大型引調水工程取水方案及線路比選

顏 婷

（四川水發勘測設計研究有限公司，四川 成都 610072）

大型引調水工程取水方案及線路的比選工作，是確保工程設計科學性、合理性和可行性的關鍵步驟。這一過程不僅涉及工程的技術細節，還關系到工程的經濟效益和社會效益。只有通過科學合理的比選，才能確定最佳方案，確保引調水工程的順利實施和運行。因此，在進行大型引調水工程設計時，必須認真對取水方案及線路進行比選，線路的長度需要盡量縮短，以減少輸水時的阻力和能耗，降低工程投資。鑒于此，本文結合實例針對大型引調水工程取水方案及線路必選進行研究，以期為類似工程積累經驗。

1 引調水工程路線方案設計及渠道布置的基本原則

引水工程是一種復雜的系統工程，它不僅關系到水資源的合理利用和調配，還涉及工程建設的可行性、經濟性和環境保護等多方面因素，在進行引水工程路線方案設計及渠道布置時，需要遵循以下幾個基本原則：

1.在選擇引水工程的路線時，首先要全面考慮地形地勢和水資源的分布情況。理想的路線是既能最大限度地利用自然地勢促進水流，又能有效地連接水源和用水點。干渠和支渠的布置應盡量沿等高線或分水嶺進行，以減少工程對地形的改造和對環境的影響。斗渠的布置則應考慮與等高線交叉，以便有效地跨越地形低洼或障礙物。

2.在保證工程質量和功能的前提下，應盡量減少工程投資和施工難度。這意味著在設計過程中要力求渠線的長度最短、線形最平順，盡量避免大量的深挖和高填作業。同時，應避免渠道穿越城鎮、村莊和工礦企業區域。如果無法避免，那么必須采取相應的安全防護措施，以保障工程施工和運行的安全。

3.在整個工程設計過程中，必須充分考慮工程運行的安全性和穩定性，避免引水工程對環境和周邊社區造成不良影響。這就要求在渠系建筑物的選址和設計上，應避開地質條件不良的段落。對于無法避開的地段，應采取適宜的布置型式和地基處理措施，以確保工程的長期穩定性和安全性。

4.在規劃和設計引水工程時，應優先考慮現有水利設施的利用，以及對水資源的合理調配和有效利用，避免重復建設和資源浪費。同時，應注意保護生態環境，避免因工程建設而造成的生態破壞和水資源污染。[1-4]

2 工程概況

本文以某大型引調水工程引水線路設計為例，對水源及線路的選擇進行比選設計。

該大型引調水工程以城鄉生活生產供水、農業灌溉用水為主，并為改善區域生態環境創造條件。渠首引水流量大于50m3/s，年引水流量大于10 億m3，灌溉面積大于150 萬畝，工程等別屬于I 等，工程規模為大（I）型，引水工程由進水口、輸水線路、調蓄水庫等組成。

3 引水工程取水水源及線路方案比選

3.1 水源選擇

該工程擬用單水源集中水源供水方案，解決渠道全供區的缺水問題，本著“節水優先”“先當地、后外水”“優先挖潛、適當開源”等原則，按照“從內到外、由近及遠”的順序，擬定如下水源方案：

1.電站A 取水方案：該取水水源取自電站A，輸水總干線自西向東分別跨江A、江B 后分多條干線控制引調水工程全部供水區。

2.電站B 取水方案：該取水水源取自電站B，輸水總干線自西向東在某地區分水后，北干線繼續向東，分別跨江A、江B后，分干線控制引調水工程全部供水區。

3.水源選擇：從最大限度地利用自然地勢角度分析，電站A 取水口的優勢在于控制高程明顯較優，具備自流為水庫充水的條件；但從工程投資分析，電站A取水口最大可引水量低于電站B 取水口，需通過建設更多的水源區水庫工程調蓄來達到同樣的供水規模，預計水庫部分投資需相應增大；從發電影響的角度來分析，電站B 取水口影響電量明顯低于電站A 取水口。綜合各方面因素來考慮，電站B 取水口相對較優，進一步比選需結合引水路線布局。

3.2 引水工程線路方案比選

引水工程線路選擇是整個引水工程方案設計的核心內容。在選擇引水工程線路時，需要綜合考慮地形地勢、水資源分布、工程投資、施工難度等因素。對該引水工程供水區地形條件進行分析，工程供水區整體地勢西北高，東南低，水源工程位于供水區以西，整體總干線走向為自西向東延伸，結合上述水源方案，引水工程輸水線路擬定如下。

3.2.1 電站A 取水方案輸水線路

擬定總干線1條，總干線全長269.68km，干線3條，其中，干線1 長98.7km，干線2 長41.03km，干線3 長106.49 km，其余分干線、支線及充水支線合計703.35km，輸水線路總長1219.25km。

3.2.2 電站B 取水方案輸水線路

擬定總干線1 條：總干線全長：225.91km.干線4 條，其中北干線長40.5km，南干線長98.7km，干線3 長41.03 km，干線4 長106.49km，分干線、支線及充水支線合計608.22km，輸水線路總長1120.83km。

3.2.3 線路比選

1.輸水線路建設條件。電站A 取水線路方案隧洞進口埋深大，可能存在軟巖變形、地下水豐富、水頭高的地質問題，遇斷層可能突泥涌水，過灌口組地層有鈣芒硝，存在地下水硫酸鹽腐蝕性問題。

電站B 取水線路方案隧洞經過含鈣芒地層，硝硫酸鹽腐蝕性問題僅在過江A 倒虹吸處較突出。后段存在碳酸鹽巖的突泥突水；穿江A、江B 底隧洞的涌水及圍巖穩定問題。[5-8]從建設條件來看，電站B 取水方案線路建設條件相對較優。

2.輸水線路總體長度。電站A 取水方案輸水線路總長1219.23km；電站B 取水方案輸水線路總長1120.83km；兩個方案差異不大。

3.施工難度。電站A 取水方案主體工程施工：總干線前段隧洞采掘進機施工；穿江倒虹管采用盾構機施工，對施工工藝要求較高。電站B 取水方案主體工程施工：穿江倒虹管采用盾構機施工，對施工工藝要求同樣較高，兩個方案施工難度相當。[9]

4.工程投資。從工程投資角度分析，電站B 取水方案投資最少，電站A 取水方案投資較高。

4 結論

電站A 取水方案最大的優勢為引水高程較高，總干線上調蓄庫容大，并可以自流為整個供水區配水，劣勢為線路布置隧洞投資大，同時影響的電站梯級較多，工程總投資大，電站B 取水方案最大的優勢為最大可引水量總體較電站A 取水方案引水多，影響的電站梯級較少，工程總投資相對較少；從輸水線路長度、工程投資、建設條件、施工難度等方面綜合比較，電站B 取水方案下的線路布置要優于電站A 取水方案。引水工程路線方案設計是一項復雜的工作，需要綜合考慮地形地勢、水資源分布、工程投資、施工難度等因素，從而確定最佳的引水工程路線。通過合理的引水工程路線方案設計，可以提高工程的經濟性和可行性，減少對環境的不良影響，從而更好地服務于人民群眾的生產生活。[10]

5 我國引調水工程的發展趨勢與展望

引調水工程作為解決我國地區間水資源分布不均衡的重要手段，發展前景廣闊。

未來，隨著科技水平的不斷提高，引調水工程在我國將得到更廣泛的應用。

首先，未來引調水工程將更加注重節約用水。隨著我國城市化進程的加快和人口數量的持續增長，水資源面臨著前所未有的挑戰。因此，未來的引調水工程將更加注重節約用水，以實現水資源的可持續利用。這包括在工程建設過程中，采取高效節水措施，如雨水收集、廢水再利用等，以最大限度地減少對水資源的消耗。同時，引調水工程還需要通過科學的水資源調度和管理，確保水資源的合理分配和利用。這包括根據各地的水資源狀況和用水需求，制定合理的水資源調配方案，以滿足人民生活和工農業用水的需求。[11]

其次，引調水工程將更加智能化。未來，隨著人工智能、大數據等技術的快速發展，未來的引調水工程將更加智能化。通過運用這些先進技術，可以實現更加精準的水資源調度和管理。例如，通過實時監測水質、水量等數據，可以及時發現和解決水資源利用中的問題，確保水資源的安全和穩定供應。此外，智能化技術還可以幫助引調水工程實現自動化運行和維護，提高工程的安全性和效率。例如，通過自動化控制系統，可以實現對水泵、閥門等設備的遠程監控和控制，確保工程的安全穩定運行。

此外，引調水工程將更加注重生態環境保護。在引調水工程建設中，生態環境保護始終是一個不可忽視的問題。未來的引調水工程將更加注重生態環境的保護和恢復。在引調水工程的規劃和設計中，將充分考慮當地生態環境的特點，采取措施保護和改善當地生態環境，實現可持續發展的目標。未來我國引調水工程的發展趨勢是節約用水、智能化和生態化。只有堅持可持續發展理念，才能實現引調水工程的長遠發展目標，為我國水資源保障和經濟社會發展提供有力支撐。同時，引調水工程還需要采取措施保護和改善當地的生態環境。例如，通過建設生態濕地、植樹造林等方式，可以有效改善當地的生態環境質量，實現人與自然的和諧共生。