引沁入汾堯都專線水質提升工程建設必要性及相關問題探討

孔潔惠

（臨汾市水利勘測設計院，山西 臨汾 041000）

0 引言

臨汾市堯都區地處山西省南部，隨著近幾年臨汾市城區的發展，堯都區農村居民城鎮化進程迅速，城區生活用水量迅速增加。2008年，山西省委省政府從臨汾市國民經濟和社會發展對供水的要求出發，興建了臨汾市引沁入汾和川取水輸水工程。已建成的草峪嶺隧洞出口至澇河水庫輸水線路總長54.75 km，其中利用洪安澗河南支23.7 km、躍進渠20.35 km。

目前，洪安澗河南支污染嚴重，躍進渠沿線幾處瓶頸無法滿足正常輸水需求，加之沿線滲漏問題突出，無法保障臨汾市汾東地區工農業及城市生活用水水質水量要求。為此，興建臨汾市引沁入汾堯都專線水質提升工程向堯都區東部城區供水是十分必要的。

1 和川取水輸水工程概況以及輸水線路存在的問題

2008年，山西省委省政府從臨汾市國民經濟和社會發展對供水的要求出發，興建了臨汾市引沁入汾和川取水輸水工程，在各級政府、水行政主管部門大力支持下，建設、設計、監理、施工單位等各方合作、共同努力下圓滿完成了預期的目標，已于2010年竣工蓄水。和川取水輸水工程的實施，可緩解臨汾市堯都區用水量的需求，輸水線路采用馬房溝提水工程的輸水線路，目前和川取水輸水工程輸水線路存在以下問題。

①草峪嶺隧洞下游為總長23.7 km 的洪安澗河南支天然河道，由于洪安澗河河床地層多為深厚砂卵礫石層，沿途水量損失較大。

②躍進渠設計流量為6 m3/s，但近年來躍進渠沿線幾處“瓶頸”由于各種因素，實際過流能力不到2 m3/s，且由于灌溉期躍進渠本身的灌溉任務及向曲亭水庫輸水任務與和川取水輸水工程向澇河水庫輸水存在沖突，故躍進渠現狀無法滿足正常輸水需求。

另外，躍進渠沿線村莊人口密集，渠道內生活垃圾遍布，生活污水甚至糞便直排渠道，造成渠道內很大程度的水體污染，水質不滿足城市生活用水要求。

③曲亭～澇河水庫輸水線路設計流量為4.2 m3/s，和川取水輸水工程灌溉期流量需滿足4.33 m3/s，非灌溉期流量需滿足4.93 m3/s，故曲亭～澇河水庫輸水線路流量不滿足正常輸水需求。

從以上結果得知，由于和川取水輸水工程輸水線路在水量、水質等方面無法滿足正常輸水需求，導致臨汾市堯都區工農業及城市用水問題仍然得不到徹底解決。為此，提升和川取水輸水工程引水水質、減少引水水量損失是十分必要和迫切的。

2 引沁入汾堯都專線水質提升工程的必要性

隨著近幾年堯都區城區的戰略發展，城區規模逐步向東擴張，加之周邊農村居民城鎮化的進程迅速，城區用水量迅速增加，現狀龍子祠水廠以及土門水廠供水量已遠不能滿足城區日益增長的用水量，使得原城區的用水愈來愈趨于緊張和短缺，堯都區城區東部現狀用水采用自備水井解決，但由于堯都區普遍屬于超采區，已形成降落漏斗，地下水漏斗區范圍總面積達206 km2，東部沿喬李、東王、東鄧至桃園村，西部沿孫曲、果樹場、劉南至金殿村，南北均至堯都區區界，其中汾河以東部分123 km2為嚴重超采區，同時中心城區的城市規模達到中等城市水平，城市應當采用統一的供水系統；同時為保護地下水資源，對地下水進行合理有序的開采，城區規劃范圍內的自備水源井應逐步關閉，利用地下水解決城市用水不可取。

另外自備水井的水質直接關乎城區居民的身體健康，2017年5 月山西省水環境監測中心臨汾分中心對城區東部的屯里自備井水質進行評價，評價結果為地下水Ⅴ類水。為保證堯都區居民的飲水安全，建設臨汾市引沁入汾堯都專線水質提升工程是非常必要和迫切的。

3 水質提升工程-引水工程建設的任務、規模

臨汾市引沁入汾堯都專線水質提升工程的建設任務為：第一，通過在引沁入汾浮山供水工程輸水線路上新建引水工程，為澇河水庫右岸階地擬建凈水廠供水，緩解堯都區供水需求，同時提升和川取水輸水工程引水水質。第二，與澇河水庫共同承擔引水任務，每年向臨汾市堯都區提供城市用水1591 萬m3,供水保證率為95%。

該引水工程每年向澇河水庫右岸階地擬建凈水廠提供城市凈用水量1460 萬m3，考慮管路輸水損失及凈水廠自用水量共計9%，年毛引水量1591 萬m3，引水保證率為95%。其中通過該引水工程向擬建凈水廠供水1356 萬m3，另外從澇河水庫向擬建凈水廠補水235 萬m3。

該工程在引沁入汾浮山供水工程唐閣河渡槽進口連接段新建節制閘及兩條管道，利用一條185 m 長輸水管道將和川取水輸水工程灌溉期及非灌溉期供水量（除城市及工業供水量）通過23.8 km 的楊村河天然河道分水至澇河水庫，根據前述結果，最大流量為3.6 m3/s，考慮到該分水工程兼具泄水功能（浮山供水工程設計流量0.5 m3/s），故其設計流量按4.1 m3/s 計。利用另一條24.1 km 長輸水管道直接將和川取水輸水工程城市及工業供水量引至澇河水庫右岸階地擬建凈水廠，流量為0.43 m3/s，供水量1356 萬m3。

考慮到從澇河水庫補水，水源有保障，同時為滿足事故流量要求，本次設計擬采用浮船泵站，設計總流量4 萬m3/d，三用一備，單泵流量555.6 m3/h，揚程60 m，將澇河水庫之水抽至澇河水庫右岸階地擬建凈水廠。

4 利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區供水的可行性

4.1 利用引沁入汾浮山供水工程供水能力分析

引沁入汾浮山供水工程每年可向浮山供水1580 萬m3，其中工業供水950 萬m3，農業灌溉供水630 萬m3，設計流量0.5 m3/s，而輸水線路的實際過流能力為4.6 m3/s，尚有4.1 m3/s的富余過流能力。

如果和川取水輸水工程利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區供水，在灌溉期，扣除洪安澗河南支及曲亭水庫～澇河水庫輸水線路淹底鄉高塬旱地共計2 萬畝的農業用水，則總流量為3.55 m3/s（包括城市及工業供水流量0.43 m3/s，農業供水6 萬畝流量3.12 m3/s）≤4.1 m3/s，故和川取水輸水工程灌溉期供水全部利用引沁入汾浮山供水工程滿足要求；在非灌溉期，總流量為4.93 m3/s（包括城市及工業供水流量0.43 m3/s，引入棄水最大流量4.5 m3/s）≥4.1 m3/s，故和川取水輸水工程非灌溉期全部利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區供水不滿足要求。

4.2 利用曲亭水庫分配和川取水輸水工程棄水調節分析

和川取水輸水工程非灌溉期全部利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區供水不滿足要求，考慮到和川取水輸水工程棄水調節未利用曲亭水庫，故可將和川棄水從全部入澇河水庫分配部分水量引入曲亭水庫。引入棄水最大流量為4.5 m3/s，考慮到引沁入汾浮山供水工程富余過流能力，本次設計按最大流量3.6 m3/s 利用引沁入汾浮山供水工程引入澇河水庫，其余水量仍利用馬房溝提水工程輸水線路引入曲亭水庫，從而利用澇河水庫和曲亭水庫對和川棄水進行調節。

澇河水庫非灌溉季節引入水1336 萬m3,經澇河水庫調節后為澇河灌區2.15 萬畝農田供水，還能提供日均0.18 m3/s的城市及工業用水。曲亭水庫非灌溉季節引入水197 萬m3，經曲亭水庫調節后可為曲亭水庫～澇河水庫輸水線路淹底鄉0.5 萬畝高塬旱地供水，此面積的原用水量可置換給澇河水庫供澇河灌區。

和川取水輸水工程棄水經重新分配后，通過澇河水庫、曲亭水庫共同調節，農業灌溉面積10.65 萬畝、總引水量5900 萬m3與原設計保持一致，年總供水量比原設計稍多，年總供水量為5678 萬m3（比原設計總供水量5641 萬m3多37萬m3)，其中保證率P=50%的年農業供水量2817 萬m3（比原設計2788 萬m3多29 萬m3），保證率P=95%的年均城市及工業供水量2861 萬m3（比原設計2853 萬m3多8 萬m3）。

4.3 利用引沁入汾浮山供水工程供水水量分析

根據前述分析成果，和川取水輸水工程利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區供水，在灌溉期，扣除洪安澗河南支及曲亭水庫～澇河水庫輸水線路淹底鄉高塬旱地共計1.5 萬畝的農業用水，通過引沁入汾浮山供水工程向堯都區提供城市及工業用1343 萬m3（流量0.43 m3/s），提供6.5萬畝農業用水1685 萬m3（最大流量3.38 m3/s），則總流量為3.81 m3/s≤4.1m3/s；在非灌溉期，扣除引棄水入曲亭水庫水量197 萬m3（最大流量0.9 m3/s），通過引沁入汾浮山供水工程向堯都區提供城市及工業用1343 萬m3（流量0.43 m3/s），引棄水入澇河水庫水量1336 萬m3（最大流量3.6 m3/s），則總流量為4.03 m3/s≤4.1 m3/s，故在將和川取水輸水工程棄水重新分配后，通過引沁入汾浮山供水工程向堯都區進行供水是可行的。

5 引水工程存在的其它問題及建議

引水工程主要工程地質問題：①不均勻沉陷問題：引水管道一部分段位于基巖和黃土之上，大部分位于卵礫石混合土之上。基巖與第四系地層密實度有差異，尤其是在基巖和松散沉積物接觸段，易產生地基不均勻變形，存在不均勻沉陷問題，建議將管基夯實。②基坑涌水問題，楊村河主河槽沿線地下水位埋藏較淺，絕大部分管道位于水位以下，基坑存在涌水問題。③沖刷問題，輸水管道主要沿楊村河河道內敷設，河道呈蛇曲發育，汛期洪水對河道凹岸和主河槽產生沖刷、淘蝕，對管道的穩定性有一定影響。建議管道埋深大于河道沖刷深度，并進行防護。④岸坡穩定問題：引水管道沿線有局部段岸坡較陡，易產生坍塌，存在岸坡穩定問題，建議對陡岸坡進行削坡處理。

6 結語

和川取水輸水工程的實施，在水量、水質等方面無法滿足正常輸水需求，利用引沁入汾浮山供水工程向臨汾市堯都區供水，對于提升和川取水輸水工程引水水質、減少引水水量損失具有較好的彌補作用，經過論證，在將和川取水輸水工程棄水重新分配后，通過引沁入汾浮山供水工程向堯都區進行供水是可行的，也是非常重要和迫切的，有助于徹底解決堯都區工農業及城市用水問題。

另外結合工程實際對引水工程中存在的主要地質問題提出了相關建議，對于同類引水工程具有良好的借鑒意義。