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［摘要］輸水線路的選擇對工程建設的影響至關重要，選擇線路時通過考慮地形地質條件，工程投資等主要因素，科學布置輸水線路方案，優化設計線路，經過方案對比確定最經濟合理的輸水線路。文章以龍里縣鐵廠水庫為例，探討了水利工程線路比較及方案的選擇。
1龍里縣鐵廠水庫工程概況
龍里縣鐵廠水庫校核洪水位1226．5m(P=0．05%)，總庫容1177萬m3，設計洪水位為1225．0m(P=1%)，相應庫容1041萬m3，正常蓄水位為1224．0m，相應庫容為962．0萬m3，死水位1167．0m，最大壩高97．5m，工程建成后，P=95%供水量為927萬m3/a;可灌溉806hm2農田，P=85%灌溉用水量為279萬m3/a;下放環境水量257萬m3/a。工程等別為Ⅲ等，工程規模屬中型。鐵廠水庫的任務是城市供水、灌溉。鐵廠水庫工程主要包括水源工程和供水灌溉工程。水源工程主要建筑物有混凝土面板堆石壩、左岸岸邊開敞式溢洪道、左岸取水、放空兼導流隧洞。供水灌溉工程主要建筑物有壩后提水泵站(向龍溪經濟帶供水)、供水輸水管線、灌溉輸水管線(自流)。
2輸水線路方案布置
2．1輸水線路布置原則
(1)輸水線路盡可能避開村寨和人口密集區，減少沿途房屋搬遷和移民安置，減少施工時與村寨之間的干擾。(2)輸水線路盡可能避開不良地形地質段。(3)輸水線路宜因地制宜，合理分配水頭，以隧洞、管橋等建筑物相結合，發揮各自的優點，選擇最佳組合。(4)輸水線路盡可能線短、順直規整，以減小水位差和工程量，同時隧洞要能滿足施工支洞的布置。
2．2輸水線路布置方案擬定
工程受水區分為供水與灌溉片區，供水受水區為龍溪經濟帶，分布高程在1400～1480m之間；灌區位于水庫下游萬灘生態農業示范區，分布高程在1150m以下。根據工程受水區位置，工程供水灌溉分為供水輸水管線工程與灌溉輸水管線工程，灌溉輸水管線工程與原擺絨水庫工程輸水管道相接，工程建成后，總供水量為1029萬m3/年，灌溉806hm2。本次重點論述供水輸水線路比較。龍溪經濟帶位于壩址北面，分水嶺最低高程1520m，龍溪經濟帶位于朵花河北面，與鐵廠水庫所在河流灣灘河之間為高為分水嶺臺地，是風景名勝規劃保護區，若供水管線完全避開保護區，只能從貴陽市花溪區繞過，亦可采用深埋長隧洞方式從景區下穿過。兩種方案投資均很大，工程經濟性差。猴子溝風景名勝區為省級風景名勝區，規劃將風景名勝區保護等級劃分為三級，即一級保護區、二級保護區和三級保護區，同時考慮水源保護區的特殊保護要求，將風景名勝區內的水源一級保護區劃分為特級保護區。本工程供水管線穿越的為景區規劃的三級保護區，根據保護要求，三級保護區內并未禁止供水管線實施。在征求景區主管部門意見后，景區主管部門同意本工程供水管線穿越景區三級保護區。若供水管線從景區三級保護區內穿過，供水管線有直線方案和繞線方案兩種。從地形條件來看，若供水管線從景區內穿過，供水管線有方案1(繞線方案)和方案2(直線方案)兩種，若供水管線減少在景區施工，供水管線布置有方案3(深埋長隧洞直線方案)從景區下面穿過，若供水管線完全避開猴子溝風景名勝區保護區，供水管線布置有方案4(繞貴陽花溪方案)。方案1:壩后泵站→高位水池→大寨隧洞→沙拉巖→下小寨→水落洞→末端水廠，方案2:壩后泵站→高位水池→大寨1#隧洞→大寨2#隧洞→下小寨→大寨3#隧洞→末端水廠，方案3:庫內泵站→高位水池→大寨隧洞→朵花泵站→末端水廠，方案4:壩后泵站→擺戎隧洞→龍溪大道→末端水廠。方案1提水管線總長3．4km，重力流供水線路總長14．0km(其中，隧洞1．3km)，方案2提水管線總長3．4km，重力流供水線路總長12．3km(其中，隧洞長4．1km)，方案3提水管線總長3．0km，重力流供水線路總長11．2km(其中，隧洞長9．5km)，支洞長1．6km，方案4提水管線總長2．9km，重力流供水線路總長19．5km(其中，隧洞5．5km)，施工支洞長0．8km。
3輸水線路方案比較
方案4(繞貴陽花溪方案)與方案1(從猴子溝景區穿過繞線方案)比，雖然避開了猴子溝風景名勝區范圍，提水管線短0．5km，但供水管線長1．1km，隧洞長4．2km，施工支洞長0．8km，還要兩次穿龍溪大道，且占地涉及貴陽市花溪區，征地工作量大，協調困難。方案3(從猴子溝景區深埋長隧洞直線方案)與方案2(從猴子溝景區淺埋穿過直線方案)相比，提水管線短0．4km，供水管線短6．7km，但隧洞長5．4km，施工支洞長1．6km，且需要采用二級提水，需增加一座泵站，不經濟。參照類似工程，管徑700mm球墨鑄鐵管按300萬元/km，隧洞按1000萬元/km考慮的話，方案4與方案2相比，方案4雖然減少了對景區的影響，但工程總投資增加約5000萬元，且占地較大，不經濟。方案3與方案2相比，方案3雖然在景區施工面少，但較方案2工程總投資增加約5400萬元，且深埋長隧洞地下水較高，工期較長。綜上所述，供水管線從猴子溝景區穿過(方案1)較繞貴陽花溪方案(方案4)經濟的多，供水管線從猴子溝景區淺埋直線穿過(方案2)較從猴子溝景區深埋直線穿過(方案3)經濟的多，且方案1，方案2穿越范圍為猴子溝風景名勝區規劃的三級保護區，不是核心區。故本階段供水管線采用從猴子溝風景名勝區三級保護區穿過方案。分方案1(繞線方案)和方案2(直線方案)兩個方案具體比較。從輸水線路地質條件，管道及建筑物布置，輸水管道及建筑物施工條件，工程占地，工程投資等方面對方案1和方案2的輸水線路做了綜合比較。兩個方案輸水管線穿越地層均為泥盆系高坡場組第一段(D3g1)白云巖夾少許泥質白云巖;泥盆系高坡場組第二段(D3g2)白云巖，泥盆系高坡場組第三段及石炭系下統巖關組革老河段(D3g3+C1y1)灰巖夾泥灰巖及條帶灰巖;石炭系下統大塘組(C1d1)灰色砂巖夾頁巖及1－5層無煙煤層;石炭系下統擺昨組(C1b)灰巖夾白云巖，地質條件相當。從管道及建筑物布置上來看，方案1線路總長14．0km，其中隧洞長1．33km，方案2線路總長12．3km，其中隧洞長4．1km，方案1雖然較方案2線路長度長1．7km，但本工程輸水流量小，僅0．328m3/s，輸水管道管徑小，為700mm，管道每公里長度工程投資較隧洞每公里工程投資低很多，方案2工程投資反而較方案1高。從施工條件上來講，方案1只有1條短隧洞，其余均為埋管施工，施工簡單，方案2有兩條隧洞，均較長，隧洞施工較管道施工復雜。從工程占地上看，方案1管道較長，占地較多，但管道均為臨時占地，且占地較小，工程投資差異不大。綜上所述，因本工程供水管道流量較小，管徑不大，同等長度隧洞投資遠高于管道投資，方案2較方案1雖然供水管線線路總長短約1．7km，但是供水管線上隧洞建筑物長度較繞線方案長了2．82km，方案2供水工程總投資較方案1多1730萬元。故本工程輸水線路選擇經濟性較好的方案1。
4結論
輸水線路比選應考慮工程全局，根據各方面影響因素綜合考慮管線布置方案，選出最為經濟合理、社會影響最小的線路布置方案。龍里縣鐵廠水庫輸水線路涉及到省級風景名勝區，需充分了解風景名勝區保護區劃分及保護條例等，與相關部門協調，分析輸水線路布置所有可能的方案，進行綜合比較后，確定最經濟合理的布置方案。通過比較分析，對于山區小流量輸水工程，同等長度管道投資遠低于輸水隧洞建筑物的投資，故山區小流量輸水工程線路布置應盡可能避免隧洞等建筑物，選擇隧洞方案時應進行方案經濟技術比較確定是否合理。
作者:周華 單位:貴州省水利水電勘測設計研究院