禹门口提水东扩工程设计简述

王引田

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

禹门口提水东扩工程位于山西省中南部，是新绛、稷山、襄汾、侯马、曲沃、翼城六县（市）工、农业及农村生活供水的保障性给水工程。工程新建输水管线约69km，渠道约45km。年农业供水量（包括汾河生态用水）8095万m3，工业供水8031万m3。工程建成后可改善运城、临汾两市28.48万农村人口的饮水条件及汾南、三泉、北庄、浍河、利民、襄汾井灌区的灌溉条件，可为临汾、运城两市工业发展提供充足水源，使两市交界地带地下水超采状况得到缓解。

位于河津市的黄河禹门口提水工程已建成投入运行，设计提水量4.0亿m3，目前工农业总提水量约3000万m3。因此，工程的建设除可有效缓解上述供水区的水资源紧缺状况，还能充分发挥禹门口提水工程的经济效益和社会效益。

2 工程布置

禹门口提水东扩工程水源来自现有禹门口黄河提水工程，其输水干线起点位于新绛县禹门口黄河提水工程二级干渠光马渡槽末端，终点位于距翼城县城6km的西梁水库。工程沿线共布置调蓄水库2座，提水泵站4座，主管线全长48.8km，支管线长20.0km，输水干渠总长11.4km，支渠总长34.3km。

供水线路沿线共设新绛、侯马、曲沃、翼城工业及农村生活用水，襄汾赵康井灌区，北庄灌区，浍河灌区，利民灌区，三泉灌区，汾河生态补水10个供水点。三泉灌区灌溉补水利用水库现有供水方式供给，襄汾赵康井灌区和新绛工业园区用水通过禹门口灌区二级干渠供给，其余供水点均通过管道输水供给。管道输水由三泉水库提水入输水管线，沿线分水口分别为汾河生态、侯马（包括侯马和北庄灌区）、曲沃、浍河灌区，终点西梁水库，翼城和利民灌区用水通过西梁水库供给。工程沿供水管线在三泉水库左岸、侯马北庄、曲沃听城共设3级泵站，利用已建三泉水库、西梁水库、浍河水库来调蓄沿线工农业供水。

根据工程的布置方案，一级泵站出水池至二级泵站段、三级泵站出水池至西梁水库段、浍河支线泵站出水池至浍河水库段采用重力输水，其余段采用有压输水。

3 工程设计

3.1 输水渠道断面设计

输水渠道采用梯形断面，渠道内边坡系数1∶1.25，底宽1.1m，渠深2.65m。渠道采用C15混凝土预制板护面，预制板下部铺设1∶5灰砂垫层，垫层下为一布一膜的土工膜。由于地基土为湿陷性黄土，根据已建禹门口二级干渠经验，需进行翻夯处理。渠道右堤顶宽5m，泥结石路面，作为行车巡渠路，左堤顶宽2m，作为人行道。

3.2 输水管道设计

3.2.1 管道材料选择

保证率高的输水工程对输水管道的可靠性、耐久性等方面的要求较高。经对钢管、预应力钢筒混凝土管（PCCP）、玻璃纤维增强塑料加砂管（RPMP）等管材比较，最终选用PCCP，管道糙率取0.0125。三级泵站出水池至西梁水库段由于为自重流段，管道内压波动和水锤的影响相对较小，因此选用RPMP，管道糙率取0.0095。

3.2.2 管道水力计算

根据实际地形及管道走向，布置管道及其附属建筑物，并根据计算结果确定管径。由于沿线分水口、调蓄建筑物较多，局部水头损失较大。各段管道水头损失见表1。

表1 管道内径及水头损失表

3.2.3 管道埋设及防护

输水管道大部分随地势铺设，总干管穿过的地层多为湿陷性黄土区。遇湿陷性黄土基时，PCCP管道基底以上均铺设0.15m厚的碎石垫层，基底以下铺设1.0m厚3∶7灰土夯实基层；非湿陷性黄土基管段PCCP管道基底以上铺设0.15m厚的碎石垫层，基底以下铺设0.5m厚3∶7灰土夯实基层。管道埋设完成后回填至原地面，管顶以上覆土厚度应不小于1.5m。

为提高PCCP管道的抗腐蚀性能，根据地下水和土壤腐蚀性环境条件，在PCCP管道外表面涂环氧煤沥青防腐涂料，涂层厚度为400μm。

根据管线布置，结合地形情况，在管道隆起处及每隔500~800m设置排气阀，低洼处设置泄水阀，并根据需要设置检修阀、检查井。为便于集中管理，各闸阀应综合考虑布置，并放置在阀井内。

3.3 提水泵站

工程主线布置3座提水泵站，在襄汾支线布置1座支线泵站。各泵站设计参数及选用机组性能参数分别见表2和表3。

3.4 调蓄水库

为保证农业灌溉期工程供水区的工农业和农村生活用水，利用已建的三泉水库作为新绛供水区在农业灌溉期的调蓄水库，利用已建西梁水库作为向翼城供水的调蓄水库，其余地区的灌溉期调蓄水池及事故调蓄水池由相应供水区自行解决。

表2 泵站设计参数

表3 水泵机组性能参数

表4 供水节点灌溉期调蓄水量计算成果

3.4.1 三泉水库改造

三泉水库为小（一）型水库，此次改造采用设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。三泉水库原设计汛限水位443.68m，泄洪设施为11孔闸门式溢洪道，净宽33m。改造后溢洪道净宽35m，汛限水位抬高至444.00m，经调洪计

算，校核洪水位为449.00m。大坝加高采用现有坡比，碾压土回填，坝顶高程449.0m，需加高2.3m，坝顶宽6.0m。坝顶设1.2m高的防浪墙，防浪墙顶高程450.2m。对上游护坡进行整修，下游加做护坡，下游坡脚增设反滤及干砌石排水棱体。

3.4.2 西梁水库改造

西梁水库为小（一）型水库，此次改造采用设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。

西梁水库设计汛限水位552.5m，泄洪溢洪道净宽15m。经调洪计算，校核洪水位为556.8m。

大坝加高采用现有坡比，碾压土回填，坝顶高程556.8m，需加高2.7m，坝顶宽8.0m。坝顶设1.2m高的防浪墙，防浪墙顶高程558m。加做上、下游护坡，下游坡脚增设反滤及干砌石排水棱体。

4 结语

该项目投资财务内部收益率税前10.064%，税后8.012%；投资回收期12年；资本净利润率14.280%。在还贷期有一定的偿债能力，同时也具有一定的财务生存能力和盈利能力。项目经济内部收益率15.21%，大于社会折现率8%，经济净现值87297.21万元，大于零，说明该项目在经济上是合理的。

项目二级干渠输水渠道是按旧规范设计的，由于规范变更，现有渠道超高均不满足现行规范要求，工程完工后，局部输水段流量加大，超高仅余20cm，建议对二级干渠已建段按现行规范进行改建。另外，黄河水经禹门口一级站沉沙池后，携带有部分泥沙，输水至三泉水库后，随着运行时间的增加，水库淤积会日益加重，为不影响水库的正常运行，需要适时对其进行淤积观测和清淤，并选择适当的场地堆放。