王引田

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

1 工程概況

禹門口提水東擴工程位于山西省中南部，是新絳、稷山、襄汾、侯馬、曲沃、翼城六縣（市）工、農(nóng)業(yè)及農(nóng)村生活供水的保障性給水工程。工程新建輸水管線約69km，渠道約45km。年農(nóng)業(yè)供水量（包括汾河生態(tài)用水）8095萬m3，工業(yè)供水8031萬m3。工程建成后可改善運城、臨汾兩市28.48萬農(nóng)村人口的飲水條件及汾南、三泉、北莊、澮河、利民、襄汾井灌區(qū)的灌溉條件，可為臨汾、運城兩市工業(yè)發(fā)展提供充足水源，使兩市交界地帶地下水超采狀況得到緩解。

位于河津市的黃河禹門口提水工程已建成投入運行，設(shè)計提水量4.0億m3，目前工農(nóng)業(yè)總提水量約3000萬m3。因此，工程的建設(shè)除可有效緩解上述供水區(qū)的水資源緊缺狀況，還能充分發(fā)揮禹門口提水工程的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 工程布置

禹門口提水東擴工程水源來自現(xiàn)有禹門口黃河提水工程，其輸水干線起點位于新絳縣禹門口黃河提水工程二級干渠光馬渡槽末端，終點位于距翼城縣城6km的西梁水庫。工程沿線共布置調(diào)蓄水庫2座，提水泵站4座，主管線全長48.8km，支管線長20.0km，輸水干渠總長11.4km，支渠總長34.3km。

供水線路沿線共設(shè)新絳、侯馬、曲沃、翼城工業(yè)及農(nóng)村生活用水，襄汾趙康井灌區(qū)，北莊灌區(qū)，澮河灌區(qū)，利民灌區(qū)，三泉灌區(qū)，汾河生態(tài)補水10個供水點。三泉灌區(qū)灌溉補水利用水庫現(xiàn)有供水方式供給，襄汾趙康井灌區(qū)和新絳工業(yè)園區(qū)用水通過禹門口灌區(qū)二級干渠供給，其余供水點均通過管道輸水供給。管道輸水由三泉水庫提水入輸水管線，沿線分水口分別為汾河生態(tài)、侯馬（包括侯馬和北莊灌區(qū)）、曲沃、澮河灌區(qū)，終點西梁水庫，翼城和利民灌區(qū)用水通過西梁水庫供給。工程沿供水管線在三泉水庫左岸、侯馬北莊、曲沃聽城共設(shè)3級泵站，利用已建三泉水庫、西梁水庫、澮河水庫來調(diào)蓄沿線工農(nóng)業(yè)供水。

根據(jù)工程的布置方案，一級泵站出水池至二級泵站段、三級泵站出水池至西梁水庫段、澮河支線泵站出水池至澮河水庫段采用重力輸水，其余段采用有壓輸水。

3 工程設(shè)計

3.1 輸水渠道斷面設(shè)計

輸水渠道采用梯形斷面，渠道內(nèi)邊坡系數(shù)1∶1.25，底寬1.1m，渠深2.65m。渠道采用C15混凝土預(yù)制板護面，預(yù)制板下部鋪設(shè)1∶5灰砂墊層，墊層下為一布一膜的土工膜。由于地基土為濕陷性黃土，根據(jù)已建禹門口二級干渠經(jīng)驗，需進(jìn)行翻夯處理。渠道右堤頂寬5m，泥結(jié)石路面，作為行車巡渠路，左堤頂寬2m，作為人行道。

3.2 輸水管道設(shè)計

3.2.1 管道材料選擇

保證率高的輸水工程對輸水管道的可靠性、耐久性等方面的要求較高。經(jīng)對鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）、玻璃纖維增強塑料加砂管（RPMP）等管材比較，最終選用PCCP，管道糙率取0.0125。三級泵站出水池至西梁水庫段由于為自重流段，管道內(nèi)壓波動和水錘的影響相對較小，因此選用RPMP，管道糙率取0.0095。

3.2.2 管道水力計算

根據(jù)實際地形及管道走向，布置管道及其附屬建筑物，并根據(jù)計算結(jié)果確定管徑。由于沿線分水口、調(diào)蓄建筑物較多，局部水頭損失較大。各段管道水頭損失見表1。

表1 管道內(nèi)徑及水頭損失表

3.2.3 管道埋設(shè)及防護

輸水管道大部分隨地勢鋪設(shè)，總干管穿過的地層多為濕陷性黃土區(qū)。遇濕陷性黃土基時，PCCP管道基底以上均鋪設(shè)0.15m厚的碎石墊層，基底以下鋪設(shè)1.0m厚3∶7灰土夯實基層；非濕陷性黃土基管段PCCP管道基底以上鋪設(shè)0.15m厚的碎石墊層，基底以下鋪設(shè)0.5m厚3∶7灰土夯實基層。管道埋設(shè)完成后回填至原地面，管頂以上覆土厚度應(yīng)不小于1.5m。

為提高PCCP管道的抗腐蝕性能，根據(jù)地下水和土壤腐蝕性環(huán)境條件，在PCCP管道外表面涂環(huán)氧煤瀝青防腐涂料，涂層厚度為400μm。

根據(jù)管線布置，結(jié)合地形情況，在管道隆起處及每隔500~800m設(shè)置排氣閥，低洼處設(shè)置泄水閥，并根據(jù)需要設(shè)置檢修閥、檢查井。為便于集中管理，各閘閥應(yīng)綜合考慮布置，并放置在閥井內(nèi)。

3.3 提水泵站

工程主線布置3座提水泵站，在襄汾支線布置1座支線泵站。各泵站設(shè)計參數(shù)及選用機組性能參數(shù)分別見表2和表3。

3.4 調(diào)蓄水庫

為保證農(nóng)業(yè)灌溉期工程供水區(qū)的工農(nóng)業(yè)和農(nóng)村生活用水，利用已建的三泉水庫作為新絳供水區(qū)在農(nóng)業(yè)灌溉期的調(diào)蓄水庫，利用已建西梁水庫作為向翼城供水的調(diào)蓄水庫，其余地區(qū)的灌溉期調(diào)蓄水池及事故調(diào)蓄水池由相應(yīng)供水區(qū)自行解決。

表2 泵站設(shè)計參數(shù)

表3 水泵機組性能參數(shù)

表4 供水節(jié)點灌溉期調(diào)蓄水量計算成果

3.4.1 三泉水庫改造

三泉水庫為?。ㄒ唬┬退畮欤舜胃脑觳捎迷O(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇。三泉水庫原設(shè)計汛限水位443.68m，泄洪設(shè)施為11孔閘門式溢洪道，凈寬33m。改造后溢洪道凈寬35m，汛限水位抬高至444.00m，經(jīng)調(diào)洪計

算，校核洪水位為449.00m。大壩加高采用現(xiàn)有坡比，碾壓土回填，壩頂高程449.0m，需加高2.3m，壩頂寬6.0m。壩頂設(shè)1.2m高的防浪墻，防浪墻頂高程450.2m。對上游護坡進(jìn)行整修，下游加做護坡，下游坡腳增設(shè)反濾及干砌石排水棱體。

3.4.2 西梁水庫改造

西梁水庫為?。ㄒ唬┬退畮?，此次改造采用設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇。

西梁水庫設(shè)計汛限水位552.5m，泄洪溢洪道凈寬15m。經(jīng)調(diào)洪計算，校核洪水位為556.8m。

大壩加高采用現(xiàn)有坡比，碾壓土回填，壩頂高程556.8m，需加高2.7m，壩頂寬8.0m。壩頂設(shè)1.2m高的防浪墻，防浪墻頂高程558m。加做上、下游護坡，下游坡腳增設(shè)反濾及干砌石排水棱體。

4 結(jié)語

該項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率稅前10.064%，稅后8.012%；投資回收期12年；資本凈利潤率14.280%。在還貸期有一定的償債能力，同時也具有一定的財務(wù)生存能力和盈利能力。項目經(jīng)濟內(nèi)部收益率15.21%，大于社會折現(xiàn)率8%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值87297.21萬元，大于零，說明該項目在經(jīng)濟上是合理的。

項目二級干渠輸水渠道是按舊規(guī)范設(shè)計的，由于規(guī)范變更，現(xiàn)有渠道超高均不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，工程完工后，局部輸水段流量加大，超高僅余20cm，建議對二級干渠已建段按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行改建。另外，黃河水經(jīng)禹門口一級站沉沙池后，攜帶有部分泥沙，輸水至三泉水庫后，隨著運行時間的增加，水庫淤積會日益加重，為不影響水庫的正常運行，需要適時對其進(jìn)行淤積觀測和清淤，并選擇適當(dāng)?shù)膱龅囟逊拧?/p>