新疆柯坪縣飲水安全工程存在問題及對策

楊澤慧

新疆兵團勘測設(shè)計院（集團）有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830002

1 飲水安全工程存在問題

柯坪縣境內(nèi)水源均為苦咸水，其中蘇巴什河在發(fā)源地礦化度就達到1.54 g/L，到阿恰引水閘達到3.43～3.50 g/L，阿恰河屬于滲水回歸，礦化度達3 g/L。地下水礦化度也偏高，其中蘇巴什盆地為1～2 g/L，柯坪盆地為2～3 g/L，阿恰山前地帶為2～6 g/L。主要為硫酸根離子超標。目前柯坪縣分為三個片區(qū)分別建成了飲水工程，分別是兩鄉(xiāng)一鎮(zhèn)水廠、阿恰鄉(xiāng)水廠和啟浪鄉(xiāng)水廠。其中，兩鄉(xiāng)一鎮(zhèn)水廠水源為同古孜布隆河，同古孜布隆河水主要為泉水，其硫酸根離子及氯化物超標；阿恰鄉(xiāng)水廠水源為井水，其硬度、溶解性總固體、硫酸根離子、氯化物超標；啟浪水廠水源為勝利渠渠水，其濁度、微生物超標。目前兩鄉(xiāng)一鎮(zhèn)水廠采用分質(zhì)式供水，分別采用反滲透設(shè)備和二氧化氯發(fā)生器對水質(zhì)進行處理，但運行費較高，水廠難以為繼。阿恰鄉(xiāng)水廠建于2001年，采用電滲析系統(tǒng)對水質(zhì)進行處理，但由于該設(shè)備目前市場已停止生產(chǎn)，無法對設(shè)備部件及滲透膜進行更換，設(shè)備目前無法使用。啟浪水廠水源為勝利渠，該水質(zhì)受季節(jié)影響較大，特別是夏季山洪來臨時，山前洪水裹挾著泥沙和鹽分進入渠道，造成沉砂池淤積嚴重和水處理成本提高等問題，且受勝利渠來水時段限制，水廠蓄水池儲水時間較長，容易滋生細菌，水質(zhì)不達標。

基于柯坪縣城鄉(xiāng)飲水安全問題的嚴重性與緊迫性，參考了類似工程問題及其對策，通過尋找保證率較高、水質(zhì)符合標準的合理水源，探尋解決現(xiàn)狀存在的飲水安全問題的有效途徑。

2 對策

針對現(xiàn)狀柯坪縣城鄉(xiāng)飲水水源水質(zhì)較差，處理工藝復雜，運行費高的問題，分析其存在的根本問題為水源差、水量不足兩大問題。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》，對于水污染嚴重地區(qū)、劣質(zhì)地下水地區(qū)和干旱缺水地區(qū)，應從區(qū)域的角度選擇優(yōu)質(zhì)可靠水源、規(guī)劃建設(shè)規(guī)?；┧こ?。需要新選水源地徹底改變水源水質(zhì)差的根本問題?？裳须A段新選水源地為溫宿恰克拉克鄉(xiāng)境內(nèi)地下水，年提水量468.23 萬m3，擬新鑿6 眼井，4用2 備，新建一座容積5 000 m3蓄水池，跨托什干河渡槽一座，修建輸水管線144.12 km，改造配水管線52.54 km，新建兩座加壓泵站。通過建設(shè)安全、可靠的水源工程，選擇合理、經(jīng)濟的供水方案及配套相應的供水管網(wǎng)，來滿足柯坪縣項目區(qū)現(xiàn)狀5.54萬城鄉(xiāng)居民、25.54 萬頭牲畜和規(guī)劃年9.05 萬城鄉(xiāng)居民、40.98萬頭牲畜飲水及少部分工業(yè)企業(yè)用水需求，解決項目區(qū)存在的水源保證率不高、水質(zhì)超標等飲水安全問題。

2.1 工程水源比選

可行性研究階段根據(jù)擬定的水源選擇原則，通過對柯坪縣區(qū)域內(nèi)外已建的引、蓄水工程，本次共提出了4個水源，其中地表水水源2個，地下水水源2個，具體如下：①地表水水源：柯坪縣同古孜布隆河水源、阿克蘇河西大橋水源。②地下水水源：本區(qū)地下水水源（阿恰鄉(xiāng)地下水水源）、外區(qū)地下水水源（溫宿縣恰格拉克鄉(xiāng)地下水水源）。③比選方案確定：針對上述提出的4 個水源方案，作為可研可比水源方案。方案一：溫宿縣恰格拉克鄉(xiāng)地下水水源方案。方案二：阿克蘇河地表水水源方案。方案三：柯坪縣同古孜布隆河+阿恰鄉(xiāng)地下水+勝利渠76號閘分質(zhì)、分片區(qū)供水水源方案。經(jīng)過方案綜合比選，最終確定推薦方案為方案一。

2.2 取水、輸水、配水工程

2.2.1 取水工程

機井及匯流管工程：新打機井6眼（4用2備）；新建匯流管5 785 m：新建匯流干管1 條（4 430 m），支管2 條（共1 265 m），井泵出水管6條（90 m），配套相應的泵房及管道附屬建筑物23座。高位水池為圓形，容積5 000 m3，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2.2.2 輸水工程

輸水管線上設(shè)置兩座加壓泵站，分別位于啟浪鄉(xiāng)（80+300）、阿恰水廠分水口（114+000），啟浪鄉(xiāng)揚水泵站設(shè)計流量0.175 m3/s，設(shè)計揚程65 m，阿恰泵站設(shè)計流量0.15 m3/s，設(shè)計揚程97 m，兩處加壓泵站結(jié)合現(xiàn)狀水廠情況，均考慮穩(wěn)流池兼清水池功能，兩處各設(shè)置穩(wěn)流池1 座，容積均為800 m3。新建輸水干管1條，總長143.22 km，采用涂塑復合鋼管，法蘭連接，其中DN700 管道長57.58 km，DN600 管道長85.65 km；輸水干管配套各類建筑物749 座，設(shè)置各類閥門井共295 座，檢查井32座、泄水閥門井79 座、排氣閥門井172 座、泄壓閥門井2 座、液位計控制閥井2座，計量井8座；支墩341座，管道護頂44座，穿瀝青路5處，穿路恢復13處，穿渠恢復21處，跨洪溝28處，穿托什干河桁架橋1座，穿蘇巴什河埋管一處。為充分利用主管線與啟浪供水點的高差，從800 m3穩(wěn)流兼清水池引一條1.88 km管線與啟浪鄉(xiāng)配水主干管連接上，采用PE管，壓力等級為1MPa。

2.2.3 配水工程

改建兩鄉(xiāng)一鎮(zhèn)水廠、新建啟浪水廠與啟浪加壓泵站合并建設(shè)，配水管網(wǎng)工程改擴建管網(wǎng)改造總長183.74 km。

2.3 供水線路比選

推薦水源地為溫宿縣恰格拉克鄉(xiāng)，輸水管線可選擇的線路有三條，三條線路從水源地穿托什干河形式、啟浪鄉(xiāng)至兩鄉(xiāng)一鎮(zhèn)水廠這兩段線路布置相同，僅需對水源地—啟浪鄉(xiāng)段進行線路比選。

線路一：跨過阿克蘇河，向西南方向穿過柯坪塔格山，重力輸水到達啟浪鄉(xiāng)，然后沿戈壁灘到達柯坪縣，該方案供水管線主要包括62 km隧洞，67 km輸水管道。該線路最短，為水源地與啟浪鄉(xiāng)之間的直線距離，管線穿越哈拉鐵克山，穿越山區(qū)65 km，溝壑縱橫，地形復雜，地層巖性為石英片巖，需修建隧洞段長62 km，無施工道路，工期長、造價高，估算總投資為15.60億元，運行管理不便。

線路二：跨過阿克蘇河向東南方向穿過哈拉鐵克山，重力輸水到達啟浪鄉(xiāng)，管線到達阿克蘇市阿依庫勒鄉(xiāng)境內(nèi)后，沿高速公路北側(cè)戈壁灘通向柯坪縣；該方案供水管線主要包括20 km 隧洞，106 km輸水管道。該線路較方案一長，但隧洞開挖較方案一短，管線直接從水源地穿越山區(qū)到達阿依庫勒鄉(xiāng)境內(nèi)，然后沿高速公路北側(cè)戈壁灘通向柯坪縣，隧洞長20 km，無施工管理道路，工期長、造價高，估算此方案投資為11.20億元，管理運行不便。

線路三：跨阿克蘇河后，新建高位水池，然后沿省道306向東南方向經(jīng)過阿克蘇河西大橋引水樞紐拐向西南方向，沿阿喀高速以北，從戈壁灘上布置管線，此線路布置管線長144.12 km。該線路順著省道306、阿克蘇市西工業(yè)園北側(cè)道路、從烏喀高速公路以北的戈壁灘進行布置，臨時道路修建較為容易，沿線主要為戈壁灘，占地費用較少，且沿線地下水位較低，施工受地下水影響小，施工簡單，施工進度能保證，工期較短，造價低，估算此方案投資為5.70 億元，管理方便。若順著國道314 布設(shè)輸水管道，施工和管理較為方便，與現(xiàn)有的供水對象距離較近，但需要穿過高速公路和鐵路兩次，并且現(xiàn)狀314 國道兩側(cè)的光纜、電線、天然氣管道等影響因素較多，設(shè)計管道與現(xiàn)狀道路、泄洪溝、耕地交叉較多，本方案主管線全長163 km，穿柏油路56處，穿砂石路34處，穿防洪堤工程54處，部分管線穿越耕地，鄉(xiāng)鎮(zhèn)及縣城道路。

根據(jù)管線方案布置，對項目的投資、施工、管理的難易程度進行分析，推薦方案為線路三。

2.4 單雙管選取

依據(jù)《室外給水設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，為提高供水安全性，工程長距離輸水，原則上引水干管不宜少于兩條，當有安全貯水池或其他安全供水措施時，也可修建一條引水干管，此項目擬將現(xiàn)狀3個水廠的現(xiàn)有水源作為備用水源，供水管網(wǎng)設(shè)計為單管方案。

此工程對兩種管線布置方案進行了必選，方案一為雙管方案，方案二為單管方案，對兩種方案分別進行水力計算，通過設(shè)計流量0.23 m3/s 時，方案一需要兩條DN500 管道，方案二需要1條DN700管道，根據(jù)兩種管材價格對比，方案一管材投資1 596元/m，方案二投資1 470 元/m，管材價格方案一相對高，方案一管道的開挖底寬為2.50 m，方案二開挖底寬僅為1.70 m，方案一土方工程投資120.30 元/m3，方案二土方投資99.10元/m3，考慮現(xiàn)狀水源作為備用水源，根據(jù)管材單價投資和運行安全角度，方案二均優(yōu)于方案一，此次推薦采用單管布置方案。

2.5 管材選取

管材選擇時依據(jù)管道沿線地形、地質(zhì)條件、最大使用壓力、工程造價及上述因素進行綜合比選，確定推薦管材。本次對常用的鋼絲網(wǎng)骨架PE管、球墨鑄鐵管、涂塑復合鋼管進行管材的比選，由于設(shè)計管徑為DN700、DN600，且設(shè)計壓力大于1.25 MPa，根據(jù)對管材的生產(chǎn)技術(shù)水平調(diào)查，滿足要求的管材有球墨鑄鐵管和涂塑復合鋼管。根據(jù)管線布置及各節(jié)點的地面高程進行分析，通過水力計算，采用涂塑復合鋼管的沿程損失較小，揚水需要配套的水泵功率小，可減少運行費用，且涂塑復合鋼管更容易適應地形變化，管材價格相對球墨鑄鐵管低，本次推薦輸水干管全采用涂塑復合鋼管。啟浪分水口—啟浪鄉(xiāng)水廠段管徑為De225，根據(jù)管道施工經(jīng)驗，該管徑采用PE 管比較經(jīng)濟，能確保管道供水安全，故本段采用PE管。

3 結(jié)束語

新疆柯坪縣飲水安全工程的修建主要為縣內(nèi)居民的生活、生產(chǎn)供水。通過分析飲水安全工程現(xiàn)存問題，從工程水源比選、取水輸水和配水工程、工程線路、單雙管和管材選取等方面，提出了科學合理的對策措施，以期為柯坪縣經(jīng)濟社會發(fā)展提供堅實的基礎(chǔ)支撐。