武乡县东干线供水工程输水方式及线路研究与确定

肖 欣

（山西省水利水电勘测设计研究院 山西太原 030024）

武乡县东干线供水工程输水方式及线路研究与确定

肖 欣

（山西省水利水电勘测设计研究院 山西太原 030024）

文中主要从地形地质、工程设计、施工条件、运行管理等方面阐述了武乡县东干线供水工程输水方式及线路的研究、比较分析，并确定了切实可行的输水方式及线路。

东干线供水工程；输水方式；输水线路；研究；确定

在山西省大水网谋划织密水网的背景下，武乡县随之启动了本地小水网建设工程。小水网是大水网的“末梢”，也是县里水利工程的“龙头”，它建在农民身边，辐射田间地头。武乡县东干线供水工程规划水源为关河水库，供水干线长约50 km，主要向潘洪工业园区、蟠龙镇和韩北乡2.3万人生活供水，同时灌溉故县乡、贾豁乡、大有乡和蟠龙镇1 667 hm2农田。现研究其工程的输水方式及输水线路如下。

1 输水方式研究与确定

在距离长的供水工程输水系统中，输水方式一般有明渠（包括渡槽）、暗渠（包括倒虹吸）、管道及隧洞等多种形式，也可根据不同地段的不同地形地质等情况分段组合使用。为满足压力需要，避免二次污染，多采用管道方式进行输水。本工程主要从以下几方面进行研究分析：

1）本工程主要功能是解决武乡县东部山区农田灌溉、人居生活用水和蟠洪工业园区企业用水，水源地和受水区距离远，地形条件复杂，采用管道输水可以很好地适应工程沿线复杂的地形地质条件以便布设线路，管道密封性好不仅可有效保护水质，且蒸发、渗漏及污染都可以忽略，将大大提高水资源利用率。

2）从供水高程分析，沿线各工农业受水区的高程均高于关河水库取水水位，需通过泵站加压和重力流组合输水方式，采用压力管道输水可充分利用线路地形高差，减少水头浪费。

3）管道输水能够提高土地使用效率可以大大节约工程用地，工程除了加压泵站、检查测流阀井等少量地面建筑物形成永久占地外，其它都是施工临时用地，从而大幅度降低永久占地量和拆迁量随之降低工程造价。

4）输水管道通常视地形起伏变化而布线，通过倒虹吸、套管等手段穿越河流、道路等地表设施埋设在地面以下，除了地面上的阀门（阀件）定期检修维护外，其余线路几乎不需要维护，工程运行成本较低，同时还避免了输水工程受洪涝、交通等地面不利因素的干扰与影响，工程后期运行维护相对简单省事。

5）输水管道埋设在地面以下，通常不会被外界因素如人为、自然灾害等破坏或影响，同时管道连接处采用柔性接口，施工较为方便简单，工程可以承受少量的变形和地基不均匀沉降，具有良好的密封性和一定的抗震能力，从而使工程也较为安全。

6）管道输水的投资相对较大，但水质有保证、水量损失小及工程运行维护相对简单安全，总体看还是经济可行的。

综合以上研究分析，考虑供水功能要求、输水线路所通过的地形地质条件、施工条件及运行管理等因素，本工程输水方式最终确定为管道输水。

2 输水线路研究与确定

在距离长的供水工程中，输水线路的定线走向直接影响着整个工程的施工、造价、运行及后期维护管理等，因此输水线路的研究与确定就成为所有供水工程的重中之重。在选择线路的时侯，一定要在符合当地相关部门规划和满足工程需要的前提下，充分考虑水位高差优先选择重力流输水，尽可能做到线路起伏变化小、输水线路短、工程量小造价低，还要尽量避开不良地质、易发地质灾害地区及重要大型建筑物设施。

武乡县水网规划中的东干线方案供水水源和受水区已确定，其中水源地是关河水库，受水区主要包括输水线路沿线上1 667 hm2农业灌溉，涉及到故县乡、贾豁乡、大有乡和蟠龙镇4个乡镇，武乡县蟠洪工业园区企业用水及2个乡镇（蟠龙镇、韩北乡）大约2.3万人生活用水。

根据水源地及受水区的实际分布情况，考虑到水源地和受水区距离远，地形条件复杂等因素，经现场实地踏勘后提出了第一方案即低线方案和第二方案即高线方案。总体来看两个方案都能满足要求实现工程目的，而且在输水线路尾段的蟠洪河段受地形所限此段布置几乎重合，因此本工程在确定输水线路方案时主要从水源地取水方式、输水干线布置、调蓄水池设计、灌区工程设计、施工组织设计投资、运行管理等方面进行权衡综合比较。

2.1 取水方式比较

本工程供水对象主要集中在关河水库东部几个乡镇，从输水线路方向和受水区范围看，取水口选在大坝坝头至溢洪道附近比较合适，经过对这段库岸及周边所有可能取水的位置进行实地踏勘，然后再综合考量地质、地形、施工难易程度等最终选择了2个取水口，一个是大坝右岸坝后引水发电洞分水，一个是位于溢洪道上游侧的沟道内。第一方案主要是沿浊漳河河滩埋设管道，从发电洞取水，既充分利用关河水库水头，又无需在库区新建取水建筑，该处紧邻上坝公路，施工运行管理方便；第二方案线路沿武乡县和榆社县县界高地埋设管道，如采用坝后取水，需在坝后新建扬水泵站，出水管道需增加3 km左右，不经济，因此第二方案考虑在溢洪道左岸冲沟内建库区取水泵站提水，但该方案在沟口建围堰，施工时布置临时道路，工程布置复杂，施工难度大。显然，在取水方式方面两方案比较，第一方案明显占优。

2.2 输水干线布置比较

第一方案输水干线主要是沿浊漳河和潘洪河河滩地铺设管道，管道在李峪村前均为重力流有压供水，输水干线在李峪村和祥良村设加压泵站扬水，线路总长44.98km，两个泵站地形扬程分别为164.94m、88 m，总装机功率2 210 kW。第二方案主要是沿山区经两级泵站加压扬水后依靠重力流长距离输水，在蟠洪河寨坪村附近再设三级加压泵站送至末端，线路总长56.63km，三个泵站地形扬程分别为110.5～123.5m、128 m、43 m，总装机功率3 280 kW。第一方案总长度比高线方案短11.65 km，且充分利用关河水库水头，线路基本沿河滩铺设，地形起伏小，线路布置灵活，施工组织设计简单；第二方案需要将全部用水先扬至高位水池，再沿途分水给农业灌溉，线路均位于山区，地形起伏大，部分线路尚无道路通行，线路布置复杂，且线路后半段管道承受内水压力较大，对管材要求高。因此，在输水干线布置方面两方案比较，第一方案较优。

2.3 调蓄水池设计比较

根据《山西省武乡县水网规划》报告，工业用水企业单位零星散布在长达21.5 km（蟠洪河庄里桥至上北漳村）沿线范围内，如果在一个地方布置设计事故调蓄水池，会有部分企业在管道事故及检修时不能取水，因此考虑在工业园区范围内分散布置3个调蓄水池，方便企业就近取水，两个方案调蓄水池布置基本相同，施工难易相当。

2.4 农业灌溉设计比较

本工程主要是解决武乡县东部山区农业灌溉，农作物主要分布在高程 1 000～1 230 m，地块分布零散，高程不一，难以集中大面积灌溉。因此第一方案需要多级加压点加压灌溉，而第二方案将库水先扬至高程1 200 m，再依靠重力流输水可以灌溉沿线大部分农田，只在管线后段设加压点扬水灌溉。第一方案设石佛沟加压泵站1座，加压点3处，总装机功率1 248 kW；第二方案加压点6处，装机功率169.5 kW。因此，在农业灌溉设计方面两方案比较，第二方案较优。

2.5 施工组织条件比较

第一方案需新建分水阀与发电洞相连，沿线加压泵站布置灵活，供水线路沿河滩布置，施工方便，节省工程投资；第二方案除蟠洪河段供水线路与南线方案基本相同，需新建库区取水泵站，供水线路主要在山区埋设，地形起伏大，现场无可行施工道路，施工难度大，投资高。显然，在施工条件方面两方案比较，第一方案明显占优。

2.6 运行管理比较

第一方案年运行管理费用较高线方案低699万元，且第一方案供水干线紧邻S322省道铺设，可以作为工程管理运行的交通通道，既不产生新的征地范围，又便于统一管理。第二方案供水线路主要布置在山区，距离交通干线远，管理不便，第一方案优势明显。

2.7 综合确定

综合比较，第一方案优势更多更明显，因此，本工程输水线路最终确定为第一方案即低线方案。

3 结语

在供水工程输水方式及线路进行选择的时候，必须要根据当地的各种实际情况来进行研究分析对比，这样才能更好地保证所确定的输水方式及线路的合理性、科学性和经济性。通过具体研究、分析对比，最终确定了较优的武乡县东干线供水工程的输水方式及线路，相信随着工程的实施和投入使用，本工程必将大大促进武乡县社会与经济等各方面的发展和进步。

Research and Determination of Water-supply Way and Line in the East Main Water-supply Project of Wuxiang County

XIAO Xin

From topography and geology，engineering design，construction condition，operation management and other aspects，this article narrates research methods and comparative analysis of water-supply way and line in the east main water-supply project of Wuxiang county，and to determine the feasible scheme.

the east main water-supply project；water-supply way；water-supply line；research；determination

TU991

B

1006-8139（2017）02-005-02

2017-03-14

2017-03-20

肖 欣（1974-），男，1996年毕业于葛洲坝水电工程学院水利水电工程专业，高级工程师，主要从事水利水电工程勘测设计管理工作。