引沁入汾尧都专线水质提升工程建设必要性及相关问题探讨

孔洁惠

（临汾市水利勘测设计院，山西 临汾 041000）

0 引言

临汾市尧都区地处山西省南部，随着近几年临汾市城区的发展，尧都区农村居民城镇化进程迅速，城区生活用水量迅速增加。2008年，山西省委省政府从临汾市国民经济和社会发展对供水的要求出发，兴建了临汾市引沁入汾和川取水输水工程。已建成的草峪岭隧洞出口至涝河水库输水线路总长54.75 km，其中利用洪安涧河南支23.7 km、跃进渠20.35 km。

目前，洪安涧河南支污染严重，跃进渠沿线几处瓶颈无法满足正常输水需求，加之沿线渗漏问题突出，无法保障临汾市汾东地区工农业及城市生活用水水质水量要求。为此，兴建临汾市引沁入汾尧都专线水质提升工程向尧都区东部城区供水是十分必要的。

1 和川取水输水工程概况以及输水线路存在的问题

2008年，山西省委省政府从临汾市国民经济和社会发展对供水的要求出发，兴建了临汾市引沁入汾和川取水输水工程，在各级政府、水行政主管部门大力支持下，建设、设计、监理、施工单位等各方合作、共同努力下圆满完成了预期的目标，已于2010年竣工蓄水。和川取水输水工程的实施，可缓解临汾市尧都区用水量的需求，输水线路采用马房沟提水工程的输水线路，目前和川取水输水工程输水线路存在以下问题。

①草峪岭隧洞下游为总长23.7 km 的洪安涧河南支天然河道，由于洪安涧河河床地层多为深厚砂卵砾石层，沿途水量损失较大。

②跃进渠设计流量为6 m3/s，但近年来跃进渠沿线几处“瓶颈”由于各种因素，实际过流能力不到2 m3/s，且由于灌溉期跃进渠本身的灌溉任务及向曲亭水库输水任务与和川取水输水工程向涝河水库输水存在冲突，故跃进渠现状无法满足正常输水需求。

另外，跃进渠沿线村庄人口密集，渠道内生活垃圾遍布，生活污水甚至粪便直排渠道，造成渠道内很大程度的水体污染，水质不满足城市生活用水要求。

③曲亭～涝河水库输水线路设计流量为4.2 m3/s，和川取水输水工程灌溉期流量需满足4.33 m3/s，非灌溉期流量需满足4.93 m3/s，故曲亭～涝河水库输水线路流量不满足正常输水需求。

从以上结果得知，由于和川取水输水工程输水线路在水量、水质等方面无法满足正常输水需求，导致临汾市尧都区工农业及城市用水问题仍然得不到彻底解决。为此，提升和川取水输水工程引水水质、减少引水水量损失是十分必要和迫切的。

2 引沁入汾尧都专线水质提升工程的必要性

随着近几年尧都区城区的战略发展，城区规模逐步向东扩张，加之周边农村居民城镇化的进程迅速，城区用水量迅速增加，现状龙子祠水厂以及土门水厂供水量已远不能满足城区日益增长的用水量，使得原城区的用水愈来愈趋于紧张和短缺，尧都区城区东部现状用水采用自备水井解决，但由于尧都区普遍属于超采区，已形成降落漏斗，地下水漏斗区范围总面积达206 km2，东部沿乔李、东王、东邓至桃园村，西部沿孙曲、果树场、刘南至金殿村，南北均至尧都区区界，其中汾河以东部分123 km2为严重超采区，同时中心城区的城市规模达到中等城市水平，城市应当采用统一的供水系统；同时为保护地下水资源，对地下水进行合理有序的开采，城区规划范围内的自备水源井应逐步关闭，利用地下水解决城市用水不可取。

另外自备水井的水质直接关乎城区居民的身体健康，2017年5 月山西省水环境监测中心临汾分中心对城区东部的屯里自备井水质进行评价，评价结果为地下水Ⅴ类水。为保证尧都区居民的饮水安全，建设临汾市引沁入汾尧都专线水质提升工程是非常必要和迫切的。

3 水质提升工程-引水工程建设的任务、规模

临汾市引沁入汾尧都专线水质提升工程的建设任务为：第一，通过在引沁入汾浮山供水工程输水线路上新建引水工程，为涝河水库右岸阶地拟建净水厂供水，缓解尧都区供水需求，同时提升和川取水输水工程引水水质。第二，与涝河水库共同承担引水任务，每年向临汾市尧都区提供城市用水1591 万m3,供水保证率为95%。

该引水工程每年向涝河水库右岸阶地拟建净水厂提供城市净用水量1460 万m3，考虑管路输水损失及净水厂自用水量共计9%，年毛引水量1591 万m3，引水保证率为95%。其中通过该引水工程向拟建净水厂供水1356 万m3，另外从涝河水库向拟建净水厂补水235 万m3。

该工程在引沁入汾浮山供水工程唐阁河渡槽进口连接段新建节制闸及两条管道，利用一条185 m 长输水管道将和川取水输水工程灌溉期及非灌溉期供水量（除城市及工业供水量）通过23.8 km 的杨村河天然河道分水至涝河水库，根据前述结果，最大流量为3.6 m3/s，考虑到该分水工程兼具泄水功能（浮山供水工程设计流量0.5 m3/s），故其设计流量按4.1 m3/s 计。利用另一条24.1 km 长输水管道直接将和川取水输水工程城市及工业供水量引至涝河水库右岸阶地拟建净水厂，流量为0.43 m3/s，供水量1356 万m3。

考虑到从涝河水库补水，水源有保障，同时为满足事故流量要求，本次设计拟采用浮船泵站，设计总流量4 万m3/d，三用一备，单泵流量555.6 m3/h，扬程60 m，将涝河水库之水抽至涝河水库右岸阶地拟建净水厂。

4 利用引沁入汾浮山供水工程向临汾市尧都区供水的可行性

4.1 利用引沁入汾浮山供水工程供水能力分析

引沁入汾浮山供水工程每年可向浮山供水1580 万m3，其中工业供水950 万m3，农业灌溉供水630 万m3，设计流量0.5 m3/s，而输水线路的实际过流能力为4.6 m3/s，尚有4.1 m3/s的富余过流能力。

如果和川取水输水工程利用引沁入汾浮山供水工程向临汾市尧都区供水，在灌溉期，扣除洪安涧河南支及曲亭水库～涝河水库输水线路淹底乡高塬旱地共计2 万亩的农业用水，则总流量为3.55 m3/s（包括城市及工业供水流量0.43 m3/s，农业供水6 万亩流量3.12 m3/s）≤4.1 m3/s，故和川取水输水工程灌溉期供水全部利用引沁入汾浮山供水工程满足要求；在非灌溉期，总流量为4.93 m3/s（包括城市及工业供水流量0.43 m3/s，引入弃水最大流量4.5 m3/s）≥4.1 m3/s，故和川取水输水工程非灌溉期全部利用引沁入汾浮山供水工程向临汾市尧都区供水不满足要求。

4.2 利用曲亭水库分配和川取水输水工程弃水调节分析

和川取水输水工程非灌溉期全部利用引沁入汾浮山供水工程向临汾市尧都区供水不满足要求，考虑到和川取水输水工程弃水调节未利用曲亭水库，故可将和川弃水从全部入涝河水库分配部分水量引入曲亭水库。引入弃水最大流量为4.5 m3/s，考虑到引沁入汾浮山供水工程富余过流能力，本次设计按最大流量3.6 m3/s 利用引沁入汾浮山供水工程引入涝河水库，其余水量仍利用马房沟提水工程输水线路引入曲亭水库，从而利用涝河水库和曲亭水库对和川弃水进行调节。

涝河水库非灌溉季节引入水1336 万m3,经涝河水库调节后为涝河灌区2.15 万亩农田供水，还能提供日均0.18 m3/s的城市及工业用水。曲亭水库非灌溉季节引入水197 万m3，经曲亭水库调节后可为曲亭水库～涝河水库输水线路淹底乡0.5 万亩高塬旱地供水，此面积的原用水量可置换给涝河水库供涝河灌区。

和川取水输水工程弃水经重新分配后，通过涝河水库、曲亭水库共同调节，农业灌溉面积10.65 万亩、总引水量5900 万m3与原设计保持一致，年总供水量比原设计稍多，年总供水量为5678 万m3（比原设计总供水量5641 万m3多37万m3)，其中保证率P=50%的年农业供水量2817 万m3（比原设计2788 万m3多29 万m3），保证率P=95%的年均城市及工业供水量2861 万m3（比原设计2853 万m3多8 万m3）。

4.3 利用引沁入汾浮山供水工程供水水量分析

根据前述分析成果，和川取水输水工程利用引沁入汾浮山供水工程向临汾市尧都区供水，在灌溉期，扣除洪安涧河南支及曲亭水库～涝河水库输水线路淹底乡高塬旱地共计1.5 万亩的农业用水，通过引沁入汾浮山供水工程向尧都区提供城市及工业用1343 万m3（流量0.43 m3/s），提供6.5万亩农业用水1685 万m3（最大流量3.38 m3/s），则总流量为3.81 m3/s≤4.1m3/s；在非灌溉期，扣除引弃水入曲亭水库水量197 万m3（最大流量0.9 m3/s），通过引沁入汾浮山供水工程向尧都区提供城市及工业用1343 万m3（流量0.43 m3/s），引弃水入涝河水库水量1336 万m3（最大流量3.6 m3/s），则总流量为4.03 m3/s≤4.1 m3/s，故在将和川取水输水工程弃水重新分配后，通过引沁入汾浮山供水工程向尧都区进行供水是可行的。

5 引水工程存在的其它问题及建议

引水工程主要工程地质问题：①不均匀沉陷问题：引水管道一部分段位于基岩和黄土之上，大部分位于卵砾石混合土之上。基岩与第四系地层密实度有差异，尤其是在基岩和松散沉积物接触段，易产生地基不均匀变形，存在不均匀沉陷问题，建议将管基夯实。②基坑涌水问题，杨村河主河槽沿线地下水位埋藏较浅，绝大部分管道位于水位以下，基坑存在涌水问题。③冲刷问题，输水管道主要沿杨村河河道内敷设，河道呈蛇曲发育，汛期洪水对河道凹岸和主河槽产生冲刷、淘蚀，对管道的稳定性有一定影响。建议管道埋深大于河道冲刷深度，并进行防护。④岸坡稳定问题：引水管道沿线有局部段岸坡较陡，易产生坍塌，存在岸坡稳定问题，建议对陡岸坡进行削坡处理。

6 结语

和川取水输水工程的实施，在水量、水质等方面无法满足正常输水需求，利用引沁入汾浮山供水工程向临汾市尧都区供水，对于提升和川取水输水工程引水水质、减少引水水量损失具有较好的弥补作用，经过论证，在将和川取水输水工程弃水重新分配后，通过引沁入汾浮山供水工程向尧都区进行供水是可行的，也是非常重要和迫切的，有助于彻底解决尧都区工农业及城市用水问题。

另外结合工程实际对引水工程中存在的主要地质问题提出了相关建议，对于同类引水工程具有良好的借鉴意义。