宝鸡峡灌区泥河生态治理供水工程设计方案浅析

2019-07-26杜静

陕西水利 2019年6期

杜静

（陕西省宝鸡峡引渭灌溉管理局咸阳总站，陕西咸阳 712000）

礼泉县地处陕西省关中平原腹地，面积1018km2，耕地85万亩，人口50万。福银高速、312国道、关中环线穿境而过，距离省会城市西安55 km、咸阳市区28 km，交通区位优越。泥河为泔河一级支流，其源头在乾县大墙乡，从城关镇西关村入礼泉境内，河道紧靠礼泉县城北关而过，于赵镇石杨村汇入泔河，工程区以上流域面积约为6.5 km2，主河道全长约13 km。因常年水源短缺，水体流动小，加之周围污染大，自然环境差，因此决定修建泥河生态治理项目，进行综合整治绿化美化，以提升县城群众生活品味。

1 工程设计思路与布局

工程设计以“水润三秦、水美三秦、水富三秦”为宗旨，积极保障民生，改善礼泉县城生态环境，提升县域水文化品质，满足广大群众美好生活需要，促进城市长远发展；遵循水利工程设计规范，方案务求科学合理经济实用，促进灌区产业结构调整和水资源综合利用；坚持因地制宜，多方比较优化方案，为社会经济可持续发展提供水资源保障；增强渭河、泔河水系连通，促进人水和谐，兼顾水利、民生、生态环境综合效益，实现多赢目标。

泥河生态治理工程位于礼泉县城以北，总长度3.55 km，总占地面积约954亩。项目分蓄水工程、截污干管工程和景观工程三部分。规划引调宝鸡峡西干渠水至泥河沟，在泥河沟形成2.82 km的长景观水面，并在两岸近城区域打造城市绿化带，建设城市生态廊道，改善城市环境和周围生态环境，工程规划投资3.3亿元。蓄水工程规划布设3座梯级拦河坝，1处涵闸、3.8 km长蓄水区堤防改造工程，安全排水区1564 m长新建堤防工程，2.82 km河道疏浚工程，1处引水工程，7座浆砌石溢流坎，以及管理设施。

该工程是引调宝鸡峡西干渠灌溉水至泥河沟，在不影响河道行洪的情况下营造水面景观，改善城市建设环境和周围生态环境等。在西兰路桥以上泥河沟段为引调水工程段，布设引调水工程，即从宝鸡峡西干渠开引水口，铺设430 m长输水管线至沉砂池。在西兰路桥上游280 m处布设三级沉砂池，并对西兰路桥坡脚进行护跟；在西兰路至下游污水处理厂段，主要为蓄水区，布设蓄水方案及相应改建现状堤防工程，工程范围为2.82 km，根据地势布设三座拦水坝及一座涵闸，改建堤防3.8 km；在污水处理厂以下120 m为工程安全排水段，主要考虑塌坝泄水对污水处理厂和下游防洪安全影响，以及蓄水区对污水处理厂浸没问题，进行防渗工程处理。

2 供水水源选择

2.1 水源情况

规划的礼泉泥河生态湖工程位于泥河沟道内，上游有宝鸡峡塬上西干渠经过。供水水源可选择的有泥河沟自产水量和宝鸡峡塬上西干渠客水。

（1）泥河沟流域来水量分析

泥河沟全长13 km，流域面积11.3 km2。规划治理段以上控制流域面积6.5 km2；治理段径流根据径流深等值线图计算，工程以上流域径流深为40 mm，计算工程处多年平均径流量为24万m3，75%保证率时年径流量为13.4万m3，90%保证率时年径流量为8.4万m3，95%保证率时年径流量为2.16万m3。为保障下游河道生态基流，每年需给下游河道防渗量2.4万m3，95%保证率时来水量基本满足下游河道径流量，因此工程以上河段无多余水量来满足工程景观用水。

（2）宝鸡峡塬上西干渠供水

宝鸡峡塬上灌区总干渠从林家村渠首闸口引水，经98 km塬边渠道流至魏家堡电站分水口，一部分水量用于电站发电，剩余部分水量沿总干渠流至乾县坛子坊，分为东、西两条输水干渠下流。西干渠西起乾县薛录镇坛子坊村，东至礼泉县城关镇东徐村，设计流量8.01 m3/s，本次最大引水流量1.4 m3/s，富裕水量充足，因此供水水源可选择宝鸡峡西干渠客水。

2.2 补水可靠性分析

经计算，礼泉泥河沟生态湖区多年渗漏、蒸发平均需补水总量19.8万m3，保持水体水质补水量103.8万m3，年需总补水量123.6万m3。宝鸡峡西干渠年可供计划水量5600万m3，西干渠年支口灌溉用水量1375万m3，富余水量4225万m3，主要蓄入泔河水库，可供水远大于灌溉实际用水量，故能满足泥河沟生态治理工程补水要求。

西干渠来水主要是渭河上游来水，沿途除穿越少数城镇和村庄外，渠系大都流经塬边和田野，沿途工矿企业较少，污染较少，且近年灌区加强了“三乱”综合治理和水源保护。经对水库取样抽检，水质为地表3类，并在引水口做沉淀池，经沉淀后可用于生态湖景观与生态用水。另外在蓄水区段现状有泉眼，规划打一眼水源井，出水量约为30 m3/h～50 m3/h，利用新打水源井在西干渠停水期间向湖区补充新鲜水源，以满足蓄水区水质要求。

2.3 补水方案

本着兼顾农灌和生态用水、效益最佳的原则，在生态湖一次蓄满之后，根据灌溉季节和灌溉水量的不同，选择间断补水方式，适时适量补水。在自然蒸发和渗漏后，要保证在不能供水的时段湖面有水，则需根据间断供水的时段进行湖深的设计。但补水运行时间较短，管理费用少，错峰补水，成本较低，比较合理。经过研究确定年补水6次，基本做到生态湖有清洁的水面，不会出现水体富营养化。

生态湖初次蓄水后，因蒸发、渗漏损失，水位降低，需要及时补水。蒸发补水量按水面面积280亩计算，年蒸发补水量17.03 万 m3，其中 6、7、8 三个月蒸发量为 4.36 万 m3，占到全年总蒸发量的43.7%。根据工程所处地质条件，生态湖每年渗漏量按蓄水容积8%考虑，年总渗漏量2.77万m3。由于湖水流动性差，为防止水质恶化，必须对湖水更换，一年换8次，补水总量103.8万m3。根据各灌溉季节的灌溉水量情况，确定年补水次数为6个时段，各时段补水量见表1。

表1 泥河生态湖补水时段和补水量表

3 引水工程方案

3.1 方案比选

宝鸡峡西干渠横跨泥河沟，根据现状地形，在桩号西干渠13+286段现状布设有十四斗，其地段为西干渠与泥河沟右岸阶地衔接处，渠身在该段为挖方。西干渠干下游约300 m处为沟河村跨渠农桥，桩号为西干渠13+584，该处渠底坐落在泥河沟左岸阶地上，渠身在该段为半挖半填。根据地形条件，在西干渠十四斗下游10 m处，桩号为西干渠13+296，以及沟河村跨渠农桥上游10 m处分别布设引水口，进行设计方案比较（见表2）。经过对比后，本工程考虑实施难易程度，推荐将引水口布置在沟河村跨渠农桥上游10 m处。为了避免村民生活对其影响，现场立警示牌，在引水口设栏污栅。

表2 泥河生态湖引水口位置方案比选

3.2 工程设计

根据推荐方案，现状梯形渠道1∶1.25坡比，引水口与现状渠坡采用弧形扭面衔接，扭面半径为2 m，引水口涉及渠坡长度5 m，引水口宽度1 m，高1 m，根据计算，孔口引水流量为1.4 m3/s。采用铸铁平板闸门控制，闸门前设置拦污栅一道。拦污栅在渠口前设置为固定式。平板闸门后采用暗涵输水，暗涵宽1.2 m、高1.5 m，采用C25钢筋砼结构，涵顶覆约1 m厚度黄土，并恢复现状渠堤路宽及功能。根据现状地形，在暗涵后设检查井，井后接钢筋砼涵管，输水涵管直径为1 m，采用地埋式布设，至西兰路桥处上游沉淀池处，引水涵管全长430 m，沉淀池长280 m，宽约70 m，深约0.8 m，西兰路桥下涵洞底坎兼做拦沙坎，沉淀后泥沙含量约为2 kg/m3。对西兰路桥坡脚进行护跟加固处理。所需补水量通过西兰路桥下涵洞输送入蓄水区。