刘荣阳

（贵州省水利水电工程咨询有限责任公司,贵州 贵阳 550000）

1 工程概况

黄家湾水利枢纽工程位于贵州安顺市南部紫云县境内,坝址在红水河的一级支流格凸河中游河段,坝址位置位于紫云县板当镇黄家湾河段上,坝址距紫云县城距离约20 km。黄家湾水利枢纽工程是综合利用的水利工程,主要任务是以紫云县城乡生活和工业供水、农业灌溉为主,并结合发电。黄家湾水库建成后,设计多年平均总供水量为9321 万m3/a。黄家湾水库总库容15720 万m3。工程等别为Ⅱ等,工程规模为大（2）型。黄家湾水利枢纽工程由水库首部枢纽工程（大坝枢纽工程+发电工程）和供水、灌溉工程三部分组成。目前,大坝枢纽已下闸蓄水,坝后电站及灌区还在建设中,工程还未产生效益。经现场调研分析,至规划2030年,水库供水区多年平均需水规模达到4163 万m3/a。可对水库供水区以外的区域进行需水分析,扩大供水区范围,充分发挥水库供水效益。

拟建新龙堡水库位于紫云县猴场镇新龙堡村,总库容313 万m3,工程等别为Ⅳ等,工程规模为小（1）型。设计供水范围为紫云县猴场镇打啷村、大田坝村、茶山村及大营镇三合村,受水区农村人口现状为7267 人,灌溉水田6015 亩、旱地2005 亩,设计年供水量为331.2 万m3。新龙堡设计供水区位于黄家湾供水区南面约8 km,与黄家湾供水区范围未重叠。理论上可通过黄家湾水库管道延伸工程解决以上供水需求。现对黄家湾末端供水延伸供水工程及拟建新龙堡水库两个方案,从项目技术可行性、经济性合理性等方面进行分析。

2 水库及供水区关系

拟建新龙堡水库死水位1230 m,供水区范围高程1105 m～1220 m,供水区属自流供水。

新龙堡设计供水区位于黄家湾水库南部直线距离约40 km, 黄家湾水库向南部区域输水的工程为黄家湾干渠及水塘支渠。

黄家湾水库死水位1035 m,黄家湾干渠总长24.332 km,起点高程1032 m,终点高程1014.537 m,水塘支渠接黄家湾干渠,水塘支渠总长24.145 km,在水塘镇南部羊场寨新建羊场泵站提水,从高程1011 m 提水至1094 m（净扬程83 m）,其他段全部为自流输水,水塘支渠终点底板高程1073 m。水塘支渠终点距新龙堡8 km,见图1。

图1 水库及供水区位置高程关系

3 方案拟定及设计

对新龙堡水库枢纽工程和利用黄家湾水库水塘支渠延伸供水至新龙堡两个方案进行比选。由于两个方案新龙堡供水区的供水建筑物一致,坝址后供水管设计及投资一致。

（1）方案一：新龙堡水库枢纽工程

1）方案设计

新建新龙堡水库枢纽工程初设已批复,方案与初设一致,枢纽由C9015 堆石混凝土重力坝+坝身开敞式泄流表孔+右坝段坝身取水兼放空管+供水管线组成。坝顶高程 1251.00 m,坝基最低高程 1205.00 m,最大坝高 46 m,坝顶宽度 5 m,坝顶长 128 m。取水管设计流量0.5003 m3/s（供水引用流量0.4822 m3/s+生态用水量0.0183 m3/s）。供水工程由输水管道及无压输水隧洞组成,为自流输水,输水线路总长10 km。其中,输水管总长8.6 km,管径为φ700 mm～φ300 mm,均为K9级球墨铸铁管。无压输水隧洞段长1.37 km,隧洞为 2.0 m×2.5 m 城门洞。

2）方案一工程投资

总投资为21582.63 万元,工程部分投资14421.12 万元,专项部分投资7161.51 万元。其中：建设施工征地移民6177 万元。

（2）方案二：利用黄家湾水库延伸供水工程

1）取水位置选择

选择从水塘支渠取水延伸至新龙堡,取水点处的断面过流流量需大于新龙堡主管供水设计流量,新龙堡供水管首部设计取水流量0.4822 m3/s。选择从水塘支17+731.482 处引水,该断面处水塘支渠断面为梯形,底宽1 m,墙高1.2 m,两侧边坡1∶0.3,原设计流量0.577 m3/s。经过复核,当水深为1 m 时,过流为1.088 m3/s,大于渠道原设计流量0.577 m3/s+本次新龙堡供水流量0.4822 m3/s=1.0592 m3/s。即该处取水既可满足黄家湾原设计流量供水,也可以满足新龙堡供水,仅渠道超高减少。所以从该桩号处取水延伸至新龙堡合理。

2）输水线路布置设计

①线路布置的原则

尽量缩短线路的长度,尽量避开生态红线；减少拆迁,少占良田；施工、维护方便,节省造价。

②输水线路布置

黄家湾延伸供水工程取水点处渠道底板高程1081.127 m,新龙堡供水区1105 m～1220 m,由于输水距离较长、地形起伏,线路选择过程中,对泵站方案,输水末端长短隧洞方案均进行比选,并且考虑尽量避免占用生态红线,最终确定输水线路最短且最经济到新龙堡坝址布置方案如下：

取水点位置为水塘支渠桩号17+731.482 处,新建泵站从取水点提水1.7 km 至高位水池后,输水管线自流至新龙堡坝址。输水管线路总长16.99 km,其中1#输水主管11.64 km,无压输水隧洞2.6 km,2#输水管2.75 km。新龙堡坝址后供水管布置沿用拟建新龙堡水库供水工程。

③方案设计

泵站从取水点1081 m 提水至1300 m（净扬程219 m）,泵站选用720×60×4 卧式双吸中开离心泵,2 用一备,DN700 上水管线长1730 m。

根据输水管设计流量,在满足末端水压的要求下,选择最小管径,力求投资最省。管道采用单管布置,输水管管径为700 mm。管道沿线多为河道两岸阶地,施工相对便利,管材选择K9 级球墨铸铁管较经济。

无压输水隧洞段长 2.6 km,隧洞为 2.0 m×2.5 m 城门洞,输水隧洞比降2.5‰,进口高程1266.5 m,出口高程1260 m。

3）方案二工程投资

工程总投资为15945.25 万元。工程部分投资14239.72 万元,专项部分投资1705.52 万元。其中：建设施工征地移民1485.52 万元。

4 方案比较

两个方案从项目前期、建设征地移民安置、“三区三线”、施工条件、工程投资、运行管理等因素综合的进行分析对比[1],见表1。

①黄家湾水库延伸供水工程施工期相对较短,但项目需重新上报调整,并且占用基本农田,限制性条件较多。

②黄家湾水库延伸供水工程方案初期一次性投入建设工程费用较低,工程总投资15945.25 万元,较新龙堡水库枢纽工程方案总投资21582.63 万元低5637.38 万元。主要原因为拟建新龙堡水库淹没占地415.46 亩,工程建设征地移民安置补偿费用高,专项费用高5455.99 万元。两个方案的工程部分总投资基本相当,黄家湾水库延伸供水工程方案总投资14239.72 万元,拟建新龙堡水库方案总投资14421.12 万元。

③黄家湾水库延伸供水工程方案需要提水302 m,每年运行费用较拟建新龙堡水库方案增加214.38 万元。运行成本水价较拟建新龙堡水库高0.59 元/m3。

5 结论及建议

黄家湾水库延伸供水工程方案总投资较低,但提水扬程高、年运行成本高,且涉及基本农田,需重新上报调整,属于重大设计变更事项；拟建的新龙堡水库属自流供水,年运行成本较低,且生态红线和基本农田已通过“三区三线”划定调整。综合以上因素,新龙堡水库方案较优。

目前水库还未开工建设,建议完成新龙堡水库工程建设。