陈 斌

(深圳市水务规划设计院股份有限公司新疆分公司，新疆 乌鲁木齐 830000)

为尽快解决巩留县西片区农村及城镇饮水安全问题，规划对水厂、配套建筑物和管网改扩建，使城乡供水互连、互通、互补，建立健全统一管理机构和机制，建立起“从源头到龙头”的供水工程建设和运行管护体系，达到城乡供水一体化[1-2]，可解决巩留县1乡(塔斯托别乡)、5镇(县城镇、东买里镇、阿尕尔森镇、提克阿热克镇、阿克图别克镇)4场(牛场、羊场、综合农场、良繁场)的工业、农业、生活及生态用水需求。

1 工程概况

巩留县是伊犁州直属县市之一，位于伊犁河谷中部，特克斯河由南向北将巩留县分为东西两部分，东部主要为巩留县牧业、特色种植业及旅游区，分布有吉尔格朗乡和库尔德宁镇，西部为巩留县主要的工、农、商业生产基地，是巩留县政治、经济和文化中心。年平均气温7.4 ℃，最大冻土深度1.4 m。多年平均降雨量256.6 mm，降水特点集中春夏两季。多年平均蒸发量1422.5 mm。

目前，巩留县西片区供水工程存在水源保证率较低、水厂规模不能满足日常用水需求、输水管道过流能力无法满足远期输水规模、配水管网老化，末级计量设施不完善等问题。城乡供水一体化工程主要解决巩留县西城区现状年1乡5镇4场15.63万人及43.32万头牲畜，规划年2033年19.59万人及47.42万头牲畜的饮水安全工程。工程类型属于Ⅰ类，水源为特克斯山口水库，现状年供水规模为3万m3/d，规划年供水规模达到12万m3/d，新增供水规模9.0万m3/d。工程输水管道起点为山口水厂，沿线有15座分水口控制高位蓄水池，高程在840～860 m之间起伏，现状输水管道均为重力流。设计采用现状管道+新建管道共同输水的原则，沿线设置3根连通管，连通管布置的间距主要考虑单根管某一段出现事故时，另一根管道能够通过75%供水量，而且能保证最末端有一定富余工作压力。

2 管道输水方式选择

2.1 单双管布置方案比选

目前供水系统原水管道、输水管道、高位水池、配水管道均正常运行，由于供水规模偏小，无法满足人口增长和生活水平提高导致用水量增大的需求。

输水管道宜采取双管布置，应设连通管和检修阀，输水管道任何一段发生事故时仍能通过70%的设计流量。新建双管布置方案可满足远期供水规模、供水保证率较高、后期工程运行管理较为方便，但将现状供水管网废弃，会造成管道沿线占地面积较大，局部地段无法实现双管铺设、施工难度较大，作业面较宽、工程直接投资增大等问题。故本次新增单管供水系统，结合利用现有供水管道，互为事故备用，可提高保证率，既可满足供水要求，又可节省投资。设计采用现状管道+新建单管共同输水的原则，沿线设置连通管。

2.2 输水方式比选

本工程输水管道起点为山口水厂，出水口水压高程890 m，末端七乡蓄水池地面高程 846.4 m，最低位置位于红光村分水口，地面高程810 m，沿线有15座分水口控制高位蓄水池，高程在840～860 m之间起伏。现状输水管道均为重力流,输水规模为59 104.68 m3/d。

方案一：重力流输水方式，由于总体落差仅40 m左右，输水线路总长55 km，为保证全线各分水口有富余水头，适当增大管径，降低水头损失。

方案二：部分重力流+加压泵站输水方式，从水厂至奥依塔木村村县城分水口处，前段14.5 km 管道管径由DN1200减小为DN900，通过重力流输水满足过流能力和水压要求，在此处新建加压泵站，采用DN600输水管道输送至七乡末端蓄水池。

通过不同管径组合、泵站扬程、工程投资、后期运行费用等因素进行综合比选确定最优输水方案[3-5]，不同方案输水方式比选见表1。

表1 输水方式比选

综合以上因素考虑，方案一前期一次性投资相对较大，重力流管径偏大，但从长远角度考虑，管径偏大，可满足远期供水规模需求，并且每年可减少泵站运行电费，因此本阶段推荐方案一，全程重力流输水方式。

3 取水口方案比选

目前山口水库左岸有两处取水口，2009年从山口水库至山口水厂铺设一根DN800原水管道给县城水厂和农村水厂供水，取水口采用大坝底部埋管方式，管底高程903.5 m，水库正常蓄水位为912.0 m(常年发电水位)，死水位为905.0 m，属于淹没式取水，入口处设拦污栅，坝后设置闸阀井，可随时控制管道的引水；2014年大坝左岸岩体内修建无压隧洞，断面尺寸3.0 m×2.8 m城门洞型，采用0.5 m厚C25钢筋混凝土衬砌，隧洞全长186.8 m，隧洞取水口高程907.0 m，入口设置钢筋混凝土工作闸井，分别布置工作闸门和检修闸门2 m×2 m。隧洞设计引水流量为4.5 m3/s，通过闸门控制开度从水库引水至坝后矩形钢筋混凝土集水池内(6 m×6 m)，壁厚0.8 m，池底板高程901.87 m，池顶板高程909.22 m，池内设计水位高程906.84 m，集水池内铺设2根DN1200出水管和一根DN1200溢流管，出水管中心高程均为903.47 m，通入道路右侧已建闸阀井内，闸阀井预留分水口DN1200管顶高程902.95 m，供山口水厂远期取水，属于淹没式取水。

根据水库设计资料，取水口坝前河床高程约880 m，运行100年时坝前泥沙淤积厚度为3.98 m，两处取水口均不会受到水库泥沙淤积的影响，可满足本项目取水要求。

新建原水管道根据以上两处取水口布置两个方案。方案一：利用大坝底部埋设DN800管道，在坝后40 m现状闸阀井处，新建闸阀井一座，重新铺设一条原水管道。方案二：在坝后100 m处无压隧洞出口矩形钢筋混凝土集水池底部预留DN1200分水口作为山口水厂原水管道取水口，重新铺设一条原水管道。两个方案的水力计算表详见表2。取水口比选方案见表3。

表2 方案一管道水力计算

表3 取水口方案比选表

两个取水方案均可以满足新建水厂所需最低水压高程的要求，但方案一缺点是大坝底部预埋钢管为DN800，现状管径较小，运行时坝体内取水口经常被杂物所淤堵，需定时停水清淤，导致原水管道均无法正常供水，引水量保证率较低，采用方案二取水量有保证，通过闸门控制，不受泥沙和杂物淤堵影响，并且可与现状DN800取水口同时使用，检修清淤时可互为备用，不会出现停水现象，提高供水保证率。本次设计推荐方案二，从水库左坝肩已建无压隧洞集水池取水。

4 结 论

(1)从施工条件、工程投资、管径组合、泵站扬程、后期运行费用对巩留县城乡供水一体化工程管道布置和输水方式进行比选，采用现状管道+新建单管共同输水的原则，沿线设置连通管，全程重力流输水方式。

(2)对比两处取水口水压高程、取水保证率、水头损失、建筑物等条件，巩留县城乡供水一体化工程从水库左坝肩已建无压隧洞集水池取水。