闻喜县石门引水工程设计简述

刘 婷，高 鹏

（闻喜县水务局，山西 闻喜 043800）

1 概况

闻喜县石门引水工程是从中条山南麓的石门河、横榆河引水至闻喜县城，以解决县城生活生态用水及工业用水的工程项目，供水保证率95%，水质要求达到《地表水环境质量标准》，不低于地表水Ⅲ类标准。根据水文计算确定的水源可引水量P＝95%保证率情况下，石门河、横榆河年总可引水量886万m3，其中可作为城市及工业用水水源的河道基流量为858万m3。

石门引水工程分为石门河闸坝、石门河至横榆河隧洞、横榆河闸坝、横榆河至小涧河水库隧洞、小涧河水库、小涧河水库至闻喜县给排水公司输水管道及管理站工程等部分，主要建筑物如下：

1.1 石门河闸坝工程

石门河闸坝工程位于口头村东跌水上游，河底及两岸均为岩石，岩性为混合岩及花岗岩，地质条件好，建闸条件优越。闸坝工程由溢流堰、泄洪排砂闸及隧洞进水闸组成，闸坝控制流域面积39km2，河道清水流量为0.11～0.13m3/s，20年一遇设计洪水洪峰流量188m3/s，50年一遇校核洪水洪峰流量280m3/s。

泄洪排砂闸位于河道左岸，闸底高程790.8m，排砂闸为3孔，孔宽3m，闸墩及底板为C25钢筋混凝土结构，闸门为3m×3m铸铁闸门，选用10t手电两用螺杆式启闭机。闸顶设启闭机室，宽3.5m，长11.6m。启闭机室内地面高程798.9m，闸房为砖混结构。

1.2 石门河至横榆河隧洞

隧洞进口处为石门河闸坝的进水闸，进口高程792.0m，总长3.225km。隧洞设计净断面为城门洞形，底宽1.6m，直墙高1.5m，拱高0.5m，总高2.0m。

1.3 横榆河闸坝工程

横榆河闸坝工程位于下横榆村东南，闸坝由溢流堰、泄洪排砂闸、涵洞进水闸组成。

溢流堰为C20混凝土结构，堰高1.8m，堰顶高程783.3m。溢流堰为曲线型实用堰，堰面形状为WESⅠ型，上游堰面直立，堰顶上游段为1/4椭圆曲线。

泄洪排砂闸位于河道左岸，闸底高程781.5m，排砂闸为6孔，在小岛两侧各设3孔，孔宽3m，闸墩及底板为C20钢筋混凝土结构，选用3m×2m铸铁闸门，10t手电两用的螺杆式启闭机。

涵洞进水闸位于冲砂闸上游河道左岸5m处，底高程781.7m，比冲砂闸底高程高0.2m。非汛期河道来水基本为清水，汛期小流量来水的情况下也近似清水，闸坝布置为侧面引水、正面排砂，汛期洪水泥砂大部分由冲砂闸排向下游。选用1.5m×2.0m铸铁闸门，5t手动螺旋杆式启闭机。

1.4 横榆河至小涧河隧洞工程

隧洞进口高程781.5m，总长10.13km。隧洞设计纵坡1/1000，设计流量0.32m3/s，隧洞设计净断面为城门洞形，底宽1.6m，直墙高1.5m，拱高0.5m，总高2.0m。

1.5 小涧河水库维修工程

土坝护坡维修：坝上游717m高程以上现为土坡，为保证水库安全运行，将上游坝坡全部改为干砌块石护坡，石厚0.3m,下铺砂砾料反滤层，厚0.3m。

进水塔及工作桥维修：进水塔及工作桥局部损坏进行维修处理。

灌溉洞钢闸门维修及启闭机更新：对钢闸门进行维修；原为5t手摇式启闭机，启闭力偏小，管理不便，更新为10t手电两用启闭机。

1.6 小涧河水库至闻喜县给排水公司输水管道

输水管道自小涧河水库输水洞引水，县城生活生态及工业企业年用水量858万m3，平均流量0.272m3/s，考虑到日用水的不均匀性，为留有余地，管道供水设计流量取0.5m3/s，为平均流量的1.8倍。在水库输水洞后建管道进水池1座，进水池由进水闸、排砂闸、排污管、调节池、拦污栅、进水管及阀门井组成。进水池后的管道采用埋管，管线桩号15+682处向东方纸业有限公司分水，19+730处向晋丰煤化工闻喜分公司分水，21+250处至闻喜县给排水公司为管道尾部，管道总长21.25km。

1.7 管理站工程

供水工程设供水公司及石门河闸坝管理站、横榆河闸坝管理站、小涧河水库管理站、减压阀管理站。

供水公司新建二层办公楼1座，楼房建筑面积500m2，附属用房建筑面积110m2。管理站配套围墙、厕所、大门、花池、供水供热供电设施等，对院内的道路进行硬化处理，在建筑物以外的空地种植树木、花卉、草坪。

2 机电及金属结构

本工程机电设备包括：超声波流量计4台，安装在管道减压站及三个用水户分水管道上，对管道流量及分时段累积水量准确计量。管理站及闸坝需架设10kV输电线路3km，安装S9-50/10变压器及配套供电设施4台套，20kW柴油发电机5台。闸坝、隧洞及小涧河水库设置监测设备，对沉陷、位移、测压管水位、库（闸）水位与出库（闸）流量等进行自动化监测。设置水情雨情自动测报系统设备。

本工程主要金属结构包括：铸铁闸门（PGZ，3m×2m）6台，铸铁闸门（PGZ，3m×3m）3台，铸铁闸门（PZ，1.6m×2m）2台，铸铁闸门（PZ，1.2m×1.2m）2台，启闭机（LQ-10，手电两用）10台，启闭机（LQC-5A，手摇）4 台，拦污栅（Q235）0.75t，钢管（Q235）12t，钢法兰（Q235）1.5t。

3 施工方案

闻喜县石门引水隧洞工程共分两段，第一段由石门乡口头跌水至下横榆，长3.225km，第二段由下横榆至小涧河，长10.13km。总长13.355km，均为凿岩隧洞。净断面尺寸为1.6m×2.0m，直墙高1.5m，直墙上为平拱，拱高0.5m。隧洞出渣斜井口有4个，总长1329.3m，隧洞纵坡1/1000，进出口50m范围内为混凝土预制块衬砌，其余地段采用喷混凝土支护、喷锚支护及喷锚加钢筋网支护。

两座闸坝施工在枯水期完成，两河的枯水流量分别为0.16m3/s，0.11m3/s，因流量较小，可将闸室工程分两段完成，先在河道中修筑左侧闸室围堰，在河道右侧开挖临时导流明渠，待左侧闸室及泄水闸、涵洞进口等工程完工后拆除左侧围堰，将河水引入泄水闸下泄，在河道右侧筑堰，完成右侧溢流坝施工。

闻喜县石门引水管道工程从小涧河水库坝后（0+000）至闻喜县城北（21+250）均为玻璃钢管道，管径600mm，总长21.25km，计算工期12个月。

4 结语

闻喜县是山西省主要的粮棉和新兴工业生产基地，同时也是水资源极度贫乏的地区，近年来，随着县城经济的快速发展，水资源短缺成为制约全县发展的瓶颈。

石门引水工程的建设将极大地缓解闻喜县城市居民生活生态、工业用水的供需矛盾，并积极促进当地经济社会全面、协调、可持续发展，意义十分重大。

该工程包括拦河闸坝、引水隧洞、调节水库、输水管道4部分。自石门、横榆河取水后，通过13.355km隧洞、21.25km管道将水自流送至闻喜县供排水公司、东方纸业、晋丰煤化等企业。

该引水工程估算投资9985万元。工程国民经济评价：经济效益费用比4.54，经济净现值38716万元，内部回收率33.3%，投资回收年限5.6年。工程财务评价：成本水价1.334元/m3，销售水价2.0元/m3，资本金财务效益费用比1.125，财务净现值2216万元，财务内部收益率税前、税后值分别为10.7%，8.5%，投资回收年限21.5年。全部投资财务效益费用比1.132，财务内部收益率8.2%（税后）。工程国民经济评价及财务评价各项指标均较好，在经济上是可行的。