时间：2022-11-18 19:12:58
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对青要山水库供水工程来说,管道输水方式的选择需要充分考虑各种影响因素,并在具体建设过程中将相关影响严格控制。工程质量和环保标准不但要得到根本保证,在工程成本控制等方面,也需要加强管理,使得工程建设更加完善合理,达到经济效益和社会效益最大化的效果。
1工程概述
青要山水库工程位于河南省新安县曹村乡,项目建设目标是提高上游综合防洪能力,改善两岸生态环境,并解决石寺、曹村两乡镇2.7万人生活用水和下游3000亩耕地灌溉用水问题。为保证青要山水库工程效益得到发挥,弥补引畛济涧工程在小浪底水库调水调沙期间110天不能向涧河自流供水的缺陷,便于工程运行管理,方便沿线群众出行,新安县青要山水库引水管线及防汛路工程建设。其中,引水管线工程所涉及的引水管线自新安县青要山水库输水洞出口引水,末端接至新安县引畛济涧引水口下游预留口,设计引水流量0.56m3/s,引水线路总长度21.326km[1]。
2青要山水库供水工程管道输水方式的选择和确定
2.1工程自然条件和设计标准
2.1.1工程自然条件项目建设地区属暖温带大陆性季风气候,季风环流影响明显,春季干旱风沙多,夏季炎热雨量集中,秋季睛和日照长,冬季寒冷雨雪少。受季风、太阳辐射和地形、地势的影响,其突出特点是光热资源丰富、降雨时空分配不均匀。工程区出露地层主要为古生界寒武系上统白云质灰岩（∈3）及二迭系下统上盒子组石英砂岩（PX）、上统上盒子组长石石英砂岩（Ps2）和中更新统重粉质壤土、上更新统中粉质壤土（Q3alpl）、第四系全新统卵石、中粉质壤土（Q42alpl）、人工填筑卵石（Q4s）、人工填土（Q2ml）组成[2]。2.1.2工程设计标准该项目引水规模为0.56m3/s,年供水535万m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）规定,本次工程等级定为Ⅳ等。抗震设计标准严格按照《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）及“地震动参数加速度分区与地震基本烈度对照表”要求,项目区地震动峰值加速度值为0.05g,地震动反应谱特征周期值为0.40s,地震基本烈度为Ⅵ度。工程中主要建筑物设计参数的设置,混凝土、钢筋强度和弹模根据《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）取用。
2.2引水方案选择及其确定
根据本工程项目的实际情况,本工程可供选择的拟建方案有三种引水方案,最终方案及线路选择就是在这三种方案中进行比选[3]。2.2.1对直接自畛河河道引水方案的分析分析该引水方案,其设计和建设思路是将库水直接泄放至畛河河道内,自畛河河道引水。根据青要山水库输水洞出口至引畛济涧引水口之间地形条件,若将库水直接泄放至畛河河道内,由于畛河河床主要为砂卵石地层,下放库水基本下渗至地下,在距青要山水库21.326km的下游基本无法引到库水。2.2.2对渠道引水方案的分析对渠道引水方案进行分析,若将引水渠道沿畛河岸顶布置,渠道沿线大部分布置在耕地上,涉及征地拆迁问题。另外,由于线路较长地形起伏较大,需要布置渡槽、隧洞等建筑物,工程投资及征地协调难度较大。若将渠道布置在畛河河道内,由于工程主要引水时间为每年6月~10月,引水时间正好跨越汛期,渠道引水安全、引水质量无法保证。综合考虑,该方案也是不可行的选择[4]。2.2.3对管线引水方案的分析对管线引水方案进行分析,本工程自青要山水库输水洞出口引水,从技术实现方面考虑,目前长距离引水工程大多采用管线引水。沿畛河河道及管理路布置供水管线,供水管线末端接至引畛济涧引水口下游预留口,供水管线前段主要沿管理路敷设,供水管线后段主要沿畛河河道滩地敷设。如果采用供水管线的设计方案,不仅能保证引水工程安全及引水质量,而且不需要大规模永久占地,无论从降低工程投资,还是从工程的协调难度来说,都是比较合适的。基于对上述3种设计方案进行全面衡量,对比各建设方案优劣,本次新安县青要山水库引水管线及防汛路工程项目,最终选定管线引水方式建设方案[5]。
2.3青要山水库供水管道工程确定方案建设项目
2.3.1供水管线工程青要山水库引水管线工程起点位于青要山水库输水洞出口处,工程终点位于引畛济涧引水口下游预留口,线路总长21.326km,桩号范围：0-66.2~21+600,为减少占地、降低工程投资,引水管线上段基本沿本次新建防汛管理路布置,长度5475m,桩号范围：0-66.2~5+409,该段管道敷设在青要山水库防汛管理路下部；引水管线下段管线沿畛河河道一侧滩地布置,长度15851m,桩号范围：5+409~21+326,该段管道敷设在畛河河道一侧滩地下部。工程设计引水流量0.56m3/s,引水管道采用DN800球墨铸铁管（K9）。2.3.2分水口工程青要山水库兴建后,可解决青要山镇、石寺镇2.7万人口吃水问题和两岸乡镇灌溉面积3000亩。故本次工程为满足沿岸村镇农业灌溉用水及居民用水等需求,供水主管线沿线设9个分水口,采用DN100钢管引水,其中灌溉分水口7处,设计引水流量为0.12m3/s；为水厂供水分水口2处,设计引水流量0.022m3/s,敷设供水支线17.8km。2.3.3水厂就本工程项目来说,采用管道方式引水需要新建两个水厂,才能满足供水设计需要,两个新建水厂就是青要山镇水厂和石寺镇水厂。青要山镇水厂设计规模为1000t/d,占地面积2.7亩,厂址位于青要山镇北侧,东侧紧邻畛河右岸,北侧紧邻005县道。石寺镇水厂设计规模为1800t/d,占地面积4.2亩,厂址位于石寺镇北侧,畛河左岸,西侧紧邻246县道。水厂厂区主要生产构筑物包括清水池、一体化净水设备、配电室及厂区内配套各类管网；净水厂附属建筑物有办公室、化验室、值班室、厂区围墙,及厂区各项配套设施。2.3.4建筑物工程根据工程布置,本次引水管线沿线设置附属建筑物140座,其中排气阀门井36座,检修排水阀门井4座,流量计阀门井3座,减压阀门井3座,镇墩89座,调节池5座[6]。
2.4生态环境保护措施
生态环境保护是输水管道工程建设必须重点考虑的一个基本指标,生态环境保护设计主要是为了保护工程区周围生态环境的连续性、完整性。重点保护内容是项目区范围内的陆生植被和水生动物等,目标是保证工程建设前后生态环境有所改进或保持原有状态。具体来说,施工期生态保护主要是生态影响的预防和消减措施,主要包括：①加强生态保护宣传教育,树立生态环境的全民保护意识；②主体工程施工须安排在水生生态系统相对不活跃的非汛期,以减小施工过程对水生生态系统的扰动；③合理安排施工机械的运行方式,施工机械车辆尽量避免直接穿越河道或穿越植被覆盖区,以消减施工对动植物的惊扰和破坏；④施工中涉及的植被尽可能地保留,必须占压的植被,尽量对其进行移栽,以减轻对现状植被的破坏和较少生物量损失。此外,对项目占地破坏的植被也需要进行补偿,主要考虑采取的措施是对施工中产生的裸地、创面等进行绿化和修复,以最大限度减小对周围生态环境造成的负面影响。
3结语
青要山水库供水工程整个项目建设不但要评估工程本身的功能实现,还需要考虑各种影响因素。而管道输水方式的选择和确定,就是充分考虑各种情况后作出的决定,这些影响因素包括自然条件、工程需求、环境影响等,都是不可或缺的评估和衡量标准,管道方式供水的优势因为更切合实际情况而得以体现,并得到设计和施工方的认可。通过对水库输水方式选择过程进行分析,可以总结相关经验,为工程建设奠定更坚实基础。
参考文献
[1]王文国,祝其丽.四川省农村饮水安全现状与环境治理对策[J].中国农村水利水电,2019（1）:109-111.
[2]冉红涛.阎良供水安全提升改造工程输水管道穿越方式浅析[J].陕西水利,2019,22（8）:92-96.
[3]贾燕南,胡孟,丁昆仑.农村供水工程水质检测模式研究[J].中国农村水利水电,2020（7）:98-101.
[4]李天宏.东山供水工程某输水隧洞主支洞交叉段施工[J].山西水利科技,2020（3）:25-27,37.
[5]杨斌.输水隧洞断层破碎带突水滞时影响因素研究[J].东北水利水电,2020（9）:47-49.
关键词：中小型水库、供水工程、设计研究
中图分类号：TV62文献标识码： A
据调查研究发现，在我国水资源丰富，河流众多，由于地质和气候的影响，出现降水东多西少的情况，为了满足小同地区的需求，各个中小型水库相继修建，中小型水库对防洪蓄水，改善农业水利条件以及解决人们日常所需用水起着重要的作用。然而，由于中小型水库在建设过程中，缺少对地质条件的勘探以及建设人员的技术水平限制，甚至没有图纸设计等相关水库资料，致使水库的除险加固工程的艰难，还存在着安全隐患。因此，必须加强中小型水库的除险加固工作，从而确保中小型水库的工程质量，保证周围人们的生活。
一、中小型水库目前存在的问题
从我国改革开放以来，中小型水库的安全管理已经交给地方政府管理，通过政府的相关部门对中小型水库的施工收集各种的材料并且对其进行整理，制定相应的水库设计以及维护措施。但是由于一些部门的监管力度不够，相关技术人员的专业水平小高，对水库建设的施工不规范，对设施了解甚少以及对施工材料的模糊不清，致使中小型水库出现很多的安全隐患。
中小型水库修建时间长。我国的水库大多是中小型水库，并且建立的时间也比较长，我国从建国开始到目前，已经建成了九万多座水库，大多水库受那个时代经济条件的限制，水库修筑的时间较短，施工中出现较多不规范的操作，缺乏专业的勘察，保留的资料非常少，致使到现在，中小水库的防洪蓄水功能不能很好的得到实现，反而增加了一定的危险。
中小型水库施工周期短。由于受当时设备以及技术的限制，导致中小型水库的施工工期较短，防洪的标准偏低，已经不能适应现代的水利条件，水库的稳定性较差，以至于水库的坝底出现渗漏的状况。
中小型水库结构以及设备老化。建国初相继建立的中小型水库，受当时的技术限制，结构比较老化，不能满足现在防洪的标准;另一方面，建设水库用的设备也比较陈旧，经过多年水的“洗礼”，已经出现腐化，影响水库的稳定性，致使坝身出现明显的渗漏情况。
二、以中小型水库除险加固工程的设计详细阐述
1、加固坝体。对于坝体的稳定小足的情况应该从以下三个措施进行改进
（1）、坝体断面偏陡，可以采取加宽坝体的方法，应该根据实际的情况进行加宽，在这种形势下，应该复核施工期的坝坡稳定。
（2）、上游坝体渗透系数太小，使得水位的骤降，导致上游坝体的水不能够及时的排出去，就增加了土体的重量，由于含水量较大从而减少了凝聚力就造成了上游的坝坡失去稳定性，一般就是采取减缓坝坡。
（3）、浸润线偏高，主要是采用棱体排水，增加坝体的内部排水和坝脚的排水，一般情况下，也可以放缓坝坡，这种排水的设施造价相对较高，不够经济。
2、坝基渗漏。坝基的渗漏的处理办法一般是根据库区的实际情况、覆盖层的厚度、附近粘土的实际情况考虑进行垂直或者是水平铺盖。当覆盖层很薄的时候，附近也没有粘土，那么就采取垂直铺盖，这样的防渗效果比较好。当进行垂直覆盖的时候，应该考虑到覆盖层的颗粒级配情况，结合施工现场的情况以及经济指标三方面进行综合的考虑，如果覆盖层是粉细砂就考虑采用高喷灌浆的方法进行覆盖;如果覆盖层是砂卵石，厚度又超过了三米，可以选择混凝土进行覆盖，这样的渗墙比较稳固。当覆盖层很厚的时候，附近的粘土资源也很丰富，施工的难度也比较小，这样就可以采取水平覆盖，防渗效果也是比较好的。
3、合理布置溢洪道。对于溢洪道的设计应该依据《溢洪道设计规范》进行设计，并且也要根据中小型水库的实际清况，从排水、控制段、泄槽、平面布置等几方面综合考虑，让设计能够满足现状并且符合规范要求。
4、坝体渗漏。针对坝体严重渗漏的情况，可以从下面三个措施进行加固坝体：对水库的坝体进行填充灌浆，从而提高坝体的密实度，在填充的时候应该注意选择适当的排距以及孔距，在密实填土的时候应该松散填土区域，能够有效的封堵通道，达到防渗的目的。对水库的坝体进行劈裂灌浆，所谓劈裂灌浆就是利用坝体的填筑的自然应力的作用，它是一种既省钱又效果显著的一种方法。
5、建设安全检测，水文测报以及通信设施。加强对水库工程的投资，对检测资料的整理以及分析，为工程的安全提供科学的依据;建立水文测报系统，完善对水文的管理，时刻关注水文的变化情况，制定预防方案;完善通讯系统，时刻掌握水库的动向。这样一来，才能做到预防，才能后知后觉，一旦发现存在安全隐患的预兆，就应该采取措施进行防治。
6、改善放水设备，使用先进的设施。由于设备的陈旧，不能够满足放水的要求，应该废弃一些旧的放水管，重新建立放水塔，放水塔的建立应该采用分层放水的方法。
三、水库工程设计措施
简单介绍溢洪道规划布局设计中的常用措施，在进行中小型水库溢洪道的布局设计时，首先要考虑水库枢纽的地形、地质、水文等基础资料掌握是否充分、准确、可靠，所选取的设计标准是否合理。对于中小型水库溢洪道的设计来说，其规划布局的主要意图就是要充分利用坝址附近的地形、地貌，进行泄水建筑物的布置，在保证水库枢纽结构安全的前提下，要做到既经济合理、可行，便于施工，又节约工程投资。
进行泄槽段的设计布局时，应结合工程项目的地形、地质条件，因地制宜选取纵坡坡降。通常，可以选取大于水流临界流的纵坡，特殊情况，可用缓坡或者多级跌水的方式进行水流的引导。但应避免坡比过大而出现流态不稳、流速过快、气蚀严重的现象。一般情况下，进行泄槽段布置时，其轴线应尽量采用直线，泄槽段多采用单一的纵坡，断面为矩形，基础则以原山体、坚硬新鲜的基岩为佳。遇特殊情况需设弯道时，应尽可能将其布置在水流较平缓、流速小且纵坡稳定的部位，其转弯半径取8倍左右的泄槽宽度，避免出现流态的突然变化或产生负压力。
如大坝附近有天然的山坳，就可以考虑利用山坳来进行溢洪道的布设；如在大坝的附近没有宽敞的地带，就应当优先考虑采用侧槽式的溢洪道。在进行溢洪道规划布置时，一般可按以下原则进行设计；第一，溢洪道建筑物的基础要坚实、稳定、均匀，不得布置在可能出现滑坡或崩塌的土质地基上。第二，在保证溢洪道坡降合理的前提下，选择相对路线较短的布置方案。第三，溢洪道的泄槽段不宜出现弯道，尤其是急转弯，其泄流出口要尽量远离大坝。中小型溢洪道的设计以及规划，在工程规划设计阶段，要尤其重视工程地形、地质、水文、钻探等基础资料的成果和结论，并以此为基础，提出合理、可行的布局和设计，这样就使工程的结构安全、工程的投资造价都有了可靠的保障。
总之，中小型水库出现的坝基渗漏，坝体不稳定以及坝体的渗漏等安全隐患，影响中小型水库的功能的发挥。要想使中小型水库的功能得到最大限度的发挥，就必须依据实际情况对水库进行科学的除险加固，因地制宜，详细了解当时的环境以及地址情况，根据规范要求，严格控制除险加固工程的质量，这样一来，才能保证排除中小型水库存在的安全隐患，保证周围人民的生活以及财产、人身的安全，促进地区经济的发展，保障社会的稳定。
参考文献：
关键词：重力流；降压措施；减压阀
一、基本工程情况
陕西省咸阳市石头河水库供水工程位于关中盆地中部，主要用来解决咸阳市及周边多年来缺水问题。此供水工程主要由取水口、输水工程和净水厂等三部分组成。输水管线采用单管输水，管线全长59.645km，设计引水量4.24m3/s， 输水管全线采用预应力钢筋混凝土管（简称PCP管，总长17.973km）和预应力钢筒混凝土管（简称PCCP管，总长41.672km）。
输水管路沿线高程变化大，取水口设在已建成的石头河向西安市供水暗渠工程12#隧洞出口处与马家沟渡槽的箱涵连接段，输水管末端为净水厂的进水口。管道纵断面整体呈U字型，最大高差约113m，首末端高差为76m，可利用水头66.4m，（净水厂要求10米压头）。此输水工程属于高落差、重力流管路输水工程。
二、管线压力特点及分析内容
落差较大的“U”字型重力流管路系统是否需要减压和分几级减压，主要取决于输水管总落差的大小和管道的承压能力。落差越大，管道允许承压能力越低，需要设置减压的级数就越多。针对重力流管路系统，降低管材承压等级、减少工程造价，并预防水锤的发生是重点；消减管线运行中的关阀水锤，将借助于缓闭蝶阀和减压措施，防护管道某些部位可能产生水柱中断，以及断流水锤升压，减少爆管事故。
针对咸阳石头河输水工程的管线特点，为了减低工程造价，保证管线安全运行，对本系统在运行过程中可能出现的水锤问题进行预测分析，并采取合理措施对工程进行水锤防护，从而减少经济损失。
三、水管减压优化方案及运行水压状况
由于本输水管道呈U字型，输水管道按常规设计Q=4.24 m3/s时，大部分内压都将超过90m水柱，根据一般工程经验，内压超过80m水柱时，管道接头，阀门连接，管件连接等处易出现故障，且影响管道整体安全。下面对采用减压阀方案进行研究。（b）图为桩号15+860、43+987两处设减压阀时管线压力情况。
鉴于本系统为重力流管路，优化方案采用减压恒压阀消减多余水头，从而降低静水压力的方法，保证管路正常运行，减少管路漏失水量。根据设计专家组审查意见，最终确定为两级减压方案，其输水管纵断面线及水压线图如下。
经过与其他减压方案的结果比较，推荐二级减压方案。二级减压后管道约44km后的压力降到约14m，而且整体管道静压力都有明显降低，这对管道减少故障，降低漏损水量，消减爆管事故提高安全运行可靠性意义重大。
四、结论
当在（桩号15+860m，43+987m） 两处装设减压恒压阀，且将其动作压力整定为管道通过设计流量时的压力值，根据减压阀的工作原理，水锤计算结果表明，减压阀的设定对整个管线的最大水锤压力有明显的降低作用，并且末端阀的关闭时间越长，压力降低效果越好，越接近设计工作压力。当5分钟关阀时
2#减压阀前点的压力比不减压时低了90多米水柱，末端阀前点最大压力比不减压时的压力降低了近120m水柱，可见降压效果明显。通过分析，20分钟匀速关阀时全线压力值满足要求，但是考虑操作难度的问题，建议用180s快关20分钟关闭的两阶段关阀程序。
参考文献：
【关健词】监测；安全；自动化；设计
1、工程简况
贵州省金沙县油沙河水库是一座以城镇供水为主的水利工程，水库供水范围包括金沙县城、石场乡和箐门乡。坝址处控制流域面积196km2，多年平均流量2.52m3/s。水库校核洪水位815.79m，总库容1377万m3，正常蓄水位为812m，相应库容为1190万m3，死库容362万m3。工程主要向金沙县城和石场乡、箐门乡供水，供水规模为3.97万m3/d。
油沙河水库的主要任务是向金沙县城和周边区域供水，主要监测对象为大坝和环境量。监测自动化观测能够及时采集到大坝安全所关心的观测数据，提高测读精度和频次，而且能够及时对采集到的数据进行分析处理，及时了解大坝的运行状态，如发现异常问题可以及时采取相应的处理措施，防患于未然。同时可以大大减少运行管理人员的工作量，改善工作条件，符合现代企业“无人值班，少人值守”的运行管理模式的需要。
2、安全监测自动化系统设计
2.1总体结构
监测自动化系统包括数据采集系统和工程安全监测信息管理系统两部分。
自动数据采集系统主要是把布设在枢纽各建筑物内各类永久观测仪器的观测数据按照事先给定的时间间隔准确无误地采集到指定的位置，并按照一定的格式存储起来。工程安全监测信息管理系统主要是对采集系统和人工采集来的观测数据实时进行管理、分析、处理，实时掌握工程的运行状况，为及时、准确判断工程的安全状况提供可靠的依据，对整个工程实现在线监控和离线监控。
2.2自动化监测项目的选择
自动化监测项目选择的基本原则为：将反映建筑物安全而设置的监测项目进行自动化监测，而把施工期监控及校核、反馈设计的观测仪器不予联网；需要进行高准确度、高频次监测而用人工观测难度、强度较大的监测项目以及人工不易到达部位布置的监测项目；纳入自动化监测的项目已有成熟的、可供选用的监测仪器设备。根据上述原则，拟将大坝的渗压计、堰流计等20支传感器做为自动化监测项目。
2.3采集系统的布设、通讯方式及网络结构设计
本工程拟采用分布式自动化监测系统，共设1个自动化测站，将MCU布置在测站内。监测仪器联入自动化系统前，需对各仪器的稳定性和可靠性进行鉴定，对已损坏或测值不可靠的测点不予联网。
监测自动化系统由数据采集装置、监测管理站计算机等组成，其中数据采集装置布置于各个测站，计算机布置监测管理站。拟设置2个数据采集装置，将监测管理站设在水库管理方办公楼内。
自动化监测采集网络由1监测管理站、2个现场测控单元及48个传感器组成。网络结构采用总线拓扑结构。
各级网络通信方式如下：
（1）现场测控单元直接与传感器相接，各测控单元有其自身的日历和时钟，可独立完成监测数据采集、A/D转换、工程单位转换，同时可接受采集计算机的指令完成有关操作等。
（2）监测管理站通过通迅光缆和坝区测站相连。
2.4工程安全监测信息管理系统要求
工程安全监测信息管理系统应包括数据采集与数据管理两大方面的功能，数据采集软件要求基于Windows2000以上环境下开发，采用开放式数据库（SQL Server2000/MSDE，支持多窗口操作，可视化中文操作界面，菜单、选项式的操作，具有多重加密功能以及开放式数据库结构，提供良好的可扩充性能。
（1）数据采集功能
数据采集软件包括人工采集和自动化采集两部分。对于人工采集的数据，要求提供一个人机界面窗口，直接由键盘输入进库；自动化采集软件要求为图视化的窗口软件，所有测点均显示在布置图中，每一个测点都与数据库相连接。同时，布置图中的每一个测点又与现场采集模块的对应仪器相通，当操纵和选择屏幕上的测点状态就可以完成测点的采集（单点、选测、巡测、定时等）、换算、处理、入库等全部过程。自动采集软件还可用于单机采集和网络采集，通过对计算机的设置，局域网（甚至广域网）上的任意一台计算机均可以控制监控主机进行数据采集并把采集的数据传输到本地计算机上。
（2）信息管理及分析功能
①系统管理功能：具有用户管理及系统日志管理、可视化的系统配置、参数修改、测点编辑等功能。特别是监测系统配置发生改变、测点增减、测点属性发生变化、时钟设置时能够十分方便地进行安全监测软件系统的管理和更新。
②数据库管理功能：能够方便实现测值换算及测值维护功能，成果计算、公式编辑、数据查询、数据统计、数据编辑、故障查询、不同平台之间数据转换和连接以及人工数据入库、数据库备份等。
③图形、表格制作功能：可灵活方便地制作各种过程线图、分布图及矢量图；能显示动态信息；能根据需要编辑图形的比例、颜色、线条类型、图幅大小及数量等参数。能按类生成监测数据特征值统计表、变位率统计表、测值年报表、月报表和日报表等生成功能，并保存为EXCEL格式，便于用户修改和调整。
3、安全监测系统投资
安全监测专项投资概算由施工期观测、安全监测建筑工程、安全监测设备及安装工程三项费用组成。
结 语
贵州省金沙县油沙河水库是一座以城镇供水为主的水利工程。通过对油沙河水库供水工程水库各建筑物存在安全隐患部分进行分析。选择出了适合工程实际的安全监测系统。为今后工程的安全投产运行提供有利保障。
[关健词] 坝型；选择；方案；设计
中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：
工程简况
贵州省金沙县油沙河水库是一座以城镇供水为主的水利工程，水库供水范围包括金沙县城、石场乡和箐门乡。坝址处控制流域面积196km2，多年平均流量2.52m3/s。水库校核洪水位815.79m，总库容1377万m3，正常蓄水位为812m，相应库容为1190万m3，死库容362万m3。工程主要向金沙县城和石场乡、箐门乡供水，供水规模为3.97万m3/d。
建坝河段长约1.5km，河流呈不规则反“S”形，与区域构造展布方向基本一致，为走向谷，河谷狭窄，岸坡有宽缓平台，其上为陡崖。根据野外地质测绘，并结合工程地质条件分析，选定的坝址位于牛路沟与油沙河的汇合口下游150m处。水库坝址位置由于两岸岩体风化较深，弱风化带下限深度达127m，垂直岸坡深度达60～70m；不适合建拱坝，因此，在设计过程中坝型设计考虑采用混凝土重力坝方案和面板堆石坝方案进行比较选择 。
坝型适宜性分析
工程地处金沙县箐门乡附近，距离遵义市较近，遵义到金沙有326国道。工程所需水泥考虑从遵义购买，粉煤灰可从金沙县黔北发电总厂购买。从建筑材料供应角度看，工程具备修建混凝土坝的条件。
坝址处土料缺乏，砂石料和堆石料储量丰富，开挖出来的弱风化块石可作为堆石料的来源，不足部份，可到坝址下游右岸石料场开采，料场岩性是白云岩及白云质灰岩。混凝土骨料可到平坝乡消洞坡附近石料开采。从筑坝材料分析，工程具备修建混凝土坝和面板堆石坝的条件。
坝型比较方案
选定坝址河段属深切斜向谷，两岸地形基本对称，河谷断面呈不对称的“V”字型，宽高比2.5：1；地层岩性为白云岩。
根据坝型适宜性分析，结合工程规模、枢纽布置以及施工条件，设计过程中拟定碾压混凝土重力坝和面板堆石坝两种坝型结合枢纽布置进行坝型比选。
3.1 混凝土面板堆石坝方案
枢纽布置格局为：混凝土面板堆石坝+右岸溢洪洞+右岸抽水泵站。
混凝土面板堆石坝设计：根据调洪成果，大坝设计水位（P=2%）：813.43m，相应下游水位746.93m；大坝校核水位（P=0.1%）：815.79m，相应下游水位748.49m；正常蓄水位：812m，死水位：786.00m。
本方案堆石坝布置于主河道，坝顶高程817.00m，河床趾板建基面高程728m，最大坝高89m，坝顶净宽度8m，坝顶长190m。上下游坝坡均为1:1.4，下游在797m、777m、762m高程均设一马道，综合坝坡1:1.56。坝体分区从上游到下游依次为上游盖重区1B、上游铺盖区1A、钢筋混凝土面板F、 垫层区2A、过渡区3A、主堆石区3B、下游次堆石区3C、下游主堆石排水区3F、下游块石护坡3D等几个区。
钢筋混凝土面板采用C25 W8 F100混凝土，顶部厚度0.3m，底部厚度0.6m。为适应坝体变形，面板设缝，两岸受拉垂直张性缝间距6m，中间受压垂直压性缝间距16m。趾板采用平趾板型式，厚0.8度m，趾板宽度统一取为6.0m，不分缝，趾板与基岩间用φ25 L=4.5m @ 2×2m锚筋锚固。对基础进行固结灌浆处理，基础固结灌浆布置为两排，孔深均为10m，间排距均为3 m，裂隙密集区等地质缺陷部位视具体情况加密和加深灌浆孔，同时对趾板开挖边坡进行喷锚支护。
3.2碾压混凝土重力坝方案
枢纽布置格局为：碾压混凝土重力+坝身溢流表孔+右岸抽水泵站。
碾压混凝土重力坝设计：碾压混凝土重力坝坝基持力层为弱风化白云岩层，坝轴线方位为N70.81°W，坝顶高程817.50m，坝底最低处高程726.00m，最大坝高91.5m，坝顶宽度8m，最大坝底宽度81.03m，坝顶全长188.0m，其中左岸非溢流坝段63m，右岸非溢流坝段长66m，河床溢流坝段长54m。
大坝共设8条诱导缝，最大间距29.5m，最小间距14m。基础灌浆排水廊道布置在坝基靠上游侧，分2层，底板高程分别为730.50m、772.00m。坝体排水管布置在上游坝面防渗混凝土分区后，分竖向和水平方向布置，形成一个整体。排水管采用排水盲材，在浇筑过程中预埋在坝内，排水管底部接至廊道内，以形成排水通道。
坝型比较与选择
4.1地形地质条件比较
坝址河段属深切斜向谷，两岸地形基本对称，河谷断面呈不对称的 “V”字型，下游无河床深槽；河床覆盖层为漂卵石层，两岸基岩；坝址右岸有河湾地形，可建溢洪道或溢洪洞。从地形条件角度重力坝和混凝土面板坝方案相差不大。
坝址地层岩性主要为白云岩、泥质白云岩、白云岩夹泥质粉砂岩、白云质灰岩等，场地稳定性较好，坝址具备建重力坝和混凝土面板堆石坝的基本条件。
重力坝方案最大坝高91.5m，坝基需开挖至微风化层，坝基开挖工程量较大，且河床坝基出露地层岩性主要为薄～中厚层泥质白云岩、白云岩夹泥质粉砂岩，岩层产状为80°/NW∠6°～8°，倾下游偏左岸，岩体陡倾裂隙发育，坝基岩层倾角平缓，与不利结构面组合存在深层或浅层滑动的边界条件。而混凝土面板坝对坝基岩体的强度和变形性能要求不高，坝轴线以上坝基挖至弱风化岩体，坝轴线以下将河床卵层表面清理干净即可，坝基处理简单。从地质角度，混凝土堆石坝方案优于重力坝方案。
4.2枢纽布置条件比较
在挡水建筑物方面，混凝土面板堆石坝方案坝基开挖较少，右岸有河湾地形地质条件布置溢洪洞，各建筑物基础开挖的弃渣大部份可作为筑坝材料，施工弃渣较少。两方案相较，混凝土面板较优。
在泄水建筑物方面，重力坝方案利用坝身表孔泄洪，挑流消能，洪水基本在原河道内，对下游两岸冲刷影响较小。面板坝方案采用溢洪洞泄洪，挑流消能，水流与原河道呈47º夹角，对左岸河道存在一定的冲刷，但是河床基岩为白云质灰岩，抗冲刷能力较强。
两个坝型方案的坝首抽水泵站布置基本相同。从枢纽布置条件比较来说，面板坝方案略优。
4.3施工条件比较
两方案场外交通条件相同，两个方案的弃渣场、施工企业等均布置在相同位置，混凝土面板堆石坝方案，坝体填筑量较大，相应施工企业、施工仓库、砂石混凝土加工系统等面积也较大。但由于白云岩存在隐节理容易碎裂，可能不能作为混凝土骨料，因此混凝土的骨料场选择在平坝乡的消洞坡附近，运距15km。砼面板堆石坝方案的混凝土用量较少，坝体以堆石为主，枢纽各建筑物的开挖料均可作为坝体填筑料，不足部份可在下游1.0km的右岸石料场开采。因此从筑坝材料看，面板堆石坝方案较优。
4.5工程估算投资比较
碾压混凝土重力坝方案工程估算投资16422.23万元，面板堆石坝方案工程估算投资13990.48万元（其中面板坝投资10651万元，溢洪洞投资3338.90万元），混凝土面板堆石坝方案投资比重力坝方案少2431.75万元。在工程投资方面面板堆石坝方案较优。
坝型选择结论
从以上分析可看出，坝址处地形地质条件均具备修建混凝土面板堆石坝和碾压混凝土重力坝的条件。两个坝型方案在枢纽布置方面相差不大，施工条件方面堆石坝方案稍优。面板堆石坝方案比碾压混凝土重力坝方案工程投资少2431.75万元，面板堆石坝方案较优。因此设计中推荐混凝土面板堆石坝方案。
于建超1 曹君东2
1.莱阳市沐浴水库管理局 山东烟台 265200；2.莱阳市水利勘察设计院 山东烟台 265200
摘 要：介绍沐浴水库供水工程的地形地貌、水文气象、水土流失情况，确定了供水工程水土流失防治责任范围，对造成的水土流失因素进
行了分析、预测，提出了流失的防治措施和建议，有效制止新增水土流失，促进地表修复和生态建设。
关键词：供水工程；水土流失；措施建议
1.项目区概况
1.1项目的地理位置
项目的建设地点位于莱阳市沐浴水库至莱阳市经济开发区，途
径河洛、柏林庄和冯格庄三个乡镇，全长28.48km，在神山后村西设
加压泵站。
1.2地形地貌
莱阳市沐浴水库供水工程的水源地为沐浴水库，管线主要穿越
河洛、柏林庄及冯格庄三个镇处，其中河洛、柏林庄地形属于低山
丘陵区，其北部山脉近似东西，西部山脉走向近似南北。北部的旌
旗山，海拔高度315.6m，马崖口山，海拔高程101m，南部莱阳
盆地，海拔高程40-50m左右，冯格庄属于山前堆积平原，海拔高度
70-100m左右。
1.3水文气象及水土流失
项目区地处山东丘陵，地貌类型为胶东低山与丘陵，属暖温
带大陆性气候，四季分明，年平均气温11.4℃，≥10℃有效积温
4296℃，多年平均降水量686mm，多年平均风速14.6m/s、最大风速
18m/s，最大冻土深度0.5m，土壤主要为棕壤褐土、潮土，天然植被
多为野生的草皮及野生的灌木类植物，林草覆盖率30.9%，水土流失
以水力侵蚀为主兼有少量的风力侵蚀，属于轻度侵蚀，土壤侵蚀模
数2070t（km2·a），土壤侵蚀容许值200t（km2·a），为山东省公告的
水土流失重点治理区。
1.4工程任务和规模
（1）工程任务
优先保障莱阳市开发区城镇居民、农村人畜饮水及农业用水的
前提下，把富余的水供至开发区用于工业用水，解决工业厂区大量
用水问题。
（2）工程规模
莱阳市沐浴水库供水工程设计规模为4万m3/d。计划到设计水平
年2015年解决莱阳市开发区的工业用水。
2.规划范围和内容
根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》的具体要求和本
工程的特点，本工程水土流失防治责任范围分为项目建设区和直接
影响区，总面积86.86hm2。其中建设区面积为66.86hm2，直接影响
区面积为20hm2。
2.1项目建设区
项目建设区位于供水工程项目的征地、占地、用地及其管理范
围，包括管道敷设开挖后沿管沟一侧或两侧堆放土区域、机械沿管
线作业区域和施工道路、闸阀井、泵站、管道固定支墩、穿跨越两
侧支架等，所必需占用的土地，该工程管道敷设在农田、荒地（草
地）地段作业带宽度为17.26m，河道及冲沟地段作业带宽度为10m，
特殊地段如高陡坡面、困难地段施工，施工作业带需要适当的加宽，
施工作业带面积和道路施工占地面积即项目建设区面积。
2.2直接影响区
根据本工程特点，直接影响区为：施工作业带以外水土流失所
影响的区域、临时施工道路和房屋新增的侵蚀区域。管道敷设影响
区，根据现场调查和实地勘测的数据，按照作业带两侧各5m范围计
算。检查井、阀门井、泵站、管道固定支墩、穿跨越两侧支架用地
由于建设过程扰动比较小，不再计算影响区面积。
3.可能造成的水土流失因素分析
本项目为线形工程，管道工程采用沟埋敷设方式，管线全长
28.48km，输水管道主要敷设在河谷阶地上，输水管道全线20次穿越
河道，23次穿越冲沟，30处通过穿越村路、管路（渠）、电缆等，经
过的地貌类型多，并与公路形成交叉穿越，施工条件复杂，可能造
成的水土流失因素较多
3.1管道开挖
输水管道开挖的大量土方，作为填筑料回填管沟，在开挖边线
2～3m就近堆放，堆放时间较长，堆弃物结构疏散，降水易于入渗，
抗蚀抗冲性变差，易于发生强度水力侵蚀，裸露面风蚀现象也非常
严重。
3.2枢纽工程建设
泵站扬水工程枢纽工程占地面积大，地形西高东低，场地需要
进行平整，修建交通道路，对地表土扰动范围大，雨季极易造成较
大的水土流失。
3.3施工机具和施工活动
管沟开挖、回填和管道敷设施工过程中，由于施工机具和施工
活动都会使管道沿线地表受到破坏，雨季极易造成较大的水土流失，
同时，剩余土方如不能及时整理、清除，必将造成较大的渣土流失。
3.4穿越河道冲沟
输水管道穿越河道和冲沟时，采取的施工工艺会产生废弃泥浆、
废渣，这些废弃泥浆、废渣若堆置于河道沟道不及时清理，遇洪水
可能全部或部分冲走，抬高下游河床，加剧防洪压力。
3.5弃渣堆放
工程弃渣场占用荒草地，且堆积物多是无序堆放，弃渣的堆放
再塑了原地貌，形成了较陡的边坡，改变了原地表坡面的产、汇流
条件，若不妥善处理排水问题，不仅会造成弃渣、弃土本身的流失，
而且可能使渣堆附近区域的水土流失由原来的面蚀逐渐改变为沟蚀，
加剧局部地域的水土流失，甚至遇到降雨等诱因，可明显降低堆弃
物的稳定性，有发生地质灾害的可能。
4.水土流失预测
4.1土壤流失量预测
土壤流失主要指土壤及其母质在外营力作用下（包括自然作用
和人为作用）发生的多种破坏、移动和堆积过程。预测本工程施工
开挖产生的弃潭渣量和地貌形态、土壤结构及地表植被破坏后的侵
蚀量。即工程土壤流失量为3.5万t。
4.2水损失量的预测
本工程大面积占压农地、道路，施工活动扰动原地貌，改变原
沐浴水库供水工程水土流失影响分析与措施
于建超1 曹君东2
1.莱阳市沐浴水库管理局 山东烟台 265200；2.莱阳市水利勘察设计院 山东烟台 265200
摘 要：介绍沐浴水库供水工程的地形地貌、水文气象、水土流失情况，确定了供水工程水土流失防治责任范围，对造成的水土流失因素进
行了分析、预测，提出了流失的防治措施和建议，有效制止新增水土流失，促进地表修复和生态建设。
关键词：供水工程；水土流失；措施建议
中图分类号：TU731.5
文献标识码：A
第4卷 第12期
2014年4月
CONSTRUCTION
水利水电工程
地貌下垫面性质，使项目区原有的入渗或蒸发特性发生变化，进而
引起地表径流的数量和特性发生改变，破坏了项目区原有的水平衡
状态。
5.水土流失危害预测
沐浴水库供水工程涉及面积大部分是耕地，工程建设因开挖、
排弃等活动破坏了区域的原地表植被，这些人为因素使项目区内水
土流失呈增加趋势，如不采取有效的防治措施，将在一定程度上加
剧水土流失，有必要对造成的水土流失危害进行预测
5.1损坏水保设施
工程建设占用和损坏了水土保持设施，破坏、降低了其水土保
持功能，要恢复原有的水土保持功能和原有植被需要一段时间，地
面裸露容易遭受水蚀和风蚀，更易造成水土流失。
5.2对生态环境产生负面影响
工程建设扰动原地貌、占压土地、损坏土壤结构及地表植被，
使具有一定植被的荒地变成裸地，减少了地表的覆盖度；同时破坏
了土壤结构和水循环路径，造成局部土地资源破坏和土地生产力下
降，项目改变了生物的生存环境，阻碍生态系统交流，环境抗逆能
力和环境容量下降，对生态环境造成一定的负面影响。
5.3降低土壤保水性能
工程大量侵占和破坏耕地，造成耕地表层熟土流失，破坏土壤
中抗侵蚀颗粒的物理特性，使土壤的有机质发生迁移，使土壤易遭
受侵蚀，还会降低土壤保水性能，并增加土壤容重，进而会使部分
土地在短期内沙化、退化。
5.4穿越河沟、增加防洪压力
输水管道穿越河道，穿越冲沟时，采取的施工工艺会产生废弃
泥浆、废渣，这些废弃泥浆、废渣堆置于河道沟道如果得不到及时
清理，遇洪水可能全部或部分冲走，抬高下游河床，加剧防洪压力。
6.水土流失防治措施
水土流失防治措施体系分为农果地、穿越沟河道、穿越构筑物
和厂站四个防治区。
6.1农果地防治区
（1）总体设计
管道主要在农果地防治区敷设，管顶覆土1.5m，下部夯实防止
沉降。包括管线作业带、施工便道、弃渣场等，农地，主体工程施
工结束后必须及时恢复为农田。
（2）防治措施
①表土剥离措施。管道开挖时土方放置在管线一侧，将地表
30cm ～ 50cm的熟土与下层生土剥离后分开集中堆放保护，在后期
进行地貌恢复时仍然覆于地表，为复耕、复植创造条件。
②土地平整措施。管道安装后将开挖的土石方按先生土后熟土
的顺序回填并压实，回填土需填至超过自然地面约20cm。在恢复的
农田布设全面整地措施，机械耕深30cm。需全面整地43.91hm2。
③植物措施。种草7.72hm2，植树造林5.45hm2，苗木2180株。
④临时遮盖措施。管道工程管沟开挖后大量临时堆土极易造成
水土流失，工程管线长且工期短，雨季、风季施工不可避免，可采
用塑料薄膜临时遮盖措施，从根本上杜绝此类水土流失的发生。工
程建设过程中分段施工，塑料薄膜可重复使用，确定遮盖面积为4
万m2。
⑤规范施工。对施工人员和机械操作人员行为进行规范教育，
施工设备及拉运物资的车辆和施工人员等必须在专用施工作业带内
行走，避免大面积碾压地表，有效地保护原地貌。
6.2穿越沟河道防治区
（1）总体设计
穿越沟河道防治区工程施工部位为河道、沟道及其两侧，共穿
越沟河道2450m。输水管道在穿越河流、冲沟采用护砌工程，降低
开挖土方量，从而减少了水土流失。管道开挖穿越河流、冲沟时，
主体工程已设计了浆砌石护岸、护坡、排水沟等具有水土保持功能
的措施，需要补充完善弃渣场设置、治理措施，共设置弃渣场73
处、挡土墙450m、弃渣场种草2.5hm2；植树220株。
（2）典型设计
①弃渣场整治
弃渣前将表层0.5m熟土剥离集中堆放，然后在弃渣场周围修筑
挡渣墙，再从墙角开始逐层向后延伸（每层厚0.5m），堆渣高度至
2.0米时，将渣场表面平整后，先铺一层粘土并碾压密实作为防渗
层，然后再覆表层熟土0.5m，进行种草，在渣场周边开挖排水沟排
水防冲。
②拦渣墙典型设计
拦渣墙高2.0m，墙顶宽0.5m，墙面坡比1 ∶ 0.4，墙背直立，底
宽2.0m，基础开挖至原状土上，每10 ～ 15m设置沉降缝。
③排水沟典型设计
为防止雨水冲蚀渣体，拟在渣体边沿开挖土渠排水沟排水，采
用梯形断面，底宽0.3m，深0.4m，口宽1.1m，边坡比1：1。
④植物措施典型设计
在弃渣场清理平整后种草。整地时等高耕作，采用条播，播幅
5cm，行距20cm，每公顷播种量为30kg。播种时间选在在每年的春、
夏2季。
6.3穿越建筑物防治区
工程穿越砼村路、拦河坝、涵洞、渠道后按原形式恢复建筑物，
局部公路段，采用专业地下穿越技术施工；主要是针对穿越后对同
边环境的治理，减少管道开挖敷设对周边地表植被的大面积扰动，
减少水土流失。
6.4厂站防治区
该区内主要为厂区绿化、硬化措施、排水设施。场区及道路
绿化采用植苗造林，树种选用油松、柳树等美化树种，造林500株
（场区300株，道路200株）；草皮0.5hm2。
7.结论与建议
7.1结论
通过采取以上水土保持措施，可以充分利用工程措施的控制性
和速效性，植物措施的长效性，有效制止供水工程建设新增水土流
失，促进项目区地表修复和生态建设，为工程建设、生产运营和莱
阳市的经济发展创造良好的条件。
7.2建议
（1）施工组织设计中土石方施工规划，避开汛期大范围施工
（2）注重植物种类的选择，本着适地适树、因地制宜的原则进
行设计和布置植物措施，确保植物正常生长。
（3）坚持“先拦后弃”的原则，对临时堆土和施工道路路基下
关键词：输水工程 驼峰管段 负压 调节池
1 工程概况
庐山位于江西省北部，长江、鄱阳湖之畔，是国家重点风景名胜区，其主要水源是地处特级 保护区内的芦林湖。由于庐山旅游业的快速发展，生活用水量急剧增加，用水需求已超过了芦林湖的正常供水能力。据测算，至2010年，芦林湖的平均年缺水量将达到97×104 m3 。为保护芦林湖的水质和湖面景观，并满足供水要求，特兴建了莲花台水库供水工程，主要包括一座取水水库、一座取水泵站和一条DN400、长约4.6 km的输水管道。工程设计供水能力为1.22×104 m3/d，流量为0.16 m3/s，将莲花台水库的蓄水输送到芦林湖，以增加芦林湖的蓄水量，提高芦林湖的供水能力。
工程采用2台水泵并联供水(另有1台备用)，水泵设计扬程为1 225 kPa(122.5 m)， 流量为288 m3/h，安装高程为881.6m。取水水库的正常蓄水位为912 m，死水 位为887 m。输水管道进口(即水泵出口)的桩号：-78.5 m，管中心高程：882.3 m，输水管道出口的桩号：4476.33 m，管中心高程：993.02 m，按自由出流设计。整个输水管道系统的总水头损失系数∑R＝1 042.773(这里R＝Δh/Q2，Δh 、Q分别是对应的水头损失和过流量)，其中管道出口附近约600 m管段(含驼峰管段)内 的主要节点参数如表1所示。
表1 输水管道出口附近管段主要节点的有关参数 节点
桩号
(m) 节点管
中心
高程
(m) 管段
长度
(m) 原输水管道布置情况 增设调节池后情况 工况1 工况2 工况1 工况2 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa) 内水
压力
(kPa) 压力
水头
(kPa ) 内水
