周明

【摘要】棗莊市區(qū)供水單元作為南水北調(diào)續(xù)建配套工程的第一批18個供水單元之一，可以滿足當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展的要求、緩解當?shù)厮Y源緊缺狀況、保證南水北調(diào)工程如期發(fā)揮效益。本文從棗莊市薛城區(qū)和市中區(qū)水的供需平衡、工程方案選擇和工程設(shè)計三個方面進行了詳細介紹。

【關(guān)鍵詞】南水北調(diào)；供需平衡；工程設(shè)計

棗莊市位于山東南部，供水目前存在兩個方面問題，一是目前在用的水源地有的已經(jīng)遭受污染，嚴重影響用水安全；二是備用水源和供水能力儲備不足。棗莊市續(xù)建配套工程（棗莊市區(qū)供水單元）是第一批18個供水單元之一，其可以滿足當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展的要求、緩解當?shù)厮Y源緊缺狀況、保證南水北調(diào)工程如期發(fā)揮效益，因此，做好棗莊市續(xù)建配套工程（棗莊市區(qū)供水單元）的實施是十分必要的。

1、供需平衡分析

1.1 供水分析

在保證率為95%時，薛城區(qū)和市中區(qū)2020年、2030年的地表水、地下水、客水、再生水供水情況見表1。

1.2 需水量分析

根據(jù)不同水平年、不同用水部門的用水定額，在改善農(nóng)業(yè)灌溉方式、實行節(jié)水灌溉后，按節(jié)水凈灌溉定額計算，薛城區(qū)和市中區(qū)生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水2020年和2030年總計分別為15231萬m3、17857萬m3和15285萬m3、18185萬m3。

1.3 供需平衡分析

薛城區(qū)和市中區(qū)供需平衡見表2，本次工程薛城區(qū)和市中區(qū)年供水量分別為1000萬m3和2900萬m3，實施后可達到供需平衡。

2、工程方案選擇

2.1 引水工程方案選擇

棗莊市區(qū)供水單元利用已有的潘莊灌區(qū)引水渠引水，潘莊引渠與南四湖下級湖連通，在薛城港北側(cè)建有水資源控制工程，用來控制棗莊市區(qū)供水單元的分水任務(wù)。潘莊引渠自下級湖到潘莊一級站之間為梯形明渠，渠底按引水方向逐漸降低，設(shè)計比降為1/10000，由于潘莊灌區(qū)一級站運行頻率較低，現(xiàn)狀引渠出現(xiàn)不同程度的淤積。

2.2 調(diào)蓄工程方案選擇

調(diào)蓄水庫選址在何莊水庫和黑峪水庫，何莊水庫可減少土方開挖量、移民量很少、環(huán)境影響小、區(qū)位優(yōu)勢明顯、符合薛城區(qū)城市發(fā)展規(guī)劃；黑峪水庫為已建工程，且距引水泵站較近、距市中區(qū)水廠較遠，通過黑峪水庫調(diào)蓄后供水管道可實現(xiàn)自流向市中區(qū)供水，沿線地面起伏不大，能夠?qū)崿F(xiàn)自流。

2.3 輸水工程方案比較

自流方案管道起點需設(shè)置在何莊水庫最低水位以下，管徑及埋深較大，土方、管材、移民遷占費用較大，但無需建泵站、無運行費，總投資為3009.4萬元；泵站方案管徑及埋深較小，土方、管材、移民遷占費用較小，但需建泵站，年運行費為75萬元，經(jīng)折算后的40年運行費為894.3萬元，總投資2838.6萬元。因此，泵站方案較優(yōu)。

3、工程設(shè)計

3.1 引水工程設(shè)計

引水工程利用潘莊引河引水，潘莊引河閘為水資源控制工程，當南四湖蓄水位高于潘莊引河水位時，對引水流量進行測量控制；當潘莊引河發(fā)生澇水、洪水時，閘門打開，保證排澇、泄洪順暢；當南四湖發(fā)生大洪水，且湖內(nèi)水位高于外河水位時，閘門關(guān)閉，保證湖西、湖東大堤保護區(qū)的安全；當潘莊引河水位在31.3～33.8m之間，湖內(nèi)、外側(cè)水位差不大時，可開啟閘門，滿足航運要求。

3.2 何莊水庫工程設(shè)計

圍壩滲流計算分析：計算選取斷面位置結(jié)合水庫運行可能遇到的各種情況選擇最不利位置，本次計算選擇何莊水庫新筑圍壩樁號0+900為代表斷面，采用河海大學(xué)AUTOBANK軟件，對以上代表斷面建立二維有限元模型進行滲流分析計算，水庫圍壩在不同工況下的滲流等勢線浸潤線。

護坡設(shè)計：干砌方塊石護坡和預(yù)制砼塊護坡的投資基本持平，但砼護坡易剝蝕、抗凍性、耐久性較差；干砌方塊石護坡具有堅固耐久、抗凍、抗沖刷能力強的優(yōu)點。綜合考慮，干砌方塊石護砌為較優(yōu)方案。

3.3 黑峪水庫工程設(shè)計

壩頂高程：壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和。對于地震區(qū)土石壩，尚應(yīng)考慮地震安全加高。根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（DL5073-2000）的規(guī)定，計算得到大壩現(xiàn)狀壩頂高程100.48m～100.68m，防浪墻頂高程100.92m，因此，設(shè)計壩頂高程取100.60m。

大壩滲流計算分析：選取水庫大壩樁號0+070、0+160為代表斷面，采用AUTOBANK軟件進行滲流分析計算，結(jié)果顯示水庫年滲漏總量為33.4萬m3，占興利庫容的30.6%，水庫滲漏較嚴重。

溢洪道設(shè)計：實用堰方案和平底閘方案在技術(shù)上均可行的，實用堰方案的工程投資比建閘方案投資多505.87萬元、下泄單寬流量小、溢洪閘施工簡單、抬高了起調(diào)水位；建閘方案可提高防洪調(diào)度的靈活性，實現(xiàn)中小洪水控制，有利于緊急情況下預(yù)泄庫容。

參考文獻：

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