杨房沟水电站施工供水系统设计研究

赵凯

【摘要】杨房沟水电站施工用水水量较大，高峰日用水量达43000m?，供水点相对分散，本文通过水源选择，工艺、布置设计，提出了一整套合理、节能、可靠的施工供水系统设计方案，为杨房沟水电站建设提供保证。

【关键词】生产用水；生活用水；取水泵站；自流供水

1. 工程概况

杨房沟水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县境内的雅砻江中游河段麦地龙乡上游约6km处，是雅砻江中游河段一库七级开发的第六级，上距孟底沟水电站37km，下距卡拉水电站33km。杨房沟水电站的开发任务为发电，枢纽工程等别为一等，工程规模为大（1）型，由双曲拱坝、泄洪消能建筑物（坝后水垫塘及二道坝）、左岸引水系统、地下厂房及尾水系统等主要建筑物组成。大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程2102m，正常蓄水位2094m，最大坝高155.0m，地下厂房装机4台375MW机组，总装机容量1500MW。

根据可行性研究阶段成果，本工程施工期高峰时段平均强度指标为：土方开挖8.0万m?/月，石方开挖20.0万m?/月，石方洞挖9.4万m?/月，土石方填筑12.3万m?/月，混凝土浇筑12.0万m?/月。本工程施工期平均人数为3500人，施工高峰年人数为4900人，施工总工日约为946万工日。

2. 用水量分析

2.1 施工用水

施工用水包括土石方开挖用水、土石方填筑用水、混凝土生产及养护用水、砂石系统生产用水，以及其它工厂设施生产用水和机械施工用水等；生活用水包括业主营地及承包商营地的生活区用水及前期营地生活用水；消防用水主要为工程施工区内的办公设施、住宅、其它公共建筑，以及施工工厂、堆场等所需的室外消火栓、室内消火栓、自动喷淋等消防用水。各单项工程施工高峰期用水量复核计算成果见表1。

单项工程施工高峰用水量汇总表

表1

类 别 序号 项 目 名 称 高峰用水量

（m?/d） 备 注

施工用水 1 土方明挖 16

2 石方明挖 480

3 石方洞挖 1200

4 土石方填筑 1500

5 导流洞等前期混凝土養护 6880

6 大坝工程混凝土养护 14880

7 大坝混凝土通水冷却 780

8 引水及厂房混凝土养护 6400

9 钻孔灌浆 3000

10 料场开采降尘 400

砂石系统、混凝土系统生产用水 11 上铺子沟砂石加工系统 11900 循环补充用水

12 低线混凝土生产系统 3600

13 高线混凝土生产系统 5000

施工工厂生产用水 14 上铺子工区施工工厂 350

15 中铺子工区施工工厂 100

2.2 生活用水

本工程生活用水主要包括业主营地生活用水及承包商营地的生活用水两部分。根据《室外给水设计规范》（GB50013-2006），按二类分区中、小城市最高日综合用水量标准计算，业主营地高峰日用水量为280 m?/d，承包商营地高峰日用水量为1900 m?/d，二项合计2180 m?/d。

2.3 高峰用水量

根据施工进度安排，并按负荷曲线法计算所得的成果表明，全工程施工期生产生活总用水高峰年发生在2019年，高峰日用水量约43000m?。

3. 水源选择

雅砻江由北向南流经杨房沟水电站施工区，施工区枯水期江水面宽56m～102m，高程1983m～1985m。工程附近无地下水水源可供资用，可供取用的只有地表水，如江水、沟水等。主要有杨房沟、上铺子沟、旦波（北）沟等。

从水质上分析，杨房沟、上铺子沟水源水质较好，可直接用于生产用水，如作生活用水水源，则只要经过简单的消毒处理即能达到生活饮用水要求。相对而言，雅砻江水质较差，需要经过沉淀处理后才能满足生产用水水质要求，如作生活用水水源，则不但需要沉淀处理，还需要进行除铁、除锰处理才能达到生活饮用水要求。从水源水量方面分析，丰水期杨房沟与上铺子沟的水量均较大，已能满足整个工程用水量需要，但两沟枯水期的水量均较小，远不能满足整个工程用水量的需要，故此时必要从水量充沛的雅砻江中取水以满足工程需要。雅砻江江水常年水量丰富，能满足整个工程用水量之需要。

综上所述，杨房沟与上铺子沟水既适用于生活用水水源，也可用于整个工程丰水期水源，雅砻江江水适用于整个工程生产用水水源，经严格处理后也可作为生活用水水源。

4. 供水系统设计

4.1 总体规划

杨房沟施工供水系统主要由杨房沟挡水堰（取水口）、杨房沟沉沙池、上铺子沟挡水堰（取水口）、上铺子沟沉沙池、雅砻江取水泵站、生产水厂及加压泵站、生活水厂及加压泵站、左坝头调节水池、右坝头调节水池、高线混凝土系统调节水池、低线混凝土系统调节水池、砂石加工系统调节水池、施工工厂调节水池、业主及承包商营地清水池、前期营地清水池及输水管道等组成。其中生活水厂分两部分考虑，一部分可供电站建成后运行期使用的永久供水设施，另一部分只是电站施工期使用的临时供水设施。

雅砻江取水泵站设计规模为1700 m?/h，设置高程为1983m；生产水厂设计规模为34000 m?/d，设置高程为2045m；生产加压泵站设计规模为1900 m?/h，设置高程为2041.55m；生活水厂设计规模为2200 m?/d，设置高程为2160.15m；生活加压泵站设计规模为180 m?/h，设置高程为2160.15m；杨房沟挡水堰堰高约4m，取水高程为2192m；上铺子沟挡水堰堰高约4m，取水高程为2182m；杨房沟沉沙池设计容量为760m?，设置高程为2176 m；上铺子沟沉沙池设计容量为760m?，设置高程为2176 m；左坝头调节水池设计容量为2000 m?，设置高程为2125 m；右坝头调节水池设计容量为1500 m?，设置高程为2120 m；高线混凝土系统调节水池设计容量为800 m?，设置高程为2120 m；低线混凝土系统调节水池设计容量为600 m?，设置高程为2065 m；砂石加工系统调节水池设计容量为1500 m?，设置高程为2090 m；施工工厂调节水池设计容量为200 m?，设置高程为2150 m；业主及承包商营地清水池设计容量为800 m?，设置高程为2200 m；前期营地清水池设计容量为100 m?，设置高程为2098 m；输水管道干管设计流量约为1900 m?/h，管径为DN500mm。

4.2 工艺流程

本工程施工供水系统主要有杨房沟、上铺子沟沟水和雅砻江江水三个水源，其中杨房沟和上铺子沟沟水采用钢管重力引水，不需加压和水处理即能满足生产供水要求，上铺子沟沟水经生活水厂沉淀净化、消毒处理后能满足营地生活用水要求；雅砻江江水采用岸边设置固定式取水泵站抽水，经生产水厂沉淀处理后能满足工程施工用水和生产用水要求。当遇特枯年枯水期上铺子沟沟水量不能满足营地生活用水量需要时，可利用雅砻江江水处理后的生产用水，经生活水厂消毒处理后满足营地生活用水需要。整个供水系统生产工艺流程框图见图1。

图1 施工供水系统生产工艺流程框图

4.3 布置设计

（1） 生产供水

以杨房沟沟水为水源，在杨房沟上游（沟床高程约2192m）修建溢流挡水堰拦蓄沟水，并沿主沟左岸铺设输水管道，经设在挡水堰下游约200m的沉沙池沉淀简易处理后送至高线混凝土系统调节水池、左坝头调节水池、低线混凝土系统调节水池、右坝头调节水池等。全程采用自流供水方式提供施工用水，主要供给高线混凝土生产系统、大坝等枢纽建筑物施工、低线混凝土生产系统用水。杨房沟沟水水质相对较好，经简易沉淀处理后可直接引水至各调节水池用于生产及施工用水。对于开采金波石料场所需的机械用水及降尘用水，建议由左坝头调节水池接出一路管线，通过加压泵沿卡杨对外交通专用公路至料场附近调节水池。

以上铺子沟沟水为水源，在上铺子沟上游（沟床高程约2182m）修建溢流挡水堰拦蓄沟水，并沿主沟左侧铺设输水管道，经设在挡水堰下游约30m的沉沙池简易沉淀处理后跨沟至右侧送至砂石系统调节水池等，主要供给上铺子沟口砂石加工系统生产用水等。

以雅砻江江水为水源，在左岸岸边（泄水槽下游约200m）设置固定式取水泵站，取水规模为1700m?/h，经设在附近的生产水厂进行沉淀处理，生产水厂设计规模34000m?/d，原水经生产水厂沉淀净化后，由水厂旁加压泵站加压补充供给各工区调节水池。

三处水源取水设施用树枝形输水干管相互连通，连成一个整体的施工供水系统。供水调度时，当杨房沟来水量不足而上铺子沟来水量较大时，通过输水钢管由上铺子沟向杨房沟用水区域自流供水；当上铺子沟来水量不足而楊房沟来水量较大时，通过输水钢管由杨房沟向上铺子沟用水区域自流供水；当枯水期两条沟来水量均不足时，由雅砻江取水泵站抽水，经生产水厂处理后供给施工、生产用水。

此外，为满足上铺子附近施工工厂等生产用水需要，由生活原水管道接引管道至施工工厂调节水池，水池容量为200 m?。

（2） 生活供水

主要以上铺子沟沟水为水源，利用其上游设置的溢流挡水堰取水，通过主沟左侧的输水管道经沉沙池初步沉淀，后接出一路管道经泄水槽左岸的检修道路至承包商营地附近的生活水厂；如遇特枯年份上铺子沟来水水量不足时，打开节点7附近的常闭阀门把生产水厂送出的生产用水送入生活水厂作为生活用水水源。生活水厂设计净水处理能力2200m?/d，经生活水厂处理后加压供水至业主及承包商营地清水池，主要供给业主及承包商营地生活用水。另外，也可从生活水厂的水箱自流引水供给前期营地清水池，以满足前期营地生活用水之需要。

5. 结论

（1） 杨房沟施工供水系统设计考虑充分利用冲沟自流供水，节能减排。

（2） 考虑到杨房沟水电站建设施工供水的重要性，增设江边取水泵站，提高供水的保证率。

（3） 符合卫生标准的支沟水优先作为生活饮用水水源，不影响地方的生产和生活用水（特别是农田灌溉）。