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现状单县城市生活及农村生活用水全部为地下水,由于近年来地下水水位下降,水质超标,已远远不能满足当地群众生活用水的需要,严重制约了当地经济的发展和人民生活水平的提高,而且给社会稳定也产生一定的不利影响。
1概况
单县位于山东省西南部,鲁、苏、豫、皖四省八县交界处,大沙河水库位于单县县城南偏西约9km处,库址东临S256公路,北临G105公路。工程施工所需各项物资、机械可通过上述公路运输进场,交通条件便利,水源、电源较近,砂石料能够就近购买,水泥、钢材、油料等大宗材料均有质量可靠、储量丰富的供应条件。大沙河水库为小(1)型水库,工程永久占地总面积为184.6hm2,水库设计蓄水位48.00m,相应设计库容976万m3,设计死水位41.70m,死库容91万m3,水库调节库容885万m3。水库年充库水量1997万m3,充库时间为28.9d。规划水平年设计供水人口49.23万人,其中城镇人口为23.46万人。日供水规模5.02万m3,年供水量1832万m3。从关注民生,促进社会和谐角度,必须寻找好的水源,以确保人民群众饮水安全。单县具有较好的引黄条件,目前黄河水是全县重要的灌溉水源。现有引黄水库由于种种原因,供水范围仅为单县7个乡镇。兴建新的引黄调蓄水库,解决城区和农村居民饮水安全,是单县政府的重大战略举措,工程的实施可改善居民饮水安全问题,改善城区供水矛盾,优化水资源配置,实现“优水优用”[1]。
2自然条件
2.1水文气象
单县地属北温带黄河冲积平原,单县属暖温带半湿润大陆性季风气候区,光照充足、四季分明。多年平均降水量692mm,降水分布具有明显的季节性,年际变化大,年降水量最多达1134.8mm,最少为333.8mm,降雨多集中在在汛期(6-9月)。多年平均水面蒸发量1128mm,多年平均气温13.9℃,极端最高气温41.8℃,极端最低气温-20.6℃,历年平均日照数为2328.1h,多年平均无霜期206d。
2.2工程地质
大沙河水库位于鲁西南黄河冲积平原,地形较平坦,地势整体趋势西南向东北倾斜,地面高程在44.3-45.8m之间(1985国家高程基准,下同)。勘探深度范围内,揭露的地层主要为第四系松散堆积层,自上而下可分为8大层14层(含亚层):①层粉砂、②层砂壤土、②-1层黏土、③层黏土、③-1层壤土、③-2层淤泥质黏土、④层黏土、④-1砂壤土、⑤-1砂壤土、⑤层壤土、⑥层粉砂、⑦层壤土、⑦-1砂壤土、⑧砂壤土。库区位于华北板块(Ⅰ)鲁西南潜隆起(Ⅱb)菏泽-兖州潜断隆(Ⅱb1),区域范围内构造发育。根据2016年6月1日实施的《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),场区地震基本烈度为Ⅶ度。本次勘察揭露库区地下水为第四系孔隙潜水,其主要含水层为砂壤土层,勘察期间揭示地下水埋深为0.90-2.70m,潜水位为42.23-43.10m,水位与地形基本一致,呈西南高东北低之势。场区地表水对混凝土无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。场区地下水对混凝土具硫酸盐型弱腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性[2]。
3工程布置及主要建筑物
3.1工程任务
大沙河水库工程建设任务是:通过兴建一定规模的调蓄工程,充分利用黄河水,为单县南城街道办事处、北城街道办事处、园艺街道办事处、东城街道办事处、莱河镇、谢集镇、李新庄镇、李田楼镇和终兴镇9个镇、办事处提供居民生活用水,解决水库控制范围内水资源分配不均问题,缓解居民生活供水危机,解决城镇和农村饮水安全问题,保证该地区社会经济的可持续发展。
3.2工程总体布置
水库位于单县县城城南偏西9.0km处,供水对象主要为城镇居民生活用水,利用闫谭引黄南送水干线、东沟河引水,结合现有地形布置。
3.3主要建筑物
大沙河水库工程利用闫谭引黄闸引黄河水,经过闫谭引黄南送水干线,从于楼闸分水口经东沟河到达库区。本次工程设计的内容包括水库围坝、入库泵站、出库涵洞、出库泵站等,工程总体布置如下:
3.3.1围坝
围坝沿东沟河布置,围坝轴线长6127m,坝顶高程49.20m,防浪墙顶高程50.00m,坝顶宽6.0m,围坝上游边坡1:3.0,护坡采用C30预制混凝土联锁砌块,坝内脚设5m宽平台,高程45.50m,平台护坡厚10cm,其余部分护坡厚12cm。围坝下游边坡1:3.0,采用草皮护坡。坝外脚5m处设截渗沟,截渗沟深3.20m,底宽12.0m,边坡1:2.5,大坝设纵、横向坝面排水沟与截渗沟连通。
3.3.2入库泵站
入库泵站布置在东沟河上游与围坝相交处,位于水库西南角,围坝设计桩号0+000,中心线与围坝轴线正交,设计入库流量8.0m3/s。
3.3.3出库涵洞
出库涵洞位于东北角,围坝设计桩号3+430,中心线与围坝轴线正交。该涵洞为必要时向下游放水而设置,出库流量8.0m3/s。
3.3.4出库泵站
出库泵站布置在水库北坝段,围坝设计桩号为3+090,中心线与围坝轴线正交,设计流量0.60m3/s。水库东北方向5.50km处已修建华都水厂,将库水净化、消毒后通过管道接入现状管网,为供水对象供水,为便于以后泵站与水厂连接方便,将出库泵站布置在此。本次设计中考虑出库泵站后3.50km的管道铺设,与水厂已有管道衔接。由于该处紧邻城区主干道,交通方便,水库管理区也布置于此。
3.3.5排灌体系恢复
1)截渗沟:水库常年蓄水后,为保护围坝安全,及时排除坝后的渗水,需在南北围坝以外布置截渗沟。同时,水库的建设对区域内的排涝、行洪、灌溉系统产生了一定影响,通过截渗沟可将涝(洪)水导入下游河道;灌溉期间,周边群众还可以通过截渗沟取水灌溉。2)节制闸:截渗沟上新建节制闸2座,其围坝桩号分别为0+600、5+570,设计流量为44.00m3/s,闸孔总净宽为3×3.0m。闸室下游均设交通桥,以便于与两岸道路衔接。水闸建成后,不仅可以保证入库流量充足,还能满足周边群众取水灌溉的需求。3)引水涵洞:郭院引水涵洞、邓庙引水涵洞位于截渗沟外侧,其围坝桩号分别为0+260和2+240,设计流量为9.0m3/s。由于围坝的建设,对原郭院引水涵洞和原邓庙引水涵洞予以拆除,水库建成后,根据工程实际情况需进行恢复重建。
3.3.6交通
根据现场情况,分别在大沙河水库外围截渗沟顺坝轴线2+950和3+950处新建生产桥,桥梁轴线与截渗沟轴线正交,两岸分别与原生产路相衔接。生产桥参照四级公路情况设计,荷载等级参照公路-Ⅱ级。桥面设计宽度为净-4.5+2×0.5m,桥梁跨径10.0m,共3跨。
4节能评价
根据本工程项目燃料消耗总量和产生的经济效益分析计算,本项目万元GDP能耗约0.0987t标准煤,符合我国十二五期间0.869t标准煤/万元GDP能耗标准,也低于选用的0.695t标准煤/万元GDP能耗标准,从燃料消耗和产出看,属于节能投资项目。本次可研从设计理念、工程布置、设备选用、施工组织设计等多个方面已进行了优化设计、选用了符合国家政策的先进节能设备。在施工组织设计中,合理选用了节能型施工机械,并合理安排了工期和施工次序。符合我国固定资产投资项目节能设计要求。
5投资估算
单县大沙河水库主体工程主要工程量:土方开挖674.01万m3;土方回填117.05万m3;砌石工程7163m3;混凝土及钢筋混凝土5.77万m3,复合土工膜125.24万m2,水泥土搅拌桩1874.77m3。大沙河水库工程总投资56470.62万元,其中:工程部分投资29885.22万元,移民迁占补偿投资26140.99万元,水土保持设计投资354.13万元,环境影响补偿费90.28万元。1.14经济评价经济内部收益率9.65%,经济净现值6990.16万元,经济效益费用比1.22。工程经济内部收益率大于社会折现率8.0%,经济净现值大于零,经济效益费用比大于1.0。该工程社会效益显著,在经济上是合理可行的。从敏感性分析结果可知,该工程具有一定的抗风险能力,从国民经济盈利能力分析看,工程在经济上是合理可行的。
6结论
经测算,工程建成后,年均供水效益为4947.60万元,经济内部收益率大于社会折现率8%,经济效益费用比大于1.0,经济净现值大于零。大沙河水库工程主要是为了解决单县南城街道办事处、北城街道办事处、园艺街道办事处、东城街道办事处、莱河镇、谢集镇、李新庄镇、李田楼镇和终兴镇9个镇、办事处47.84万人(现状年)生活用水,每年供水量为1832万m3,可满足供水区内居民生活用水的需要,解决了饮水不安全问题,提高生活用水保证程度,为该地区经济社会的发展打下坚实的基础,促进社会经济又好又快的发展。
参考文献:
[1]陈玉松.基于小型农田水利重点县建设管理[J].黑龙江水利科技,2011(03):66-68.
[2]王杰,王君,蒋华.浅谈农田水利规划设计中的微机应用[J].河南水利,2002(06):26-27.
[3]杜晓云.水利工程设计质量管理问题探析[J].水利规划与设计,2015(09):59-61,85.
作者:王琦 单位:菏泽市东鱼河流域工程管理处