陈 海

(塔城地区水利水电勘察设计院，新疆 塔城 834700)

1 概 述

1.1 工程区域概述

额敏县布尔阔台河供水工程位于布尔阔台河的中下游出山口段吾尔喀什尔山以南的额敏县境内，距额敏县城直线距离约70 km，喇嘛昭乡距水库坝址12 km，S318省道在坝址下游通过，由S318省道去往喇嘛昭乡的乡道再经水库上坝公路到水库坝址的距离为18 km。工程所在区域地处纬度偏高的内陆地区，远离海洋，属温带大陆性气候区，气候严寒，冬长暑短，上游中山区终年积雪。气温垂直分布明显，昼夜温差大，气温随海拔升高而递减，递减率约为0.2℃/100 m。山区年平均气温小于5.5℃，平原区年平均气温6.5℃，多年平均最高气温37.9℃，多年平均最低气温-32.3℃。

平原区多年平均年降水量278.2 mm，山区年降水量500～700 mm，降雨时间主要集中在4-7月份，该季节降水量占全年降水量的42%以上。

平原区年无霜期118～188 d，多年平均积雪深度32 cm，历年最大积雪深度61 cm，多年平均日照时数2 832.8 h，日照百分率64%，多年平均最大风速14.1 m/s。

工程位置地处山区，受气候条件的影响，其冰期长达半年之久。布尔阔台河在10月底或11月初，水流中就出现冰花、流冰和岸冰。一般情况下，在11月底至翌年的2月份为封冻期，稳定封冻期冰厚0.8 m左右，平均封冻时间100 d左右；冰塞、冰坝主要出现在4月份的河道开河期间。河道大约于3月份开始解冻，终冰日期为3月下旬至4月上旬，最大冻土深度1.4 m。

1.2 工程特征

额敏县布尔阔台河供水工程是为工业和农业灌溉供水并为改善生态供水的水利工程。水源为喇嘛昭水库，本工程由工业供水管道和农业灌溉渠道及管道等组成。

工程主要建筑物包括供水管道和灌溉渠道。供水管道设计年供水量750×104m3，供水流量为0.92 m3/s，沙棘生态林灌溉面积0.106 7×104hm2；灌溉渠道灌溉面积为0.233 3×104hm2，灌溉设计流量2.3 m3/s。根据《防洪标准》(GB 50201-2014)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2017)的规定，确定供水工程的工程等别为IV等，工程规模为小(Ⅰ)型，供水管道主要建筑物级别为5级，灌溉渠道主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。

根据上述建筑物级别，确定输水工程建筑物采用的洪水标准[重现期(年)]：供水管道(包括调节水池、检修阀井、排气阀井、泄水井及管道穿河防护设施等)设计洪水为标准10年，校核洪水标准为30年；灌溉渠道及灌溉管道设计洪水标准为10年，校核洪水标准为20年。

2 布尔阔台河供水方案优选分析

2.1 方案工程布置

本次设计选择3种供水总布置方案进行比选。

2.1.1 主管分支方案

主管线水库大坝输水洞直接取水，向南敷设长5.7 km的有压主管道，并在主管道终点设置一座分水池，利用分水池向喇嘛昭乡绿色生态农业基地、电厂及沙棘生态林分支敷设分支管线，分支长度分别为6.7，5.1和10.0 km。

2.1.2 主渠分支方案

对布尔阔台河渠首进行扩建，水库水放至下游长2.2 km的天然河道，利用布尔阔台河渠首收集河水，主渠从渠首取水后，向南修建3.5 km无压主渠道，在主渠道终点设置一座分水池，分水后分别向喇嘛昭乡绿色生态农业基地、电厂及沙棘生态林分支敷设分支管线，分支长度分别为6.7，5.1和10.0 km。

2.1.3 组合方案

在课程设计上，培训针对已有工作经验的社区医生，不同于面向医学生的全科医生规范化培训。励丽介绍，每一次开一个班，人数二十多人；而且，每位学员要脱产2个月在宁波一院上课并参与临床查房。

由供水管道工程和灌溉渠道工程两部分组成。供水工程主管线水库大坝输水洞直接取水，向南敷设长5.7 km的有压主管道，并在主管道终点设置一座分水池，利用分水池向电厂及沙棘生态林分支敷设分支管线，分支长度分别为5.1和10.0 km。灌溉工程水库水放至下游长2.2 km的天然河道，利用布尔阔台河渠首收集河水，渠道从渠首取水后，经8.65 km暗渠和管道到达受水点。

各方案平面布置见图1。

图1 工程总布置方案图

2.1.4 各方案优缺点分析

主管线采用有压管道输水：主管线采用有压管道输水，管线总长度较长，管道安全性较好，输水保证率高，但由于主管道设计流量加大(3.22 m3/s)，管径大，投资高，在河谷施工也极为困难，沿河防护难度大，且平时运行存在2.2 km的天然河道脱流河段，对布尔阔台河道的生态和环境影响十分不利，无法满足环境要求。

主渠采用无压渠道输水：主渠采用无压渠道输水，管线总长度相对较短，能够避免方案一弊端，但其供水安全性较差，保证率低，特别是3个不同分支供水保证率差异较大(电厂设计保证率为97%、沙棘生态林设计保证率为85%、喇嘛昭乡绿色生态农业基地设计保证率为75%)，渠道布置难以协调(设置双渠可以满足高保证率，但投资大，沿河防护难度大；设置单渠投资小，但难以满足工业供水高保证率需求)；同时现状渠首进水闸也难以满足主渠所需总的引水流量(3.22 m3/s)，水库水量损失较大。

组合方案：可以很好地结合方案一和方案二优点，同时又避免了两个方案弊端，即高保证率供水利用管道直接从水库输水洞接引，安全性高，输水管径小，施工、管理便利；低保证率输水结合生态环境及现有渠首等设施，降低投资。

2.2 优选方案确定

综上，结合河道生态环境要求、工程投资、工程运用要求及现有水利工程情况，本阶段推荐采用组合方案即方案三。

3 特定对象支线路供水用水方案优选分析

供水工程取水点为布尔阔台水库输水洞出口，受水点一为鹏通能源新疆额敏县2×660 MW煤电一体化发电厂，受水点二为下游布尔阔台河左侧高地沙棘生态林，位于原乡道旁侧。

鹏通能源新疆额敏县2×660 MW煤电一体化发电厂与取水点南北向基本呈直线，且地势从取水点至受水点呈线性下降，中间为其他障碍，因此发电厂分支基本沿取水点和受水点直线布设，无需进行其他比选。

为节省投资，沙棘生态林分支上游与发电厂分支采用合建(主线)，为避免取水点与受水点见地形落差大导致的管道压力大带来的安全和投资隐患，在管道合适位置设置减压池，同时利用减压池完成分水布置，即在管道中间设置分水池，分水池下游沙棘生态林分支结合取水点及受水点位置、各点地形，综合选择3个方案进行比选：

3.1 具体布设方案内容

方案一：全管线方案，主线采用2根DN700球墨铸铁管从喇嘛昭水库坝下出水池向南敷设5.7 km，设置分水池，分水后分别向两个分支敷设分支管线。额敏县发电厂分支设置2根DN400球墨铸铁管，管线长5.1 km，沙棘生态林分支采用1根DN800球墨铸铁管，管线长10 km。

方案二：全管线方案，主线采用2根DN700球墨铸铁管从喇嘛昭水库坝下出水池向南敷设3.4 km，设置分水池，分水后分别向两个分支敷设分支管线。额敏县发电厂分支设置2根DN400球墨铸铁管，管线长7.4 km，沙棘生态林分支采用1根DN800球墨铸铁管，管线长11.3 km。

方案三：管-渠组合方案，主线采用2根DN700球墨铸铁管从喇嘛昭水库坝下出水池向南敷设5.7 km，设置分水池，分水后分别向两个分支敷设分支管线。额敏县发电厂分支设置2根DN400球墨铸铁管，管线长5.1 km，沙棘生态林分支上游渠道总长度7.4 km，渠道采用暗渠型式，无压流，断面为矩形，净宽1.0 m、净高1.2 m，顶板、底板、侧壁厚度均为0.3 m。暗渠采用现浇钢筋混凝土结构，每10 m设一道沉降缝，采用橡胶止水带止水，缝内填塞闭孔泡沫板。管道部分采用DN800球墨铸铁管，长度3.7 km。

各方案平面布置见图2。

3.2 优缺点分析

方案二由于减压池靠近上游，下游距离较长的电厂分支、沙棘分支管道压力均较大，增加了管道投资及安全隐患，同时沙棘分支沿布尔阔台河左岸布设，需额外增加管道防护(防河道冲刷、防左侧山洪淘刷)、管护道路及临时交通等设施。

方案三上游及沙棘分支与方案一相同，沙棘生态林分支采用无压暗渠和有压管道结合的形式，沙棘生态林分支管材压力较小，可以减少投资，但总长度较方案一长。同时渠道(或管道)较长部分在布尔阔台河下游漫滩布设，需额外增加管道防护，同时为了保留末端一定压力水头，渠道下游仍需设置一部分管道，且大部分渠道和管道需增设临时道路和管护道路。

图2 特定对象供水线路方案图

方案一管线(渠道)距离最小，投资最低，同时施工条件最好，垂直跨越布尔阔台河距离最短，安全度最高。同时管道压力经过减压后，压力分布也较为合理，主管线及电厂分支利用供水工程交通道路作为护管路、沙棘生态林分支可利用现有乡道及跨河桥，施工及运行管理均较便利。见表1、表2。

表1 线路比选工程量比较表

表2 线路比选方案综合比较表

因此，特定用户供水方案选择推荐采用方案一，与可行性研究阶段推荐方案相同。

4 结 语

通过布尔阔台河供水方案优选后，为后续整个方案的具体节点的设计提供一定基础，同时也为解决该地区日益发展的经济和用水矛盾提供一种必要的手段。