华州区桥涧峪水库引水入城工程长距离输水线路比选分析

华州区桥涧峪水库引水入城工程长距离输水线路比选分析

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1陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安7100012陕西水环境工程勘测设计研究院陕西西安710018

摘要：华州区下辖“一区七镇”（西出口工业区、赤水镇、瓜坡镇、柳枝镇、莲花寺镇、下庙镇、杏林镇及华州镇）整个区域没有形成统一的供水系统，一旦遇干旱年份，机井面临出水量不足、水质混浊、甚至干涸断水的现象，造成人饮用水困难。近几年夏伏旱期间，当地群众饮水出现严重困难，严重制约华州区经济和社会的稳步发展，建设华州区引水入城供水工程极为迫切，结合工程水量供需平衡分析后确定的管道流量，从平面布置、地质条件、施工条件及投资等方面对长距离输水线路方案进行了分析比较，最终确定合理的输水线路方案。

关键词：供水工程；供需平衡；流量；长距离；输水线路

1工程概况

渭南市华州区位于关中平原东部，南依秦岭与洛南、蓝田接壤，北临渭河与大荔相望。华州区是一个“六山一水三分田”的半山区，地势南高北低，自西向东倾斜，南部为地势陡峻的秦岭山脉，北部为渭河冲积平原，西南为黄土台塬，中部为山前冲积扇和夹槽地带，高程在333.6～2646之间。108国道、310国道、G30连霍高速公路、S202省道穿腹而过，地理位置得天独厚，交通十分便捷。华州区地域分为南部塬区、中部夹槽区，北部临渭河冲积平原，水源分布极不均匀，南部水源为峪道河库地表水，地下水贫乏，一遇干旱难以满足群众生活需求。中北部由于受渭河水污染，水质问题比较突出。华州区下辖“一区七镇”（西出口工业区、赤水镇、瓜坡镇、柳枝镇、莲花寺镇、下庙镇、杏林镇及华州镇）整个区域没有形成统一的供水系统，一旦遇干旱年份，机井面临出水量不足、水质混浊、甚至干涸断水的现象，造成人饮用水困难，近几年夏伏旱期间，当地群众饮水出现严重困难，严重制约华州区经济和社会的稳步发展。

华州区桥涧峪水库引水入城工程的任务是在华州区中心城区城市快速发展，城市供水量不能满足城市发展需要、中心城区居民生活饮水安全受到威胁的情况下，依据华州区水资源情况，拟以桥峪、涧峪水库地表水作为华州区中心城区新的供水水源，解决华州区中心城区（2030年）居民生活用水和工业用水不足的问题。经需水量分析计算，设计水平年2030年华州区中心城区最高日需水量8.5万m3/d确定，扣除现有供水设施设计水平年（2030年）的最高日可供水量2.5万m3/d，工程设计供水规模最高日为6.0万m3/d，考虑日变化系数，则年需水量为1985万m3；考虑线路输水损失及水厂自用水率，输水管线设计流量为0.72m3/s。工程的运行方式以桥峪水库供水为主，涧峪水库作为桥峪水库的补充水源。依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）及考虑供水对象的重要性，工程的等别为Ⅳ等小（1）型工程，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级，临时建筑物为5级。

2工程布置

2.1工程选址、选线布置的原则

(1)充分利用现有设施，以节省工程投资、实现各方利益最大化。

(2)以不影响原供水渠道安全为原则，尽量不穿越或少穿越河道。

(3)尽量采用直线外，在与道路、其它管道或建筑物交叉时，选择合理的位置，减少交叉次数和施工难度；同时管线、检查井布置尽量靠近已成或规划的道路，方便施工材料的运输和后期维护管理。

(4)渠道埋深根据冻土层和耕作层要求，一般顶部埋深控制在1.0m左右，遇有局部埋深小于1.0m的地段进行抬田平地，使填埋深度不小于1.0m。

(5)应做到节约用地，尽量不占或少占耕地。

2.2输水方式选择

桥峪取水口处水位高程为777.60m，涧峪取水口处水位高程为716.00m，工程末点新建水厂地面高程约492.5m，预估水厂水位为507m，工程始末端水位高差最小值为223.5m，而且线路中间没有制约重力自流条件的高点，因此工程选用重力流自流输水方式。

2.3单双管选择

根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)及《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS193:2005）中规定：“输水管（渠）道不宜少于两条。当受水对象为多水源供水或有调节水池（安全贮水池）或其他安全措施时，也可修建一条输水管（渠）道。输水管道的连通管道断面和根数，应按任何一段发生故障时仍能通过事故流量计算确定。管道遇到故障时，管道事故流量按照设计水量的70%设计。”

考虑到本工程输水量较大、输水管线较短、工程区无其他水源可用、修建安全调节贮水池占地较大等因素，本次设计1#调压池前为多水源供水，采用单管设计；1#调压池后采用双管设计以解决事故时需保证的用水量。

2.4工程选线

根据本工程地形条件和以往的工程经验，为了施工材料的运输和后期维护管理方便，管线布置尽量靠近已成或规划的道路，这样布置管线长度较长，但省去施工道路及维护管理道路征地，工程占地减少，同时管线平行道路，管道征地相对容易。但是由于城镇建设，道路拓宽，对管线可能造成威胁，因此本次布线主要按线路较短的原则布置，避开村庄房舍。

根据工程选定的起点、末点，结合工程区的地形、地物、地质条件及输水方式，经过现场踏勘，设计可比选的线路有2条：具体布置如下。

方案一：桥峪水库下游取水管道沿原陕化厂供水管道布置，在李家湾附近设置1#调压池，采用管径DN500球墨铸铁管埋设，管线全长3.626km；涧峪水库下游取水管道由已成分水池处取水，管径DN800球墨铸铁管，埋管1.4km，转向东采用倒虹吸穿过涧峪河，向东经枣园村、高家岭、鱼池村、沿赵渔路布线采用倒虹吸穿过桥峪河，向北转向至1#调压池，全长9.440km。两条取水线路并线部分长1.503km。

1#调压池后埋设两根DN600球墨铸铁管沿原陕化厂供水管道布置，至汤坊村向东北方向转弯，至云家坡附近设置2#调压池，在桩号14+409.5处管径由DN600变为DN400，此段全长5.685km。

2#调压池后接两根DN600球墨铸铁管沿陕化南侧布置经故城村向东至新建水厂，此段全长8.497km。

此方案输水管道全长41.429km，沿线共设穿河倒虹5座，穿路约44次，调压池2座，计量检修阀井3座，检修阀井6座，排气阀井38座，泄水阀47座，镇墩157个。

方案二：桥峪水库下游取水管路沿原陕化厂供水管道布置至马厂村，与涧峪供水管线并线至汤坊村附近设置1#调压池，采用管径DN600球墨铸铁管埋设，管线全长8.776km；涧峪水库下游取水管道由已成分水池处取水，管径DN800球墨铸铁管，埋管1.4km，转向东采用倒虹吸穿过涧峪河，向北至牛家垚向东转弯至东河村、西新庄向北沿大桥路至大明村后经马坡堡至1#调压池，此段全长约13.466km。两条取水线路并线部分长3.087km。

1#调压池与2#调压池之间线路与线路一平面布置重合，输水管线为两根DN600球墨铸铁管，在桩号14+327处管径由DN600变为DN400，此段管线全长约1.881km。

2#调压池后接两根DN600球墨铸铁管向北下坡经柿园村向东转弯，沿310国道经南小涨村、井堡村、半城村、泰家堡至新建水厂，此段全长8.854km。

此方案输水管道全长43.711km，沿线共设穿河倒虹5座，穿路46次（穿越国道2次，铁路2次），调压池2座，计量检修阀井3座，检修阀井7座，排气阀井42座，泄水阀51座，镇墩167个。

3方案比选

方案一输水管道全长41.429km，方案二输水管道全长43.711km，从平面布置可以看出方案一较方案二线路短2.282km，下面分别从地形地质条件、施工条件、社会影响、运行管理、工程投资等方面对两条线路进行综合比较，比较表详见下表。

（1）地形地貌及地质条件

输水管线沿线地层主要为第四系松散堆积层为主，成因类型主要以洪积及河流冲积堆积为主。场地土体主要由素填土（表土）、第四系全新统黄土状土（粉质黏土）及卵石、第四系下、中更新统黄土、古土壤及卵石等组成。

（2）社会影响及施工条件

方案一管线沿线基本都为耕地，管线经过村庄及农村道路较多，管道施工条件较好；方案二管线沿村庄及现有路边布置，沿线有乡村道路，施工方便，但穿越国道及铁路次数较多，需协调相关部门，施工干扰较大，故推荐方案一。

（3）工程造价

方案一较方案二线路长度短，开挖断面面积小，总造价较方案一少，工程占地少，故推荐方案一。

（4）综合比较

根据管线方案比较表内容，从平面布置、地形地质条件、施工条件、社会影响、运行管理、工程投资等方面综合比较，方案一占优，本次设计推荐方案一。