新疆柯坪县饮水安全工程存在问题及对策

杨泽慧

新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830002

1 饮水安全工程存在问题

柯坪县境内水源均为苦咸水，其中苏巴什河在发源地矿化度就达到1.54 g/L，到阿恰引水闸达到3.43～3.50 g/L，阿恰河属于渗水回归，矿化度达3 g/L。地下水矿化度也偏高，其中苏巴什盆地为1～2 g/L，柯坪盆地为2～3 g/L，阿恰山前地带为2～6 g/L。主要为硫酸根离子超标。目前柯坪县分为三个片区分别建成了饮水工程，分别是两乡一镇水厂、阿恰乡水厂和启浪乡水厂。其中，两乡一镇水厂水源为同古孜布隆河，同古孜布隆河水主要为泉水，其硫酸根离子及氯化物超标；阿恰乡水厂水源为井水，其硬度、溶解性总固体、硫酸根离子、氯化物超标；启浪水厂水源为胜利渠渠水，其浊度、微生物超标。目前两乡一镇水厂采用分质式供水，分别采用反渗透设备和二氧化氯发生器对水质进行处理，但运行费较高，水厂难以为继。阿恰乡水厂建于2001年，采用电渗析系统对水质进行处理，但由于该设备目前市场已停止生产，无法对设备部件及渗透膜进行更换，设备目前无法使用。启浪水厂水源为胜利渠，该水质受季节影响较大，特别是夏季山洪来临时，山前洪水裹挟着泥沙和盐分进入渠道，造成沉砂池淤积严重和水处理成本提高等问题，且受胜利渠来水时段限制，水厂蓄水池储水时间较长，容易滋生细菌，水质不达标。

基于柯坪县城乡饮水安全问题的严重性与紧迫性，参考了类似工程问题及其对策，通过寻找保证率较高、水质符合标准的合理水源，探寻解决现状存在的饮水安全问题的有效途径。

2 对策

针对现状柯坪县城乡饮水水源水质较差，处理工艺复杂，运行费高的问题，分析其存在的根本问题为水源差、水量不足两大问题。根据《村镇供水工程设计规范》，对于水污染严重地区、劣质地下水地区和干旱缺水地区，应从区域的角度选择优质可靠水源、规划建设规模化供水工程。需要新选水源地彻底改变水源水质差的根本问题。可研阶段新选水源地为温宿恰克拉克乡境内地下水，年提水量468.23 万m3，拟新凿6 眼井，4用2 备，新建一座容积5 000 m3蓄水池，跨托什干河渡槽一座，修建输水管线144.12 km，改造配水管线52.54 km，新建两座加压泵站。通过建设安全、可靠的水源工程，选择合理、经济的供水方案及配套相应的供水管网，来满足柯坪县项目区现状5.54万城乡居民、25.54 万头牲畜和规划年9.05 万城乡居民、40.98万头牲畜饮水及少部分工业企业用水需求，解决项目区存在的水源保证率不高、水质超标等饮水安全问题。

2.1 工程水源比选

可行性研究阶段根据拟定的水源选择原则，通过对柯坪县区域内外已建的引、蓄水工程，本次共提出了4个水源，其中地表水水源2个，地下水水源2个，具体如下：①地表水水源：柯坪县同古孜布隆河水源、阿克苏河西大桥水源。②地下水水源：本区地下水水源（阿恰乡地下水水源）、外区地下水水源（温宿县恰格拉克乡地下水水源）。③比选方案确定：针对上述提出的4 个水源方案，作为可研可比水源方案。方案一：温宿县恰格拉克乡地下水水源方案。方案二：阿克苏河地表水水源方案。方案三：柯坪县同古孜布隆河+阿恰乡地下水+胜利渠76号闸分质、分片区供水水源方案。经过方案综合比选，最终确定推荐方案为方案一。

2.2 取水、输水、配水工程

2.2.1 取水工程

机井及汇流管工程：新打机井6眼（4用2备）；新建汇流管5 785 m：新建汇流干管1 条（4 430 m），支管2 条（共1 265 m），井泵出水管6条（90 m），配套相应的泵房及管道附属建筑物23座。高位水池为圆形，容积5 000 m3，钢筋混凝土结构。

2.2.2 输水工程

输水管线上设置两座加压泵站，分别位于启浪乡（80+300）、阿恰水厂分水口（114+000），启浪乡扬水泵站设计流量0.175 m3/s，设计扬程65 m，阿恰泵站设计流量0.15 m3/s，设计扬程97 m，两处加压泵站结合现状水厂情况，均考虑稳流池兼清水池功能，两处各设置稳流池1 座，容积均为800 m3。新建输水干管1条，总长143.22 km，采用涂塑复合钢管，法兰连接，其中DN700 管道长57.58 km，DN600 管道长85.65 km；输水干管配套各类建筑物749 座，设置各类阀门井共295 座，检查井32座、泄水阀门井79 座、排气阀门井172 座、泄压阀门井2 座、液位计控制阀井2座，计量井8座；支墩341座，管道护顶44座，穿沥青路5处，穿路恢复13处，穿渠恢复21处，跨洪沟28处，穿托什干河桁架桥1座，穿苏巴什河埋管一处。为充分利用主管线与启浪供水点的高差，从800 m3稳流兼清水池引一条1.88 km管线与启浪乡配水主干管连接上，采用PE管，压力等级为1MPa。

2.2.3 配水工程

改建两乡一镇水厂、新建启浪水厂与启浪加压泵站合并建设，配水管网工程改扩建管网改造总长183.74 km。

2.3 供水线路比选

推荐水源地为温宿县恰格拉克乡，输水管线可选择的线路有三条，三条线路从水源地穿托什干河形式、启浪乡至两乡一镇水厂这两段线路布置相同，仅需对水源地—启浪乡段进行线路比选。

线路一：跨过阿克苏河，向西南方向穿过柯坪塔格山，重力输水到达启浪乡，然后沿戈壁滩到达柯坪县，该方案供水管线主要包括62 km隧洞，67 km输水管道。该线路最短，为水源地与启浪乡之间的直线距离，管线穿越哈拉铁克山，穿越山区65 km，沟壑纵横，地形复杂，地层岩性为石英片岩，需修建隧洞段长62 km，无施工道路，工期长、造价高，估算总投资为15.60亿元，运行管理不便。

线路二：跨过阿克苏河向东南方向穿过哈拉铁克山，重力输水到达启浪乡，管线到达阿克苏市阿依库勒乡境内后，沿高速公路北侧戈壁滩通向柯坪县；该方案供水管线主要包括20 km 隧洞，106 km输水管道。该线路较方案一长，但隧洞开挖较方案一短，管线直接从水源地穿越山区到达阿依库勒乡境内，然后沿高速公路北侧戈壁滩通向柯坪县，隧洞长20 km，无施工管理道路，工期长、造价高，估算此方案投资为11.20亿元，管理运行不便。

线路三：跨阿克苏河后，新建高位水池，然后沿省道306向东南方向经过阿克苏河西大桥引水枢纽拐向西南方向，沿阿喀高速以北，从戈壁滩上布置管线，此线路布置管线长144.12 km。该线路顺着省道306、阿克苏市西工业园北侧道路、从乌喀高速公路以北的戈壁滩进行布置，临时道路修建较为容易，沿线主要为戈壁滩，占地费用较少，且沿线地下水位较低，施工受地下水影响小，施工简单，施工进度能保证，工期较短，造价低，估算此方案投资为5.70 亿元，管理方便。若顺着国道314 布设输水管道，施工和管理较为方便，与现有的供水对象距离较近，但需要穿过高速公路和铁路两次，并且现状314 国道两侧的光缆、电线、天然气管道等影响因素较多，设计管道与现状道路、泄洪沟、耕地交叉较多，本方案主管线全长163 km，穿柏油路56处，穿砂石路34处，穿防洪堤工程54处，部分管线穿越耕地，乡镇及县城道路。

根据管线方案布置，对项目的投资、施工、管理的难易程度进行分析，推荐方案为线路三。

2.4 单双管选取

依据《室外给水设计规范》的规定，为提高供水安全性，工程长距离输水，原则上引水干管不宜少于两条，当有安全贮水池或其他安全供水措施时，也可修建一条引水干管，此项目拟将现状3个水厂的现有水源作为备用水源，供水管网设计为单管方案。

此工程对两种管线布置方案进行了必选，方案一为双管方案，方案二为单管方案，对两种方案分别进行水力计算，通过设计流量0.23 m3/s 时，方案一需要两条DN500 管道，方案二需要1条DN700管道，根据两种管材价格对比，方案一管材投资1 596元/m，方案二投资1 470 元/m，管材价格方案一相对高，方案一管道的开挖底宽为2.50 m，方案二开挖底宽仅为1.70 m，方案一土方工程投资120.30 元/m3，方案二土方投资99.10元/m3，考虑现状水源作为备用水源，根据管材单价投资和运行安全角度，方案二均优于方案一，此次推荐采用单管布置方案。

2.5 管材选取

管材选择时依据管道沿线地形、地质条件、最大使用压力、工程造价及上述因素进行综合比选，确定推荐管材。本次对常用的钢丝网骨架PE管、球墨铸铁管、涂塑复合钢管进行管材的比选，由于设计管径为DN700、DN600，且设计压力大于1.25 MPa，根据对管材的生产技术水平调查，满足要求的管材有球墨铸铁管和涂塑复合钢管。根据管线布置及各节点的地面高程进行分析，通过水力计算，采用涂塑复合钢管的沿程损失较小，扬水需要配套的水泵功率小，可减少运行费用，且涂塑复合钢管更容易适应地形变化，管材价格相对球墨铸铁管低，本次推荐输水干管全采用涂塑复合钢管。启浪分水口—启浪乡水厂段管径为De225，根据管道施工经验，该管径采用PE 管比较经济，能确保管道供水安全，故本段采用PE管。

3 结束语

新疆柯坪县饮水安全工程的修建主要为县内居民的生活、生产供水。通过分析饮水安全工程现存问题，从工程水源比选、取水输水和配水工程、工程线路、单双管和管材选取等方面，提出了科学合理的对策措施，以期为柯坪县经济社会发展提供坚实的基础支撑。