王紅霞

（山西省晉城市水利發(fā)展研究中心 山西晉城 048000）

晉城市地處山西省東南部，境內礦產資源豐富，素有“煤鐵之鄉(xiāng)”的盛譽，是我國能源重化工基地的重要組成部分。作為山西省經濟建設快速發(fā)展的城市之一，也同樣面臨水資源短缺的問題。郭壁水源地位于離晉城市區(qū)僅16 km的丹河干流的澤州縣金村鎮(zhèn)郭壁河段，它是離晉城市區(qū)最近的唯一的出露泉水的水源地。

1 郭壁供水工程現(xiàn)狀

郭壁供水改建工程設計是在原有的郭壁電灌站提水工程的基礎上進行的。原提水工程為水利基本建設項目，興建于1974年。其規(guī)模為三級提水灌溉工程，總揚程為303 m，提水流量1.42 m3/s，總裝機為6 285 kW，設計效益為發(fā)展灌溉面積3 330 hm2，工程于1974年11月動工興建，1980年緩建。1985年晉城實行市管縣體制后，隨著市區(qū)擴大和市區(qū)工農業(yè)的迅猛發(fā)展，1992年批準為以工業(yè)城市生活和農村人畜吃水為主，兼顧農業(yè)灌溉的多功能供水工程。供水工程的供水渠道，橫穿晉焦高速公路、晉長高速公路和太焦鐵路，直達市區(qū)。

由于原工程建成時間較長，水泵機組、泵站廠房及輸水渠道出現(xiàn)了不同程度的老化，供水能力受到了極大影響。

1.1泵站

泵站始建于1974年，一、二級站機房均為375 m2，三級站機房353 m2。該工程電氣設備安裝在20世紀70年代，經過30多年的運行，已老化失修，不能正常運行，急需更新改造。水泵為1995年郭壁供水工程二期工程施工時安裝，部分零件銹蝕，水泵效率低，使用時漏水現(xiàn)象嚴重，需更新?lián)Q代。

1.2壓力管道

一級站出水壓力管道長240.6 m，為兩趟內徑800 mm的鋼筋混凝土預應力管；二級站出水壓力管道長312.8 m，為兩趟內徑800 mm的鋼筋混凝土預應力管；三級站出水壓力管道長202 m，為兩趟內徑800 mm的鋼筋混凝土預應力管。各趟出水管管身尚好，局部管床及護坡已風化，不能承載管壓力，需要進行維修。

1.3供水渠道

原供水干渠總長10.98 km，從渠首焦莊村至晉城北車站。橫斷面為矩形，過水斷面寬1.84 m，高0.8 m?？v坡為1/2000，設計過水流量為1.42 m3/s。渠身為漿砌石結構，內壁有8 cm厚C15混凝土襯砌，渠頂有蓋板，并有30 cm厚的覆土保溫層。

由于近年來煤礦采空區(qū)帶來的地面塌陷，許多地方的渠道遭到了不同程度的破壞，再加上風化作用，渠道滲漏的現(xiàn)象多處可見。從郭壁供水管理處提水至二水廠，沿線的滲漏量達到了總輸水量的30%。在水資源日益緊缺的今天，這是一筆不小的損失。

1.4供水管理

原郭壁提水工程規(guī)模日供水量12萬m3，泵站及渠系建筑物都可以達到此輸水能力，而且，郭壁供水工程管理處人員是按此規(guī)模進行配置。現(xiàn)在向市區(qū)供水量少，但支出一點也不少，隨著事業(yè)單位人員工資的大幅提高，市財政每年補貼郭壁的數(shù)字也越來越高，但就郭壁本身而言，依然虧損。郭壁供水工程管理處曾做過供水成本分析，日供水3萬m3的成本為1.134元/t。隨著供水量的逐步提高，成本隨之下降，單位將會扭虧為盈，運行得更好。

2 供水區(qū)水資源供需分析

2.1供水區(qū)需水預測

截止2010年底，晉城市市區(qū)（包括城區(qū)）常住人口47.7萬人。根據(jù)《晉城市城市總體規(guī)劃》（2006～2020），2015年中心城區(qū)常住人口將達到60萬人，2020年中心城區(qū)常住人口規(guī)模將達到70萬人。由此可得出水平年市區(qū)居民生活用水預測量表（見表1）。

表1 2015、2020年市區(qū)居民生活用水預測量表

2.2供水區(qū)供水分析

郭壁三泉九井的可開采水量為2 045萬m3/a（56 037 m3/d）,已批復的應急水源工程圍灘水庫年供水量1 200萬m3，其余不足部分由三姑泉補充。供水能力可以滿足要求。

3 郭壁供水改建工程

郭壁供水改建工程包括原有一、二、三級提水泵站的更新改造和新建向市區(qū)供水管道兩部分內容。

3.1泵站改造

三級泵站總揚程318 m，提水流量1.42 m3/s，總裝機容量6 780 kW。原提水泵站沒有備用機組，本次設計將擴建泵房，一、二級泵站各增加一臺備用泵；三級泵站原機組間距僅4.65 m，不滿足機組間距要求，擬拆除重建，廠內設六臺機組，四用兩備。

改造后，一、二、三級站各站技術指標見表2。

表2 改建后各站的主要技術指標

改建工程除一級站水泵機組揚程沒有變化外，二、三級站的水泵揚程都做了適當?shù)奶岣?。二級站原水泵揚程為123 m，改造后揚程為130 m。三級站原水泵揚程為32 m，改造后揚程為65 m。

一、二級泵站廠房是在原基礎上擴建改造，三級泵站廠房由于原機組間距不滿足要求，整體拆除重建。

3.2管道改造

改建工程設計時，共選三種不同材質的管道進行比較，三種管材為：鋼管、球墨鑄鐵管、預應力鋼筒混凝土管。

鋼管具有強度高，接口方便，承受內壓力大，水力條件好等優(yōu)點，但易腐蝕，造價較高也是其不可回避的缺點。球墨鑄鐵管管壁厚，質地脆，強度低，價格便宜，其連接受人為因素如操作水平、責任心等影響較大，同時，球墨鑄鐵管內徑最大為800 mm，按本工程的輸水能力要求，需鋪設兩趟，投資較大。預應力鋼筒混凝土管由于抗?jié)B能力強，接頭止水效果好，近幾年得到廣泛的應用。經比較，最后選承壓能力滿足要求、價格適中的預應力鋼筒混凝土管。

一級站出水壓力管道只進行管床的維修，管道不變。

二級站出水池重建，原出水池后由渠道輸水改為壓力管道輸水，采用1.2 m直徑的預應力鋼筒混凝土管將水送入原三級站進水池，管道總長1 487 m。全線管道埋入地面以下，埋深最小為1 m。沿軸線轉彎處管道采用鋼管，并設置鎮(zhèn)墩以固定和承載，鎮(zhèn)墩采用埋填式結構，用C20鋼筋混凝土制作。沿程鋪設碎石墊層，厚度為30 cm。

三級泵站揚程由原來的32 m提高到65 m，因此，原來的出水壓力管道全部拆除，在原位置上重建，將水送入新建的三級站出水池。管道總長1 154 m，沿程鋪設碎石墊層，碎石墊層厚度為30 cm。其余構造形式同二級站出水壓力管道。

供水管道從三級站出水池引出后，仍采用1.2 m直徑的預應力鋼筒混凝土管輸水，將水送到晉長高速路旁進水池，管道鋪設形式同三級站出水壓力管道,管道總長5 752 m。水池后管線分南北兩趟將水送入市區(qū)，兩線供水設施完好，不列入本次改建范圍。

4 結語

中共中央曾在國民經濟和社會發(fā)展第九個五年計劃的建議中明確指出：“十分注意有效保護水資源和節(jié)約用水是要長期堅持的一項基本國策?！蔽覀円M可能地利用地表水，減少地下水的開采。郭壁水源地為晉城市區(qū)提供了水源，但由于工程設施老化、不完善、規(guī)劃發(fā)展不足，導致郭壁水源不能被充分利用。對于這種工程設施性缺水現(xiàn)狀，我們可以對其進行適度超前建設和逐步配套完善，以滿足日益增長的用水需求，保障城市經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。