李嶸

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

運(yùn)城市板澗河引水工程選址選線方案設(shè)計

李嶸

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

運(yùn)城市板澗河引水工程借助小浪底引黃工程將優(yōu)質(zhì)水源引入鹽湖區(qū)，以滿足該區(qū)生產(chǎn)生活用水需求。通過施工條件、引水線路布置、運(yùn)行管理以及投資等方面的分析比較，最終選擇橫榆河閘壩建閘推薦上閘址；引水線路布置選擇通過8號施工支洞與主管路連通后為鹽湖區(qū)輸水方案。

引水工程；優(yōu)質(zhì)水源；閘址；引水線路；鹽湖區(qū)

1 工程概況

運(yùn)城市鹽湖區(qū)位于山西省西南部，地處黃河中游山西、陜西、河南三省交接地帶，是運(yùn)城市的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。但目前受氣候及人為因素影響，城市供水保證率低，水質(zhì)差，加之地表水源開發(fā)不充分，地下水承載力不足，解決該區(qū)水源緊缺問題勢在必行。

運(yùn)城市板澗河引水工程是利用在建的小浪底引黃工程2號輸水隧洞，在洞內(nèi)鋪設(shè)壓力鋼管，將李家河水庫、后河水庫、板澗河上游以及板澗河水庫的水源連通后一同引入鹽湖區(qū)，以實(shí)現(xiàn)“高水高用”的目標(biāo)。本工程一期引水主要為板澗河上游山泉河流水源，不足水量由板澗河水庫補(bǔ)充，板澗河水庫在工程建設(shè)前期主要為板澗河上游來水，為高水質(zhì)水源，滿足生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。二期工程建成后西陽河和允西河山泉河流水源將代替板澗河水庫水源。因此板澗河引水工程充分發(fā)揮了現(xiàn)有水利設(shè)施潛能，開發(fā)利用優(yōu)質(zhì)水資源，對改善當(dāng)?shù)鼐用裆钏胶吞岣呱钣盟|(zhì)量有著重要的意義。

2 工程布置

本工程總體布置概括為“一線四支”?！耙痪€”指一條引水干線，即從垣曲支線開始，經(jīng)過2號輸水隧洞到達(dá)呂莊水庫，出呂莊水庫后與小浪底引黃工程引水管線并行，行至運(yùn)城市鹽湖區(qū)苦池水庫結(jié)束?！八闹А狈謩e指板澗河連通洞引水支線、秦家溝引水支線、橫榆河引水支線及石門引水工程末端引水支線。

3 工程選址方案設(shè)計

根據(jù)前期初步規(guī)劃，工程擬定4處取水水源：板澗河水庫水源、板澗河上游石門河支流、板澗河上游橫榆河支流及石門引水工程末端水源。

板澗河水庫取水和石門引水工程末端取水，兩處水源取水條件單一，不進(jìn)行方案比選。板澗河上游石門河支流已建有石門河閘壩，本工程利用其下泄水流，在秦家溝村上游約350m處擬建一座攔河閘取水，鋪設(shè)管道重力流可輸水到8號支洞，且線路較短，該閘址處地形、地質(zhì)等取水條件較好，不進(jìn)行比選。板澗河上游橫榆河支流水源受胡家峪銅礦尾礦庫的影響，經(jīng)現(xiàn)場查勘，在橫榆村上下游均有建閘條件，本階段初擬上、下兩個閘址進(jìn)行比較。

3.1 地形、地質(zhì)條件

橫榆河上游閘壩位于下橫榆村上游約100m處，閘址區(qū)河谷流向N65°E，主河槽位于河谷右側(cè)，谷底寬度30～40m，谷底高程797～799m。左側(cè)為Ⅰ級堆積階地，階面高出河谷1～3m，階地寬30～50m，順河向延伸約200m階地處為耕地。閘址北偏東約100m為橫榆村及公路。閘址處岀露地層上部為第四系全新統(tǒng)洪沖積物，巖性表層為淡紅色低液限粘土夾低液限粉土，厚度0～2.3m，其下為卵石混合土夾級配不良砂，結(jié)構(gòu)松散，局部有架空現(xiàn)象，卵礫石成分主要為混合花崗巖、片麻巖、石英巖、輝綠巖等，粒徑一般30～50mm。橫榆河下游閘址距離上閘址約1.3 km，處于尾礦庫庫尾，閘址區(qū)為聞喜縣石門供水工程水源地。本段河谷進(jìn)行過整治，河谷流向N70°E，主河槽位于河谷中間，兩側(cè)為寬闊的河漫灘及Ⅰ級堆積階地。整治后河谷寬度55m左右，谷底在高程780m左右。在閘址上游左岸約30m處為一小支流，支溝走向與河谷近垂直。閘址處岀露地層與上閘址基本相同。

從地形地質(zhì)條件看，上、下閘址相似，沒有明顯優(yōu)勢，上游閘址主河槽寬度略窄。

3.2 工程布置及施工條件

上、下閘址均位于橫榆河岸邊，場地都比較開闊，利于施工場地布置。下閘址處為聞喜縣石門供水工程水源地，緊鄰已建石門引水工程樞紐，在其下游約50m處。引水線路可能存在交叉，有施工干擾問題。同時下閘址距尾礦庫庫尾較近，河水位雍高，施工導(dǎo)流難度較大。因此，從工程布置及施工條件看上閘址優(yōu)于下閘址。

3.3 水源條件

上閘址位于橫榆村上游西南角300m處，距離尾礦庫約2 km，水源質(zhì)量不會受到污染；而下閘址位于橫榆村下游，距尾礦庫末端約200m，受回水影響，水源質(zhì)量不能保證。因此，從水源條件看上閘址優(yōu)于下閘址。

3.4 工程投資

經(jīng)計算,上下閘址包括建筑工程費(fèi)用與金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備費(fèi)用在內(nèi)的直接工程費(fèi)用合計分別為1 019.49萬元，962.59萬元。

綜上比較，雖然上閘址工程投資略大于下閘址，但從本工程建設(shè)體現(xiàn)“高水高用”指導(dǎo)思想及閘址布置上考慮，優(yōu)先選擇水質(zhì)有保證的水源，因此本階段推薦上閘址方案。

4 工程選線方案設(shè)計

板澗河引水工程是利用在建的小浪底引黃工程將垣曲縣境內(nèi)板澗河流域的山泉水引入鹽湖區(qū)。為節(jié)省投資，輸水主管路布置在小浪底引黃工程2號輸水隧洞內(nèi)，出呂莊水庫后，與小浪底引黃工程向鹽湖區(qū)供水的輸水管線并行。因此，本工程引水干線布置方案不進(jìn)行比較。

板澗河水庫庫區(qū)取水、秦家溝攔河閘壩引水、石門引水工程末端引水三條引水管線線路最短，不進(jìn)行比選。

橫榆河閘壩布置于橫榆河村西南角，通過現(xiàn)場查勘，其引水管線鋪設(shè)可分別通過8號施工支洞（方案一）與10號施工支洞（方案二）進(jìn)入2號輸水隧洞與主管路連通。本階段分別從取水方式、引水線路布置、管理運(yùn)行以及工程量投資等方面進(jìn)行比較。

4.1 取水方式

方案一采用泵流+重力流方式引水，管線鋪設(shè)采用地埋式；方案二采用重力流方式引水，管線鋪設(shè)采用洞穿管方式鋪設(shè)。從取水方式看方案二優(yōu)于方案一。

4.2 引水線路布置

方案一在橫榆河引水閘壩左岸設(shè)引渠進(jìn)入泵站前池，通過提水泵站加壓，輸水至橫榆河村西北角535m高程的出水池內(nèi)，然后重力流輸水，管線沿尾礦庫左岸公路鋪設(shè)至8號施工支洞，管線長度為9.2 km；方案二在橫榆河引水閘壩左岸設(shè)引水箱涵至橫榆村西北側(cè)山角，然后通過新修2.95 km隧洞與10號施工支洞相接，通過10號施工支洞與主洞內(nèi)主管路相連通。從線路布置分析，方案一基本沿公路布置，線路布置靈活，施工簡單，方案二管線沿隧洞鋪設(shè)，管線鋪設(shè)方向具有唯一性，施工組織較復(fù)雜。兩方案比較，方案一優(yōu)于方案二。

4.3 管理運(yùn)行

方案一因管線布置于公路附近，后期運(yùn)行維修便利；方案二管線鋪設(shè)于隧洞內(nèi)，后期運(yùn)行維修不便，維修費(fèi)用較高。因此，從管理運(yùn)行方面分析方案一優(yōu)于方案二。

4.4 工程投資

板澗河引水工程主要項(xiàng)目及工程投資見表1。

表1 主要工程投資比較表 單位：萬元

從表1可以看出，方案一比方案二可節(jié)省投資2 962.24萬元，本階段橫榆河引水支線推薦方案一。5 結(jié)論

板澗河引水工程通過從施工條件、引水線路布置、運(yùn)行管理以及投資等方面進(jìn)行比選，制定出最優(yōu)工程施工方案，以最經(jīng)濟(jì)的方式獲取最大的效益的同時，為緩解運(yùn)城市鹽湖地區(qū)人民生活用水緊缺現(xiàn)狀、提高來水質(zhì)量帶來了新的希望，對實(shí)現(xiàn)該區(qū)可持續(xù)發(fā)展有十分重要的意義。

TV67

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李嶸（1984-），女，2010年畢業(yè)于太原理工大學(xué)農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)，工程師。

2017-01-07；

2017-02-15