山西省中部引黃工程輸水線路的確定

郭虹俊

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院 山西太原 030024）

0 引言

中部引黃工程是山西省委、省政府決策的一項戰(zhàn)略性工程，也是山西省“十二五規(guī)劃”大水網(wǎng)建設(shè)中一項重要的工程，是大水網(wǎng)規(guī)劃中的第四橫的延伸。該工程從天橋水電站左庫岸取水，供水區(qū)為忻州、呂梁、臨汾和晉中四市十六個縣（市/區(qū)），目前供水區(qū)為山西省經(jīng)濟發(fā)展較快的地區(qū)，水資源缺乏。隨著經(jīng)濟發(fā)展和人口增長，對水資源的需求進一步增加，供水區(qū)緊鄰黃河，水資源豐富，由于缺少相應(yīng)的供水工程，無法得到有效利用，因此迫切需要新建中部引黃工程來解決當?shù)厝彼默F(xiàn)狀，滿足供水區(qū)各規(guī)劃水平年的需水要求。

1 工程概況

山西省中部引黃工程干線自天橋水電站庫區(qū)取水，供水范圍包括四市十六個縣（市/區(qū)），涉及忻州市保德縣；呂梁市：興縣、臨縣、離石、柳林、中陽、石樓、交口、孝義、汾陽九個縣（市/區(qū)）；臨汾市：隰縣、蒲縣、大寧、汾西四個縣；晉中市：靈石縣和介休市。中部引黃工程的主要任務(wù)是解決忻州、呂梁、臨汾、晉中四市十六個縣（市/區(qū)）的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活用水，年供水量6.02 億 m3。

中部引黃工程包括取水工程和輸水工程。

取水工程位于保德縣境內(nèi)，由天橋水電站庫區(qū)左岸塔式進水口取水，設(shè)計取水流量23.55 m3/s，設(shè)計單級揚程200 m泵站提水后，輸水線路全線自流輸水。

輸水工程包括總干線、東干線、西干線以及各支線。輸水線路全線采用隧洞自流輸水，總長384.5 km，沿途向受益區(qū)各市、縣分水，其中總干線長200.22 km，東干線長28.76 km，西干線長85.70 km，蒲大支線長3.6 km，汾孝介支線長14.97 km，交汾靈支線長51.25 km。

2 輸水線路的方案比選

2.1 輸水線路總體布置

輸水線路包括總干線、東干線、西干線以及各供水支線輸水。

輸水總干線起于取水泵站出水池，經(jīng)保德縣、興縣、臨縣、方山縣、離石區(qū)后，在離石區(qū)東側(cè)穿過東川河，向南至中陽縣城東側(cè)，在邢家?guī)X（樁號總200+217.14）處分為東、西干。

西干線接總干線樁號總200+217.14，向西南方向從石樓縣東部山區(qū)穿過，依次在樁號西34+576.69及西48+890.75處設(shè)分水口，分別給柳林生態(tài)園及石樓縣分水，然后隧洞再向南，在牛家?guī)X穿分水嶺后進入臨汾市隰縣境內(nèi)，在隰縣下王家莊南部的昕水河左岸山體穿出，全長85.70 km。西干隧洞出口設(shè)十字分水閘，分別向隰縣、蒲縣、大寧支線分水，并解決西干隧洞石樓至隰縣段退水問題。

東干線起于總干末端（樁號總200+217.14），向南至孝義下義棠（樁號東干28+763）處分為汾孝介支線和交汾靈支線。汾孝介支線在孝義下堡鎮(zhèn)（樁號汾孝介14+965）出洞后設(shè)分水閘，分別向汾陽、孝義、介休分水。交汾靈支線自下義棠至交口縣回龍鎮(zhèn)西（樁號交汾靈32+790.5）處設(shè)回龍渡槽，渡槽前設(shè)分水口向交口、靈石分水；回龍渡槽后接入交汾靈2號洞，至汾西縣北掌村（樁號交汾靈51+247.5）出洞后接配套壓力管線至用水區(qū)。

2.2 線路選線原則

（1）輸水線路布置時要盡量避開地面建筑物和人口密集區(qū)，盡量減少與地面已有設(shè)施的交叉干擾，優(yōu)先考慮隧洞輸水。

（2）洞線布置要結(jié)合水文、地質(zhì)、施工條件進行，盡量短、直，盡可能節(jié)約投資和縮短工期。轉(zhuǎn)彎段宜采用較大轉(zhuǎn)彎半徑，以滿足輸水流態(tài)和施工要求。對鉆爆法施工段轉(zhuǎn)角小于20°時，轉(zhuǎn)彎半徑不小于50 m；轉(zhuǎn)角大于等于20°時，轉(zhuǎn)彎半徑不小于100 m；TBM施工洞段轉(zhuǎn)彎半徑不小于1500 m。

（3）盡量減少洞線穿越礦區(qū)、煤層等，并注意避開不良地層。

（4）線路布置應(yīng)符合規(guī)劃布局和土地開發(fā)利用的要求，減小對土地開發(fā)的影響，確保土地資源的合理開發(fā)。

（5）線路布置需滿足輸水系統(tǒng)總體方案的要求，各分水口位置和高程的設(shè)置應(yīng)方便沿線各縣市用水。

（6）根據(jù)隧洞沿線地形地質(zhì)條件、施工方法、施工工期及對外交通情況，并考慮均衡各段隧洞的工程量的要求，綜合確定施工支洞數(shù)量。

2.3 輸水線路的方案比選

經(jīng)過多次現(xiàn)場踏勘、定線，中部引黃線路由于受地形、地質(zhì)條件的限制，輸水線路大的方案比較好確定，線路西側(cè)主要為已開采煤礦及煤礦規(guī)劃區(qū)域，而在東側(cè)地形比較高，隧洞支洞條件差且緊鄰黑茶山自然保護區(qū)等，因此輸水線路僅在離石北至中陽段進行了方案比選。

因離石區(qū)為呂梁市中心城市，同時也是離柳中煤化工基地，區(qū)域內(nèi)交通干線眾多，主要有太中銀鐵路、青銀高速公路、G307公路、孝柳鐵路等；煤礦井田分布廣泛。根據(jù)已確定的輸水線路布置原則，減少與礦山及其他工程的交叉干擾，并根據(jù)地形、地質(zhì)條件提出總干輸水線路分別從離石東側(cè)和西側(cè)經(jīng)過的兩個方案進行比選，以下簡稱方案一和方案二。

1）方案一

考慮不同的受水區(qū)取水條件，本方案輸水線路包括總干線和東西干線。輸水總干線起點保德縣，終點至中陽縣；東干線起點中陽縣，終點孝義市；西干線起點中陽縣，終點隰縣?？偢删€路經(jīng)興縣至臨縣的東南側(cè)繞開礦山開采邊界后，沿北川河西岸避開方山及離石區(qū)的煤礦后，在離市區(qū)西屬巴采用倒虹吸跨越北川河，并從太中銀鐵路橋下穿過后，在北川河東岸進入總4號洞，總4號洞在離石及中陽東部繞開礦山開采邊界后，至中陽縣邢家?guī)X分為東、西干。該方案取水樞紐布置在保德縣天橋電站庫區(qū)。

比較范圍內(nèi)總干線長40.84 km，東干長10.32 km，西干長12.21 km，總長63.47 km。

2）方案二

考慮不同的受水區(qū)取水條件，本方案輸水線路包括總干線和東、西干線。輸水總干線起點保德縣，終點至中陽縣；東干線起點中陽縣，終點孝義市；西干線起點中陽縣，終點隰縣?？偢删€路經(jīng)興縣至臨縣東南側(cè)繞開煤礦后，向西從方山縣兩煤礦之間穿過后，沿方山及離石煤礦區(qū)西側(cè)邊界向南至柳林縣梁家會村，在梁家會村西設(shè)橋式倒虹吸跨越三川河后，至中陽縣馮家坡分為東、西干。該方案取水樞紐工程位置及布置與方案一相同。

在比較范圍內(nèi)，總干長45.08 km，東干長18.84 km，西干長8.06 km，總長71.22 km。

3）方案比選

方案一 具備以下優(yōu)點：

① 線路較短，比較范圍內(nèi)比方案二短7.75 km。

②與太中銀鐵路及青銀高速交叉方式簡單，建筑物布置難度小。東線方案采用倒虹吸自太中銀鐵路北川河特大橋下穿過，與青銀高速則在地下40 m處穿過，工程干擾較小。

③分水條件較好，離石分水口可設(shè)置在北川河倒虹進口處，不需另建5 km分水支洞；同時離石可在東川河施工支洞處設(shè)取水口以滿足信義工業(yè)園區(qū)就近用水；中陽也可在南川河東岸總干沿線施工支洞設(shè)取水口就近取水。

缺點有：東川河以北范圍內(nèi)，局部地段基巖埋深較深，北川河倒虹進出口附近有部分土洞。

方案二 具備以下優(yōu)點：地質(zhì)條件較好，支洞條件比方案一稍好。

缺點主要是：

①線路較長，比方案一長7.75 km。

② 跨三川河倒虹需同時跨越太中銀鐵路隧道、青銀高速、G307公路、孝柳鐵路，且洞線水位與河底高差達85 m，擬設(shè)一座長1600 m橋式倒虹，建筑物規(guī)模較大。

③分水口布置不利于用水區(qū)就近取水，離石取水口需另設(shè)5 km分水洞，柳林、中陽只限于在三川河倒虹處設(shè)分水口取水。

2.4 輸水線路的方案確定

綜上所述，方案一無論是在工程投資、施工難度還是運行管理等方面相對比方案二均具有明顯優(yōu)勢，故在本次輸水線路的方案比選中推薦方案一。

3 結(jié)論

本文通過對中部引黃工程輸水線路經(jīng)過多次現(xiàn)場踏勘、定線，從經(jīng)濟、技術(shù)等方面進行方案必選，以及專家的評審和進一步的復核，確定出相對優(yōu)化的方案。希望對相關(guān)的類似地區(qū)線路選線的方案比選中具有一些參考價值。