南水北调续建配套工程方案浅析

周明

【摘要】枣庄市区供水单元作为南水北调续建配套工程的第一批18个供水单元之一，可以满足当地经济社会发展的要求、缓解当地水资源紧缺状况、保证南水北调工程如期发挥效益。本文从枣庄市薛城区和市中区水的供需平衡、工程方案选择和工程设计三个方面进行了详细介绍。

【关键词】南水北调；供需平衡；工程设计

枣庄市位于山东南部，供水目前存在两个方面问题，一是目前在用的水源地有的已经遭受污染，严重影响用水安全；二是备用水源和供水能力储备不足。枣庄市续建配套工程（枣庄市区供水单元）是第一批18个供水单元之一，其可以满足当地经济社会发展的要求、缓解当地水资源紧缺状况、保证南水北调工程如期发挥效益，因此，做好枣庄市续建配套工程（枣庄市区供水单元）的实施是十分必要的。

1、供需平衡分析

1.1 供水分析

在保证率为95%时，薛城区和市中区2020年、2030年的地表水、地下水、客水、再生水供水情况见表1。

1.2 需水量分析

根据不同水平年、不同用水部门的用水定额，在改善农业灌溉方式、实行节水灌溉后，按节水净灌溉定额计算，薛城区和市中区生活、农业、工业用水2020年和2030年总计分别为15231万m3、17857万m3和15285万m3、18185万m3。

1.3 供需平衡分析

薛城区和市中区供需平衡见表2，本次工程薛城区和市中区年供水量分别为1000万m3和2900万m3，实施后可达到供需平衡。

2、工程方案选择

2.1 引水工程方案选择

枣庄市区供水单元利用已有的潘庄灌区引水渠引水，潘庄引渠与南四湖下级湖连通，在薛城港北侧建有水资源控制工程，用来控制枣庄市区供水单元的分水任务。潘庄引渠自下级湖到潘庄一级站之间为梯形明渠，渠底按引水方向逐渐降低，设计比降为1/10000，由于潘庄灌区一级站运行频率较低，现状引渠出现不同程度的淤积。

2.2 调蓄工程方案选择

调蓄水库选址在何庄水库和黑峪水库，何庄水库可减少土方开挖量、移民量很少、环境影响小、区位优势明显、符合薛城区城市发展规划；黑峪水库为已建工程，且距引水泵站较近、距市中区水厂较远，通过黑峪水库调蓄后供水管道可实现自流向市中区供水，沿线地面起伏不大，能够实现自流。

2.3 输水工程方案比较

自流方案管道起点需设置在何庄水库最低水位以下，管径及埋深较大，土方、管材、移民迁占费用较大，但无需建泵站、无运行费，总投资为3009.4万元；泵站方案管径及埋深较小，土方、管材、移民迁占费用较小，但需建泵站，年运行费为75万元，经折算后的40年运行费为894.3万元，总投资2838.6万元。因此，泵站方案较优。

3、工程设计

3.1 引水工程设计

引水工程利用潘庄引河引水，潘庄引河闸为水资源控制工程，当南四湖蓄水位高于潘莊引河水位时，对引水流量进行测量控制；当潘庄引河发生涝水、洪水时，闸门打开，保证排涝、泄洪顺畅；当南四湖发生大洪水，且湖内水位高于外河水位时，闸门关闭，保证湖西、湖东大堤保护区的安全；当潘庄引河水位在31.3～33.8m之间，湖内、外侧水位差不大时，可开启闸门，满足航运要求。

3.2 何庄水库工程设计

围坝渗流计算分析：计算选取断面位置结合水库运行可能遇到的各种情况选择最不利位置，本次计算选择何庄水库新筑围坝桩号0+900为代表断面，采用河海大学AUTOBANK软件，对以上代表断面建立二维有限元模型进行渗流分析计算，水库围坝在不同工况下的渗流等势线浸润线。

护坡设计：干砌方块石护坡和预制砼块护坡的投资基本持平，但砼护坡易剥蚀、抗冻性、耐久性较差；干砌方块石护坡具有坚固耐久、抗冻、抗冲刷能力强的优点。综合考虑，干砌方块石护砌为较优方案。

3.3 黑峪水库工程设计

坝顶高程：坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和。对于地震区土石坝，尚应考虑地震安全加高。根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）的规定，计算得到大坝现状坝顶高程100.48m～100.68m，防浪墙顶高程100.92m，因此，设计坝顶高程取100.60m。

大坝渗流计算分析：选取水库大坝桩号0+070、0+160为代表断面，采用AUTOBANK软件进行渗流分析计算，结果显示水库年渗漏总量为33.4万m3，占兴利库容的30.6%，水库渗漏较严重。

溢洪道设计：实用堰方案和平底闸方案在技术上均可行的，实用堰方案的工程投资比建闸方案投资多505.87万元、下泄单宽流量小、溢洪闸施工简单、抬高了起调水位；建闸方案可提高防洪调度的灵活性，实现中小洪水控制，有利于紧急情况下预泄库容。

参考文献：

[1]杜晓佳，马有清. 中小型水库供水工程设计研究[J]. 山西水利，2006，（05）：73-74.

[2]李定钟. 博州城乡供水工程规划水量供需平衡分析[J]. 水利科技与经济，2016，（10）：40-41.