南水北調(diào)西部調(diào)水工程安陽河段項目分析

徐 瓊

（河南省安陽水文水資源勘測局，河南 安陽 455000）

1 項目背景

南水北調(diào)安陽市西部調(diào)水工程自南水北調(diào)中線總干渠39 號口門配套工程管道末端引水，通過輸水管線和加壓泵站，將南水北調(diào)優(yōu)質(zhì)水源輸送至安陽市西部的林州市、殷都區(qū)及龍安區(qū)等地區(qū)，用于城鄉(xiāng)居民生活和高精工業(yè)用水，提高居民生活用水質(zhì)量，滿足當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活用水需要。

2 基本情況

2.1 建設(shè)項目概況

南水北調(diào)安陽市西部調(diào)水工程供水范圍為安陽市西部的殷都區(qū)、龍安區(qū)和林州市，通過新建壓力輸水管道、梯級泵站將南水北調(diào)水輸送到新建天池水廠和林州第三水廠。工程設(shè)計年調(diào)水量7 000 萬m3，向殷都區(qū)調(diào)水2 000 萬m3，向龍安區(qū)調(diào)水1 000 萬m3，向林州市調(diào)水4 000 萬m3。

西部調(diào)水工程輸水管道起點南水北調(diào)39 號口門配套工程管道末端調(diào)節(jié)池，終點為林州市第三水廠，工程管線全長48.41 km，設(shè)置3 座加壓泵站，新建天池水廠1 座。管線開挖隧洞13.13 km，跨越南水北調(diào)總干渠1 處，穿河倒虹吸工程7處，穿越鐵路4 處，穿越省級以上道路13 處，縣鄉(xiāng)道路40 處。

2.2 施工組織

穿越工程施工場地根據(jù)穿越河道地形布置，穿越施工河道有水時應(yīng)設(shè)置縱橫向圍堰分期導(dǎo)流，宜在河道一側(cè)交通較為便利處集中布置管材堆放區(qū)、倉庫、生產(chǎn)生活區(qū)、臨時堆土區(qū)等?？紤]管道埋置深度較深，為便于管材運輸及吊裝，施工道路直接布置在開挖溝槽底部。根據(jù)施工布置圖，管材堆放區(qū)、倉庫、生產(chǎn)生活區(qū)、臨時堆土區(qū)等均布置在河道管理范圍以外。

2.3 施工導(dǎo)流方式

工程主要為地埋管道工程，穿越河渠有安陽河、桃園河、金線河等。管道穿越溝渠時均為非汛期施工。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，使用年限＜1.5 年，圍堰高度＜15 m，導(dǎo)流建筑物為V 級，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為10～5 年一遇，結(jié)合工程實際，設(shè)計施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)取5 年一遇。

2.4 施工降、排水

基坑開挖前的初期排水主要包括基坑積水、基坑滲水兩部分。由于非汛期施工，河道流量較小，初期排水的排水量不大。基坑經(jīng)常性排水主要包括3 部分：基坑滲透水、混凝土養(yǎng)護(hù)用水和降雨。工程在穿越安陽河西高平、安陽河橫水鎮(zhèn)、桃園河下莊3 處時，地下水位較開挖基坑底高程高，需進(jìn)行施工排水設(shè)計，開挖主要為卵石層。

2.5 河道基本情況

2.5.1 河流水系

南水北調(diào)安陽市西部調(diào)水管線工程屬于調(diào)水工程，該工程全部位于海河流域漳衛(wèi)河水系衛(wèi)河的第二大支流——安陽河流域，穿越的河道包括安陽河、桃園河、金線河、珠泉河。

2.5.1.1 安陽河

安陽河流域位于東經(jīng)113°40'～114°45'，北緯35°5'～36°10'，西界林濾山，北臨漳河，南臨淇河及其支流淅河、湯河。安陽河流域上寬下窄，呈倒葫蘆形，地勢起伏大。河道全長164 km，流域面積1 920 km2，其中山區(qū)占47%，盆地18%，平原35%。源頭位于西部太行山區(qū)，海拔高程1 000 m 以上，上游自源頭至橫水鎮(zhèn)下游，大部分位于林州市的城關(guān)、姚村盆地，地勢比較平坦，海拔高程310～270 m，水磨山至橫水鎮(zhèn)穿行于緩丘區(qū)，于橫水鎮(zhèn)南部接納桃園河后進(jìn)入中游；中游自橫水鎮(zhèn)至彰武水庫，位于太行山余脈的低山區(qū)，兩岸山頂海拔高程小南海以上在海拔高程500～400 m 之間，小南海至彰武庫區(qū)之間山頂海拔高程大約為200 m；下游自彰武水庫以下至入衛(wèi)河口，安陽市市區(qū)以上屬于安陽河沖洪積扇，地面海拔高程90～70 m，市區(qū)以下屬于華北平原，地面海拔高程在70～60 m，入衛(wèi)河口高程51 m。

南水北調(diào)安陽市西部調(diào)水工程于彰武水庫下游西高平村第一次穿越安陽河和萬金渠，安陽河交叉斷面上游即為彰武水庫，控制流域面積為970 km2，河道長度為73 km，河道比降約為0.25%。萬金渠位于安陽河右岸灘地，該處河道進(jìn)行過系統(tǒng)治理，過流能力滿足河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，因此，該段河道為現(xiàn)狀斷面，20年一遇設(shè)計流量850 m3/s，50 年一遇校核流量1 250 m3/s，現(xiàn)狀河底高程105.21 m，底寬42 m，口寬330 m，設(shè)計洪水位108.80 m，校核洪水位109.40 m。該段河道左岸有Y022 鄉(xiāng)道，右岸有西高平村內(nèi)水泥路，汛期均可作為防汛道路通行。

管線于橫水鎮(zhèn)第二次穿越安陽河，交叉斷面以上流域面積為327 km2，河道長度為30.20 km，河道比降約0.70%。該處河道未進(jìn)行過治理，現(xiàn)狀河底高程248.34 m，底寬12 m，口寬約230 m。安陽河橫水鎮(zhèn)河道左岸有鄉(xiāng)村水泥路，右岸有Y034 鄉(xiāng)道，汛期均可作為防汛道路通行。

2.6 水文氣象

南水北調(diào)安陽市西部調(diào)水工程位于安陽河流域，屬于溫帶大陸性氣候區(qū)，冬季受蒙古、西伯利亞高氣壓控制，天氣寒冷干燥且多風(fēng)沙，夏季由于冷暖氣團(tuán)交接而多暴雨。多年平均氣溫13.60℃，月平均最高氣溫26.90℃（7 月），實測極端最高氣溫41.70℃（1955 年5 月24 日），月平均最低氣溫-1.80℃（1月），實測極端最低氣溫-21.70℃（1951年1月12日）。全年無霜期200 d，日照累計時數(shù)2 338 h，日照百分率為53%。冬春多北風(fēng)，夏秋多南風(fēng)，最大風(fēng)速22 m/s（1954年6月21日）。多年平均水面蒸發(fā)量約1 075 mm，多年平均降雨量565 mm。年內(nèi)分布極不均勻，汛期6-9 月降雨量占全年的70%～80%，年際變化大，年最大與年最小相差2～4 倍，而且有連續(xù)干旱和連續(xù)豐水的特點。

2.7 工程地質(zhì)

根據(jù)《南水北調(diào)安陽市西部調(diào)水工程工程地質(zhì)勘察報告》，擬建調(diào)水管線，跨越地貌單元主要為丘陵～平原過渡、山前沖洪及傾斜平原、丘陵及低山地貌。起點高程約為93.07 m，終點高程約為366.98 m，整體地勢自東向西逐漸抬高。

3 現(xiàn)有水利工程及其它設(shè)施

3.1 安陽河

安陽河流域面積較大，地形復(fù)雜，區(qū)域內(nèi)人口密集、活動頻繁，需水量較大。建國以來，流域內(nèi)修建了許多水利工程，減災(zāi)興利。上游段屬于林州盆地，人口密集，在支流上游修建了眾多小型水庫，蓄水興利。中游穿行于低山峽谷中，兩岸村莊少、人煙稀少，水利工程較少，在出山口附近修建有2 座大中型水庫小南海水庫和彰武水庫。彰武水庫以下進(jìn)入平原區(qū)，干流上修建有較多蓄水閘壩，興利灌溉。彰武以下的支流粉紅江上建有雙泉中型水庫和數(shù)座小型水庫，其他支流上建有眾多小型水庫。為保證衛(wèi)河防洪安全，在干流下游左岸，崔家橋鄉(xiāng)境內(nèi)，開辟建設(shè)了崔家橋蓄滯洪區(qū)。

3.2 河道演變

安陽河為少沙河流，泥沙主要來自上游的淺山丘陵區(qū)，為蜿蜒型河流，近幾十年河流較為穩(wěn)定。彰武水庫以上河道為山區(qū)河流，地勢起伏大，河道易沖刷，但河道走勢未發(fā)生變化;彰武至安陽段河道走勢無較大變化，但部分轉(zhuǎn)彎處發(fā)生了內(nèi)側(cè)淤積、外側(cè)沖刷的現(xiàn)象，致使彎度逐漸變大；安陽以下段河道兩岸地形變化小，河道沖淤基本平衡，河道走勢基本未發(fā)生變化。

3.3 淤積分析

南水北調(diào)安陽市西部調(diào)水工程穿越河道均采用埋置式倒虹吸，兩側(cè)閥門井均位于河口線以外，不占用河道斷面面積，不影響河道行洪，工程建成后不改變河道現(xiàn)狀，對洪水流態(tài)沒有影響，河道的淤積變化仍會遵循原有規(guī)律：一場洪水漲水沖刷，落水淤積；大水年河槽沖刷，一般洪水年河槽淤積，淤積物仍以懸移質(zhì)為主。河道基本處于微沖微淤、沖淤交替變化的相對平衡狀態(tài)，不影響管道工程運行。

4 結(jié)論

工程建設(shè)整體滿足各河段河道20 年一遇防洪要求，工程建成后對水流導(dǎo)向影響較小，河道整體流速及流向不會發(fā)生大的變化，不對河槽流勢產(chǎn)生大的影響，不影響兩岸防洪。

供水管線穿越河道處埋置深度位于設(shè)計洪水沖刷線以下，滿足設(shè)計洪水要求。放空閥井井口高程均位于設(shè)計洪水位以上，溢流管出水口末端設(shè)置了拍門，防止河道內(nèi)水位較高時河水倒流進(jìn)入閥井。當(dāng)發(fā)生洪水時，不影響放空閥井正常運行。