西大河水庫水系連通項目線路比選方案淺析

馮碧娜，孫海濤，張 博

（中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司,陜西 西安 710065）

0 前言

金昌市位于甘肅省河西走廊東段,是一座以有色冶金工業為主、化工和其他工業配套的工業城市,是全國聞名遐邇的鎳都。全市人均占水量1200 m3左右,遠低于全國和全省的平均水平,被列為全國108 個重點缺水城市之一。隨著城市規模的擴大和社會經濟的發展,生活及工業生產用水不斷增加,用水矛盾十分突出。為了保證“引硫濟金”“引大濟西”引調水能順利、及時的輸送至金川峽水庫,盡快發揮效益,緩解金昌市工業與生活用水壓力。需盡快修建西大河水庫至金川峽水庫輸水通道。

1 目標定位

立足于鄉村振興、一帶一路、黃河流域生態保護和高質量發展戰略,緊緊圍繞金昌市全域旅游、民族文化、農牧文化和鄉村體驗等特色產業建設。以河湖水域岸帶為載體,結合美麗鄉村建設,服務于居民休憩、鄉村文旅開發、文化傳承等多重需求,建設鄉村人文景觀節點,突出自然生態與水文化、人文歷史相契合,延續水林田鎮村共生的空間肌理,塑造西北水美風貌,打造水美鄉村風貌引領區。

以改善河湖水環境質量、建設水美鄉村為重點,通過水系連通工程建設,構建水系格局完整、形態自然、河勢穩定、泄排通暢、藍綠空間錯落有致、岸坡穩定整潔的美麗河湖生態空間體系,顯著提升鄉村水安全狀況,實現區域藍綠空間容積穩中有增,有效改善農村河湖水環境質量。

按照“一帶、兩岸、三區”的水系整治總體布局,以三個片區的整治為重點,形成一條貫穿祁連山水源涵養生態帶。以打造河西走廊經濟帶中的重要節點城市、黃河流域生態保護和高質量發展為核心和突破口,優化建設區河流湖塘水系格局,推進河流水系藍綠交織的生態空間體系建設,突出自然生態與美麗村莊相契合,促進金昌市全域旅游建設,打造西大河鄉村水系。

2 工程任務

西大河水庫至金川峽水庫水系連通工程,保證金昌市“引硫濟金”工程每年4000 萬m3的調水輸送,同時為下一步規劃的“引大濟西”工程2.5 億m3調水預留通道,解決金昌市用水供需矛盾,優化水資源配置,改善流域生態環境,促進地方社會經濟可持續發展[1]。

3 引水流量初選

經現場踏勘及綜合分析,考慮到南線方案局部利用西金干渠現有暗涵及長距離調水的經濟性等因素,而西金干渠暗涵現狀過流為5 m3/s,為了同規模進行調水線路的比較,初選近期西大河水庫向金川峽水庫調水設計流量為5 m3/s。

4 方案線路比選設計

4.1 南線輸水線路方案

西大河水庫至金川峽水庫水系連通工程南線方案沿西大河進行輸水,西起石梯子渠首,東至金川峽水庫,工程總長為64 km。根據現狀河床河勢形態,本工程分為上、中、下三段。

上段輸水通道由石梯子渠首至北總干渠蓋板涵處,樁號K0+000～K8+000,全長8km,河道自西向東流向。該段為屬于祁連山保護區范圍,現狀河道峽谷出口段,比降較陡,本次維持河道現狀,采用現有河道輸水。

中段輸水渠道自西向東由上游北總干渠蓋板涵處（新建攔水壩）至南泉濕地（西金干渠十一支渠處）,樁號K8+000～K36+000,全長28 km,該段現狀河道無固定河床段,周邊地勢平坦,農田遍布,本片區考慮后續相關建設規劃,打造集觀賞型經濟作物、種植、采摘、加工、觀賞、體驗為一體的沿河道生態文旅綠色長廊。

下游段輸水渠道由南泉濕地至金川峽水庫（西金干渠十一支渠處）,樁號K36+000～K64+000,全長28 km,該區域現狀為河道型濕地,分別為紅廟墩濕地,北海子濕地,天然河道泉水出露。本次設計以生態修復為主,因勢利導、結合河道實際,在建設工程的基礎上,設置一些親水設施。其中,濕地生態保護區范圍內采用水流自然通過的輸水方式,并對濕地盡可能地保留原始河道的自然植被,架設棧橋,親近自然。其次,南泉濕地內渠道采用現狀渠道（西金干渠十一支渠至十三支渠段對現狀渠道進行梯形改造為矩形渠道,該段長度為2 km）進行輸水；在南泉濕地與北泉濕地中間布置輸水渠道（該段長度為2 km）接入紅廟墩濕地內西金干渠現狀暗涵（暗涵滿足5 m3/s過流）；下游接入大壩村現狀西金干渠處,輸水水流經過北海子濕地采用現狀河道輸水。

4.2 北線輸水線路方案

西大河水庫至金川峽水庫水系連通工程南線方案沿大泉溝進行輸水,西起石梯子渠首,東至金川峽水庫,工程總長為66 km。根據現狀河床河勢形態,本工程分為上、中、下三段。

上段輸水渠道由石梯子渠首至北總干渠蓋板涵處（與南線方案共用段）,樁號K0+000～K8+000,全長8 km,河道自西向東流向。該段為屬于祁連山保護區范圍,現狀河道峽谷出口段,比降較陡,本次維持河道現狀,采用現狀河道輸水。

中段輸水渠道自西向東由上游北總干渠蓋板涵處延西大河左岸至北干渠引水閘與北與八一干渠分水閘相交至大泉溝,延大泉溝布設輸水渠至月牙湖濕地,樁號K8+000～K44+000,全長36 km,該段現狀河道無固定河床段,周邊地勢平坦,農田遍布。

下游段輸水渠道由月牙湖濕地至金川峽水庫,樁號K44+000～K66+000,全長22 km,該區域天然河道泉水出露。其中,月牙湖濕地采用水流自然通過的輸水方式。

4.3 方案綜合比選（表1）

表1 輸水線路對比方案（輸水流量為5 m3/s）

4.4 方案比選結論

本次輸水線路針對南、北兩條路線結合地形地質條件、供水對象,環境及社會影響等因素,從工程措施、工程管理、輸水保證率、征地移民、環保影響等11 個方面進行比較分析。

方案一（南線）輸水線路沿線分布4 個鄉鎮,居民點多,項目實施有利于推進鄉村振興戰略發展。但輸水線路與已建灌溉渠道交叉較多并穿過4 個濕地公園（其中北海子濕地為國家級濕地）,項目報批程序復雜；且受濕地范圍限制,現狀渠道難以進行規模擴建,輸水流量僅為5 m3/s。

方案二（北線）輸水線路多穿過荒地和退化河道,沿線僅分布1 個鄉鎮,與現有渠道交叉較少,建筑物較為單一,后期管理便捷。但北線方案線路長,沿線有7 km線路需占用基本農田,后期協調難度較大。

綜合比較,方案一（南線）和方案二（北線）從工程技術層面均可實施,沒有制約工程建設的技術問題。目前,按照南線現狀輸水渠道過流能力5 m3/s比較分析,方案一（南線）在環保部門認可,工程可穿過國家級濕地前提下,相對于方案二（北線）工程占地較少,協調難度較小；并且工程的實施可最大程度帶動周邊的鄉村發展,全面推進鄉村振興戰略的發展,有利于項目的批復。優于方案二（北線）。因此,在僅考慮近期輸水目標的前提下,工程輸水流量為5 m3/s,本工程推薦輸水線路方案一（南線）。

如本次設計考慮遠期發展,輸水流量將大于5 m3/s,如后期輸水流量有加大的需求,方案一（南線）將難以保證該流量的輸送,且擴建可行性小,則方案二（北線）因多利用荒地和退化河道,具有擴大工程規模的地形地質條件,可作為大流量引水方案的推薦線路。

圖1 西大河水庫至金川峽水庫水系連通項目南北線路布置圖

5 結語

輸水渠道工程為線性工程,方案比選不僅是線路的比選,還包括地形、地質、移民、工程占地、交叉建筑物等的綜合比選。做好線路的比選,需要根據每條線路實際情況與設計相結合,統籌考慮,對于方案比選來說,才有說服力,對于設計人員來說線路方案比選的成果,決定了項目的成敗。