葉城縣西片區(qū)水源及管網(wǎng)改擴(kuò)建工程水源設(shè)計(jì)方案比選

邵文婷

（喀什地區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，新疆 喀什 844099）

1 工程概況

葉城縣西片區(qū)老水廠建成于2010 年，工程將西片區(qū)7 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)已建成的15 座水廠進(jìn)行了聯(lián)并，并鋪設(shè)了向葉城縣城供水的管道，初步形成了城鄉(xiāng)一體化的供水模式。2014 年，葉城縣水利局委托中山設(shè)計(jì)院對(duì)西片區(qū)的水源進(jìn)行改造，該工程新建水廠1 座，供水總?cè)丝?0.6578 萬(wàn)人，設(shè)計(jì)日供水規(guī)模13115.74 m3/d。利用江卡電站沖砂閘修建引水進(jìn)水池1 座，新建3500 m3斜板沉淀池2 座；2000 m3蓄水池2 座；新建水處理廠房855 m2，加藥車間112 m2，水廠宿舍67 m2，值班室15.75 m2，鋪設(shè)DN560PE 管3200 m；水處理設(shè)備1 套（斜管沉淀+V 型濾池），購(gòu)置、安裝水質(zhì)檢測(cè)及自動(dòng)化控制設(shè)備1 套。工程建成以后，由老水廠和新水廠共同向下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水，水量保證率高，水質(zhì)也滿足要求。2015 年汛期，提孜那甫河泥沙含量增加，由江卡電站引水口至新水廠的引水管道淤積嚴(yán)重，由于管道沖洗困難，葉城縣水利局在江卡電站引水口處增設(shè)沖洗水泵兩臺(tái)，增加了運(yùn)行成本，下游水廠的斜板沉淀池僅一個(gè)月時(shí)間就完全淤積，不能正常運(yùn)行，清淤費(fèi)用達(dá)4 萬(wàn)元。為避免再次淤積，工作人員在新水廠上游的電站日調(diào)節(jié)池內(nèi)主管道開孔，汛期引取電站日調(diào)節(jié)池內(nèi)上層清水。

2016年11 月對(duì)老水廠水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，現(xiàn)有供水規(guī)模3200m3/d，新水廠現(xiàn)有供水規(guī)模13115.74 m3/d，水量缺少8984.67 m3/d。洪水期原水濁度、泥沙超標(biāo)，部分管道輸水能力不足，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均地面高程不均，也形成各鄉(xiāng)鎮(zhèn)水量分配不均。針對(duì)以上工程現(xiàn)狀，為徹底解決葉城縣西片區(qū)農(nóng)村飲水安全問(wèn)題，進(jìn)行葉城縣西片區(qū)水源及管網(wǎng)改擴(kuò)建工程的初步設(shè)計(jì)。

2 水源工程設(shè)計(jì)方案

本次工程設(shè)計(jì)以江卡電站渠首沖砂閘引取提孜那甫河河水為主要供水水源，廊道出水量作為補(bǔ)充水源繼續(xù)使用，在洪水高峰期時(shí)采用地下水作為應(yīng)急備用水源[1]。

2.1 方案一：地表水+地下水設(shè)計(jì)方案

本工程設(shè)計(jì)方案以江卡電站渠首沖砂閘引取提孜那甫河河水作為水源，廊道出水量作為補(bǔ)充水源繼續(xù)使用，在洪水高峰期時(shí)采用地下水作為應(yīng)急備用水源。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀的供水方式，將西片區(qū)供水分成三個(gè)供水片區(qū)。第一片區(qū)：依提木孔鄉(xiāng)、巴仁鄉(xiāng)。第二片區(qū)：依力克其鄉(xiāng)、夏合甫鄉(xiāng)、烏吉熱克鄉(xiāng)、恰瓦克鎮(zhèn)。第三片區(qū)：薩依巴格鄉(xiāng)。根據(jù)水力計(jì)算可知，第一片區(qū)供水量為6160.66 m3/d，第二片區(qū)供水量為11171.88 m3/d，第三片區(qū)供水量為3065.55 m3/d。

汛期泥沙含量高峰期（4 d～7 d），第一供水片區(qū)以已建沖砂閘作為基點(diǎn)，修建長(zhǎng)度為100 m 的平流沉淀池，從沉砂池沉淀好的清水進(jìn)入新水廠。由于汛期泥沙含量高，將新水廠供水能力按10000 m3/d 計(jì)算，由新水廠內(nèi)的斜板式沉砂池進(jìn)一步沉淀后，進(jìn)入凈化設(shè)備，除濁后進(jìn)入新水廠內(nèi)的蓄水池，調(diào)蓄后由DN630PE 管道向依提木孔鄉(xiāng)、巴仁鄉(xiāng)供水。第二供水片區(qū)利用依力克其鄉(xiāng)8 村水廠內(nèi)的一眼機(jī)井，同時(shí)開啟下游水廠內(nèi)新打的3 眼供水管井，3 眼新打供水管井可抽入2 號(hào)（節(jié)點(diǎn)A68）新建蓄水池后，滿足依力克其鄉(xiāng)、夏合甫鄉(xiāng)、烏吉熱克鄉(xiāng)、恰瓦克鎮(zhèn)的用水要求。第三供水片區(qū)以現(xiàn)有廊道水（供水量約3200 m3/d）作為補(bǔ)充水源繼續(xù)使用，向薩依巴格鄉(xiāng)供水。

夏季（洪水期高峰期過(guò)后），利用新建的平流沉淀池，從沉砂池沉淀好的清水進(jìn)入新水廠，由新水廠內(nèi)的斜板式沉砂池進(jìn)一步沉淀后，進(jìn)入凈化設(shè)備，除濁后進(jìn)入新水廠內(nèi)的蓄水池，調(diào)蓄后分兩支管道供給下游用水戶，其中一支管道向恰瓦克鄉(xiāng)、烏吉熱克鄉(xiāng)、夏合甫鄉(xiāng)、依力克其鄉(xiāng)供水，另一支管道與老水廠已建DN600 合并向薩依巴格鄉(xiāng)、依提木孔鄉(xiāng)、巴仁鄉(xiāng)供水。

冬季（10 月～來(lái)年5 月），老水廠利用集水廊道和臨水引水口直接向下游水廠輸水；新水廠通過(guò)已建江卡電站沖砂閘引水，經(jīng)過(guò)新水廠沉砂除濁消毒后與老水廠主管道相接，廊道水、臨時(shí)引水口與江卡電站渠首地表水相結(jié)合，再通過(guò)配水管到各供水戶。

根據(jù)設(shè)計(jì)供水要求需新打供水管井3 眼。1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)機(jī)井均位于主管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)A68 處蓄水池旁，控制依力克其鄉(xiāng)、夏合甫鄉(xiāng)、烏吉熱克鄉(xiāng)、恰瓦克鎮(zhèn)。3 眼新打供水管井可抽入2 號(hào)（節(jié)點(diǎn)A68）新建蓄水池后與地表水混合使用。

2.2 方案二：地表水設(shè)計(jì)方案

該方案以江卡電站渠首沖砂閘引取提孜那甫河河水為供水水源。

夏季（5 月～10 月）的汛期，以電站日調(diào)節(jié)池的退水閘作為起點(diǎn)，修建長(zhǎng)度為945 m 的排砂渠，渠道采用梯形斷面，內(nèi)邊坡1∶1.75，外邊破1∶1.5，底寬2 m，渠深3 m，池底縱坡1/775，全斷面采用12 cm 厚，C20F200W6 現(xiàn)澆砼板襯砌，砼板下設(shè)35 cm 后礫石墊層，堤頂設(shè)厚8 cm、寬30 cm 封頂板，封頂板分塊尺寸30 cm×150 cm×8 cm，砼板每3 m 設(shè)置一道伸縮縫，縫寬20 mm，填縫材料采用高壓閉孔板+環(huán)保型雙組份聚氨酯，縫下部采用高壓閉孔板，上部采用1:4 的環(huán)保型雙組份聚氨酯，渠道每隔50 m 設(shè)一道砼隔墻，斷面型式與連續(xù)式?jīng)_洗沉砂池相同，墻寬0.3 m，墻深0.5 m。左右堤頂寬度均取4 m。排砂渠后接連續(xù)沖洗式沉砂池，池長(zhǎng)150 m，寬12.6 m，高3 m。連續(xù)沖洗式沉砂池的排砂縱坡1/100，池內(nèi)每隔25 m 設(shè)置一個(gè)直徑300 mm 的排砂孔，共4 排，池內(nèi)每隔25 m 設(shè)置一道伸縮縫，填縫材料采用高壓閉孔板+環(huán)保型雙組份聚氨酯，池內(nèi)75 m處新建一座沖砂閘沖砂，池末端利用已建沖砂閘沖砂，連續(xù)式?jīng)_洗沉砂池末端設(shè)置重力式擋土墻，擋土墻頂上預(yù)留DN800引水管2 處，引水管進(jìn)水端設(shè)置攔污柵，沿連續(xù)式?jīng)_洗沉砂池四周設(shè)置圍欄，以保護(hù)水源安全[2]。

從沉砂池沉淀好的清水進(jìn)入新建總水廠，由新建總水廠內(nèi)的斜板式沉砂池進(jìn)一步沉淀后，進(jìn)入凈化設(shè)備，除濁后打入新水廠內(nèi)的蓄水池，調(diào)蓄后分兩支管道供給下游用水戶，其中一支管道向恰瓦克鄉(xiāng)、烏吉熱克鄉(xiāng)、夏合甫鄉(xiāng)、依力克其鄉(xiāng)供水，另一支管道與老水廠已建DN600 合并向薩依巴格鄉(xiāng)、依提木孔鄉(xiāng)、巴仁鄉(xiāng)供水。但在洪水高峰期時(shí)提孜那甫河河水泥沙含沙量大，濁度高，當(dāng)河水濁度＞5000 度時(shí)，水廠泥沙清淤困難，導(dǎo)致下游供水戶用水困難。

冬季（10 月～來(lái)年5 月），老水廠利用集水廊道和臨水引水口直接向下游水廠輸水；新水廠通過(guò)已建江卡電站沖砂閘引水，經(jīng)過(guò)沉砂除濁消毒后與老水廠主管道相接，廊道水、臨時(shí)引水口與江卡電站渠首地表水相結(jié)合，再通過(guò)配水管到各供水戶。

3 工程方案比選

方案一（地表水+地下水相結(jié)合方案）采用平流式沉砂池，平流式沉淀池沉淀效果好，平面布置緊湊，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，操作方便，凈水效果穩(wěn)定，施工方便，投資304.98 萬(wàn)元。方案二（全地表水方案）采用排砂渠+連續(xù)沖洗式沉砂池池進(jìn)行護(hù)砌，排砂渠縱坡緩，泥沙容易淤積，清淤困難，池內(nèi)流速較緩，有利于泥沙沉降，排砂渠的窄深式布置，沖砂效果較好[3]，但構(gòu)造復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高，施工工序復(fù)雜，投資574.68 萬(wàn)元。運(yùn)行管理費(fèi)用比選結(jié)果見表1。

表1 運(yùn)行管理費(fèi)用比選表

由表1 可知，方案一的年運(yùn)行費(fèi)用低于方案二120.21 萬(wàn)元，方案一的單方水成本比方案二低0.22 元/m3，有利于水廠長(zhǎng)期良性運(yùn)行。

根據(jù)上述兩個(gè)方案的工程和經(jīng)濟(jì)條件分析論述及優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)，現(xiàn)就兩個(gè)方案在同等條件下進(jìn)行比選，結(jié)果見表2。

表2 工程方案比選表

依據(jù)兩個(gè)方案的工程條件和經(jīng)濟(jì)條件的論證，各方案的優(yōu)缺點(diǎn)的分析，經(jīng)綜合比選，方案一在技術(shù)及長(zhǎng)遠(yuǎn)的運(yùn)行管理費(fèi)用、投資等關(guān)鍵條件方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，綜合考慮推薦方案一為本項(xiàng)目工程的建設(shè)方案。

4 結(jié)論

水源工程選擇的合理與否直接影響城市供水工程水源及管網(wǎng)改擴(kuò)建工程建設(shè)及使用效果，所以，水源位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)必須從工程實(shí)際及設(shè)計(jì)使用需求出發(fā)，在綜合考慮水源的水文地質(zhì)及水資源條件、水源工程設(shè)施、工程布置、施工條件、工程總投資及運(yùn)行管理費(fèi)用等的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理選擇。