浮山供水1580 萬(wàn)m3，其中工業(yè)供水950 萬(wàn)m3，農(nóng)業(yè)灌溉供水630 萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)流量0.5 m3/s，而輸水線路的實(shí)際過(guò)流能力為4.6 m3/s，尚有4.1 m3/s的富余過(guò)流能力。

如果和川取水輸水工程利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區(qū)供水，在灌溉期，扣除洪安澗河南支及曲亭水庫(kù)～澇河水庫(kù)輸水線路淹底鄉(xiāng)高塬旱地共計(jì)2 萬(wàn)畝的農(nóng)業(yè)用水，則總流量為3.55 m3/s（包括城市及工業(yè)供水流量0.43 m3/s，農(nóng)業(yè)供水6 萬(wàn)畝流量3.12 m3/s）≤4.1 m3/s，故和川取水輸水工程灌溉期供水全部利用引沁入汾浮山供水工程滿(mǎn)足要求；在非灌溉期，總流量為4.93 m3/s（包括城市及工業(yè)供水流量0.43 m3/s，引入棄水最大流量4.5 m3/s）≥4.1 m3/s，故和川取水輸水工程非灌溉期全部利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區(qū)供水不滿(mǎn)足要求。

4.2 利用曲亭水庫(kù)分配和川取水輸水工程棄水調(diào)節(jié)分析

和川取水輸水工程非灌溉期全部利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區(qū)供水不滿(mǎn)足要求，考慮到和川取水輸水工程棄水調(diào)節(jié)未利用曲亭水庫(kù)，故可將和川棄水從全部入澇河水庫(kù)分配部分水量引入曲亭水庫(kù)。引入棄水最大流量為4.5 m3/s，考慮到引沁入汾浮山供水工程富余過(guò)流能力，本次設(shè)計(jì)按最大流量3.6 m3/s 利用引沁入汾浮山供水工程引入澇河水庫(kù)，其余水量仍利用馬房溝提水工程輸水線路引入曲亭水庫(kù)，從而利用澇河水庫(kù)和曲亭水庫(kù)對(duì)和川棄水進(jìn)行調(diào)節(jié)。

澇河水庫(kù)非灌溉季節(jié)引入水1336 萬(wàn)m3,經(jīng)澇河水庫(kù)調(diào)節(jié)后為澇河灌區(qū)2.15 萬(wàn)畝農(nóng)田供水，還能提供日均0.18 m3/s的城市及工業(yè)用水。曲亭水庫(kù)非灌溉季節(jié)引入水197 萬(wàn)m3，經(jīng)曲亭水庫(kù)調(diào)節(jié)后可為曲亭水庫(kù)～澇河水庫(kù)輸水線路淹底鄉(xiāng)0.5 萬(wàn)畝高塬旱地供水，此面積的原用水量可置換給澇河水庫(kù)供澇河灌區(qū)。

和川取水輸水工程棄水經(jīng)重新分配后，通過(guò)澇河水庫(kù)、曲亭水庫(kù)共同調(diào)節(jié)，農(nóng)業(yè)灌溉面積10.65 萬(wàn)畝、總引水量5900 萬(wàn)m3與原設(shè)計(jì)保持一致，年總供水量比原設(shè)計(jì)稍多，年總供水量為5678 萬(wàn)m3（比原設(shè)計(jì)總供水量5641 萬(wàn)m3多37萬(wàn)m3)，其中保證率P=50%的年農(nóng)業(yè)供水量2817 萬(wàn)m3（比原設(shè)計(jì)2788 萬(wàn)m3多29 萬(wàn)m3），保證率P=95%的年均城市及工業(yè)供水量2861 萬(wàn)m3（比原設(shè)計(jì)2853 萬(wàn)m3多8 萬(wàn)m3）。

4.3 利用引沁入汾浮山供水工程供水水量分析

根據(jù)前述分析成果，和川取水輸水工程利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區(qū)供水，在灌溉期，扣除洪安澗河南支及曲亭水庫(kù)～澇河水庫(kù)輸水線路淹底鄉(xiāng)高塬旱地共計(jì)1.5 萬(wàn)畝的農(nóng)業(yè)用水，通過(guò)引沁入汾浮山供水工程向堯都區(qū)提供城市及工業(yè)用1343 萬(wàn)m3（流量0.43 m3/s），提供6.5萬(wàn)畝農(nóng)業(yè)用水1685 萬(wàn)m3（最大流量3.38 m3/s），則總流量為3.81 m3/s≤4.1m3/s；在非灌溉期，扣除引棄水入曲亭水庫(kù)水量197 萬(wàn)m3（最大流量0.9 m3/s），通過(guò)引沁入汾浮山供水工程向堯都區(qū)提供城市及工業(yè)用1343 萬(wàn)m3（流量0.43 m3/s），引棄水入澇河水庫(kù)水量1336 萬(wàn)m3（最大流量3.6 m3/s），則總流量為4.03 m3/s≤4.1 m3/s，故在將和川取水輸水工程棄水重新分配后，通過(guò)引沁入汾浮山供水工程向堯都區(qū)進(jìn)行供水是可行的。

5 引水工程存在的其它問(wèn)題及建議

引水工程主要工程地質(zhì)問(wèn)題：①不均勻沉陷問(wèn)題：引水管道一部分段位于基巖和黃土之上，大部分位于卵礫石混合土之上?；鶐r與第四系地層密實(shí)度有差異，尤其是在基巖和松散沉積物接觸段，易產(chǎn)生地基不均勻變形，存在不均勻沉陷問(wèn)題，建議將管基夯實(shí)。②基坑涌水問(wèn)題，楊村河主河槽沿線地下水位埋藏較淺，絕大部分管道位于水位以下，基坑存在涌水問(wèn)題。③沖刷問(wèn)題，輸水管道主要沿楊村河河道內(nèi)敷設(shè)，河道呈蛇曲發(fā)育，汛期洪水對(duì)河道凹岸和主河槽產(chǎn)生沖刷、淘蝕，對(duì)管道的穩(wěn)定性有一定影響。建議管道埋深大于河道沖刷深度，并進(jìn)行防護(hù)。④岸坡穩(wěn)定問(wèn)題：引水管道沿線有局部段岸坡較陡，易產(chǎn)生坍塌，存在岸坡穩(wěn)定問(wèn)題，建議對(duì)陡岸坡進(jìn)行削坡處理。

6 結(jié)語(yǔ)

和川取水輸水工程的實(shí)施，在水量、水質(zhì)等方面無(wú)法滿(mǎn)足正常輸水需求，利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區(qū)供水，對(duì)于提升和川取水輸水工程引水水質(zhì)、減少引水水量損失具有較好的彌補(bǔ)作用，經(jīng)過(guò)論證，在將和川取水輸水工程棄水重新分配后，通過(guò)引沁入汾浮山供水工程向堯都區(qū)進(jìn)行供水是可行的，也是非常重要和迫切的，有助于徹底解決堯都區(qū)工農(nóng)業(yè)及城市用水問(wèn)題。

另外結(jié)合工程實(shí)際對(duì)引水工程中存在的主要地質(zhì)問(wèn)題提出了相關(guān)建議，對(duì)于同類(lèi)引水工程具有良好的借鑒意義。