洪洞县转型综改示范区供水工程输水方案探讨

2017-01-20梁倩倩

山西水利 2016年3期

关键词：洪洞县供水管线

梁倩倩

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

洪洞县转型综改示范区供水工程输水方案探讨

梁倩倩

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

百里汾河“两区同建”转型综改示范区位于山西省洪洞县，供水工程的建设可为园区的发展提供水源保障，因此输水方案的合理确定对供水工程尤为重要。通过多次现场勘察，经综合比选，最终确定了该工程的引水方式、输水管材以及输水线路，可为其他类似工程提供参考。

供水工程；输水方案；洪洞县

百里汾河“两区同建”转型综改示范区建设是洪洞县委、县政府为响应山西省委、省政府提出的“以转型发展为主线，为实现山西经济社会跨越发展”，以及临汾市委、市政府提出的“两区同建”口号，与山西临汾五洲集团强强联合，政企互动，依托“百里汾河新型经济带”兴建的以现代农业产业园区和新型农村社区建设为核心的一项重要工程。随着园区的建成，用水量逐渐加大，现有供水设施不能满足园区发展。

1 工程概况

百里汾河“两区同建”转型综改示范区供水工程位于山西省洪洞县，拟自曲亭水库取水，沿曲亭河河道布设输水管线。曲亭水库位于洪洞县城东南15 km的曲亭镇吉恒村南，是一座以灌溉、防洪为主的中型水库，控制流域面积127.5 km2，大坝以上主河道长29.45 km，主河道纵坡13.13‰。水库除拦蓄本流域径流外，主要引洪安涧河水和霍泉水。园区南北长度约6 700m，东西宽度约2 200m，总面积1 533.33 hm2。项目区包括天井、北羊獬、南羊獬、杨曲村、上桥村和土师村等6个行政村，涉及16 000余人。本工程设计引水流量0.88m3/s，年引水量1 025万m3，园区规划人口远期为5.3万人，年生活用水730万m3，苗圃灌溉面积786.67 hm2，年灌溉用水295万m3。

2 输水方案设计

2.1 引水方式确定

本工程取水口位于曲亭水库右灌溉渠道左侧，现状高程530m，由于两岸过高，管道布置于河道内，河道内管线处最低现状高程为502m，并在西乔泗村爬坡上岸，上岸后现状地面高程为523m，该段地形呈“U”字型。

明渠、箱涵均为无压流，无法满足高落差地形的需求，同时需永久占用大量耕地、输水损失大，施工较为复杂，施工工期长。管道供水具有承压性能好、供水保证率高、水量损失少、运行管理方便、维护工作量小以及防污染性强等优点。因此，本工程采用管道输水。

2.2 输水管材确定

结合国内管材生产和工程实际，重点对球墨铸铁管、PE管、钢管、预应力钢筒混凝土管和玻璃钢管进行综合比较。

球墨铸铁管使用年限较长，管道承受压力较高，采用橡胶圈接口，柔性较好，对地基适应性强，防腐能力较钢管强，但需做防腐处理。

PE管具有高耐腐蚀性、摩擦系数小等特点；为环保材料，对水质无污染；环刚强度、抗拉强度高，能承受较高的内水压力；管道重量轻，方便施工；同时对施工回填等要求较低，施工方便，后期维修工作量小，使用年限为20～30年。

钢管的优点是管材强度较高，耐工作压力高，施工敷设方便，适应性强，接口形式灵活，管道渗漏较少，单位管长重量较轻，适合用于地形复杂地段和穿越各种障碍。缺点是需对管道做防腐处理，施工工序复杂，后期维修工作量大，使用年限约为25～50年。

预应力钢筒混凝土管（PCCP）的优点是设计方法先进、安全，能承受较高的内压和外部荷载，接头密封性好，对地基适应能力及抗震性能好，有较强的通水能力，耐腐蚀性能好，可通过焊接部分接头以抵抗推力，管道运行经济安全，造价低，寿命长，社会综合效益好。主要应用于长距离、大流量的供水工程，流量较小时性价比较差。

玻璃纤维增强树脂缠绕成型加砂管（RPMP）的优点是密闭性好，重量轻，管道内壁光滑，相应水头损失小，具有很好的防腐性，管道维修方便，管道重量轻。缺点是管道为柔性管，抗外压能力相对较差，对回填土施工技术要求较高。参考省内现有工程运行情况来看，在高压力情况下易发生爆管。

输水管道管材造价比较见表1。

表1 输水管道管材造价比较表

综上所述，PE管价格太高；玻璃钢管造价较低，但施工较为复杂，对回填土要求较高，且从已建工程来看运行过程中发生爆管几率较高，因此不被选用；球墨铸铁管、钢管、预应力混凝土管价格相近，但钢管抗腐蚀性能弱，后期维修工作量大；预应力混凝土管道施工较为笨重，且造价较球墨铸铁管高，因此本工程选用球墨铸铁管。

2.3 输水线路确定

2.3.1 输水管线选线原则

一是充分利用地形高差，采用有压重力流输水，以节省能耗，降低工程运行成本；二是管线布置尽量取直，减少转折，以减少水头损失及控制性工程的规模，降低工程造价；三是管线尽量靠近现有道路敷设，方便施工和运行维护管理；四是尽量减少管线穿越公路及河道（沟渠）的次数，尽量避开不良土质地带；五是尽量避免穿越村庄和大片林地，以保护环境，方便群众生产生活，避免造成水土流失，并减少工程投资。

2.3.2 取水枢纽位置确定

本工程供水水源为曲亭水库，通过多次踏勘，根据拟建水厂厂址与曲亭水库之间交通分布及地面附着物的情况，综合考虑经济、供水安全两方面因素，选取不同取水口位置进行线路布置，提出两种方案选择。

方案一：利用水库右干渠上游2.8 km渠道输水，在曲亭镇下游干渠上设置取水构筑物，然后沿现有道路铺设管道将水输送至园区水厂，同时将上游2.8 km渠道覆盖，管线长11.48m，渠道长2.8 km。

方案二：在水库右干渠渠首设置取水构筑物，不再利用上游2.8 km的渠道输水，直接铺设2.8 km管道与方案一供水管线相接。本方案比方案一多铺设管道3.1 km，管线总长度14.53 km。

方案一的优点是利用了北干渠约2.8 km的渠道，节省了工程投资。缺点是：通过对利用段渠道现场踏勘，发现现状渠道内垃圾倾倒严重，污染水质，甚至部分养殖场养殖废水直接排入灌水渠道，因此该方案引水水质难以保证；同时上游段渠道多数被覆盖，运行管理难度较大；可能与利用段用水户产生用水纠纷，引水水量难以保证。

方案二的优点是取水点位于灌溉洞下游，灌溉干渠渠首附近，通过节制分水闸取水，既不影响农灌，不与灌区用水户交叉，也便于控制和管理；水源水出水库后便被引入管道，可有效减少水质污染，引水水质得到保证。缺点是：由于两岸阶地高出取水水位20m以上，因此上游约2.8 km管道需布置于曲亭河滩地，并两次穿过曲亭河主河道，需要进行防护，且比方案一线路长，工程投资较大。

经综合比较，方案一虽然工程投资小，但利用的2.8 km干渠垃圾倾倒、污水排入现象严重，引水水质难以保证，且不便于管理和控制，易与周边产生纠纷。方案二虽然工程投资大，但便于管理和控制，输水水质沿途不受污染。因此本工程取水枢纽方案推荐采用方案二。

2.3.3 输水线路总体布置

工程取水枢纽位于曲亭水库右侧灌溉洞出口下游渠道，枢纽处渠底高程为529.3m。拟建取水枢纽位于渠道水闸下游40m处，通过节制分水闸控制引水进入调节池。在桩号0+000—2+777段因两侧岸高坡陡，管线布置在现有河道滩内，管线在桩号0+450、桩号2+360处横穿河道，拟对该段管线布置于10年一遇洪水位以下部分进行防护。管道在西乔泗村北侧上台地向东穿过西乔泗村，一路向东主要布置在现有耕地位置，尽量减少对林地及苗圃的破坏。管道在桩号12+900及13+400处两次穿过河道，穿过南同蒲铁路及霍侯一级路采用曲亭河桥穿过方式。管道在南同蒲铁路桥下穿过南同蒲铁路，在桩号13+761.4处设置分水口后转向北至规划水厂位置。