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南水北调西部调水工程安阳河段项目分析

2023-01-02

河南水利与南水北调 2022年10期
关键词:调水安阳市安阳

徐 琼

(河南省安阳水文水资源勘测局,河南 安阳 455000)

1 项目背景

南水北调安阳市西部调水工程自南水北调中线总干渠39 号口门配套工程管道末端引水,通过输水管线和加压泵站,将南水北调优质水源输送至安阳市西部的林州市、殷都区及龙安区等地区,用于城乡居民生活和高精工业用水,提高居民生活用水质量,满足当地生产生活用水需要。

2 基本情况

2.1 建设项目概况

南水北调安阳市西部调水工程供水范围为安阳市西部的殷都区、龙安区和林州市,通过新建压力输水管道、梯级泵站将南水北调水输送到新建天池水厂和林州第三水厂。工程设计年调水量7 000 万m3,向殷都区调水2 000 万m3,向龙安区调水1 000 万m3,向林州市调水4 000 万m3。

西部调水工程输水管道起点南水北调39 号口门配套工程管道末端调节池,终点为林州市第三水厂,工程管线全长48.41 km,设置3 座加压泵站,新建天池水厂1 座。管线开挖隧洞13.13 km,跨越南水北调总干渠1 处,穿河倒虹吸工程7处,穿越铁路4 处,穿越省级以上道路13 处,县乡道路40 处。

2.2 施工组织

穿越工程施工场地根据穿越河道地形布置,穿越施工河道有水时应设置纵横向围堰分期导流,宜在河道一侧交通较为便利处集中布置管材堆放区、仓库、生产生活区、临时堆土区等。考虑管道埋置深度较深,为便于管材运输及吊装,施工道路直接布置在开挖沟槽底部。根据施工布置图,管材堆放区、仓库、生产生活区、临时堆土区等均布置在河道管理范围以外。

2.3 施工导流方式

工程主要为地埋管道工程,穿越河渠有安阳河、桃园河、金线河等。管道穿越沟渠时均为非汛期施工。根据《水利水电工程施工组织设计规范》《水利水电工程等级划分及洪水标准》,使用年限<1.5 年,围堰高度<15 m,导流建筑物为V 级,设计洪水标准为10~5 年一遇,结合工程实际,设计施工导流标准取5 年一遇。

2.4 施工降、排水

基坑开挖前的初期排水主要包括基坑积水、基坑渗水两部分。由于非汛期施工,河道流量较小,初期排水的排水量不大。基坑经常性排水主要包括3 部分:基坑渗透水、混凝土养护用水和降雨。工程在穿越安阳河西高平、安阳河横水镇、桃园河下庄3 处时,地下水位较开挖基坑底高程高,需进行施工排水设计,开挖主要为卵石层。

2.5 河道基本情况

2.5.1 河流水系

南水北调安阳市西部调水管线工程属于调水工程,该工程全部位于海河流域漳卫河水系卫河的第二大支流——安阳河流域,穿越的河道包括安阳河、桃园河、金线河、珠泉河。

2.5.1.1 安阳河

安阳河流域位于东经113°40'~114°45',北纬35°5'~36°10',西界林滤山,北临漳河,南临淇河及其支流淅河、汤河。安阳河流域上宽下窄,呈倒葫芦形,地势起伏大。河道全长164 km,流域面积1 920 km2,其中山区占47%,盆地18%,平原35%。源头位于西部太行山区,海拔高程1 000 m 以上,上游自源头至横水镇下游,大部分位于林州市的城关、姚村盆地,地势比较平坦,海拔高程310~270 m,水磨山至横水镇穿行于缓丘区,于横水镇南部接纳桃园河后进入中游;中游自横水镇至彰武水库,位于太行山余脉的低山区,两岸山顶海拔高程小南海以上在海拔高程500~400 m 之间,小南海至彰武库区之间山顶海拔高程大约为200 m;下游自彰武水库以下至入卫河口,安阳市市区以上属于安阳河冲洪积扇,地面海拔高程90~70 m,市区以下属于华北平原,地面海拔高程在70~60 m,入卫河口高程51 m。

南水北调安阳市西部调水工程于彰武水库下游西高平村第一次穿越安阳河和万金渠,安阳河交叉断面上游即为彰武水库,控制流域面积为970 km2,河道长度为73 km,河道比降约为0.25%。万金渠位于安阳河右岸滩地,该处河道进行过系统治理,过流能力满足河道防洪标准,因此,该段河道为现状断面,20年一遇设计流量850 m3/s,50 年一遇校核流量1 250 m3/s,现状河底高程105.21 m,底宽42 m,口宽330 m,设计洪水位108.80 m,校核洪水位109.40 m。该段河道左岸有Y022 乡道,右岸有西高平村内水泥路,汛期均可作为防汛道路通行。

管线于横水镇第二次穿越安阳河,交叉断面以上流域面积为327 km2,河道长度为30.20 km,河道比降约0.70%。该处河道未进行过治理,现状河底高程248.34 m,底宽12 m,口宽约230 m。安阳河横水镇河道左岸有乡村水泥路,右岸有Y034 乡道,汛期均可作为防汛道路通行。

2.6 水文气象

南水北调安阳市西部调水工程位于安阳河流域,属于温带大陆性气候区,冬季受蒙古、西伯利亚高气压控制,天气寒冷干燥且多风沙,夏季由于冷暖气团交接而多暴雨。多年平均气温13.60℃,月平均最高气温26.90℃(7 月),实测极端最高气温41.70℃(1955 年5 月24 日),月平均最低气温-1.80℃(1月),实测极端最低气温-21.70℃(1951年1月12日)。全年无霜期200 d,日照累计时数2 338 h,日照百分率为53%。冬春多北风,夏秋多南风,最大风速22 m/s(1954年6月21日)。多年平均水面蒸发量约1 075 mm,多年平均降雨量565 mm。年内分布极不均匀,汛期6-9 月降雨量占全年的70%~80%,年际变化大,年最大与年最小相差2~4 倍,而且有连续干旱和连续丰水的特点。

2.7 工程地质

根据《南水北调安阳市西部调水工程工程地质勘察报告》,拟建调水管线,跨越地貌单元主要为丘陵~平原过渡、山前冲洪及倾斜平原、丘陵及低山地貌。起点高程约为93.07 m,终点高程约为366.98 m,整体地势自东向西逐渐抬高。

3 现有水利工程及其它设施

3.1 安阳河

安阳河流域面积较大,地形复杂,区域内人口密集、活动频繁,需水量较大。建国以来,流域内修建了许多水利工程,减灾兴利。上游段属于林州盆地,人口密集,在支流上游修建了众多小型水库,蓄水兴利。中游穿行于低山峡谷中,两岸村庄少、人烟稀少,水利工程较少,在出山口附近修建有2 座大中型水库小南海水库和彰武水库。彰武水库以下进入平原区,干流上修建有较多蓄水闸坝,兴利灌溉。彰武以下的支流粉红江上建有双泉中型水库和数座小型水库,其他支流上建有众多小型水库。为保证卫河防洪安全,在干流下游左岸,崔家桥乡境内,开辟建设了崔家桥蓄滞洪区。

3.2 河道演变

安阳河为少沙河流,泥沙主要来自上游的浅山丘陵区,为蜿蜒型河流,近几十年河流较为稳定。彰武水库以上河道为山区河流,地势起伏大,河道易冲刷,但河道走势未发生变化;彰武至安阳段河道走势无较大变化,但部分转弯处发生了内侧淤积、外侧冲刷的现象,致使弯度逐渐变大;安阳以下段河道两岸地形变化小,河道冲淤基本平衡,河道走势基本未发生变化。

3.3 淤积分析

南水北调安阳市西部调水工程穿越河道均采用埋置式倒虹吸,两侧阀门井均位于河口线以外,不占用河道断面面积,不影响河道行洪,工程建成后不改变河道现状,对洪水流态没有影响,河道的淤积变化仍会遵循原有规律:一场洪水涨水冲刷,落水淤积;大水年河槽冲刷,一般洪水年河槽淤积,淤积物仍以悬移质为主。河道基本处于微冲微淤、冲淤交替变化的相对平衡状态,不影响管道工程运行。

4 结论

工程建设整体满足各河段河道20 年一遇防洪要求,工程建成后对水流导向影响较小,河道整体流速及流向不会发生大的变化,不对河槽流势产生大的影响,不影响两岸防洪。

供水管线穿越河道处埋置深度位于设计洪水冲刷线以下,满足设计洪水要求。放空阀井井口高程均位于设计洪水位以上,溢流管出水口末端设置了拍门,防止河道内水位较高时河水倒流进入阀井。当发生洪水时,不影响放空阀井正常运行。

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