穆 燕

（五家渠農(nóng)六師勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，新疆 五家渠 831300）

0 項(xiàng)目背景

根據(jù)中央做出的關(guān)于新疆跨越式發(fā)展和長(zhǎng)治久安的戰(zhàn)略部署，烏恰縣制定了《烏恰縣城東新區(qū)控制性詳規(guī)（2013-2030）》《烏恰縣城市規(guī)劃（2010-2030）》《烏恰縣工業(yè)園總體規(guī)劃（2013-2030）》等一系列發(fā)展規(guī)劃，計(jì)劃在烏恰縣東城開(kāi)展工業(yè)園區(qū)、大棚建設(shè)基地和大規(guī)模城區(qū)建設(shè)，急需提高引水和水資源保障能力。為此，決定實(shí)施烏恰縣東城引水工程，自烏瑞克河取水，引水至烏恰縣東城新區(qū)。由于項(xiàng)目所在地地形變化復(fù)雜、地質(zhì)環(huán)境較差，因此對(duì)引水工程方案進(jìn)行比選分析。

1 工程概況

1.1 氣象水文

烏瑞克河流域地處中緯度歐亞大陸中心區(qū)域，屬中溫帶干旱荒漠氣候，氣候干燥，降水稀少，四季不明。春季風(fēng)多，夏季溫涼短促，降水集中，冬季寒冷漫長(zhǎng)，主要有雪災(zāi)、大風(fēng)、浮塵、冰雹、霜凍等災(zāi)害性天氣。烏恰縣氣象站主要?dú)庀笠亟y(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 烏恰縣氣象站主要?dú)庀笠亟y(tǒng)計(jì)表

該河段無(wú)長(zhǎng)系列水文實(shí)測(cè)資料，本項(xiàng)目沿用該流域已經(jīng)通過(guò)審查的的水文分析計(jì)算成果，根據(jù)《新疆烏恰縣烏瑞克水庫(kù)工程水文分析計(jì)算》和《開(kāi)普太希水庫(kù)工程水文分析計(jì)算分析報(bào)告》，烏瑞克河多年平均徑流量為5370 萬(wàn)m3，P25%為6605 萬(wàn)m3；P50%為4994 萬(wàn)m3；P75%為3706 萬(wàn)m3；P95%為2417 萬(wàn)m3[1]。

1.2 流域水系

烏瑞克河是克孜河二級(jí)支流，是卡浪溝呂克河兩大支流之一，河流全長(zhǎng)86 km，流域面積995 km2。烏瑞克河出山口以上河段山體陡峻，植被較少，河谷縱坡陡，降水豐沛；出山口以下為徑流散失區(qū)，河道展寬，縱坡平緩，地表徑流被下游農(nóng)牧區(qū)引用，余水最終注入卡浪溝呂克河。擬建烏恰縣東城引水工程取水口，場(chǎng)址位于烏瑞克河出山口以上，取水工程場(chǎng)址以上集水面積為768 km2，河長(zhǎng)59 km。擬建工程場(chǎng)址處多年平均年徑流量年內(nèi)分配計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 擬建工程場(chǎng)址處多年平均年徑流量年內(nèi)分配計(jì)算表

1.3 工程布置

本工程擬新建輸水管道23110.85 m，設(shè)計(jì)流量為0.6 m3/s，管道沿線共設(shè)置附屬構(gòu)筑物92 座，其中滲水廊道1 座、首部穩(wěn)流池1 座、高位蓄水池1 座、沉砂沖砂建筑物1 座、各類(lèi)閥門(mén)井32 座（其中閘閥井5 座、泄水井5 座、進(jìn)排氣井22 座）、鎮(zhèn)墩43 座、防洪導(dǎo)流建筑物1 座、過(guò)路蓋板涵8 座、穿溝建筑物4 座。工程等別為Ⅴ等，工程規(guī)模為?。?）型，主要建筑物、次要建筑物和管道附屬構(gòu)筑物級(jí)別為5 級(jí)。洪水標(biāo)準(zhǔn)按20 年一遇設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)流量330 m3/s；為50 年一遇校核，校核流量為532 m3/s。烏瑞克河水系及工程布置圖見(jiàn)圖1。

圖1 烏瑞克河水系及工程布置圖

2 方案比選

2.1 工程布置比選

2.1.1 渠首位置比選

根據(jù)渠首位置高程、水量和對(duì)渠首所處河段穩(wěn)定性的要求等方面，共形成2 個(gè)備選方案。

方案一：方案一渠首位于烏恰縣東北康村上游6 km，位于河道略有收束處，左岸有巖體凸出，河床滲透系數(shù)較好，實(shí)測(cè)地下潛水埋深為自然地面以下10.30 m～13.10 m，地下水位高程為2421.50 m～2426.50 m。其渠首工程平面布置圖見(jiàn)圖2。

圖2 渠首工程平面布置圖（方案一）

方案二：方案二渠首位于方案一上游570 m 處，該處自然河道相對(duì)較寬、水流平順、自然河床天然砂礫較均勻，地表可見(jiàn)大量漂石，實(shí)測(cè)地下潛水埋深為自然地面以下14.30 m～14.40 m，地下水位高程為2431.20 m～2431.40 m，受一旁山溝地下水匯流影響，距離河道越遠(yuǎn)處底下水位逐漸升高，其渠首工程平面布置圖見(jiàn)圖3。

圖3 渠首工程平面布置圖（方案二）

兩種方案均技術(shù)可行，兩處地質(zhì)條件基本相同，主要區(qū)別在于：①方案一潛水埋深較高，滲水效果較好；②兩方案河床自然縱坡均在20‰左右，有一定量推移質(zhì)泥沙，對(duì)本工程滲水廊道存在一定安全隱患，方案一左岸有質(zhì)地較好的巖體凸出，渠首基礎(chǔ)可以做到巖體上，穩(wěn)定性更好；③方案一自然河床斷面相對(duì)較窄，自然過(guò)水?dāng)嗝娓鼮榉€(wěn)定，工程渠首滲水廊道工程量更小。綜合考慮確定方案一為渠首位置。

2.1.2 管線布置比選

根據(jù)渠首位置和實(shí)際地形，共形成2 個(gè)備選方案，其平面布置圖見(jiàn)圖4。

圖4 管線布置方案平面布置圖

方案一：方案一線路總長(zhǎng)為23110.85 m，該段管道起點(diǎn)接引水渠首—滲水廊道，末端接烏恰縣水廠，其管線布置分段地形描述見(jiàn)表3。

表3 管線布置方案一分段地形描述

方案二線路總長(zhǎng)為19510.15 m，該段管道起點(diǎn)接引水渠首—滲水廊道，末端接烏恰縣水廠，樁號(hào)3+000 處需新建泵站1 座，其管線布置分段地形描述見(jiàn)表4。

輸水管線布置方案比選按表見(jiàn)表5。

表4 管線布置方案二分段地形描述

方案一、二均技術(shù)可行，兩者地質(zhì)條件基本相同，工程投資方面方案一為7479.5 萬(wàn)元，方案二為7205.3 萬(wàn)元，兩者相差不大。主要區(qū)別在于：①方案二中間管段需泵站揚(yáng)水，管段后段采用重力流方式輸水，而方案一輸水管線采用重力流方式引水，管道水壓和管道流態(tài)更為穩(wěn)定；②方案一建成后可無(wú)人值守，方案二新建泵站需人員值班維護(hù)，且從長(zhǎng)期來(lái)看運(yùn)行費(fèi)用較方案二節(jié)省。綜合考慮確定本工程管線布置采用方案一。

表5 輸水管線布置方案對(duì)比

2.2 工程形式比選

2.2.1 引水（渠首）形式比選

引水（渠首）形式考慮無(wú)壩引水工程、有壩引水樞紐工程、泵站引水樞紐工程和滲渠式引水工程4 種類(lèi)型，其比選見(jiàn)表6。

表6 引水（渠首）形式比選表

通過(guò)比選，考慮烏恰縣地區(qū)河流多泥沙，但潛流水豐富，通過(guò)滲水廊道形式引水可以有效避免泥沙問(wèn)題。且烏恰縣近十年康蘇、黑孜葦鄉(xiāng)、克恰提鄉(xiāng)、鐵列克鄉(xiāng)、波斯坦鐵列克鄉(xiāng)、飄爾托闊依鄉(xiāng)等多處滲水廊道引水工程建成，多年運(yùn)行安全可靠，因此確定選用滲水廊道引水方案。

2.2.2 輸水形式比選

本工程跨越山區(qū)、丘陵、山前沖積平原三個(gè)地貌單元，輸水形式考慮管道輸水和暗渠輸水2 種方案，其比選見(jiàn)表7。通過(guò)比選，方案一水力條件較好、施工方便、節(jié)省投資，且對(duì)地形的適應(yīng)性較好，選定為輸水方案。

表7 輸水形式方案比選表

2.2.3 輸水管材比選

在長(zhǎng)距離管道輸水工程中，中等口徑以上的壓力輸水管道常采用鋼管、玻璃鋼夾砂管、PE 管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）、離心球墨鑄鐵管（水泥砂漿+環(huán)氧封面層）等五種管材，其對(duì)比見(jiàn)表8。

針對(duì)本工程地形變化復(fù)雜、地質(zhì)條件差、局部水頭壓力大、工期緊等因素考慮，離心球墨鑄鐵管耐內(nèi)外壓能力強(qiáng)、水質(zhì)無(wú)污染、整體性好、工藝簡(jiǎn)單且便于維修，參考新疆和烏恰本地已實(shí)施過(guò)的長(zhǎng)距離輸水管道工程，確定本工程全線使用離心球墨鑄鐵管(水泥砂漿+環(huán)氧封面層)管材。

3 結(jié)論

烏恰縣東城引水工程所在地地形變化復(fù)雜、地質(zhì)條件較差，且水源地烏瑞克河存在泥沙含量較高等問(wèn)題，參考近年來(lái)本地引水工程經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)比選確定了東城引水工程方案：

1）通過(guò)方案比選，確定了東城引水工程渠首位于烏恰縣東北康村上游6 km 河道收束處；輸水管線沿烏瑞克河道右岸布置，滲水廊道穿越康什維爾村，末端至烏恰縣水廠，線路總長(zhǎng)為23110.85 m；工程采取滲水式廊道引水，采取離心球墨鑄鐵管（水泥砂漿+環(huán)氧封面層）管道輸水。

表8 管材方案比選表

2）項(xiàng)目實(shí)施后，有效改善灌溉面積0.15 萬(wàn)畝，為工業(yè)園區(qū)供水1327 萬(wàn)m3/年，產(chǎn)生工業(yè)效益318.48 萬(wàn)元/年；項(xiàng)目實(shí)施后，有效增加地表水利用效率、減少地下水開(kāi)采，生態(tài)效益顯著；項(xiàng)目還可以改進(jìn)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，逐步提高項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)水平，社會(huì)效益顯著。

3）項(xiàng)目建成后經(jīng)過(guò)數(shù)年運(yùn)行，工程調(diào)度運(yùn)行情況良好，水量水質(zhì)穩(wěn)定，說(shuō)明工程方案的選取是合理的。