多种形式的长距离异地调水技术在庄浪县水洛河川农村饮水安全工程中的应用

唐祎萍

（甘肃省庄浪县水务局，甘肃庄浪744699）

1 概况

近年来，随着庄浪县城镇化和农业产业化的发展，对水的需求量不断增加，加之气候异常、旱灾频繁、降雨时空不均等因素影响，水资源短缺已成为庄浪经济社会发展的“短板”。庄浪县作为梯田大县，水利事业对农业产业的发展以及对全县社会经济的发展都有着积极的推动作用，兴水为民成为庄浪县全面发展的一个重要环节。

水洛河川农村饮水安全工程区域内川区群众饮用水水质较差，由于上游县城生活污水，沿河养猪、养羊及草编、粉条加工厂生产废水直接排入河道，与河道流水相互混合，造成下游群众饮用水水源污染比较严重，给沿河群众的身心健康造成了极大危害；山区群众由于居住在山腰梁峁，常年饮用沟泉水，但沟泉水取水十分不便，费时费力，且水源水量很难满足群众用水要求。因此，从异地长距离调水是解决该区域农村饮水问题的唯一途径。

2 工程设计

2.1 设计方案及工程措施

水洛河川农村饮水安全工程以竹林寺水库为水源，工程总体布置的原则是利用竹林寺水库现有建筑物，使净水厂靠近工程效益区，同时兼顾已建南坪水厂人饮工程净水要求，且利用南坪水厂管理所部分建筑，降低工程造价，使工程建设方案经济合理。

工程在竹林寺水库泄洪洞出口修建节制闸和沉砂池联合取水工程，修建C15 砼现浇引水渠（60 m）引水至左侧沉砂池沉淀后，通过21.782 km 输水管自压输水至南坪水厂一体化净水设备，净化后从2座500 m3清水池经配水管网直接供水到户，压力过大的管段采用减压阀减压，局部地形过高的地段采用加压泵站加压配水。配水线路的布置遵循既经济又合理，同时兼顾乡村总体规划的要求。配水管网呈树枝形分布，分总干、南干、北干和南北干支管道四级管道，主要埋设于农田、果园及河道滩地，采用倒虹吸、自流和电提多种形式。总干长6.55 km，是从南坪水厂清水池开始至水洛水泥厂结束，分南北2 条干管，北干从水洛水泥厂开始穿水洛河后沿北岸往下游输水至石门口，解决水洛、朱店、万泉3 乡（镇）水洛河北岸的川区群众饮水问题，北干管有8 条支管，均采用自流方式输水，供水洛镇柳沟、乱庄、朱店河北等村。南干全长24.79 km，采用倒虹吸的方式输水至田湾村半山腰，然后建加压泵站，再提水至田湾村背后山顶高位水池，通过自流方式供水。南干管有11 条支管，其中南干 1 支、2 支、3 支、4 支、7 支和 9支均采用自流方式输水，解决水洛郭堡、下王、朱店吴沟、中街、万泉镇田坪、万川等水洛河南岸川区群众饮水问题，南干 5 支、6 支、8 支、10 支和 11 支供水点在南部山区，在山上压力不足的地方建加压泵站，然后再提水至高位水池，通过自流方式供水，解决山上李家村、小湾、田湾、田岔、高岔、邵坪、清水沟等村群众饮水问题。工程沿线解决水洛、朱店、万泉3 个镇47 村56 207 人的饮水不安全问题。

2.2 设计用水量

工程设计年限采用15 年，供水规模3059.3m3/d，日变化系数k日＝1.4，时变化系数K时＝1.8。确定最高日供水状况下，取水、水处理按每天17 h 运行，供水管网按每天24 h 运行。用水量计算详见表1。

表1 设计用水量计算

2.3 水源水量分析

庄浪县水洛河川农村饮水安全工程以竹林寺水库作为水源。竹林寺水库工程是以灌溉为主，兼有供水、养殖、防洪等综合效益的小㈠型水库，设计灌溉面积0.205 万hm（2P=50%），灌区至今未配套。水库位于庄浪县南洛河上游的竹林寺沟以上约500 m 处，距县城25 km。水库总库容577 万m3，其中调洪库容359 万 m3，兴利库容 486 万 m3，死库容 60 万 m3。

根据《竹林寺水库初步设计报告》，由于设计流域内无实测水文资料，依据省内水文分区，设计流域属六盘山土石林区，因此在这一分区内选择了邻近流域下垫面情况相似且有实测水文资料的西峡站、泾河源站、华亭站、社棠站作为设计流域年径流分析时的参证站，根据设计流域的汇水面积计算出坝址处的均值流量为0.34 m3/s。通过变差系数Cv 值的分析及上述4 个站长、短系列的计算适线，确定坝址Cv=0.50，偏差系数Cs=2Cv，由此便可计算各设计频率的年径流量见表2。

表2 不同保证率径流来水量计算

经兴利调节计算，当保证率P=95%（不考虑农业灌溉）时，竹林寺水库可供水量为9 063 m3/d，年可供水量330.8 万m3，远大于该工程年取水量85.34万m3。所以，工程水源是有保证的。

2.4 工程等级、防洪标准及抗震设防烈度

庄浪县水洛河川农村饮水安全工程供水规模为3 059.3 m3/d，1 000＜w≤5 000，按照《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252）的有关规定，该工程属Ⅲ型工程，主要建筑物为3 级，次要建筑物及临时建筑物均为 4 级。

根据《防洪标准》（GB-50201）以及《水利水电工程等级划分及防洪标准》的有关规定，该工程防洪标准按20 年一遇设计，50 年一遇校核。依据《中国地震动参数区划图》，庄浪县地震动峰加速度为0.2 g，相应地震烈度为Ⅷ度，抗震设防烈度采用Ⅷ度。

2.5 工程设计

水洛河川农村饮水安全工程主要技术设计内容在输水和配水工程。

2.5.1 输水管网设计 输水管道日工作时间采用17 h，经初步估算，输水管道压力过大应设减压池，因此输水管道水力计算按淹没出流的长管计算。根据输水管道水力计算结果及纵断面图，共需布设 1.0 MPa DN225UPVC 管道 14.282 km，0.63 MPa DN225UPVC 管道 3.458 km，0.8 MPa DN200UPVC管道2.926km，Dg200 无缝钢管（壁厚8mm）1.116km；且管道穿越河滩时设D=800 mm 钢筋砼预制套管2.542 km。因水压力过大，修建50 m3减压池3 座，100 m3减压池 1 座。

2.5.2 配水管网设计 配水管网由南坪水厂2 座500 m3蓄水池接出，主要采用重力流的方式供水，当水压过大时，采用减压阀减压处理，局部地形较高位置设加压泵站供水。

地形高差较大及管道跨河或设套管时，管道应设镇墩，配水管网共需设置镇墩30 座，长×宽×高=1.2 m×1.0 m×1.2 m，采用C15 砼现浇。工程共需修建 500 m3蓄水池 2 座，50 m3前池 5 座，50 m3清水池4 座，100 m3清水池1 座。其中：水处理厂设500 m3蓄水池2 座，每座加压泵站均设50 m3前池1座，1#、3#、4#、5#加压泵站出口均设 50 m3清水池 1座，2#加压泵站出口设100 m3清水池1 座。

3 工程运行情况

庄浪县水洛河川农村饮水安全工程于2012 年10 月全面完成，在投入使用前对管道进行打压和输水试验，输、配水管道实际流量达到设计要求，工程运行状况良好，说明应用多种形式的长距离异地调水技术在该工程中的应用是科学合理的、可行的。

4 结语

通过自流、倒虹吸、电提多种输水技术在水洛河川农村饮水安全工程中的应用，灵活多样解决了工程穿越环境复杂、涉及面广及保证各村社供水的诸多技术难题，实现了工程区所有村社都有自来水。工程设计科学、施工技术先进、节省工程投资，工程社会效益、生态效益和经济效益显著，为今后农村饮水安全工程建设提供了成熟的经验，具有重要的借鉴意义。