固原地區(qū)連通工程西吉段連通總管方案比較

張曉娟

摘 要：寧夏固原地區(qū)（寧夏中南部）城鄉(xiāng)飲水安全工程其主要目的是為受水區(qū)提供穩(wěn)定可靠的外調(diào)水源。受水區(qū)配套工程以量少質(zhì)差的當(dāng)?shù)厮疄樗?，由于持續(xù)干旱造成水源枯竭、水質(zhì)惡化而急需補(bǔ)充或替換水源。西吉連通總管從中莊水庫取水，供水至西吉縣城及農(nóng)村。由于西吉受水區(qū)覆蓋范圍廣、人口數(shù)量大、現(xiàn)狀用水情況復(fù)雜，地形起伏多變，為更好地優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，下面分別從連通總管的線路布置、管道排數(shù)等多個(gè)角度分別進(jìn)行方案比選，通過合理優(yōu)化工程總體布局，以達(dá)到節(jié)約工程投資、減小施工難度、縮短工程工期、便于工程運(yùn)行管理的最終目的。

關(guān)鍵詞：連通工程 總管方案比較 合理優(yōu)化 總體布局

中圖分類號(hào)：TV67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（a）-0067-02

寧夏中南部地區(qū)，尤其是固原市的原州區(qū)和彭陽縣、西吉縣的全部及海原縣的部分地區(qū)，位于寧夏中南部干旱帶缺水地區(qū)，干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，水資源嚴(yán)重匱乏且時(shí)空分布不均，群眾的生活、生產(chǎn)長期沒有穩(wěn)定可靠的水源保證。多年來國家和自治區(qū)投入了大量的財(cái)力和物力，先后建成了一批揚(yáng)黃扶貧和人飲解困、人飲安全工程，初步解決了部分群眾的飲水困難，但由于水資源嚴(yán)重短缺和連續(xù)干旱，寧夏中南部地區(qū)的城鄉(xiāng)居民生活用水依然得不到保障，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厝罕姷纳钌a(chǎn)和社會(huì)穩(wěn)定。

1 連通總管線路方案比選

1.1 線路一

總管由中莊水庫流量控制室取水泵站的出水池引水，沿途經(jīng)深溝林場(chǎng)、孫家莊，穿中水河后再沿山坡腳至硝口，然后沿309國道向北布置，經(jīng)恭家莊、硝河、黃家咀后繞過上店子水庫左壩肩向西至原州區(qū)與西吉縣縣界、固西引水加壓泵站下游100 m處布置揚(yáng)水泵站，揚(yáng)程122.3 m，然后自流經(jīng)下坪水庫左岸、米蒿灘、黑鷹溝、余家套、小坡、二營溝至309國道，再沿309國道經(jīng)金銀淌、車路溝、夏寨、鐵家窯，輸水至西吉縣規(guī)劃的何洼水廠，總管長56.12 km。

1.2 線路二

總管由中莊水庫流量控制室取水泵站的出水池引水，沿途經(jīng)深溝林場(chǎng)、孫家莊，穿中水河后再沿山坡腳經(jīng)包家堡、深溝、曹家河，然后穿309國道向北布置，經(jīng)恭家莊、硝河、黃家咀后過上店子，過上店子水庫后新建加壓泵站，布置1.6 km長的壓力管道至劉家溝后溝梁新建高位蓄水池，再從高位蓄水池起鋪設(shè)輸水總管，途經(jīng)劉家溝、高崖、偏城后沿309國道向西，途經(jīng)唐家套、田家梁、下堡子，再沿309國道經(jīng)車路溝、夏寨、鐵家窯，輸水至西吉縣何洼水廠，總管長70.5 km。其中穿田家梁布置長2.5 km的隧道1座。

1.3 線路三

總管由中莊水庫流量控制室取水泵站的出水池引水，沿途經(jīng)深溝林場(chǎng)、孫家莊，穿中水河后再沿山坡腳經(jīng)包家堡、深溝、曹家河，向西南轉(zhuǎn)向，繼續(xù)沿309國道布置，過哨口后新建加壓泵站，經(jīng)1.0 km揚(yáng)水管道至南山頂新建高位蓄水池，再從高位蓄水池起鋪設(shè)輸水總管，沿309國道途經(jīng)趙千戶、偏城、田家梁、下堡子、車路溝、夏寨、鐵家窯，輸水至西吉縣何洼水廠，總管長54.4 km，其中穿偏城梁隧道長3.7 km，穿田家梁隧洞長2.5 km，2座隧洞總長6.2 km。

1.4 線路四

總管由中莊水庫流量控制室取水泵站的出水池引水，管道沿固將公路布置，至海子村后，途經(jīng)紅莊、張易、馬蓮鄉(xiāng)、將臺(tái)、張家咀頭后向北鋪設(shè)，再經(jīng)隆堡、硝河、夏寨后西轉(zhuǎn)，經(jīng)大灘口、短岔，后輸水至西吉縣自來水水廠，總干管長86.8 km，其中穿六盤山梁隧道長度18.4 km。

1.5 方案比選

根據(jù)主管線輸送至各已建和規(guī)劃建設(shè)供水工程蓄水池高程、供水人口、供水量的統(tǒng)計(jì)，由于大部分已建和規(guī)劃建設(shè)供水工程高位蓄水池高程在1 850～2 050 m之間，且縣城供水、西部人飲等需水量較大的工程蓄水池高程均在1 950～2 000 m之間，從降低工程運(yùn)行費(fèi)用及盡可能減少資源浪費(fèi)的原則考慮，堅(jiān)持高水高用、低水低用，并考慮沿程水頭損失，確定主管線揚(yáng)水泵站出水高程不應(yīng)過高，否則將會(huì)大幅度增加不必要的運(yùn)行費(fèi)用。擬定的4條線路均須穿山脊，線路二、三、四主管線穿山脊需布設(shè)隧洞，長度分別為2.5 km、6.2 km、18.4 km，線路一無需新建隧洞。

隧洞投資較高，每公里投資在1000萬元以上，隧洞越短，投資越低。隧洞工期較長、施工難度較大、對(duì)施工安全較不利；要縮短隧洞長度則需采取抬高蓄水池?fù)P程的方式。線路二蓄水池最低高程為2 120 m，比線路一高82 m，年運(yùn)行費(fèi)增加229.4萬元，按設(shè)計(jì)水平年15年計(jì)算，共增加運(yùn)行費(fèi)3 441萬元；線路三蓄水池的最低高程為2 180 m，比線路一高142 m，年運(yùn)行費(fèi)增加397.3萬元，按設(shè)計(jì)水平年15年計(jì)算，共增加運(yùn)行費(fèi)5 960萬元；線路四蓄水池的最低高程為2 280 m，比線路一高242 m，年運(yùn)行費(fèi)增加677萬元，按設(shè)計(jì)水平年15年計(jì)算，共增加運(yùn)行費(fèi)10 155萬元。綜上所述，從工程綜合評(píng)價(jià)看，線路一均優(yōu)于線路二、三、四，故推薦線路一作為設(shè)計(jì)方案。

2 連通總管排數(shù)比選

2.1 方案一：全段一排管道布置方案

連通總管自中莊加壓泵站高位水池起至何洼凈水廠均采用單排管道，設(shè)計(jì)流量0.511 m3/s，直徑800 mm，管道總長55.42 km，管道部分投12 483.26萬元。

2.2 方案二：前段雙排+后段單排布置方案

以南套子梁加壓泵站為界分前段和后段。前段自中莊加壓泵站高位水池起至南套子梁加壓泵站止，采用雙排管道，單管設(shè)計(jì)流量0.256 m3/s，直徑600 mm，單排管道總長24.56 km；后段自南套子梁加壓泵站起至何洼凈水廠止，采用單排管道，設(shè)計(jì)流量0.511 m3/s，直徑800 mm，管道總長30.86 km，管道部分投15 277.43萬元。

2.3 方案三：全段雙排布置方案

連通總管自中莊加壓泵站高位水池起至何洼凈水廠均采用雙排管道，單管設(shè)計(jì)流量0.256 m3/s，直徑600 mm，單排管道總長55.42 km，管道部分投18 091.69萬元。

2.4 方案比較

投資比較：從以上比較看出，管道排數(shù)越多、投資越大，方案一投資最低，方案二其次，方案三最高。從投資角度講，方案一更優(yōu)。

運(yùn)行費(fèi)比較：管道運(yùn)行費(fèi)用主要為維護(hù)費(fèi)，投資越大維護(hù)費(fèi)越高；因此，運(yùn)行費(fèi)方面比較，方案一更優(yōu)。

施工條件比較：連通總管沿線地形起伏較大，部分段落場(chǎng)地狹窄，單管與雙管布置方案相比，施工難度更小，占地更少，施工更方便，方案一更優(yōu)。

綜合比較，推薦方案一，即西吉連通總管全段采用單管布置方案。

3 結(jié)語

通過以上方案比較，根據(jù)西吉縣受水區(qū)連通工程布置情況，尤其是中莊水庫至西吉縣城連通總管沿線的地形地質(zhì)條件和對(duì)水位的要求，為了降低穿越六盤山北麓的南套子梁分水嶺加壓泵站揚(yáng)程、同時(shí)有利于西吉縣凈水廠的布置，要求西吉縣連通總管穿越南套子梁分水嶺的水位在1 930 m，選擇能降低工程投資的線路方案。

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