新疆新源县坎苏乡饮水安全工程水源方案比选
2021-07-09朱玲玲
朱玲玲
(深圳市水务规划设计院股份有限公司新疆分公司,乌鲁木齐 830000)
新源县坎苏乡是一个以牧为主、 农牧相结合的乡,农业灌溉主要以巩乃斯河、坎苏河水系为主。坎苏乡饮水安全工程建设完成后日供水量为815.0m3/d,同时将解决包括哈萨克买里村、库尔吾泽克村、坎苏新村3个行政村7721人的饮水不安全问题,对改善当地农牧民生活质量和卫生条件具有重要意义。
1 工程概况
1.1 地理位置
新源县位于伊犁河流域东端的巩乃斯草原腹地,地形特点是三面环山,西部敞开,东高西低。 “坎苏”哈萨克语意为“水面宽阔的河流”,位于县城东部,距县城48km,西高东低,东与那拉提镇接壤,南以那拉提山为分水岭与和静县为界。
1.2 水资源分布
1.2.1 地表水
新源县坎苏乡工程区地表水主要有巩乃斯河和坎苏河水系,巩乃斯河是伊犁河3大支流之一,坎苏河为巩乃斯河支流,属雨水、冰雪融水型河流,年际变化稳定。
1.2.2 地下水
地下水主要补给来源为山区冰雪融水入渗及大气降水,由山区向河谷及下游方向沿隔水层顶面径流。 受半胶结砂砾岩、泥岩隔水层出路的影响以泉的形式溢出地表,并以地表径流形式排泄于坎苏沟。
工程区泉水为坎苏沟泉水, 泉眼位于坎苏沟出山口前1.6km的沟底左侧岸坡处,植被茂密,地表涵养水能力强,泉眼出水量稳定,四季无大的变化,泉水清澈无污染,水质良好,经3a的实测资料统计,平均出水量为31L/s。
2 水源工程方案比选
通过对比工程区工程条件和工程经济两方面,对引泉和截潜流这两个水源工程方案进行比选,从而确定水源工程方案。
2.1 引泉方案
2.1.1 水文地质
引泉方案为坎苏沟泉水, 泉眼位于坎苏沟出山口前1.6km的沟底左侧岸坡处, 泉眼出水量稳定,四季无大变化,泉水清澈无污染,水质良好,平均出水量为31L/s,满足工程区饮水需求。水质经卫生部门化验分析结果符合GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》水质标准。
2.1.2 工程地质
水源地泉眼西侧为山前丘陵带下缘, 其余三面开阔,输水管道由泉眼为0+000桩号起,至坎苏河(1+500)地貌单元属山前冲洪积的倾斜平原。 沿途多为沼泽地,上覆0.3~0.5m厚的表土,灰黑色,松散,湿,植物根系发育;下部为0~1.0m厚的含砾粉土,黄色、松散、潮湿;再下部为砾卵石层,浅灰色、松散~稍密、砾卵石磨圆度较好,级配较差,厚度大于15m,属强透水含水层,地下水埋深0.8~1.2m。
式中:EL为物流业能源消耗总量;Ej-L为物流业第j种能源消耗量;ET为第三产业能源消耗总量;GDP T为第三产业国内生产总值;GDP为地区国内生产总值;P为地区人口数量;area为地区城市建成区面积;Area为地区面积;R表示地区城市道路面积。
2.1.3 工程布置
经现场勘察在坎苏乡政府约9km处有诸多泉眼溢出,其中选一处较大泉眼,在泉水溢出处修建泉室工程,泉室后接检查井。 从泉室沿东岸山坡布置1根输水总干管,在桩号0+050处新建1座50m3高位水池,水池后接输配水管道并在桩号1+600处建1座检查井, 检查井后接2根输水管道和1根配水管道,1根输水管道在桩号2+800处新建1座100m3高位水池,给库尔乌泽克村供水; 另1根输水管道在桩号3+700处新建1座100m3高位水池,给哈萨克买里村供水,配水管道则向坎苏新村供水。 引泉方案取水建筑物泉室投资1.17万元。
2.1.4 施工布置及工程材料供应
水源地及输水主管线前1.6km沿途泉水出露,施工难度大,但其余管线沿途均为砂石料道路,工程施工砂石料运距近,218国道从乡区中部穿过, 乡区到各村有简易公路均与国道连通,对外交通方便,不需修建施工道路和桥涵等工程, 施工场地均布置在居民区附近或道路旁边,地形较平坦,易于施工。
2.1.5 工程投资
泉室1座、检查井10座、输水管道长4.9km、闸阀井99座、 管理站房120m2、 高位水池3座, 配水管网66.425km,工程总投资237.49万元。
2.2 截潜流方案
2.2.1 水文地质
2.2.2 工程地质
2.2.3 工程布置
在坎苏河上修建截潜流工程(主要包括: 截水墙、滤水带、集水井、检查井),输配水管网布置与引泉方案一致,截潜流方案取水建筑物总投资16.65万元。
(1)截水墙,为保证引水,在河床右岸下设截水墙,起到挡水作用;设计截水墙总长82m,深6m,顶宽40cm;截水墙建在河床弱透水层中。
(2)滤水带,为确保洪水期的引水质量,取水方式采用渗渠的结构形式。在截水墙前布置滤水带,滤水带从下而上依次设四层反滤料,总厚度1.6m,每层厚度为0.5~0.25m,上盖50cm防冲块石,块石直径大于35cm,在块石层内填充砂砾石,防冲层上设100cm厚防淤更换层。
(3)集水井、检查井,渗渠纵坡为1/80,与河床天然纵坡接近,渗渠末端设置圆筒形D=2.0m的集水井,在集水井中设一条引水管道, 将水引入高位蓄水池中,在依靠重力向新建的3座高位蓄水池输水;集水井后接D=1.0m的检查井, 检查井内设Dg140闸阀与输水管道连接,Dg250检修闸阀和溢流管连接。
(4)滤水带长度,渗渠产水量需满足本工程的最高日用水量。由于坎苏沟径流量年分配不均,尤其是在冬季水量较小,渗渠长度为82m,渗渠均为顺河道纵向布置。
2.2.4 施工布置及工程材料供应
对截潜流工程而言,由于春季河水水质浑浊,河道泥沙多,水量、水质不易保证。 工程施工砂石料运距近,均可就地取材,218国道从乡区中部穿过,乡区到各村有简易公路均与国道连通,对外交通方便,不需修建施工道路和桥涵等工程; 但由于工程地质条件差,因此施工难度较大。
2.2.5 工程投资
取水工程1座、检查井9座、输水管道长4.6km、闸阀井99座、管理站房120m2、高位水池3座,配水管网66.425km,工程总投资254.14万元。
3 结语
(1)通过对比可知:①引泉方案泉眼出水量稳定,四季无大的变化,泉水清澈无污染,水质良好;截潜流方案春季河水水质浑浊,河道泥沙多,水量、水质不易保证;②引泉方案地形起伏小,无洪水冲沟,不存在洪水危害,便于修建泉室工程及布置管线,施工难度较小;截潜流方案位于坎苏沟河漫滩上,地层岩性现代河床冲积卵石层, 每年沟底洪水期带下大量泥砂和推移质,对取水建筑物产生冲刷和淤积,危害性大,因此截潜流方案施工难度大;③引泉方案取水建筑物总投资1.17万元, 工程总投资237.49万元;截潜流方案取水建筑物总投资为16.65万元,工程总投资为254.14万元, 相比之下引泉方案投资较截潜流方案少。
(2)通过对引泉方案和截潜流方案综合分析比较,可得出引泉方案水源水质好、施工难度小,且利用引泉重力自压输水,可有效节省水源地工程投资,便于工程区供水工程统一集中管理。 因此确定引泉方案为本工程水源工程方案。