山西省万家寨引黄工程联接段备用水源方案比选

付晨星

（华北水利水电大学，河南 郑州 450045）

1 工程概况

山西省万家寨引黄工程位于山西省西北部，以黄河万家寨水利枢纽为取水首部，是一项大型跨流域引调水工程，由万家寨水库枢纽、总干线、北干线、南干线和联接段五部分组成。

联接段工程是引黄工程向太原市供水的重要组成部分，上起南干线头马营入汾口，下接太原呼延水厂，全长139.53km。其中汾河水库以上81.2km采用天然河道输水，设计流量25m3/s，汾河水库以下58.15km采用管（洞）输水，设计流量20.5m3/s。

联接段近期备用水源呼延调蓄工程位于引黄工程联接段输水线路尾部7号隧洞出口，由调蓄池、进水线路、出水线路和进场公路组成。

2 联接段工程特点

联接段工程的特点是：总干线、南干线每年八九月不输水，用于事故检修；联接段每年不间断输水，无检修期；总干线、南干线不输水或因事故停止输水时，利用调节水库通过联接段向太原市供水，而联接段尾部近期无调蓄工程；联接段输水管线为单管输水。

3 备用水源工程任务

呼延调蓄工程的任务是：引黄联接段输水系统因故障或设备检修不能正常供水时，作为近期备用水源向太原市供水。

4 备用水源方案

根据联接段工程特点，考虑到联接段事故检修期间，为保证不间断向太原市供水，必须设置备用水源。为此，提出以下四个方案进行比选。

方案一：临时启用自备井作为备用水源。保留抽取地下水设备，1~2个月试运行一次，以便在需要启用时能够即时投入。该方案投资少、运行可靠，不会造成地下水超量开采，鉴于此，考虑在太原市供水范围内采用临时启用地下水作为联接段备用水源。

方案二：汾河二库备用水源方案。根据汾河二库地形、地质条件，联接段汾河二库备用水源取水口布置在右岸大坝上游400m处，该处施工场地开阔，施工道路方便，爆破施工时对二库碾压混凝土坝影响较小。该方案主要建筑物包括进水塔、隧洞、埋涵和交通桥。根据汾河二库地形地质条件和本工程区库内清水的要求，进水塔布置在大坝右岸距大坝约400m处。为保证进水塔在水库最低水位时正常运行，进水塔前设引水渠，采用开敞式结构，根据引水流量和过栅流速的要求，进水塔进口设计为3孔。输水隧洞进口与消力池相接，隧洞全长7km，为无压隧洞。隧洞出口接无压埋涵，埋涵进入联接段尾部进水池。为解决进水塔与岸边公路之间的交通问题，在进水塔检修平台与岸边公路之间设交通桥1座，桥面宽3m，长40m。

方案三：呼延调节水库备用水源方案。呼延调节水库由调蓄池、进水线路、出水线路和进场公路四部分组成。调蓄池采用半挖半填而成，调蓄池池周呈“凹”字形，调蓄池顶周长1440.03m，坝顶宽5.0m，设计容积200万m3。调蓄池大坝由主坝和副坝两部分组成。进水线路包括进水闸、箱涵和五级跌水，总长262.766m。进水线路从7号隧洞出口至呼延水厂衔接工程的节制闸上游桩号57+394.46处开始。0+011桩号设进水闸1座，之后箱涵向北方向入池，箱涵末端设五级钢筋混凝土跌水入池。出水线路由箱涵、压力钢管、流量调节阀室及连接流量调节阀室出水池与7号隧洞出口箱涵末端消力池的输水箱涵组成，总长644.65m。引黄工程联接段呼延调蓄工程进场公路起点与呼延水厂进厂公路相接，终点与呼延调蓄工程上坝公路及引黄专用公路相接，全长1.459km。

方案四：7号隧洞进口调节水库备用水源方案。在3号减压阀室和7号隧洞进口检修通道之间利用扫石改河后的原汾河主河道建调节水库1座。目前已建3号减压阀室、河扫公路、输水箱涵和7号隧洞进口建筑物，最大有效库容30万m3。

5 方案比选

方案一投资省、运行安全可靠。但根据太原市目前的实际情况，地下水价远低于引黄水价，关闭部分用水大户的自备井较难，一旦关闭将成为永久关闭，如果将其保留作为备用水源，这些用水大户会将自备井作为正常水源，一方面地下水超采将继续发生，对太原市水生态环境造成不利影响；另一方面引黄水卖不出去，难以真正发挥效益。因此，就目前实际情况而言，引黄工程联接段事故检修期间临时启用自备井作为备用水源方案不可行。

方案二从供水量方面考虑能从根本上解决引黄工程联接段事故检修期间水源补给问题，但因汾河二库上游经过古交市区段，水源污染严重，水质较差，难以满足呼延水厂的水质要求，该方案近期不可行。

方案四库容小（仅30万m3）、可提供的检修时间短，且需对3号减压阀室至7号隧洞进口之间的输水箱涵进行改造，使投资增大（3120万元），该方案性价比最低。

方案三投资11928万元。从水生态环境、水质及投资方面来看，具有较大的优越性。但该方案受地形条件限制，容积不大，仅200万m3，可作为近期备用水源。2010年前引黄联接段按40万m3/d供水考虑，能满足5d事故检修期的全部供水量要求。如果按照城市给水规范事故期供水量为70%考虑，仅以引黄水的70%计（为28万m3），能满足23d的事故检修期供水。今后，随着引黄供水量的增加，可寻求新的备用水源补充方案与呼延水库共同承担引黄联接段备用水源任务。

综上所述，方案三较其他方案具有明显的优越性。因此，本工程采用第三种方案。

6 结论

呼延调蓄水库备用水源方案可以避免地下水重启的弊端，水质、水量也能满足近期向太原市不间断供水的要求，而且投资较少，可作为最优备用水源方案。目前该工程运行良好。