山西大水網(wǎng)汾陽市域供水工程綜述

李 禮

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

1 概述

汾陽市位于山西省腹地，西依呂梁山，東瀕汾河，縣境東西長52 km，南北寬45 km，總面積1 178.91 km2。地形西北高、東南低，由西北向東南逐漸傾斜，分為土石山區(qū)、黃土丘陵區(qū)、沖積平原三種地貌類型。屬溫帶季風(fēng)氣候，多年平均降水量438.4 mm,多年平均蒸發(fā)量1 796.6 mm,最大凍土深111 cm。汾陽市屬于汾河流域，文峪河水系，全市共有10條較大的山洪河和10條山洪溝。

中部引黃工程是大水網(wǎng)建設(shè)中一項重要的工程，為“兩縱十橫”中的第四橫，供水范圍涉及4市16個縣、區(qū)，規(guī)劃供水量為6.02億m3。其中，汾孝介支線為中部引黃工程的東干線輸水工程，在孝義下堡鎮(zhèn)設(shè)置分水閘，分配給汾陽市水量為3 550萬m3。

汾陽市域供水工程為山西大水網(wǎng)的配套工程，目的是充分發(fā)揮大水網(wǎng)工程效益、滿足汾陽發(fā)展用水需求，能有效解決農(nóng)村飲水困難、地下水位下降、干旱缺水及水資源時空分布不均等問題，以改善生態(tài)環(huán)境。

2 工程任務(wù)及規(guī)模

工程的主要任務(wù)是解決汾陽市工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、城鎮(zhèn)居民生活用水，為汾陽轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展提供水源支撐，促進(jìn)水利可持續(xù)發(fā)展，建成水資源和河湖健康保障體系。主要建設(shè)內(nèi)容是利用中部引黃工程建設(shè)汾陽市域供水體系，包括調(diào)蓄水庫、加壓泵站、輸水管線及其附屬建筑物。

中部引黃工程分配給汾陽市的水量，主要解決虢義河灌區(qū)、陽城河灌區(qū)、董寺河灌區(qū)和禹門河灌區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉用水；三泉工業(yè)園區(qū)、文峰工業(yè)園區(qū)、中小型企業(yè)園區(qū)和廢舊輪胎綜合加工利用產(chǎn)業(yè)園區(qū)的工業(yè)用水；陽城商貿(mào)物流經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的生活用水?？偣┧繛? 550萬m3，其中工業(yè)分配水量1 320萬m3，農(nóng)業(yè)2 170萬m3，生活60萬m3，總?cè)∷髁繛?.38 m3/s。

3 工程設(shè)計

工程根據(jù)中部引黃工程分水口及用水戶位置，在初選的調(diào)蓄庫庫址和泵站站址的基礎(chǔ)上，確定工程供水系統(tǒng)布局。

3.1 工程等別和標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合本工程供水量、供水對象的重要性及泵站裝機(jī)容量等條件，確定本工程規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等。

主要建筑物的輸水壓力管線、取水加壓泵站按3級建筑物設(shè)計，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。工程區(qū)設(shè)計基本地震峰值加速度值為0.15 g，相對應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度，特征周期值為0.40 s。

3.2 總體布局

自高陽鎮(zhèn)分水口，通過管道引水至汾陽北榆苑水庫，再進(jìn)入受水區(qū)供水管網(wǎng)，為汾陽支線工程。供水規(guī)劃格局為“四區(qū)、一縱四橫”?！八膮^(qū)”是指虢義河、陽城河、董寺河和禹門河四個供水區(qū)。“一縱四橫”是指供水網(wǎng)布置，呈樹枝狀分布，其中“一縱”為引黃干線工程，“四橫”為虢義河引水工程、陽城河引水工程、董寺河引水工程、禹門河引水工程。結(jié)合現(xiàn)有水庫情況及現(xiàn)場地形，調(diào)蓄庫采用分散式調(diào)蓄系統(tǒng)，每個供水區(qū)分別設(shè)1～2個調(diào)蓄水庫。

3.3 輸水管線

3.3.1 引黃主干線

引黃干線總長18.02 km，根據(jù)汾陽供水管網(wǎng)布置及流量分配情況，將引黃干線分為四部分：北榆苑水庫至南馬莊泵站段、南馬莊泵站至西趙村泵站段、西趙村泵站至莊子村泵站段及莊子村泵站至河堤水庫段，流量分別為1.79 m3/s、1.63 m3/s、1.52 m3/s及0.95 m3/s。北榆苑水庫至西趙村泵站段管線長度為5.61 km，采用DN 1400 PCCP管輸水；西趙村泵站至河堤水庫段管線長度為12.4 km，采用DN 1200球墨鑄鐵管輸水。管頂最小覆土深度為不小于1.5 m，沿途設(shè)有檢修閥、排氣閥、排水閥、超聲波流量計等，在管線轉(zhuǎn)彎處設(shè)置鎮(zhèn)墩，其他輸水管線與其相同。

3.3.2 虢義河引水管線

包括一條向東輸水的重力流引水管線和兩條向西輸水的高灌引水管線，滿足虢義河灌區(qū)農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水。重力流引水管線自北榆苑水庫直接取水，沿虢義河向下游供水。高灌引水管線分為兩條，均采用北榆苑水庫調(diào)蓄。一條自南馬莊東側(cè)的引黃干線取水，引水流量為0.16 m3/s，線路長2.63 km，采用單根DN 400玻璃鋼管輸水。另一條自東趙村西引黃干線取水，取水流量0.11 m3/s，路長4.94 km，采用單根DN 350玻璃鋼管輸水。

3.3.3 陽城河引水管線

包括一條向河北水庫輸水的重力流引水管線、兩條向東輸水的重力流引水管線和一條向西輸水的高灌引水管線，沿線根據(jù)用水需要設(shè)分水口，滿足陽城河灌區(qū)農(nóng)業(yè)、文峰工業(yè)園區(qū)和廢舊輪胎綜合加工利用產(chǎn)業(yè)園區(qū)的工業(yè)以及陽城商貿(mào)物流經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的城鎮(zhèn)生活供水。

重力流引水管線采用北榆苑水庫和河北水庫聯(lián)合調(diào)蓄，采用單根DN 800球墨鑄鐵管輸水進(jìn)入河北水庫，引水最大流量1.26 m3/s，管線長2.0 km。經(jīng)河北水庫調(diào)蓄后采用DN 400玻璃鋼管和DN 900球墨鑄鐵管自水庫引水，然后沿陽城河向下游供水，工業(yè)管線長12.93 km,農(nóng)業(yè)管線長15.65 km，兩管引水流量分別為0.19 m3/s和1.07 m3/s，當(dāng)一條管道檢修時，另一條管道優(yōu)先保證工業(yè)用水和城鎮(zhèn)生活用水，以滿足工業(yè)供水保證率。高灌引水流量為0.26 m3/s，線路長2.95 km，采用單根DN 500玻璃鋼管輸水。

3.3.4 董寺河引水管線

自北花枝村引黃干線上直接取水，采用單根DN 700球墨鑄鐵管輸水至花枝水庫進(jìn)行調(diào)蓄，取水流量為0.95 m3/s，線路長1.79 km?；ㄖλ畮煺{(diào)蓄后，采用單根DN 700球墨鑄鐵管沿董寺河南側(cè)向下游自流輸水。

3.3.5 禹門河引水管線

包括一條向東輸水的重力流引水管線和兩條向西輸水的高灌引水管線，三條均自河堤水庫直接取水。重力流引水管線自水庫取水后，采用地埋單根DN 1000球墨鑄鐵管沿禹門河向下游供水，管線全長11.98 km，引水流量為1.84 m3/s，沿線根據(jù)用水需要設(shè)分水口，滿足禹門河灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水。

兩條高灌引水管線。一條自河堤水庫右岸取水，引水流量為0.27 m3/s，線路長3.26 km，采用DN 500玻璃鋼管輸水。另一條自河堤水庫左岸取水，取水流量0.19m3/s，線路長約3.15km，采用DN400玻璃鋼管輸水。

表1 管線水力參數(shù)計算表

3.4 調(diào)蓄水庫

本供水工程采用分散式調(diào)蓄系統(tǒng)，每條引水支線設(shè)1個調(diào)蓄庫，并充分利用現(xiàn)有和擬建河道蓄水美化工程作為備用調(diào)蓄池。虢義河引水支線利用除險加固后南馬莊水庫調(diào)洪淤沙，利用其下游的北榆苑水庫調(diào)蓄；陽城河引水支線上新建河北水庫進(jìn)行工業(yè)和生活用水調(diào)蓄，農(nóng)業(yè)用水利用北榆苑水庫調(diào)蓄；董寺河引水支線新建花枝水庫進(jìn)行調(diào)蓄；禹門河引水支線新建河堤水庫進(jìn)行調(diào)蓄。

3.5 加壓泵站

本工程共有5座加壓泵站，均布置主廠房、副廠房、進(jìn)水池、管理站等建筑物。主廠房平面尺寸8 m×6 m（長×寬），地面以下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地面以上為單層廠房結(jié)構(gòu)。廠房內(nèi)單列布置2臺機(jī)組，1工1備。副廠房布置在主廠房西側(cè)，布置有中控室、10 kV開關(guān)室、低壓配電室、變頻器室等及值班室、工具室、休息室等。

進(jìn)水池布置于泵站主廠房下游，為矩形鋼筋混凝土箱式結(jié)構(gòu)，長8 m，凈寬3.0 m，凈高3.0 m。考慮初次充水時排氣問題及運(yùn)行期間水流摻氣的排除，進(jìn)水池頂部設(shè)置2座組合式空氣閥。

3.6 水力計算

輸水管線均為有壓流，管材為玻璃鋼管、PCCP管及球墨鑄鐵管道。其中，玻璃鋼管的沿程水頭損失采用達(dá)西公式計算，PCCP管及球墨鑄鐵管道沿程水頭損失依舊采用舍齊公式計算，管道局部水頭損失按沿程水頭損失的10%考慮，各管線的水力參數(shù)見表1。

4 結(jié)論

通過對汾陽市域供水工程規(guī)劃設(shè)計，可以有效解決該地區(qū)農(nóng)村飲水困難、地下水位嚴(yán)重下降、水資源時空分布不均、生態(tài)環(huán)境需要改善等問題。并且充分發(fā)揮山西大水網(wǎng)工程效益，滿足汾陽市轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展的用水需求。