托里縣那仁蘇供水工程總體布置方案比選分析

王偉偉

（新疆塔城地區水利水電勘察設計院，新疆 塔城 834700）

1 工程概況

托里縣那仁蘇供水工程位于新疆準噶爾盆地西北緣斷山區，那仁蘇河發源于準噶爾盆地西北部的瑪依勒山南坡，河流呈西北—東南走向。托里縣那仁蘇供水工程主要任務是采用首部加壓結合重力輸水通過管道將那仁蘇河地表水引至托里縣城，解決托里縣城、縣城周邊十五個村的生活用水及水廠周邊規劃建設1125畝林地的綠化用水。托里縣那仁蘇供水工程水源為那仁蘇河水，供水管道設計引水流量為0.3 m3/s，年供水量397.73萬m3。根據《防洪標準》[1]（GB 50201-2014）及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》[2]（SL 252-2017）的規定，確定工程等別為IV等，工程規模為小（1）型，攔河閘主要建筑物級別為3級，泵站主要建筑物級別為4級，供水管道主要建筑物級別為4級，次要建筑物級別為5級。

2 供水總布置方案比選

通過現場踏勘并結合水源和受水點的地形地勢情況[3]，綜合考慮河道各斷面徑流產流條件及能夠提供最大水頭的地面高程等制約因素，選擇兩處取水點，在那仁蘇河上游為上游取水點，距離上游取水點約7.5 km處至河道匯流斷面為下游取水點。結合兩處取水點位置選擇5種供水總布置方案進行比選，其中上游取水點布置3種方案，下游取水點布置2種方案。

（1）上游取水點方案

方案一:長隧洞重力輸水方案，即首部新建1座攔河閘，向北設隧洞長11.3 km至牧業公路，沿著牧業公路敷設9.8 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設18.8 km有壓管道至托里縣水廠，其中隧洞長度11.3 km，管道長度28.6 km，線路總長39.9 km，合計建筑投資3.10億元。

方案二:首部抬高水頭重力輸水方案，即首部新建1座抬高水頭攔河閘，沿著那仁蘇河敷設5.1 km有壓管道至擬建的S258公路，沿著S258公路西面沖溝敷設8.1 km有壓管道至民國路，沿著民國路敷設8.5 km有壓管道至狹窄路段，向北設隧洞長度1.46 km至牧業公路，沿著牧業公路敷設6.2 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設18.8 km有壓管道至托里縣水廠。其中隧洞長度4.56 m，管道長度43.5 km，線路總長48.1 km，合計建筑投資3.39億元。

方案三:局部加壓方案，即首部新建1座攔河閘，沿著那仁蘇河敷設5.1 km有壓管道至擬建的S258公路，沿著S258公路西面沖溝敷設8.1 km有壓管道至民國路，中間設一級揚水泵站，沿著民國路敷設8.5 km有壓管道至狹窄路段，向北設隧洞長1.46 km至牧業公路，沿著牧業公路敷設6.2 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設18.8 km有壓管道至托里縣水廠，其中隧洞長度1.46 m，管道長度46.7 km，線路總長48.2 km，合計建筑投資2.77億元。

圖1 上游取水點工程總布置方案圖

（2）下游取水點方案

方案四:長隧洞重力輸水方案，即首部新建1座攔河閘，向北設隧洞長15.1 km至牧業公路，沿著牧業公路敷設7.0 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設18.8 km有壓管道至托里縣水廠，其中隧洞長度15.1 km，管道長度25.8 km，線路總長40.9 km，合計建筑投資3.44億元。

方案五:首部加壓方案，即首部新建1座攔河閘，在攔河閘上游左岸設一級泵站，泵站出口敷設2.0 km有壓管道至擬建的S258公路，沿著S258公路敷設4.9 km有壓管道至民國路，沿著民國路敷設10.5 km有壓管道至狹窄路段，向北設隧洞長1.46 km至牧業公路，沿著牧業公路敷設6.2 km有壓管道至加瑪特河，穿過加瑪特河沿著S221公路敷設18.8 km有壓管道至托里縣水廠，其中隧洞長度1.46 m，管道長度42.4 km，線路總長43.9 km，合計建筑投資2.53億元。

圖2 下游取水點工程總布置方案圖

3 比選分析結果

供水總體布置方案對比見表1。

表1 總體布置方案對比統計表

方案一:供水管道滿足重力輸水，后期運行維護費用低，復雜地形段采用隧洞穿管方案，管道運行安全性較好。但管線隧洞段較長、投資大、施工難度大；隧洞段施工占主要工期，工程完工需3年左右時間，工期較長不滿足縣政府要求工程盡早完工發揮效益的目標；上游取水點位于山區，需修建8.0 km左右的進場道路，后期運行管理極不方便。經上述原因綜合分析，方案一不作為推薦方案。

方案二:供水管道高點段采用隧洞穿管方案滿足重力輸水，后期運行維護費用低。但管線總長度及隧洞段長度較長、投資大；需在那仁蘇河河谷敷設6.5 km左右有壓管道施工極為困難；首部修建攔河閘，高度在25 m左右，只是滿足抬高管道進口高程起不到調蓄作用，且攔河閘和隧洞段施工占主要工期，工程完工最少需2年左右時間，工期較長不滿足縣政府要求工程盡早完工發揮效益的目標；另外上游取水點位于山區，需修建8.0 km左右的進場道路，后期運行管理極不方便。經上述原因綜合分析，方案二不作為推薦方案。

方案三:利用上游取水點地面高程水頭，采用局部加壓，避免在供水管道高點段設隧洞，工期較短滿足縣政府要求工程盡早完工發揮效益的目標，降低泵站揚程后期運行維護費用相對較低。但管線總長度較長，還需在那仁蘇河河谷敷設6.5 km左右有壓管道施工極為困難；另外上游取水點位于山區，需修建8.0 km左右的進場道路，后期運行管理極不方便；加之上游取水點多年平均徑流量較小，結合斷面生態基流下泄量、環境影響允許引水總量及縣城水資源供需平衡分析，最大引水量大約270萬m3，引水量小不能徹底解決縣城遠期用水需求。經上述原因綜合分析，方案三不作為推薦方案。

方案四:供水管道滿足重力輸水，后期運行維護費用低，復雜地形段采用隧洞穿管方案，管道運行安全性較好。但管線隧洞段較長、投資大、施工難度大；隧洞段施工占主要工期，工程完工需4年左右時間，工期較長不滿足縣政府要求工程盡早完工發揮效益的目標。經上述原因綜合分析，方案四不作為推薦方案。

方案五:下游取水點地面高程低，避免在供水管道高點段設隧洞，需采用首部加壓，泵站揚程相對較大，后期運行維護費用相對較高。但管線總長度短、隧洞段短、施工難度小、工程一次性投資小；工期較短滿足縣政府要求工程盡早完工發揮效益的目標；下游取水點多年平均徑流量大，結合斷面生態基流下泄量、環境影響允許引水總量及縣城水資源供需平衡分析，最大引水量大約400萬m3，能夠解決縣城遠期用水需求。加之下游取水點地形較為平坦，只需修建2.0 km左右的進場道路，后期運行管理較為方便；經上述原因綜合分析，方案五作為推薦方案。

4 結論

綜上，結合河道生態環境要求、供水水量、工程投資、施工工期、施工難度及運行管理等考慮，方案五具有管線總長度短、隧洞段短、施工難度小、工程一次性投資小，滿足生態和遠期需水要求，后期運行管理方便等優勢，推薦采用方案五，即下游取水點首部加壓方案。