牛 飞

（甘肃省庄浪县水务局，甘肃 庄浪 744699）

竹林寺水库位于水洛南河上游竹林寺沟口以上500 m处，水库设计总库容577万m3，兴利库容486万m3。现状年水库的供水对象为:庄浪县县城和水洛河川4.5万农村人口人饮供水量 485 万 m3。

近几年，庄浪县的城镇建设和社会经济快速发展，城镇建设规模不断扩大，城区人口持续增加，居民生活用水量急剧增加，县城城区生活用水供需矛盾越来越突出。主要存在以下问题:①现状水源供水能力不足，2015年竹林寺水库向县城供水量仅为385万m3。②供水保证率低，受季节变化影响比较大，城区经常断水，生产、生活用水得不到保障。随着城区用水量的不断增加，竹林寺水库向县城485万m3的供水量难以满足城区供水需求，因此亟需兴建庄浪县店峡沟与竹林寺水库河湖水系连通工程，建成后年可增加供水量172万m3，有利于解决城区生活供水不足的问题。

1 工程实施技术思路

店峡沟为南洛河上游右岸支流，河长10.2 km，流域面积25.12 km2，多年平均径流量502万m3，至今水资源未被开发利用，是竹林寺水库水源补充较为理想的水源点。店峡沟由庞家沟和西湾沟汇合而成，经现场踏勘，庞家沟拟定取水口地理位置位于东经106°20′04″、北纬35°11′06″，取水断面以上控制流域面积6.23 km2，多年平均径流量为125万m3，水质为Ⅱ类；西湾沟拟定取水口地理位置位于东经106°20′23″、北纬35°12′30″，取水断面以上控制流域面积5.31 km2，多年平均径流量为106万m3，水质为Ⅱ类。庞家沟和西湾沟水质较好，水资源相对较为丰富，距竹林寺水库较近，是竹林寺水库较为理想的水源补充点。工程分别在庞家沟、西湾沟建设取水枢纽，通过3段长距离输水管道引水注入竹林寺水库。

2 工程设计

2.1 总体设计方案

经设计单位测算并多方经济比较，确定总体设计方案:在庞家沟和西湾沟分别建取水枢纽，分3段长距离管道采用有压输水方式将水注入竹林寺水库，通过长距离管道输水技术实现河库连通，增加竹林寺水库的调蓄水量，提高水库的供水能力，初步缓解庄浪县县城生活用水缺水问题。

2.2 输水线路的选择

本工程采用有压方式进行输水，考虑到庞家沟枢纽、西湾沟枢纽、隧洞进出口及竹林寺水库相对位置关系，输水线路按照3段进行考虑，分别为庞家沟支管线（庞家沟枢纽—汇流池）、西湾沟支管线（西湾沟枢纽—汇流池）、总管线（汇流池—竹林寺水库），其中汇流池位置位于西湾沟沟口位置。

2.2.1 线路选择原则

根据庞家沟枢纽、西湾沟枢纽及竹林寺水库的相对位置关系，可将输水线路分为3段，庞家沟枢纽至汇流点支管线(以下简称庞家沟支管线)、西湾沟枢纽至汇流点支管线(以下简称西湾沟支管线)、汇流点至竹林寺水库总管线(以下简称总管线)。庞家沟取水点高程约为2184 m，西湾沟取水点的高程2061 m，两取水点的汇流处高程大约为2028 m，竹林寺水库受水点的高程大约为1970 m，庞家沟支管线取水点至汇流处高差为156 m，距离为3.4 km，平均纵坡为1/22,西湾沟支管线取水点至汇流处高差为33 m，距离为0.68 km，平均纵坡为1/20.6，总管线汇流处至受水点高程大约为58 m，距离为3.1 km，平均纵坡为1/53.5。因此本工程依据自然地形拟采用3段长距离输水管道引水并注入水库。

2.2.2 庞家沟支管线

自庞家沟枢纽引水后，线路沿庞家沟沟道布置204 m至尾矿渣场，沿渣场左侧布置522 m至庞家沟沟道，沿庞家沟沟道布置528 m至304省道过洪涵洞，沿涵洞布置102 m至店峡沟，沿店峡沟沟道布置1367 m至店峡沟左岸坡脚，沿线需穿4次304省道过洪涵洞，沿店峡沟左岸坡脚布置343 m至304省道，沿304省道右侧路边布置295 m后与西湾沟管线汇流，管线长度约为3.4 km。

2.2.3 西湾沟支管线

西湾沟支管线长度较短，输水管线沿西湾沟沟道右侧平天高速临时施工道路布置，长度为0.68 km，管线在沟口下游与庞家沟支管线汇流。

2.2.4 总管线

自庞家沟支管线与西湾沟支管线汇流之后，总管线沿店峡沟沟道左侧布置626 m至304省道，沿304省道道路左侧路边布置896 m至店峡沟沟道，沿店峡沟左岸布置745 m至304省道，沿304省道布置125 m至店峡沟左岸山坡，沿店峡沟左岸山坡布置115 m，最后穿过拟修建的长度583 m隧洞注入竹林寺水库。管线总长度为3.1 km。

2.3 输水方式

经技术方案论证比较，本工程管道输水采用有压输水方式。可沿庞家沟、店峡沟、西湾沟及304省道两侧进行布置，管道铺设难度不大，输水线路距离较短，但高差较大，沿线通过修建减压设施，完全能够保证输水管道的安全运行。而且沿线交通较为方便，对以后的施工及运行是非常有利的。

2.4 管材选择

本工程输水管线总长7.2 km，庞家沟枢纽至竹林寺水库的最大落差为212 m，管线较长，管道占工程总投资的比重较大。管材选择是否合理，直接影响工程投资、工程质量、使用年限，对工程的运行管理非常重要。选择管材的基本原则是:管道能承受设计内水压力和外部土压力，使用性能可靠，渗漏小，维修工作量少，施工方便，使用年限长，造价低，水在管道中不会产生二次污染等。

2.4.1 管材比较

常用给水管材一般分为金属管材、非金属管材和复合管材三大类:常用的金属管材有钢管（SP）和给水球墨铸铁管（DIP）；常用的非金属管材有混凝土管（预应力PCP，预应力钢筒PCCP）、塑料管（聚乙烯PE，硬聚氯乙烯PVC-U）和玻璃钢夹砂管（RPMP）；常用的复合管材有钢骨架聚乙烯复合管（SRPE）和钢丝网骨架聚乙烯复合管（SRTP）。

根据本工程输水线路长，起、末点高差大，对工程安全性要求高的特点，考虑各管材性能，从供水安全性、供货形式、抗腐蚀性等方面综合考虑，对钢管、球墨铸铁管、PE管等三种管材通过进行综合比较后选定管材。

从技术角度上比较:球墨铸铁管运行可靠，强度高，承压能力大，耐冲击，破损率低，施工维修需吊装机械；钢管承压范围广，适用范围宽，管体强度高，管道焊接处连接强度高，管件易加工，安装维修方便，现阶段也已发展出较为先进的防腐技术，但防腐成本较高；PE管耐腐蚀性能好，韧性好，可挠性和抗冲击性能好，内壁光滑，不易结垢阻塞，水力条件好，但其强度较低。

从施工角度上比较:球墨铸铁管容易适应现场管沟状况，接口采用柔性T、K型承插式接口，或采用TF自锚性接口，安装容易，便于检查，施工速度较快；钢管可采用焊接、卡口、丝口连接，施工较简单，速度较快；PE管采用热熔对接、热熔承插、电熔连接，施工方便快捷。

从经济角度上比较:对于庞家沟支管线，压力等级为0.6 MPa的管材，球墨铸铁管与PE管价格相当，钢管最贵，对于压力等级为1.0 MPa、1.6 MPa的管材，球磨铸铁管价格最为便宜，钢管次之，PE管最贵。对于西湾沟支管线，球磨铸铁管价格最为便宜，PE管次之，钢管最贵。对于总管线，压力等级为0.6 MPa的管材，球磨铸铁管价格最为便宜，PE次之，钢管最贵，压力等级为1.0 MPa的管材，球磨铸铁管价格最为便宜，钢管次之，PE管最贵，。

综上所述，本工程的推荐管材为PE管与钢管，结合本工程的实际情况，庞家沟支管线前半段受地形地质、尾矿的影响，拟采用管材为PE管，后半段由于受管道压力影响，拟采用承压值较高的钢管。西湾沟支管线拟采用价格较为便宜的PE管。总管线钢管价格优势明显，部分管道还要采用明管敷设，因此拟采用钢管。

2.4.2 管径确定

庄浪县店峡沟与竹林寺水库河湖水系连通工程管线采用有压重力流输水，管径选择在满足自压输水要求的同时应控制管道流速，以降低工程投资。根据《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》的规定，管径选择根据流量、地形特点、管材等计算确定，输配水管网的设计流速宜采用经济流速，考虑到本工程管道中携带部分泥沙，为防止对阀门及管道造成磨损，流速不宜取太大，管道的最大设计流速在1.0 m/s～1.2 m/s之间选取，根据计算庞家沟支管线管径为DN400（PE管）、DN377(钢管)，西湾沟支管线管径为DN355（PE管），总管线管径为DN478(钢管)。

3 工程建设

该工程于2018年1月2日开工建设，2019年9月30日竣工。主要建设内容是:①取水枢纽:在庞家沟沟口上游1.35 km处和西湾沟沟口上游0.7 km处各设置取水枢纽一处，取水枢纽采用低坝取水，主要由进水闸、溢流坝、泄洪冲砂闸、进水口、副坝、沉砂池等建筑物组成。②输水管线:庞家沟支管线沿庞家沟沟道、店峡沟、304省道布置，在西湾沟沟口与西湾沟支管线汇流，管线总长3.4 km；西湾沟支管线为西湾沟枢纽至沟口管线交汇点段，与庞家沟输水线路交汇，沿西湾沟道右侧旧省道路边布置，管道总长0.68 km；汇流后的总管线沿店峡沟、304省道、店峡沟左岸山坡布置。其中管道工程完成:庞家沟支管线采用DN400PE管，采用埋式布置，管道埋深不小于1 m；西湾沟支管线采用DN355PE管，采用埋式布置，管道埋深不小于1 m；总管线前半段采用采用DN500PE管，采用埋式布置，管道埋深不小于1 m，后半段采用DN450钢管，采用明管布设，石棉保温层进行保温。管道沿线布设各类管道附属建筑物42座，其中检修阀井3座，放空阀井9座，调流调压阀井5座，空气阀井17座，流量计阀井5座，调节池2座，汇流池1座。③穿管隧洞:隧洞长583 m，断面形式为城门洞型，宽度为1.6 m，洞高1.8 m，顶拱按照120°控制。

店峡沟与竹林寺水库河湖水系连通工程建成投入运行后，每年可向竹林寺水库注入调蓄水量172万m3，提高了竹林寺水库的供水能力和保证率，缓解了县城城区及水洛河川生活用水的供需矛盾。通过该项目的实施，可以为庄浪县城镇化发展提供水源保证，加快城镇化建设步伐，助推县域经济又好又快发展。

4 结语

该工程为平凉市范围内第一项跨小流域间调（补）水工程，通过采用长距离管道输水技术，实现了河库连通，将店峡沟和西湾沟两条小支沟的地表水通过三段管道输水注入竹林寺水库，建成后每年可为竹林寺水库增加调蓄水量172万m3，通过本工程的实施，实践证明采用长距离管道输水技术实施河湖连通工程，经济效益也十分显著。①工程造价低，单方水投资小，该工程单方水投资仅为17.53元/m3，与同期县内建成的水库单方水投资47.23元/m3相比较，节省投资达到60%以上；②经济效益十分显著，可以说是用小管道、低投入实现了高效益，工程建成后增加了竹林寺水库的年调蓄水量，提高了竹林寺水库的供水能力和供水保证率，经济、社会效益十分显著；③采用管道输水缩短了工期，由于管道施工技术容易掌握，便于全线同时进行铺设，因此采用管道输水与渠道等其它方式输水相比较，可以大幅度缩短工期。该工程的实施实践证明采用长距离管道输水技术实现跨小流域间调水比较成功，而且可以实现低投入、高效益，值得在县内、市内及周边缺水地区大幅度推广使用。