乔雪琪

（芮城县水利局，山西 芮城044600）

1 自然地理

陌南镇地处芮城县东部，东与平陆县接壤，北与运城市为邻，南与河南灵宝隔河相望，是芮城县东部地区的交通枢纽和经济文化中心，素有“芮城东大门”之称。全镇辖35个行政村，常住人口50 506人，土地总面积144.6 km2。陌南镇为丘陵旱垣地区，有恭水涧、浢水涧两条沟涧纵贯全镇。北部为基岩山区，中部为洪积扇、黄土高台，南部为黄河阶地；境内海拔317～1 357 m。全部耕地分布在黄河北岸的丘陵旱垣上；黄河滩地分布有200余hm2林地。该区属干旱、半干旱大陆性季风气候，气候特点是多风少雨。汛期一般为6～9月份，受太平洋暖湿气流控制，多东南风，特点是降雨集中，且多为暴雨和雷阵雨，多年平均降水量为540 mm，汛期降水量占全年的60%以上。年平均气温为12.8℃，最高达42.2℃，最低气温-17.8℃。无霜期193 d，多年平均年蒸发量为2 140 mm。

2 供水现状及问题

陌南镇居民饮水和灌溉用水水源主要依靠井水和圣天湖水。圣天湖无自来水源，完全依靠马崖零级泵站提引黄河水。由于马崖零级泵站处，河床宽浅、水流散乱，河槽平面摆动迅速频繁，大的摆动周期为几年或十几年不等，小的摆动则每年都有。从1987年以来，每年6—11月三门峡大坝泄水后，黄河主槽向南偏离圣天湖2.0 km以上，水位也由318.0 m降至308.0 m，因黄河水位降低泵站无法提水，导致圣天湖的水量不能满足居民供水需求。遇严重干旱年时，水源井水位下降严重，水量减少或枯竭，无法利用地下水。现状条件下陌南镇的供水保证率较低，无法满足城乡居民生活用水安全和经济社会可持续发展的需求。

3 供水工程建设

3.1 供需水量分析

芮城县陌南镇抗旱应急连通工程，主要解决1.1万人吃水及3 773.33 hm2灌溉用水。根据《全国抗旱规划》，乡镇饮水按40 L/（人·d）确定，供水持续时间按最不利干旱持续时段4个月考虑；农业灌溉控制600 m3/hm2，共需水231.68万m3。圣天湖蓄满后，最大可用水量283.5万m3，满足用水需求。考虑30 d蓄水283.5万m3，泵站每天运行时间按22 h计算，计算得提水流量为1.19 m3/s。

3.2 总体布置

由于圣天湖现状水源可靠性低，为解决项目区严重干旱年的居民基本生活用水和灌区农作物用水需求，本次拟在马崖二级站下游0.97 km处的黄河凹岸处，新建一座浮船泵站，作为抗旱应急水源站。由于黄河水位变化幅度大，而浮船泵站可随水源水位变化而浮动，灵活性强，故新建站选用浮船式泵站。提引黄河水后通过0.97 km压力管道，输送到马崖二级站沉沙池，再通过0.22 km管道将水送至一级站前池，前池输水渠渠底纵坡基本为零，故利用现有渠道与圣天湖连通，作为抗旱储备水源。鉴于马崖二级站沉沙池多年失修，拟对其进行加固改造。

3.3 方案设计

3.3.1 泵站设计

应急水源泵站自三门峡库区取水，枢纽泵站位于黄河三门峡库区北岸，距三门峡水库大坝约43.0 km，取水口位于黄河主流弯道凹岸，水流流向基本稳定。黄河水多年平均过境水量386.4亿m3，年可利用量1.5亿m3，实际利用量0.5亿m3。三门峡水库最低运行水位290.0 m，按1/10 000纵坡考虑，本次应急水源泵站设计最低运行水位取295.0 m。在二级站下游0.97 km处的黄河凹岸新建一浮船泵站，作为抗旱应急水源站，引水流量按1.2 m3/s计。凹岸处黄河水面较窄，取水相对可靠。

浮船泵站属浮船式移动抽水站，由泵船、泵组及出水橡胶管道三部分组成。浮船为单底、单甲板、横骨架式全电焊结构，总长25 m，型宽6.4 m，型深1.9 m。泵船船体为钢木结构，设备布置为上承式，安装有2台SD500-710A型水泵机组，出水橡胶管道为单泵单管。临水侧堤岸采用浆砌石进行护砌。抽水站变配电设备主要包括一面KYN28A-12-028进线柜和1面KYN28A-12-006电动机开关柜。

3.3.2 管路设计

应急水源站将黄河水通过0.97 km的DN 1 000 mm钢管提到现有二级站沉沙池，然后通过0.22 km的DN 1 000 mm钢管自流至圣天湖。输水管道选用具有对各种地基的适应能力较强、施工安装方便、管材自身防腐能力强的TPEP钢管。因管线绝大部分沿崖边铺设，挖深较大；管线纵断设计，既要考虑地形条件，又要考虑管道埋置深度、允许借转角度、管件设置条件等有关因素，敷设方式均为地埋。

工程处黄河50年一遇洪水位325.0 m，结合管道出水口高程，管沟底宽2.0 m，开挖边坡1∶0.75，管底设0.3 m厚3∶7灰土垫层，包角135°。管道敷设之前，应对管道基础进行夯实处理，管道铺好后，管道两侧和管顶以上40 cm范围内的回填土，应由沟槽两侧对称填入槽内，并分层轻夯实，死角部位人工用木锤夯打。填土不得含有杂物、冻土以及大于50 mm的砖、石等硬块。

另外存在2处穿沟，最长一处单跨10.0 m。最初穿沟设计采用渡槽架空管路，根据地质资料，本范围内堤基土存在液化层，因此在施工过程中根据设计要求，将原设计架空管道施工变更为土坝的形式进行施工，变更后的施工内容为在坝基上、下游布设两排浆喷桩连续墙，以封闭液化土。同时在两排浆喷桩连续墙之间，增加梅花形布置的浆喷桩，间距2.35 m，最大桩长8.06 m。成桩后适时清土清泥、整平，再进行填土施工，并在上、下游坝坡与岸坡结合处均设排水沟。下游坝坡采用干砌石护坡。

3.3.3 沉沙池设计

由于黄河水源泥沙含量大，本次应急水源泵站出水池利用原二级站沉沙池，现状为条形状。由于原二级站沉沙池多年失修，本次需对其进行拆除重建。侧墙及底板均采用现浇C20钢筋混凝土浇筑，厚0.3 m，底板下设0.1 m厚现浇C15混凝土垫层及0.6 m厚干砸片石。

4 结语

工程实施后，能够保障在干旱时期陌南镇1.1万人用水需求，同时确保马崖灌区关键作物生长期基本用水控制在600 m3/hm2，明显达到缓解作物旱情，改善人畜饮水困难情况，降低因干旱粮食产量的损失，维护社会稳定。同时项目区的水土流失将进一步减少，提高了水土保持能力和土壤结构的良性循环，确保了农业生产的可持续发展。在典型干旱年份可以缓解地下水资源的开采压力，从而保护了地下水资源。