托里县那仁苏供水工程总体布置方案比选分析

王伟伟

（新疆塔城地区水利水电勘察设计院，新疆 塔城 834700）

1 工程概况

托里县那仁苏供水工程位于新疆准噶尔盆地西北缘断山区，那仁苏河发源于准噶尔盆地西北部的玛依勒山南坡，河流呈西北—东南走向。托里县那仁苏供水工程主要任务是采用首部加压结合重力输水通过管道将那仁苏河地表水引至托里县城，解决托里县城、县城周边十五个村的生活用水及水厂周边规划建设1125亩林地的绿化用水。托里县那仁苏供水工程水源为那仁苏河水，供水管道设计引水流量为0.3 m3/s，年供水量397.73万m3。根据《防洪标准》[1]（GB 50201-2014）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》[2]（SL 252-2017）的规定，确定工程等别为IV等，工程规模为小（1）型，拦河闸主要建筑物级别为3级，泵站主要建筑物级别为4级，供水管道主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。

2 供水总布置方案比选

通过现场踏勘并结合水源和受水点的地形地势情况[3]，综合考虑河道各断面径流产流条件及能够提供最大水头的地面高程等制约因素，选择两处取水点，在那仁苏河上游为上游取水点，距离上游取水点约7.5 km处至河道汇流断面为下游取水点。结合两处取水点位置选择5种供水总布置方案进行比选，其中上游取水点布置3种方案，下游取水点布置2种方案。

（1）上游取水点方案

方案一:长隧洞重力输水方案，即首部新建1座拦河闸，向北设隧洞长11.3 km至牧业公路，沿着牧业公路敷设9.8 km有压管道至加玛特河，穿过加玛特河沿着S221公路敷设18.8 km有压管道至托里县水厂，其中隧洞长度11.3 km，管道长度28.6 km，线路总长39.9 km，合计建筑投资3.10亿元。

方案二:首部抬高水头重力输水方案，即首部新建1座抬高水头拦河闸，沿着那仁苏河敷设5.1 km有压管道至拟建的S258公路，沿着S258公路西面冲沟敷设8.1 km有压管道至民国路，沿着民国路敷设8.5 km有压管道至狭窄路段，向北设隧洞长度1.46 km至牧业公路，沿着牧业公路敷设6.2 km有压管道至加玛特河，穿过加玛特河沿着S221公路敷设18.8 km有压管道至托里县水厂。其中隧洞长度4.56 m，管道长度43.5 km，线路总长48.1 km，合计建筑投资3.39亿元。

方案三:局部加压方案，即首部新建1座拦河闸，沿着那仁苏河敷设5.1 km有压管道至拟建的S258公路，沿着S258公路西面冲沟敷设8.1 km有压管道至民国路，中间设一级扬水泵站，沿着民国路敷设8.5 km有压管道至狭窄路段，向北设隧洞长1.46 km至牧业公路，沿着牧业公路敷设6.2 km有压管道至加玛特河，穿过加玛特河沿着S221公路敷设18.8 km有压管道至托里县水厂，其中隧洞长度1.46 m，管道长度46.7 km，线路总长48.2 km，合计建筑投资2.77亿元。

图1 上游取水点工程总布置方案图

（2）下游取水点方案

方案四:长隧洞重力输水方案，即首部新建1座拦河闸，向北设隧洞长15.1 km至牧业公路，沿着牧业公路敷设7.0 km有压管道至加玛特河，穿过加玛特河沿着S221公路敷设18.8 km有压管道至托里县水厂，其中隧洞长度15.1 km，管道长度25.8 km，线路总长40.9 km，合计建筑投资3.44亿元。

方案五:首部加压方案，即首部新建1座拦河闸，在拦河闸上游左岸设一级泵站，泵站出口敷设2.0 km有压管道至拟建的S258公路，沿着S258公路敷设4.9 km有压管道至民国路，沿着民国路敷设10.5 km有压管道至狭窄路段，向北设隧洞长1.46 km至牧业公路，沿着牧业公路敷设6.2 km有压管道至加玛特河，穿过加玛特河沿着S221公路敷设18.8 km有压管道至托里县水厂，其中隧洞长度1.46 m，管道长度42.4 km，线路总长43.9 km，合计建筑投资2.53亿元。

图2 下游取水点工程总布置方案图

3 比选分析结果

供水总体布置方案对比见表1。

表1 总体布置方案对比统计表

方案一:供水管道满足重力输水，后期运行维护费用低，复杂地形段采用隧洞穿管方案，管道运行安全性较好。但管线隧洞段较长、投资大、施工难度大；隧洞段施工占主要工期，工程完工需3年左右时间，工期较长不满足县政府要求工程尽早完工发挥效益的目标；上游取水点位于山区，需修建8.0 km左右的进场道路，后期运行管理极不方便。经上述原因综合分析，方案一不作为推荐方案。

方案二:供水管道高点段采用隧洞穿管方案满足重力输水，后期运行维护费用低。但管线总长度及隧洞段长度较长、投资大；需在那仁苏河河谷敷设6.5 km左右有压管道施工极为困难；首部修建拦河闸，高度在25 m左右，只是满足抬高管道进口高程起不到调蓄作用，且拦河闸和隧洞段施工占主要工期，工程完工最少需2年左右时间，工期较长不满足县政府要求工程尽早完工发挥效益的目标；另外上游取水点位于山区，需修建8.0 km左右的进场道路，后期运行管理极不方便。经上述原因综合分析，方案二不作为推荐方案。

方案三:利用上游取水点地面高程水头，采用局部加压，避免在供水管道高点段设隧洞，工期较短满足县政府要求工程尽早完工发挥效益的目标，降低泵站扬程后期运行维护费用相对较低。但管线总长度较长，还需在那仁苏河河谷敷设6.5 km左右有压管道施工极为困难；另外上游取水点位于山区，需修建8.0 km左右的进场道路，后期运行管理极不方便；加之上游取水点多年平均径流量较小，结合断面生态基流下泄量、环境影响允许引水总量及县城水资源供需平衡分析，最大引水量大约270万m3，引水量小不能彻底解决县城远期用水需求。经上述原因综合分析，方案三不作为推荐方案。

方案四:供水管道满足重力输水，后期运行维护费用低，复杂地形段采用隧洞穿管方案，管道运行安全性较好。但管线隧洞段较长、投资大、施工难度大；隧洞段施工占主要工期，工程完工需4年左右时间，工期较长不满足县政府要求工程尽早完工发挥效益的目标。经上述原因综合分析，方案四不作为推荐方案。

方案五:下游取水点地面高程低，避免在供水管道高点段设隧洞，需采用首部加压，泵站扬程相对较大，后期运行维护费用相对较高。但管线总长度短、隧洞段短、施工难度小、工程一次性投资小；工期较短满足县政府要求工程尽早完工发挥效益的目标；下游取水点多年平均径流量大，结合断面生态基流下泄量、环境影响允许引水总量及县城水资源供需平衡分析，最大引水量大约400万m3，能够解决县城远期用水需求。加之下游取水点地形较为平坦，只需修建2.0 km左右的进场道路，后期运行管理较为方便；经上述原因综合分析，方案五作为推荐方案。

4 结论

综上，结合河道生态环境要求、供水水量、工程投资、施工工期、施工难度及运行管理等考虑，方案五具有管线总长度短、隧洞段短、施工难度小、工程一次性投资小，满足生态和远期需水要求，后期运行管理方便等优势，推荐采用方案五，即下游取水点首部加压方案。