关键词：跨流域水库群；联合供水调度；调出区水库可调限制库容；调入区水库需调水动态限制库容；大系统分析协调原理；遗传算法
中图分类号：TV697.12 文献标识码：A 文章编号：
日照市水资源与生产力要素的空间分布不协调问题越来越突出：西北部沭河流域莒县水资源丰富、开发条件好而利用率相对不高，东南部傅疃河流域市区企业密集，经济发达，城市供水能力却严重不足。这构成了市域范围内跨流域调水、丰歉互济的自然条件，为此日照市提出了沭水东调工程。该工程涉及调出区及调入区4个水库，由于不同流域来水的丰枯过程和各水库调节性能均有不同，因此本文拟对沭水东调工程相关的水库群联合供水优化进行研究，以确定供给日照市区的最大城市供水能力，增加有效供水量。
[BT2][STHZ]1 沭水东调工程概况
日照市沭水东调工程是连通境内沭河、傅疃河两大水系的水资源优化配置工程，工程线路全长8802 km。工程基本任务是将沭河流域青峰岭水库、小仕阳水库、峤山水库和沭河河道雨洪资源通过工程措施调至傅疃河流域的日照水库，经日照水库调蓄后向日照市区供水。本工程所涉及水库群构成方式示意图见图1，由该图可看出该水库群为混联式水库群，水力关系十分复杂。
3.1 沭河流域
3.2 傅疃河流域
3.3 供水源调度次序
4 跨流域水库群联合供水优化调算方法
水库群联合供水调算总思路是：确定调出区流域青峰岭、小仕阳、峤山水库的生态供水限制库容、农灌限制库容、可调限制库容，以及日照水库的城市供水限制库容、生态供水限制库容、农灌限制库容、需调水限制库容以后，采用长系列变动时历法进行调算，最终确定供给日照市区的最大供水能力。
4.1 调出区水库可调限制库容的确定
4.3 跨流域水库群联合供水调算算法
采用将遗传算法嵌套于长系列变动时历法中的算法进行联合供水调算步骤如下。
（1）输入初值：各水库的来水量、用户需水量、沭水东调工程的最大日供水量以及各限制库容初值，包括日照水库需调水、生态补水、[HJ1.84mm]城市供水、农灌供水限制库容；青峰岭水库可调限制库容、生态补水、农灌供水限制库容；小仕阳水库可调限制库容、生态补水、农灌供水限制库容；峤山水库可调限制库容、生态补水、农灌供水限制库容。
（2）[JP2]计算日照水库可调蓄的调水量X5，青峰岭、小仕阳、峤山水库坝下的可调出水量，以及区间雨洪水可调出的水量。[JP]
5.2 结果分析
6 结论
（1）沭水东调工程是解决日照市水资源空间分布不均匀问题的重要工程措施，同时对调出流域及调入区流域水库群进行联合供水调度，可充分挖掘利用沭河流域的丰富雨洪水资源，增加傅疃河流域的可供水量。
（2）通过对沭河流域水库设定可调限制库容，傅疃河流域水库设定需调水动态限制库容，即可充分保障沭河流域各用水户的用水需求，又可避免沭河水资源被调入日照水库后弃掉，不会造成水资源浪费。
（3）青峰岭水库、小仕阳水库、峤山水库及日照水库4座水库联合供水较青峰岭、小仕阳及峤山水库单独供水可增加利用沭河水量939万m3。这表明水库群联合调度较单库调度更能进一步挖掘沭河流域各水库的供水潜力，对解决日照市区供水缺口十分有利。 经论证分析，沭水东调供水源中利用雨洪水资源量比例为69%，利用水库富余兴利水量比例为31%。
值得说明的是，跨流域调水工程调度系统是一个复杂的系统工程，本文主要针对规划设计阶段中跨流域库群联合供水调度有关问题进行系统研究，下一步需重点研究实时调度阶段考虑降雨预报信息的跨流域水库群联合调度及其风险分析问题。
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关键词：输水工程 驼峰管段 负压 调节池
1 工程概况
庐山位于江西省北部，长江、鄱阳湖之畔，是国家重点风景名胜区，其主要水源是地处特级 保护区内的芦林湖。由于庐山旅游业的快速发展，生活用水量急剧增加，用水需求已超过了芦林湖的正常供水能力。据测算，至2010年，芦林湖的平均年缺水量将达到97×104 m3 。为保护芦林湖的水质和湖面景观，并满足供水要求，特兴建了莲花台水库供水工程，主要包括一座取水水库、一座取水泵站和一条DN400、长约4.6 km的输水管道。工程设计供水能力为1.22×104 m3/d，流量为0.16 m3/s，将莲花台水库的蓄水输送到芦林湖，以增加芦林湖的蓄水量，提高芦林湖的供水能力。
工程采用2台水泵并联供水(另有1台备用)，水泵设计扬程为1 225 kPa(122.5 m)， 流量为288 m3/h，安装高程为881.6m。取水水库的正常蓄水位为912 m，死水 位为887 m。输水管道进口(即水泵出口)的桩号：-78.5 m，管中心高程：882.3 m，输水管道出口的桩号：4476.33 m，管中心高程：993.02 m，按自由出流设计。整个输水管道系统的总水头损失系数∑R＝1 042.773(这里R＝Δh/Q2，Δh 、Q分别是对应的水头损失和过流量)，其中管道出口附近约600 m管段(含驼峰管段)内 的主要节点参数如表1所示。
表1 输水管道出口附近管段主要节点的有关参数 节点
桩号
(m) 节点管
中心
高程
(m) 管段
长度
(m) 原输水管道布置情况 增设调节池后情况 工况1 工况2 工况1 工况2 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa ) 内水
关键词：输水工程 驼峰管段 负压 调节池
1 工程概况
庐山位于江西省北部，长江、鄱阳湖之畔，是国家重点风景名胜区，其主要水源是地处特级 保护区内的芦林湖。由于庐山旅游业的快速发展，生活用水量急剧增加，用水需求已超过了芦林湖的正常供水能力。据测算，至2010年，芦林湖的平均年缺水量将达到97×104 m3 。为保护芦林湖的水质和湖面景观，并满足供水要求，特兴建了莲花台水库供水工程，主要包括一座取水水库、一座取水泵站和一条DN400、长约4.6 km的输水管道。工程设计供水能力为1.22×104 m3/d，流量为0.16 m3/s，将莲花台水库的蓄水输送到芦林湖，以增加芦林湖的蓄水量，提高芦林湖的供水能力。
工程采用2台水泵并联供水(另有1台备用)，水泵设计扬程为1 225 kPa(122.5 m)， 流量为288 m3/h，安装高程为881.6m。取水水库的正常蓄水位为912 m，死水 位为887 m。输水管道进口(即水泵出口)的桩号：-78.5 m，管中心高程：882.3 m，输水管道出口的桩号：4476.33 m，管中心高程：993.02 m，按自由出流设计。整个输水管道系统的总水头损失系数∑R＝1 042.773(这里R＝Δh/Q2，Δh 、Q分别是对应的水头损失和过流量)，其中管道出口附近约600 m管段(含驼峰管段)内 的主要节点参数如表1所示。
表1 输水管道出口附近管段主要节点的有关参数 节点
桩号
(m) 节点管
中心
高程
(m) 管段
长度
(m) 原输水管道布置情况 增设调节池后情况 工况1 工况2 工况1 工况2 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa ) 内水
压力
(kPa) 3740.33 962.11 150.40 9972.8 351.7 9941.0 319.9 10021.6 401.0 9999.0 377.9 3888.33 988.90 158.41 9961.3 72.3 9938.0 49.0 10011.0 122.0 9996.5 107.5 4046.33 999.00 102.00 9954.0 -36.0 9936.0 -53.8 10004.3 143.0 9994.9 4.9 4148.33 999.00 102.00 9946.6 -43.4 9934.3 -55.7 9997.5 7.5 9993.3 3.3 4250.00 999.00 82.02 9940.6 -49.4 9932.8 -57.2 9992.1 2.1 9992.0 2.0 4332.33 998.90 68.04 9935.7 -53.3 9931.6 -57.4 9992.0 3.0 9992.0 3.0 4400.33 996.62 76.13 9930.2 -36.0 9930.2 -36.0 9966.0 0 9966.2 0 4476.33 9923.02 0.00 9930.2 0 9930.2 0 9930.2 0 9930.2 0 注
①表中节点为对应管段的首端节点，出口节点无管段与之相对应。
②内水压力为0是无压流情况，节点内水压力＝节点压力水头-节点管中心高程。
增设调节池后，整个有压输水管道系统的总水头损失系数∑R=1 011.601，根据水泵 性能曲线和有压输水管道系统的阻力特性可求得本工程改进方案在各种正常供水工况的参数。其中工况1(水库正常蓄水位，2台泵并联稳定运行)，水泵工作扬程为1 178.8 kPa(117.88 m)，总供水流量为2×313.49=626.98 m3/h，相应的整个输水管道系统的总水头损失为30 6.8 kPa(30.68 m)；工况2(水库死水位，1台泵稳定运行)，水泵工作扬程为1194.4 kPa(119.44 m)，总供水流量为304.48 m3/h，相应的整个输水管道系统的总水头 损失为72.4 kPa(7.24m)。
3.4调节池方案的设计要点
①对于驼峰管段较短及正常供水工况负压很小的情况，如果驼峰后的出口管段也较短，则一般在水泵停电时也不致过分加剧负压，此时经论证，可不增设调节池。
②调节池的通气管必须保证有足够的补气能力，不可发生堵塞以确保调节池为无压水池，确保实现输水管道有压流向无压流的交接。
③为了保证调节池前部输水管道始终处于有压流状态，以避免发生明、满流交替现象，有压输水管道出口在调节池内应能始终保持淹没出流状态。
④调节池的蓄水容积不宜太小，以免池内水位出现过大的涌动翻滚现象，从而避免有压输水管道内出现压力波动甚至明、满流交替现象，并确保无压输水管道进口不出现间歇性的封堵现象。这也正是本工程增设调节池，而不是简单地在相同位置增设进排气管的主要原因。
⑤调节池后部无压输水管道内的流速不宜过大，以免管内发生空化、空蚀现象。无压输水管道的出口流速不应对出口外流道产生过大冲刷，同时建议该流道作混凝土衬砌处理。无压管道沿线一般应按缓坡布置设计，而且沿线坡降最好不出现过大的变化。如果无压管道沿线存在急坡段，则应论证在出现急坡水跃时会不会导致管内间歇性明、满流现象，以免出现管道振动问题，如能确保管内水跃始终为无压流状态，则这种水跃有时可用其作为一种消能的良好措施。
⑥对于长管线输水管道系统，调节池一般只考虑在控制性高程的驼峰管段上设置。
4 进排气管的设计
本工程改进方案为使调节池附近的管中心高程为999.0 m的管段内在突然停泵的过渡过程中不出现过大的负压现象，特在最高驼峰管段的首端(桩号4 046.33 m)，设置了φ250的进排气管，其进气口高程取为1 002.0 m，进气口位置可根据现场地形条件布置在隐蔽处。
设置进排气管的目的是为了利用其在水泵启动时的排气作用和在水泵正常停机或失电工况时的补气作用，而不是用其解决输水管道在正常供水工况下的负压问题。进排气管的功用与进排气阀类似，但比进排气阀更经济、可靠。由于进排气管不宜太高，故只能设置在正常运行工况下内水压力较小的管段上，即一般只宜设置在有压管道出口附近管段上。对于输水管道中、前部位的某些局部驼峰管段，即使其在正常运行工况时的内水压力较小，一般也不宜设置进排气管，以免在水泵开启时进排气管内出现过大的水位波动甚至溢流。
5 进排气阀的设计
进排气阀的设计主要依据整个输水管道系统的水力过渡过程计算分析。
本工程在桩号：-28.0,209.50,401.34,654.30,868.32,1 055.14,1 218.84,1 399 .84,2 195.71,3 740.33,3 888.33 m等处共设置了11台进排气阀。
关键词：小型水库水源；特点；供水；途径
Abstract: Jiaohe Township street serious water shortage has become the constraints of each villages and towns Street Economic and social development of the main factors, over mining of groundwater resource, surface water runoff is uneven, water supply and demand contradictions increasingly prominent, in order to advance construction of Baishishan Township small reservoir water source project effectively solves the township water supply effective experience as example. Elaborated in the hilly areas of new small reservoir water source project is the solution to the township of Jiaohe city street water supply efficient way point.
Key words:Small reservoir water sourceCharacteristic Water supplyWay
中图分类号：S275 文献标识码：A 文章编号：
概述：蛟河市各乡镇街所在地是其政府的政治、经济、文化中心。随着国家对小城镇建设投资力度的加大，小城镇范围内的工业、城镇建设和人民生活都有很大改善和提高。同时，人口逐年增加，用水量大幅度上升，各个乡镇街又面临着缺水问题，如何解决好供水水源问题，为当地政府提出了一个新课题。下面以白石山镇修建小型蓄水工程来解决镇区供水的成功经验。为在丘陵山区所在地的乡镇街供水水源形式提供了可参考的资料。
1 蛟河市各乡镇街所在地供水水源情况见下表：
各类水源特点：（1）深井水源，动力提升，单井出水量少，供水保证率低，地下水水质容易发生变化，使用年限为15年，投资省，管理费用高，维修难，使用年限短；（2）引泉水源，重力水，丰水年水量有保证，枯水年泉源枯干，供水保证率差，地表水水质良好，使用年限长，水量基本固定，很难满足镇区扩容的需求，投资省，管理简单，使用年限长短与水源地的保护有直接关系；（3）渗渠水源，河道地表径流水，水量多少与季节密切相关，受自然因素影响较大，丰枯不均，维修间隔时间短，2-3年一次，对滤料需更新，面源污染严重，与上游河道水源保护措施有关，使用年限与费用成正比；（4）水库-蓄水工程水源，其主要经济技术指标，能满足工程建设需要，来水、蓄水、供水由工程控制调节，供水水源、水量有保证，使用年限长，一次投资大，能满足长期发展的要求，是乡镇街供水水源的发展方向。
2 蛟河市白石山镇水资源现状
2.1白石山镇企业的发展和人口增长情况
2004年白石山镇工业企业数量为13家，2011年工业企业数量为25家，增加52%；工业总产值增加7倍；镇区人口由1.3万人增至2.61万人，人口增长49.81%。现在已经是全国百强镇。工业用水、公共用水、城镇居民生活等用水量急剧增加，如果没有提前建设好的永青水库作为镇区供水水源，增加镇区供水量，完善镇区功能、促进经济和社会发展、保障市区居民生产生活用水将无从谈起。
2.2 白石山镇河流状况
白石山镇地处丘陵山区，工程性缺水、季节性缺水的矛盾十分突出。本区域内有两条河流：南河发源于炮台山，由东向西在白石山镇区北侧流过，但由于河流走向基本与铁路平行，地势平坦，无理想的水库坝址；永青河发源于平顶山，由南向北贯穿镇区，在镇区西北部与南河相汇，永青河河长13km，河流上游由于未受污染，且汇水区域内植被良好，水质优良，水量充沛。经现场踏勘调查，确定了一处理想的坝址，可修一处年调节的小型水库，水源地距镇区7km，输水管线可沿护林防火通道铺设，距离短，且地形起伏不大，是较理想的水源。镇内设计河宽为25m，河道坡降1.5%，最高水位2.0m，最低水位0.3m，平均水位0.5m，洪峰最大流量350.94m3/s，多年平均来水总量为921.50万m3。
永青水库1992年动工-1995年竣工，1996年开始往白石山镇区供水。当时主要满足为白林局生产、生活及其它用水的需求。只有新建蓄水工程做为城市供水水源，才能满足市区居民生产生活用水的需求。
2.3 白石山镇区供水工程现状
镇区现有供水水源工程共有8处，永青水库水源一座，（供给白林局生产、生活及其它用水使用）、渗渠一处（供给细木板厂生产用水）、深井6眼（白林局5眼，作为白林局应急水源使用、镇政府1眼，供给镇区生活用水使用）。采用渗区供水，取地表水，每到汛期，自来水浊度等各项指标严重超标，不符合《生活饮用水卫生标准》 GB5749-2006供水水质的要求。使用地下水的一些自备水源井工程的供水情况是：普遍存在铁、锰含量超标，一般都超过饮用水标准的3—6倍，最高超过11倍。由于白石山镇是地下水贫水地区，其特殊的地质构造，地下水的铁、锰、碳酸钙等含量偏高，需要上净化设备进行处理，工程投资增大，但是供水量少，经济效益值低，因此，必须采用使用年限长且有水量保证、水质合格的蓄水工程做为镇区供水水源。才能满足镇区经济和社会发展的需要。
3 工程概况及成功经验
3.1永青水库工程概况
永青水库位于永青河下游，距白石山镇区7km，库址流域面积24.25km2，河长13km，校核洪水位库容57万m3，设计洪水位库容49.8万m3，正常库容57.06万m3，属小（Ⅱ）型水库，建筑物等级为Ⅴ级。
永青水库是白石山镇区水源工程，由水库枢纽工程和供水配套工程、净水厂几部分组成。其中水库枢纽工程由大坝、溢流坝、取水塔、输水管道、闸门启闭机五个单位工程组成。输水管线长为7km；已建成具有日处水能力达到4万吨规模的净水厂。
3.2永青水库的作用
永青水库主要用途为蛟河市白石山镇区供水水源，从1996年至现在，17年来，每年向镇区供水182.5×104m3，有效的解决了白石山镇区生产、生活、消防、绿化等其它用水量的要求。
永青水库建成后它会成为白石山镇区防洪工程体系的重要组成部分和生态补水的重要水源工程；对支撑白石山镇区林业、农业、工业及其他相关产业的可持续发展，开辟理想水源，治理污染，促进水生态的良性发展具有极其重要的意义。
3.2 成功经验：
关键词：水库 排洪 方案 设计
1工程概况
（1）水库情况:大山陂水库位于坪山新区坪山河中游，大山陂水库原功能主要为农田灌概，现已逐渐转变为坪山镇的工业及居民提供用水。水库集雨面积1.25km2，坝址以上主河流长1.5km，平均主河流坡度0.01，正常库容：378万m3，总库容为473.99万m3，属于小型水库，IV等工程。 洪水设计标准：100年一遇设计，1000年一遇校核。
矿山水库位于大山陂水库上游，主要功能是城市供水，平时供水由坝下输水涵排入大山陂水库再向下游供水，洪水期下泄洪水则直接排入大山陂水库，再通过大山陂排洪渠排入赤坳水。矿山水库集雨面积 5km2，坝址以上主河流长3.3km，平均主河流坡度0.25%，正常库容：96万m3，总库容为 162.046 万m3，属于小型水库，IV等工程。洪水设计标准：100年一遇设计，1000年一遇校核。
两水库目前均列入深圳市第一批小型水库除险加固工程，目前正在施工，预计2010年4月30号完成。
(2)雨量资料：本次暴雨资料采用2003年广东省水文总站编制的《广东省暴雨径流查算图表》和《广东省水文图集》的参数进行计算。
(3)地理参数：根据修测1：1000地形图量测而得。排洪渠区间集雨面积为0.81km2。
2 工程方案比选
2.1 排洪渠现状
目前排洪渠为天然土沟，区域地面高程约在53~47m之间，河道断面相对狭小，宽约2~4m，深约1~3m，河道两岸杂草丛生，渠道淤积严重。位于大鹏支线管道转弯处有一条天然小渠汇入排洪渠内，该小渠主要是排泄南面山体及渠道沿岸附近地面雨水。据了解，大山陂水库溢洪期间，洪水均漫出堤顶。
目前，基地内部分区域以在施工中，受其影响，局部断面进一步收缩、河床抬高；河道排水能力进一步降低，为保证区域防洪安全，排洪渠迫切需要尽快整治。
2.2 相关规划
⑴道路规划：区域内西面有规划德马峦山北路、东南面是规划的南通道，东面现状宽约120m,江岭路也拟扩建，规划路面高程为47.6m。但道路的建设目前均未列入建设议程。
图2-2 规划道路与拟建排洪渠平面图
⑵相关水力边界条件：根据《深圳市防洪（潮）规划报告（修编）》（2002～2020年），赤坳水的设防标准为50年一遇；汇入口处的河底高程河底为42.84m，水面线为46.18m。
2.3 方案比选原则
――线路布置上应满足规划要求；尽可能长远结合；
――河道和管线统一考虑，尽量利用已有设施，经济合理。
2.4 平面布置方案比选
线路走向：从现状地形条件来看，拟建排洪渠位于大山陂水库溢洪道出口，北面区域内为比亚迪汽车基地扩产用地范围，南面为山丘及山体，地面高程相对较高，西面为大山陂水库地面高程约54m，东面有赤坳河，河底高程在42.5~42.8。从地形图上看，为满足用地条件后的排洪渠改线，仅能布置临近红线外侧，无其他方案可选，改造后河道先沿西南走向布置后再折向东北方向。
西南侧河段布置在基地用地红线与高压铁搭之间，结合结合供水管线改造，从地形、工程量、施工难度等方面综合比选：
平面布置方案一：供水管线在河道起始处即穿过河底后，紧邻河道右岸布置；该方案河道长约1021m，供水管线改造长度约654m，
优点：河道与水库溢洪道出口偏差较小，河道略短；改造后的管线均位于河道右岸，便于管理。
缺点：河道右岸地势高于左岸，管线及其检修道路布置在该侧将增加土方量；同时该侧为高压走廊，开挖时临近高压铁塔，可能存在支护要求。
平面布置方案二：即供水管线布置在河道左岸，供水管线在西南与东北转角处穿越河床与原管线相衔接。该方案河道长约1021m，供水管线长度约625m。
相比方案一，供水管线略短的同时，水头损失也较小，而且由于河道左岸地势较低，开挖及回填的土方量也相对较少，同时，避免了对高压铁塔的影响，总体而言，优势明显，因此，作为推荐方案。
3 工程设计
3.1 平面布置
排洪河起自溢洪道消力池下游185.25m处后，沿比亚迪基地红线外侧布置，先沿西南侧布置，在马峦新村小沟渠汇入口处折向东北，穿过江岭路后汇入赤坳河，改造河段长约1021m，该汇入口上移了120m。
河道中心轴线坐标点详见平面布置图。
3.2 纵断面设计
起点溢洪道消力池出口处桩号0+000河底设计高程：50.95m
终点：赤坳河口河底规划高程为42.84m，现状河底高程为：42.3m；受限于江岭路高程，规划排洪河汇入口处采用43m。
综合考虑河道位置地面高程，从减缓洪水流速减少冲刷及土方平衡角度分析，在地形变化角度河道沿线拟设置跌水2个，各为0.5m，河道纵坡分为三段：
桩号0+000.00~0+465.34段,设计纵坡0.059%,0+465.34处设有跌水高0.5m；
桩号465.34~1+054.61段,设计纵坡0.061%，1+054.61处设有跌水，高0.5m；
桩号1+054.61~1+159.01段为过路箱涵段，设计纵坡为0.07%。
3.3 横断面设计
根据建设单位要求，本阶段的河道断面设计在满足防洪和基地用地情况下，考虑今后河道可能的改造的用地要求，考虑了河道内及堤顶绿化用地要求，并尽量减少造价。故横断面型式主要比选了梯形断面、矩形断面及复式断面三种，为降低造价，则应以梯形断面采用护坡形式的河道为主，而为减少占地，则只能采用造价较贵的矩形断面、圬工结构的岸墙为主，综合分析，本河道的型式如下
⑴存在用地条件限制的，有两种：
一是，桩号0+137.50~0+465.34段沿西南端布置的河段，河道左岸为用地红线及拟改造供水管线，右岸有高压铁塔，但之间空间达40m，有一定的空间，因此，采用一侧梯形断面、一侧直立的复式断面结构。河道底宽6.5m，右岸为1:1.5边坡，左岸为直立岸墙。
二是，桩号0+465.34~ 1+089.01段沿东北端布置的河段，布置在基地红线和已建供水管线，之间距离仅为20m，因此河道以矩形断面为主；河道底宽7.5m。
⑵桩号1+089.01~ 1+113.01段为过江岭路段，长24m区域由于交通需要，采用箱涵结构形式，考虑路下覆土穿管要求，箱涵采用2孔，净宽3.5m，净高4m。净空要求按15%水位控制。
⑶桩号1+113.01~ 1+159.01段，没有用地条件限制的，且周边没有管线及牵涉房屋拆迁的，以梯形断面为主，主要是布置在江岭路出口河段，。河道底宽7.4m，边坡1：1.25。
⑷堤顶高程设计：按规范超高要求确定，由于河道小，不考虑风浪爬高，只考虑安全超高，堤顶超高按0.5m控制，若现状地面高程较高，则按现状地面高程考虑。
断面结构尺寸是根据明渠均匀流水力计算公式，并根据汇入口处的同频率赤坳河水位自下游往上游推算水面线确定，河道的糙率采用0.03，水面线计算结果如下表：
表4-1河道水面线计算成果一览表 单位：m
3.4 结构设计
⑴直立岸墙：采用重力式结构，C20埋石砼（埋石量30%），设计按岸侧荷载10KN/m2设计，地基承载力要求大于150kpa以上。
⑵护坡和河床：设计水位以下范围内护坡采用400mm厚干砌块石，下垫100mm厚砂石垫层；设计水位以上区域采用草皮护坡。边坡根据土质稳定条件采用1：1.5。
由于水流速度约为3m/s，因此，河床采用300厚干砌块石铺垫，下垫100mm厚砂层。
⑶箱涵设计：采用C25砼，涵顶公路按Ⅱ级荷载设计控制，采用结构程序计算后，初拟涵壁为400mm，顶板与底板为400mm。该处地基承载力要求达到120kpa以上。
3.5 堤顶设计
堤顶道路结合供水管线检修道路设置，不另行设置；即为一侧道路。
管线检修道路与河道之间区域、基地红线与河道之间区域均设置为绿地，草皮为主。
堤顶两侧均设置有1.1m的防护栏杆。
3.6 其他设计
⑴雨水支涵：为方便两岸雨水排水，沿河两岸每隔300m设有D600钢筋砼雨水支涵及检查井；原有的排入河道内的排水沟均同时予以接入。
⑵桥梁：由于资金因素，本阶段设置仅一座桥梁，位于桩号0+492.34，跨度8 m，桥面宽7m，板桥结构。按公路Ⅱ级设计。
4结束语
关键词:水库除险加固;工业供水安全;供水系统;切换判别条件
中图分类号:TV697文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)21-0127-02
头屯河水库位于头屯河干流出山口的上游,是一座以防洪、灌溉为主,结合城镇生活和工业供水、防洪等综合利用的中型水库。水库设计总库容2030×104m。,头屯河水库担负着新疆最大钢铁生产基地―宝钢集团八一钢铁公司的工业供水任务,也是宝钢集团八一钢铁公司的唯一生产水源。还担负着乌鲁木齐与昌吉两地42万亩农田灌溉任务。
1工业供水系统概况
头屯河水库泄水隧洞进口位于水库大坝上游溢洪道右侧山体内,为圆形压力洞,全长605m,洞径2.5m,进口底板高程961.0m,在隧洞0+559处有一支洞,支洞为直径2.5m的钢筋混凝土马蹄形隧洞,内装直径80cm钢管一条,长43m,输水量1.2m3/s,进出口均有闸阀。为常规工业供水方式。
工业引水工程取水首部位于头屯河水库大坝上游4..56km处,有冲砂闸、进水闸各一孔,冲砂闸为弧形钢闸门,进水闸为平板钢闸门,设计引水流量1.2m3/s,加大流量1.6m3/s。
工业引水工程的输水部分(以下简称工业引水暗渠)由输水暗渠及过坝消能设施组成。输水暗渠为1.2m×1.2m现浇钢筋砼,全长4568.8m。暗渠到距坝顶上游约35m处通过压力前池与压力钢管联接,直径D=0.5m,管长235m。2006年新增过坝压力钢管D=0.8m(工业供水复线)。
头屯河水库工业供水调节池为头屯河水库除险加固工程导流引水工程的组成部分,有设计流量1.6m3/s的进水闸。竣工时正常蓄水位996.0m对应的库容为43.71万m3。有三台潜水混流泵,每台出水量为0.45m3/s。
2除险加固工程简介
头屯河水库建成蓄水以来,为满足八钢工业用水水质要求,不能“蓄清排浑”运行,造成水库库容的72%淤积。1999年头屯河水库除险加固工程库区增建库外引水工程(包括三道闸浮船泵站、工业引水暗渠、工业调节池),库外引水工程的建成有效解决了这一切。后经采用高渠拉沙、异重流排沙、机械清淤等多种清淤方式,至2008年库容恢复到1500万m3。
2007年1月头屯河水库除险加固被列入第二批全国
病险水库除险加固工程专项规划,2008年1月水利部大坝安全管理中心对头屯河水库除险加固三类坝安全鉴定成果
进行了批复,工程总投资6997.59万元。工程于2008年10月20日正式开工建设,头屯河水库除险加固除险加固工程的主要内容有:大坝系统的坝顶、坝前及坝后坡拆除重建;
溢洪道系统的的改造;泄水隧洞系统的改造;放水涵洞系统的改造等。
2009年为满足除险加固的施工要求,水库在5月12日放空,9月18日水库截流后使用库前围堰蓄水。这就意味着整个洪水期内,水库的工业供水任务全部由工业引水暗渠系统和工业供水调节池完成。2010年8月主体工程要全部完工,完成蓄水阶段验收,水库达到蓄水条件。
3工业供水的五套供水系统及切换判别条件
近年来由于宝钢集团八一钢铁公司生产规模扩大,2008年钢产量翻一倍,用水量增加50%,而且八钢的工业用水对水质要求十分严格,供水浊度严格控制在5000g/ m3以内,否则会造成其净化场无法运转,从而造成无法估量的经济损失,头屯河流域管理处为保障宝钢集团八钢工业供水安全建立了五套工业供水系统。
五套供水系统分别为隧洞支洞供水、三道闸浮船泵站供水、工业引水暗渠供水、坝后调节池供水和工业调节池供水。
五套供水系统可单独使用,也可相互结合使用。
3.1隧洞支洞供水
隧洞支洞供水为主要常规供水方式,库水位在975m以上,供水水质在浊度5000g/m3以内。
3.2工业引水暗渠供水
工业引水暗渠供水为短期辅助运行方式。在大库库水位下降到隧洞支洞无法供水(975m以下),进库来水水质在浊度5000g/m3以内时使用。
3.3三道闸浮船泵站供水
浮船泵站供水为短期辅助运行方式。库水位在986.5m以上,隧洞支洞和工业引水暗渠水质在浊度5000g/m3以上,都不能满足浊度要求,且大库库面水质在浊度5000g/m3以下时使用。有三台潜水混流泵,每台出水量为0.45m3/s。
3.4工业供水调节池仅在以上供水方式的条件都得不到满足时作为应急方式供水
有三台潜水混流泵,每台出水量为0.45m3/s。一旦其他方式可以供水,立即切换为其他供水方式供水,并适时给工业调节池补水。
3.5坝后调节池供水为冬季常规供水方式
除2009年除险加固前,每年冬季涵洞大闸与隧洞大闸关闭蓄水后,由于止水损坏严重,漏水量大,因此将坝后节制闸封堵,再加上隧洞支洞补充一部分联合进行工业供水,做到每一滴水都充分利用。
4除险加固工程截流前的工业供水方式
2009年5月12日水库放空前,水库水质始终保持在5000g/m3以内,库水位在975.0m以上,八钢工业供水一直使用隧洞支洞供水。5月12日水库放空后至9月18日围堰截流前这段时间,水库明流无法满足隧洞支洞供水和三道闸浮船泵站供水的条件。水库的工业供水始终由工业引水暗渠系统和工业供水调节池维持。此时正是头屯河主汛期,上游来水浊度变化大,工业引水暗渠系统、工业供水调节池原来为辅助保障供水方式和应急方式供水,2009年汛期成为常规供水方式后,工业供水压力及难度很大。
5 除险加固工程截流后的工业供水
方式
2009年9月18日水库截流后,水库使用库前围堰蓄水,由于围堰高程967.5m,蓄水水位最高控制在965.0m,虽然围堰蓄水水位低于原支洞供水的975.m控制要求,但是围堰蓄水水位高于隧洞底板高程961.0m加洞身高2.5m的总高963.5m,也可以满足支洞供水要求,因此此后便采用隧洞支洞供水。但是由于围堰前库容较小,对上游河道来水浊度反应较快,所以当上游来水较大,围堰前浊度上升时,辅助以工业引水暗渠系统和工业供水调节池来满足八钢工业供水要求。
5.1围堰的水位控制与安全
围堰的安全决定了除险加固工作的成败。围堰2009年9月18日刚完成截流蓄水后,由于当时围堰顶高程还未达到预定高程967.5m,因此围堰蓄水水位最格控制在963.0m以下。随着后期围堰顶部不断加高至预定高程967.5m后,围堰控制水位随后调整至965.0m以下。2009年11月进入冬季后围堰控制水位因工业供水原因,围堰前水位严格控制965.0～964.5m。围堰的安全关系到围堰后放水涵洞系统的进口改造、洞内承压段加固、工作闸室维修、检修闸高塔架新建、人行钢架桥墩修建、钢闸门及启闭机设备安置更新等工作的开展,以及施工单位人员、机械设备等安全,因此围堰水位的控制尤其重要。
5.2冬季工业供水安全的保证
2009年头屯河水库冬季工业供水的主要任务就是防止冰凌进入隧洞。冰凌的进入会造成宝钢集团八一钢铁公司的净化厂无法运转,以及输水暗管的冻结,这样会造成不可估量的损失。由于隧洞顶高程963.5m,因此围堰前水位严格控制在965.0～964.5m,水位既不能高于965.0m,不然会对围堰的安全形成威胁;水位又不能低于964.5m,否则有冰凌进入的危险。因此在冬季就要加大对库前来水水量的监测以及隧洞泄流流量精密控制,才能保证库水位能够保持在965.0～964.5m。由于除险加固期间围堰蓄水量有限,多余水量都下泄河道因此2009年冬季没有使用坝后调节池供水。
6结语
【关键词】城市供水；水源建设；问题；建议
一、西安市城市供水水源建设回顾
西安市是资源性缺水城市，多年平均水资源总量26.66亿立方米，人均水资源占有量314 立方米，不足全省人均占有量的1/3、全国的1/6、世界的1/24。加之，年降雨时空分布不均，使西安市用水短缺矛盾更加突出。
建国以来，西安市城市供水以开采地下水为主，仅有一处河地表水水源地，累经建设最大供水能力日供12万吨。上世纪70年代以来，随着城市发展和人口增加，企事业单位自备水源井由1970年的194眼迅速发展到1989年的706眼。到1995年，市区用水量达3亿立方米，90%来自地下水，日开采量最高达80多万立方米，年均超采量近亿立方米，超采面积达510.25平方公里，采深层达100至300米。
地下水的超量开采，造成地下水位急剧下降，水位从70年代30至50米下降到90年代的50至140米，从而诱发地面沉降和地裂缝等环境地质问题。1990年市区内沉降量大于100mm的区域达30平方公里，最大沉降量1827mm。到2000年，地面沉降波及到200平方公里，最大沉降量2680mm，大于100mm的面积达168平方公里，超过1000mm的面积达43平方公里。始建于唐代的大雁塔也难以幸免，因地下水超量开采，向西倾斜达1010.5mm，地基2004年比1985年累计下沉1189mm。
地下水超量开采造成地下水位下降，地面沉降、地裂缝增加，地质灾害严重，而城市缺水的被动局面仍未根本解决，城市水荒依然严重，以至时任全国政协副主席的钱正英呼吁“抢救西安、刻不容缓”。
为什么城市供水长期以地下水为主？主要原因有：一是地下水开采成本低，过去打一口200米左右的钢管井仅几千元，2002年以后才10多万元；二是人们对长期超量开采地下水诱发地质环境灾害认识不足；三是当时生产力水平低，地方财力有限，兴办大型城市供水工程有困难；四是条块分割，各自为政。城市供水属城建系统管，考虑供水问题只在市区打转转，水利部门只管农业灌溉。上世纪70至80年代，西安市各区县修了90多座水库全为农业服务，未建一座城市供水水库。
西安市地处秦岭北麓，全市总面积10108平方公里，其中，秦岭山区面积4942.8平方公里，占全市面积48.9%，境内48条河流是我们的主水源，是城市生存发展的生命线。为了根本解决西安市城市供水的被动局面，供水水源开始逐步从以地下水为主向以地表水为主转变。1987年，西安市拉开了黑河引水系统工程建设序幕，历时20多年，投资40多亿建成黑河引水系统。它包括黑河、石头河、石砭峪、甘峪水库、就峪、田峪、沣峪引径流、“引乾济石”、“引济黑”调水及100多公里供水管线等引水系统。（石砭峪、甘峪、石头河水库始建于上世纪70至80年代，黑河水库1996至2001年建设，两个调水工程建设于2003至2010年）。黑河引水系统是建国以来西安市最大的城市供水工程，解决了全市11个区县500多万人饮水安全和经济社会的持续发展，是城市的生命线工程。
黑河引水系统保障了城市生存与发展，缓解了城市供水困境。黑河水库建成之日，不少领导认为“西安20年内不缺水”，以至于中央电视台报道西安市用自来水冲马路事件。2002年，我任市水务局局长后，向水利部、国家发改委申报李家河水库项目时遭受挫折，国家部委认为“你西安20年不缺水，用自来水冲马路，还上什么项目”。黑河水库2001年建成，其引水系统日供水能力120万吨，其中，向市区供水110万吨。2001年市区自来水系统日供水最高已达104万吨，实际上黑河水库建成之时，西安主城区日最高供水已逼近黑河引水系统上限，建设城市新的供水水源工程迫在眉睫。
从2002年起，西安市陆续开始新水源工程建设，先后建成了“引乾济石”、“引济黑”调水工程，给黑河引水系统新增水量近1亿立方米，同时拉开了李家河引水系统建设序幕。
2011年，西安市城区供水38943.97万立方米，其中黑河引水系统32293.94万立方米，日供水88.48万吨，占82.9%，城市地下水包括河二水厂供水6650万吨，日供水18.22万吨，占17.1%。黑河引水系统设计最高日供水120万吨，其中市区110万吨，而2011年主城区日供水高峰已达127万吨，加上黑河引水系统向长安区三水厂、户县、周至日供水10.4万吨，合计137.4万吨。已远远超越黑河引水系统供水能力。迫不得已，我们还是以牺牲环境为代价，靠抽地下水来维持城市生存与发展。
西安市城市供水形势严峻，不容乐观。建设国际化大都市需要水，无论是“绕长安”、“进西安”、“润西安”都需要水，尤其是生活生产更离不开水。西安市城市发展的新模式“板块经济”，即“五区一港两基地”、渭北工业区，九大板块中的五大板块经开、灞、国际港务区、沣渭新区、渭北工业区全靠以牺牲环境为代价抽取地下水生存，抽取地下水运转，抽取地下水发展。河二水厂地表水山外沿途34.5公里长，常住30万人口，30万养殖畜禽，汤峪每年15万人次洗浴水，几万人生活污水，城市段3.65万吨污水进入二水厂，2011年我们仍从二水厂用水733.57万吨。阎良航空基地、阎良城区日供水2.75万吨，其中黑河引水系统1.5万吨，地下水1.27万吨，航空基地、阎良城区居民享受的是黑河水价，吃的近一半是地下水。临潼区全靠抽地下水运行，蓝田县靠抽地下水和灞河水度日。仅渭北工业区、阎良城区的一部分、临潼、蓝田2011年度，日均供水8.4万吨地下水。长安区去年抽地下水174.66万吨，城市缺水、农村居民用水比城市差距更大，西安市渭河以北，高陵、阎良、临潼全吃的是地下苦咸水。如若“五区”及渭北工业区、阎良城区的一部分、临潼、蓝田全部转为黑河、李家河引水系统供水，2011年度日均供水增加为26.62万吨，也就是说每日需要增加26.62万吨才能满足2011年城市正常运行。在建的李家河引水系统第一方案：“三河汇流六库联调”日供水35.46万吨；第二方案“三河汇流七库联调”日供水46.88万吨；减去替代26.62万吨仅剩8.84万吨和20.26万吨，很显然，即使李家河引水系统全部建成也难满足西安市城市供水需求。
依据西安市“十二五”供水规划2015年规划人口740.8万人，供水人口728.5万，日需260.58万吨，2020年规划人口938.7万人，供水人口929.37万人，日需397.7万吨，年增8%，日增供水8万吨左右。建国以来全省最大水利工程“引汉济渭”据说最快2017年可调水5亿立方米，可谓远水解不了近渴，所以加快西安市城市水源工程建设是当务之急。
二、建设西安市五大引水系统
西安市是资源性缺水，也是工程性缺水的城市。“终南山三百里为福地”，西安市国土近半面积在秦岭，秦岭是我们赖以生存的屏障，也是我们水源生命线的保障，守着大秦岭缺水吃的局面必须尽快改变。因此，依托秦岭建设五大引水系统是必然选择。
（一）黑河引水系统
已建成的黑河引水系统是西安市建国以来最大的水利工程：一是流域面积最广，其中黑河1481、就峪65.1、田峪253.5、甘峪68.5、沣峪165.8、石砭峪132、“引济黑”125，市属流域内面积达2290.9平方公里，占西安市秦岭山区4942.8平方公里的46.35%，加上市属流域外 “引乾济石”261.86、石头河水库673，流域面积总计3225.76平方公里；二是多年平均径流量最多，其中黑河62850万立方米，就峪4159.44万立方米，田峪10000万立方米，甘峪2418万立方米，沣峪8383.4万立方米，石砭峪6161.68万立方米，“引乾济石”8780万立方米，调水4697万立方米，“引济黑”6153.3万立方米，调水4248万立方米，合计10.89亿立方米，加上石头河4.48亿立方米，多年平均径流量达15.3705亿立方米；三是总库容最大，其中黑河库容2亿立方米，甘峪水库380万立方米，石砭峪水库2810万立方米，区内合计23190万立方米，加上石头河1.47亿立方米，总计库容3.789亿立方米。仅投资不到400万元，把西骆峪水库水调入黑河引水系统，总库容还可扩大569万立方米。
黑河引水系统需完善“引乾济石”二期调水、黑河水库加坝加闸改建、调西骆峪水库水进黑河引水系统、黑河供水复线等工程，通过以上工程可日增60万吨供水能力。
（二）李家河引水系统
李家河引水系统是西安市继黑河引水系统之后，正在建设的第二大引水系统，是城市供水的又一生命线工程。李家河引水系统包括已建成的岱峪水库（建设年代1958-1989）、鹿塬水库（1969-1972）、杨家沟水库（1960-1970）、红旗水库（1970-1977），正在建设的李家河水库、待建的曹庙水库、“引蓝济李”调水工程、计划二期蓝桥河水库及中长期“引金济灞”调水工程。
李家河引水系统流域面积704.35平方公里，其中李家河362、蓝桥河175、岱峪37.5、曹庙12.85、鹿塬53.5、杨家沟41.7、红旗21.8平方公里。多年平均径流量20900万立方米，其中李家河13300万立方米，岱峪2100万立方米，蓝桥河（拟建“引蓝济李”隧洞口以上）5500万立方米，（曹庙、鹿塬、杨家沟、红旗水库径流未计算在内）。
一期总库容8941.5万立方米，其中李家河5260万立方米、岱峪420万立方米、曹庙2000万立方米、鹿塬476万立方米、杨家沟518万立方米、红旗水库267.5万立方米，加上拟建的蓝桥河水库2780万立方米，总库容可达11721.5万立方米，鹿塬、杨家沟水库加坝后，总库容还会增加，全部工程竣工后，给城市日增供水46.88万吨（未计算鹿塬、杨家沟水库加坝）。
李家河引水系统一期全部建成后可实现李家河、岱峪河、蓝桥河三河汇流，李家河、岱峪、曹庙、鹿塬、杨家沟、红旗水库六库联调，二期蓝桥河水库建成后可实现三河汇流、七库联调，保障城市供水。
李家河引水系统除正在建设李家河水库外，应尽快开工建设曹庙水库、“引蓝济李”调水、鹿塬、杨家沟水库加坝、蓝桥河水库建设等项工程。
（三）大峪引水系统
大峪引水系统包括已建成的大峪水库（建设年代1959-1971）、许家沟水库（1970-1971）、东沟水库（1977-1980）、汤峪水库（1969-1975）、库峪“东水西调”输水干渠（1976-1977）、拟建的库峪水库、汤峪水库水向库峪“东水西调”干渠调水隧洞工程。
大峪引水系统流域面积226.88平方公里，其中大峪水库58.9、东沟水库2.2、许家沟3.05、库峪82.73（拟建坝址以上）、汤峪水库80平方公里。多年平均径流13451万立方米，其中：大峪多年平均径流量4567万立方米，库峪4516万立方米，汤峪4368万立方米。已建成水库库容1502万立方米，其中大峪水库358万立方米，东沟266.84万立方米，许家沟430.12万 立方米，汤峪448万立方米，拟建库峪水库1100万立方米，总计2602.96万立方米，日增供水能力10.69万立方米，是继黑河、李家河引水系统之后又一引水系统，建成后可实现大峪、库峪、汤峪三峪汇流，大峪、东沟、许家沟、汤峪、库峪水库五库联调。
（四）沣峪引水系统
拟建的沣峪引水系统流域面积457平方公里，其中沣峪165.8、高冠峪137.2、太平峪154平方公里。多年平均径流量21610.4万立方米，其中沣峪8383.4万立方米，高冠峪5852万立方米，太平峪7357万立方米。总库容6007万立方米，其中沣峪1827万立方米，高冠峪2300万立方米，太平峪1880万立方米。修建三峪水库及其连结的隧洞管道工程后，日增供水能力24.68万立方米。按流域面积、多年平均径流、总库容是仅次于黑河、李家河引水系统之后第三大引水系统。
（五）拟建的道沟峪、清峪引水系统（或称灞河上游引水系统）
它包括拟建的冯家湾、万军回、清峪水库以及修建连结三水库的隧洞管道工程。三库坝址以上流域面积261.33平方公里（冯家湾、万军回同处蓝田县道沟峪流域，冯家湾水库地处最下游，因此只计算冯家湾水库坝址以上流域面积、径流量），其中冯家湾209.2、万军回167、清峪52.13平方公里。多年平均径流8498万立方米，其中冯家湾6798万立方米，万军回5400万立方米，清峪1700万立方米。总库容4710万立方米，其中冯家湾水库1297万立方米，万军回水库2322万立方米，清峪水库1091万立方米，可日增供水能力19.36万立方米。按流域面积、总库容划分，该系统当为西安市第四大引水系统。
通过五大引水系统建设，西安市城市供水可日增161.61万吨能力。其中黑河引水系统60万吨，李家河引水第一方案35.46万吨，第二方案46.88万吨，大峪引水系统10.69万吨，沣峪引水系统24.68万吨，灞河上游引水系统19.36万吨，加上黑河原有每日120万吨供水能力以及“引汉济渭”供水量，基本可以满足西安市2020年供水需求。
三、加快城市供水水源工程建设步伐
依托五大引水系统，要统筹规划建设城市供水水源工程，力争各引水系统同时启动、全面铺开，用五至七年时间，确保在“引汉济渭”工程建成前解决西安市城市供水问题。
一是曹庙水库工程。曹庙水库是李家河引水系统重点水源工程，是发挥李家河水库工程效益，弥补李家河水库库容不足的最佳选择。李家河、岱峪、拟建的蓝桥河水库是母库，曹庙水库是子库，李家河等水库是长藤，曹庙水库是长藤上结的瓜。李家河水库是枢纽工程，投资21亿，库容5260立方米，曹庙水库是土方工程，投资6亿，库容2000万立方米，投资少、见效快、效益好，一年工期即可建成。曹庙水库建设理应同李家河水库同步进行，同时竣工。2009年11月29日李家河水库开工典礼后，在蓝田县招待所我向陈宝根市长汇报建设曹庙水库，陈市长听后拍板决定尽快开工建设曹庙水库，并让我将此决定迅速传达乔高社市长助理、杨立局长。为此，市水务局着手前期工作，曹庙水库应尽快开工，力争与李家河水库同时竣工，并投入运行。
二是“引蓝济李”调水工程。我任市水务局局长期间，2005年安排调研，2007年卸任前带领市水务局有关处室、市水利建筑勘察设计院、蓝田县水务部门实地考察。2011年12月在任市人大常委会副主任期间，带领有关部门再次实地查勘，发表了《关于建设“引蓝济李”工程可行性的调研》报告，陈宝根市长曾作重要批示，详细情况不再赘述。
“引蓝济李”调水工程是李家河引水系统水源工程。李家河水库坝址以上流域面积362平方公里，多年平均径流1.33亿立方米，岱峪水库坝址以上流域面积37.5平方公里，多年平均径流2100万立方米，合计流域面积399.5平方公里，多年平均径流1.54亿立方米。李家河引水系统第一方案：六座水库总库容8941.5万立方米，鹿塬、杨家沟水库加坝后库容则更大。现有两大主水源，难以满足六座水库蓄水需求。“引蓝济李”调水工程拟在蓝桥河石立碑村处修建低坝，坝址以上流域面积175平方公里（其中商州境内78.5平方公里），多年平均径流5500万立方米，修建一条8.5公里引水隧洞，将水引入李家河水库上游，投资2.5亿元，可年调水3000万立方米，因此，开工建设“引蓝济李”调水工程刻不容缓，应尽快开工。
三是“引乾济石”二期调水工程。我任市人大常委会副主任期间，2011年12月带领市级有关部门、市水利建筑勘察设计院勘查调研，发表了《关于建设“引乾济石”二期工程可行性调研》报告（详见报告），董军市长曾作重要批示。“引乾济石”二期工程，是为了增强黑河引水系统供水能力，充分发挥“引乾济石”一期工程效益，充分利用现有水利工程资源，利用市地域外水资源弥补西安市水资源不足现状的引水工程。
“引乾济石”是我省开工建设的第一个“南水北调”工程，该工程充分利用西柞高速公路终南山秦岭隧道施工的有利时机，抢抓机遇建设的，是建设工期最短、投资最省、效益最好的水利工程，堪称我省水利建设的奇迹。
“引乾济石”一期调水工程就是把柞水县乾佑河上游老林河、太峪河、龙潭河261.86平方公里流域面积的水，通过修建三处低坝、3.8公里引水隧洞、管道、倒虹至汇流池，再通过18.2公里秦岭隧洞输入石砭峪河，年平均调水4697万立方米。
二期工程从柞水南线沙沟口自下而上延伸至旬河上游，流域面积可达473平方公里，比一期工程261.86平方公里还多211.14平方公里，增加80.63%，年平均调水8450万立方米，比一期工程4697万立方米多调水3753万立方米，增加79.9%，可大大提高城市供水能力。
四是建设大峪引水系统。大峪引水系统包括大峪、库峪、汤峪三大流域，已建成的大峪、东沟、许家沟、汤峪四座水库，库峪向东沟水库输水的“东水西调”干渠及向城市供水几十公里渠道，拟建的“引汤济大”调水、库峪水库等水利工程。该系统地处西安市南郊，地理位置十分有利。此水源可直接供曲江南郊水厂及航天基地，为城市供水重要水源。
大峪引水系统建设主要工程有：第一调汤峪水库水进大峪引水系统。2011年11月，我带领市人大常委会农工委、研究室、市水务局、长安、蓝田区县水务局、水利建筑规划勘察设计院等同志实地考察现场，完成了《关于调汤峪水库水进大峪引水系统可行性调研》报告（详见报告），陈宝根市长为此作了重要批示。调汤峪水库水进大峪引水系统工程简单，只需修建4.7公里穿山塬隧洞，投资7000多万元，就可以从汤峪水库引1000多万立方米水进大峪引水系统到西安，是一项地域上允许、资源配置上合理、经济上合算、管理上方便的水利工程。
第二，修建库峪水库。库峪水库70年代委托西北农学院水利系设计，拟建的库峪水库坝址以上流域面积82.73平方公里，年平均径流4516万立方米，水库库容1100万立方米，按现在投资估算约5亿元左右，应在完成前期工作基础上，开工建设库峪水库。
以上两项工程完成后，可实现大峪、库峪、汤峪三峪汇流，大峪、东沟、许家沟、库峪、汤峪水库五库联调。
五是调西骆峪水库水进黑河引水系统。2011年10月我带领市人大常委会农工委、研究室、省石头河水库管理局、市水务局、水务集团、市水利建筑规划勘察设计院、周至县政府等同志，实地考察调西骆峪水库水进黑河引水系统，完成了《关于调西骆峪水库水进黑河引水系统可行性的调研》报告（详见报告），陈宝根市长作了重要批示。
西骆峪水库位于周至县西南约15公里的西骆峪口，始建于1958年10月，1970年完工，水库工程枢纽由大坝溢洪道、放水洞三部分组成。大坝为均质粘土坝，坝高31米，坝长820米，坝顶宽5.5米，设计库容590万立方米，有效库容320万立方米，坝址以上流域面积82.7平方公里，多年平均径流2765万立方米，至2009年间，国家总计投入1200多万除险加固，如果对现有敞开式溢洪道进行水闸式改造，或加高大坝，水库的库容还会加大。
西骆峪水库为农灌水库，设施灌溉面积6.98万亩，实际灌溉面积只有几千亩，水库利用率很低。调西骆峪水库水进入石头河向黑河引水系统输水管道，只需建2320米输水管道，计算投资仅388.86万元，盘活了价值3亿多元的西骆峪水库闲置资产及其水资源，是一项事半功倍、利在千秋的好事。
六是鹿塬、杨家沟水库加坝改建、建设蓝桥河水库。鹿塬水库库容476万立方米，坝址以上流域面积53.5平方公里，距荆峪沟源头8.5公里；杨家沟水库库容518万立方米，坝址以上流域面积41.7平方公里，距上游鹿塬水库9.45公里，杨家沟水库投资600万加坝4米，库容增加188万立方米，鹿塬水库投资500万，在不建闸门情况下加坝2米，增加库容87万立方米（改建闸门后加坝库容则更大），合计投资1100万，增加库容275万立方米，投资小、见效快、征地拆迁量小，从经济上讲是十分合算的。
蓝桥河上先建“引蓝济李”调水工程，以便发挥工程效益，后建蓝桥河水库。“引蓝济李”调水工程可作为蓝桥河水库向李家河输水隧洞，不存在重复建设问题，蓝桥河水库并入李家河引水系统，可以利用李家河正在建设隧洞、渠道、管线，减少工程投资，扩大李家河引水系统供水能力，蓝桥河水库库容2780万立方米，投资13亿，应及早做好前期工作，力争尽快开工。
七是黑河金盆水库加闸加坝改建。黑河金盆水库是黑河引水系统的枢纽工程，也是当年举全市之力修建的大型水利工程。水库功能以城市供水为主，兼顾灌溉，结合发电及防洪。水库库容2亿立方米，坝址以上流域面积1481平方公里，多年平均径流6.28亿立方米。
金盆水库大坝设计高程600米，汛限水位591米，设计水位593.7米，校核水位598.04米，设计正常蓄水位594米，抬高到596米可增加蓄水量1000万立方米。由于溢洪道闸门门顶高程为594.3米，因此，将溢洪道闸门进行加高或改造，既可增加水库蓄水1000万立方米，相当于修建一个中型水库。目前修一个1000万立方米的中型水库综合投资需5亿元左右，且前期要完成立项、可研、初步设计、水资源论证、环境影响评价、地震影响评价、水土保持方案、移民规划、征地、拆迁等工作，至少需2年左右时间。
加坝方案也是值得称道的，在现有基础上把大坝加高5米，既可扩大库容2500万立方米，接近于石砭峪水库库容，且省去征地、拆迁等各种繁琐手续，应尽快请设计部门设计完善相关手续开工建设。
八是建设黑河金盆水库供水复线工程。建设黑河供水复线工程是为了增加城市供水水量，保障城市供水能力。过去建设的黑河引水系统供水能力120万吨是单线管道工程，且已运行15―20年，因此，建设黑河供水复线工程势在必行。
西安市秦岭山区流域面积最大的是黑河，多年平均径流最多的是黑河，水资源最有潜力可挖的还是黑河。黑河水库坝址以上流域面积1481平方公里，多年平均径流6.28亿立方米，水库库容2亿立方米，水库多年平均调节水量4.28亿立方米，“引乾济石”、“引济黑”年平均调水8945万立方米，黑河水库、“引乾济石”、“引济黑”水资源多年平均调节水量共计5.17亿立方米，黑河引水系统原设计日调水120万吨，年调水4.38亿立方米，其中黑河3.05亿立方米，石头河9500万立方米，其余由石砭峪水库等水源地补充。
从黑河水库、“引乾济石”、“引济黑”水资源多年平均调节水量5.17亿立方米中，减去原设计3.05亿立方米还有2.12亿立方米，因此再加上“引乾济石”二期、黑河水库加闸加坝、调西骆峪水库水进黑河引水系统等，再从黑河引水系统调60万吨水进西安是完全可行的。
九是建设沣峪、灞河上游引水系统。建设沣峪、灞河上游两大引水系统包括沣峪、高冠峪、太平峪、冯家湾、万军回、清峪六座中型水库及其连结的输水工程，应尽快列入议事日程。水库前期工作量大、时间长，一般需两年左右。因此，应加快前期工作步伐，力争尽早开工。
十是加快河二水厂改造，充分发挥现有水利工程效益。2010年，我带领市人大农工委、研究室、市水务局等部门同志，深入河流域实地调查了河二水厂供水系统及蓝田、长安、雁塔、灞桥四区县的有关情况，查看了库峪、汤峪、岱峪峪口和各支流与河交汇口，形成了《关于尽快关闭河二水厂地表水源地的调查》报告。
河二水厂位于咸宁东路田家湾村，始建于1954年，主要采集地下水，1974年开始用河地表水源，1986、1989年先后两次扩建，2006年投资600多万元，对水处理系统进行了全面改造，设计能力为每日12万立方米，固定资产原值6200万元，现有职工346人。
河二水厂应关闭。原因首先是上游污染，仅汤峪每年有15万人次洗浴后的洗浴水和居住的数万人生活污水排放入河；其次是中游污染，库峪、岱峪、汤峪口至二水厂34.5公里长，沿途30万常住人口、30万养殖畜禽的生产生活垃圾影响水质；再次，下游城市段污水排放量3.65万立方米，最下端的排污口距取水口只有2.5公里。因此，尽快关闭河二水厂是民众的基本诉求。
河二水厂如何改造，充分发挥12万吨水处理能力，方案有三：
关键词：供水工程 风景区 对策
中图分类号：X24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0138-01
本工程以桓仁水库作为调蓄水库，在桓仁水库下游从鸭绿江支流秋皮河输水至浑江上的凤鸣水库，与桓仁水库联合调度，在满足大伙房水库输水工程原兴利调度的前提下，将桓仁水库水量分别输水到辽河上的清河水库、浑河上的大伙房水库，最终送至大凌河上的白石水库，沿线解决受水地区未来经济发展的用水量需求。
1 工程施工期影响
本工程秋皮河—凤鸣水库（桓仁地段）的输水管线布置在桓龙湖景区南侧的保护区范围内。工程所涉及的施工场地、临时路、弃渣场等沿着输水线路布置在景区保护范围内，对景区的结构与功能、景区整体性和完整性、景区自然风貌均有影响。秋皮河至凤鸣隧洞工程建设的取水建筑物和输水支洞和施工场地的布设均在桓龙湖景区的南部，此地段的工程建设将影响该风景名胜区的桓龙湖景区及周边山体整体环境和地表植被与地貌，对景区的生态和景观将会产生一定影响。工程施工期间，运输车辆将增加，可能会加大公路的车流量，对风景名胜区的旅游交通会有些影响，汽车运行时产生的噪声对景区游客有一定影响；运输汽车行驶引起的扬尘，工程材料特别是水泥等运输易造成粉尘，扬尘、将对运输道路及两侧局部空气质量产生污染，对景区环境及游人均有一定影响。由于工程施工运输造成的影响，只发生在施工期间，可通过采取相应的措施加以减免，将对风景名胜区自然风貌的影响降到最低。
2 工程运行期影响
2.1 对桓龙湖水质和水位的影响
目前桓仁水库工程任务主要为发电和调节水量。发电后尾水经过西江电站通过凤鸣水库输往大伙房水库，设计年输水量为17.83亿m3。秋皮河取水方案实施后，将从鸭绿江支流秋皮河年平均取水12.87亿m3送至浑江上的凤鸣水库输水给大伙房水库，另外，由桓仁水库通过凤鸣水库向大伙房水库补水，预计平均年补水量2.26亿m3。桓仁水库替换出的水量供往辽西北及辽河干流地区，多年平均向辽西北及辽河干流地区计划供水14.2亿m3。
桓仁水库作为多年调节水库。中水年1～2月、6月、10～12月为水库供水期，3～5月、7～9月为水库蓄水期，年内水库水位变幅10m。本工程实施后，桓仁水库正常蓄水位不变，死水位由目前的290m调整为265m，水库消落深度由目前的10m增大到35m，水库年内水位变幅增大，库区水文情势主要取决于向辽西北供水调度运行方式。由于施工期的水位变幅增大，将会在个别时段影响到下游的凤鸣水库的水位变化，凤鸣水库的水位变化必将影响到五女山风景名胜区之一的老虎洞沟景区的景观变化。因此桓龙湖水位的变化也间接的影响了老虎洞沟景区。
工程施工后，桓龙湖水源未发生变化，在严格遵循施工设计要求的前提下，周边环境亦未受影响，故桓龙湖水质未发生变化。桓仁水库下泄的部分流量至凤鸣水库，与秋皮河引入的水量一起供给大伙房水库，秋皮河引入凤鸣水库的水量占总入库水量的80%以上，凤鸣水库中将以秋皮河的水体为主，因此其水质状况基本类似于同样以秋皮河水体为主的云峰水库。由于云峰水库总氮浓度相对较大，因此，凤鸣水库水体总氮浓度将有所升高，不利于凤鸣水库的水质稳定。但除个别水质指标外，凤鸣水库的水质浓度变化不大，水环境质量良好。本工程的实施不会对凤鸣水库的水质产生较大影响，因此，凤鸣坝下河段的水质基本无变化。
从季节看，桓龙湖景区在夏秋季时为旅游旺季，游人的观光主要在湖面。本工程运行后，虽然引起景区内桓龙湖水位发生变化，但对旅游旺季7、8、9、10月份的水位影响不大，仍可保持一定的景观水面，因此工程建设对景区的水面景观基本无影响。
2.2 对桓龙湖周边山体景观的影响
秋皮河至凤鸣水库隧洞工程建设所涉及到的取水建筑物、输水支洞及施工场地的布设均在桓龙湖景区的南部，此地段的工程运行后，留在山体表面的支洞将影响桓龙湖景区南部山体局部的景观效果及所在位置的地表植被和地貌，对景区的局部生态和景观将会产生一定影响。
2.3 对水生生态环境影响
桓仁水电站位于浑江中游桓仁县城上游附近，为坝式开发。水库坝址控制面积10364km2，多年平均径流量为43.91亿m3。水库坝顶高程312.5m，总库容34.62亿m3，正常蓄水位300m，死水位290m，兴利库容8.2亿m3，为不完全年调节水库。电站主要任务是发电兼顾防洪、灌溉、养殖等。由于辽宁省中部地区的城市缺水严重，2008年11月修建了大伙房水库输水工程，即从桓仁水库下游凤鸣电站库区引水，经输水隧洞，自流输水至新宾县境内的苏子河穆家电站下游，经苏子河流入大伙房水库，将浑江流域丰富的水资源（主要是桓仁水库的水量）调入浑太流域的大伙房水库，以满足辽宁省中部城市群发展的需求。由此可见，目前桓仁水库和凤鸣水库的功能均已由发电转为向大伙房水库供水，其中桓仁水库为主要水源水库，凤鸣水库为“以库代渠”水库，共同向大伙房水库供水，同时，凤鸣水库利用已有的发电机组向下游河段泄放生态流量（2.7m3/s）。在本工程中，凤鸣水库的主要功能“以库代渠”的作用不变，并保障生态流量的泄放。方案实施带来的主要变化是向大伙房水库输入总水量（17.88亿m3）中的大部分水量由来自鸭绿江支流秋皮河的水量所代替。替换出的桓仁水库的水将向清河、白石水库供水，预计水库多年平均供水量14.2亿m3；桓仁水库供水后正常蓄水位不变，但水库死水位下降至265m，水库消落深度增大，基本未改变水库生境条件，对水库水生生境影响较小，同时，由于不存在外部水量输入的问题，因此，桓仁水库供水基本不改变水库水生生境条件。
3 不利影响减免措施
保护好原有生态景观，尽量避免人为破坏植被，避免水土流失。在山体挖洞采石过程中，应减少对桓龙湖景区的整体风貌影响。施工运输车辆经过景区时，要避开游览高峰时段，禁止鸣笛。运输车辆运输建筑材料时易产生粉尘，因此要盖苫布或密封运输，在景区道路采取洒水降尘措施保持路面清洁。施工期间应改进施工工艺，加快施工进度；管道开挖后，对开挖断面实施滤层保护铺设；施工过程中严格执行国家相关规程规范，文明施工。另外对隧洞排水进行处理时应按照设计和环保部门的要求切实达到排放标准和要求，尽量循环使用，减少排放量。
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