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[關健詞] 壩型；選擇；方案；設計
中圖分類號： S611文獻標識碼：A 文章編號：
工程簡況
貴州省金沙縣油沙河水庫是一座以城鎮供水為主的水利工程，水庫供水范圍包括金沙縣城、石場鄉和箐門鄉。壩址處控制流域面積196km2，多年平均流量2.52m3/s。水庫校核洪水位815.79m，總庫容1377萬m3，正常蓄水位為812m，相應庫容為1190萬m3，死庫容362萬m3。工程主要向金沙縣城和石場鄉、箐門鄉供水，供水規模為3.97萬m3/d。
建壩河段長約1.5km，河流呈不規則反“S”形，與區域構造展布方向基本一致，為走向谷，河谷狹窄，岸坡有寬緩平臺，其上為陡崖。根據野外地質測繪，并結合工程地質條件分析，選定的壩址位于牛路溝與油沙河的匯合口下游150m處。水庫壩址位置由于兩岸巖體風化較深，弱風化帶下限深度達127m，垂直岸坡深度達60～70m；不適合建拱壩，因此，在設計過程中壩型設計考慮采用混凝土重力壩方案和面板堆石壩方案進行比較選擇 。
壩型適宜性分析
工程地處金沙縣箐門鄉附近，距離遵義市較近，遵義到金沙有326國道。工程所需水泥考慮從遵義購買，粉煤灰可從金沙縣黔北發電總廠購買。從建筑材料供應角度看，工程具備修建混凝土壩的條件。
壩址處土料缺乏，砂石料和堆石料儲量豐富，開挖出來的弱風化塊石可作為堆石料的來源，不足部份，可到壩址下游右岸石料場開采，料場巖性是白云巖及白云質灰巖。混凝土骨料可到平壩鄉消洞坡附近石料開采。從筑壩材料分析，工程具備修建混凝土壩和面板堆石壩的條件。
壩型比較方案
選定壩址河段屬深切斜向谷，兩岸地形基本對稱，河谷斷面呈不對稱的“V”字型，寬高比2.5：1；地層巖性為白云巖。
根據壩型適宜性分析，結合工程規模、樞紐布置以及施工條件，設計過程中擬定碾壓混凝土重力壩和面板堆石壩兩種壩型結合樞紐布置進行壩型比選。
3.1 混凝土面板堆石壩方案
樞紐布置格局為：混凝土面板堆石壩+右岸溢洪洞+右岸抽水泵站。
混凝土面板堆石壩設計：根據調洪成果，大壩設計水位（P=2%）：813.43m，相應下游水位746.93m；大壩校核水位（P=0.1%）：815.79m，相應下游水位748.49m；正常蓄水位：812m，死水位：786.00m。
本方案堆石壩布置于主河道，壩頂高程817.00m，河床趾板建基面高程728m，最大壩高89m，壩頂凈寬度8m，壩頂長190m。上下游壩坡均為1:1.4，下游在797m、777m、762m高程均設一馬道，綜合壩坡1:1.56。壩體分區從上游到下游依次為上游蓋重區1B、上游鋪蓋區1A、鋼筋混凝土面板F、 墊層區2A、過渡區3A、主堆石區3B、下游次堆石區3C、下游主堆石排水區3F、下游塊石護坡3D等幾個區。
鋼筋混凝土面板采用C25 W8 F100混凝土，頂部厚度0.3m，底部厚度0.6m。為適應壩體變形，面板設縫，兩岸受拉垂直張性縫間距6m，中間受壓垂直壓性縫間距16m。趾板采用平趾板型式，厚0.8度m，趾板寬度統一取為6.0m，不分縫，趾板與基巖間用φ25 L=4.5m @ 2×2m錨筋錨固。對基礎進行固結灌漿處理，基礎固結灌漿布置為兩排，孔深均為10m，間排距均為3 m，裂隙密集區等地質缺陷部位視具體情況加密和加深灌漿孔，同時對趾板開挖邊坡進行噴錨支護。
3.2碾壓混凝土重力壩方案
樞紐布置格局為：碾壓混凝土重力+壩身溢流表孔+右岸抽水泵站。
碾壓混凝土重力壩設計：碾壓混凝土重力壩壩基持力層為弱風化白云巖層，壩軸線方位為N70.81°W，壩頂高程817.50m，壩底最低處高程726.00m，最大壩高91.5m，壩頂寬度8m，最大壩底寬度81.03m，壩頂全長188.0m，其中左岸非溢流壩段63m，右岸非溢流壩段長66m，河床溢流壩段長54m。
大壩共設8條誘導縫，最大間距29.5m，最小間距14m。基礎灌漿排水廊道布置在壩基靠上游側，分2層，底板高程分別為730.50m、772.00m。壩體排水管布置在上游壩面防滲混凝土分區后，分豎向和水平方向布置，形成一個整體。排水管采用排水盲材，在澆筑過程中預埋在壩內，排水管底部接至廊道內，以形成排水通道。
壩型比較與選擇
4.1地形地質條件比較
壩址河段屬深切斜向谷，兩岸地形基本對稱，河谷斷面呈不對稱的 “V”字型，下游無河床深槽；河床覆蓋層為漂卵石層，兩岸基巖；壩址右岸有河灣地形，可建溢洪道或溢洪洞。從地形條件角度重力壩和混凝土面板壩方案相差不大。
壩址地層巖性主要為白云巖、泥質白云巖、白云巖夾泥質粉砂巖、白云質灰巖等，場地穩定性較好，壩址具備建重力壩和混凝土面板堆石壩的基本條件。
重力壩方案最大壩高91.5m，壩基需開挖至微風化層，壩基開挖工程量較大，且河床壩基出露地層巖性主要為薄～中厚層泥質白云巖、白云巖夾泥質粉砂巖，巖層產狀為80°/NW∠6°～8°，傾下游偏左岸，巖體陡傾裂隙發育，壩基巖層傾角平緩，與不利結構面組合存在深層或淺層滑動的邊界條件。而混凝土面板壩對壩基巖體的強度和變形性能要求不高，壩軸線以上壩基挖至弱風化巖體，壩軸線以下將河床卵層表面清理干凈即可，壩基處理簡單。從地質角度，混凝土堆石壩方案優于重力壩方案。
4.2樞紐布置條件比較
在擋水建筑物方面，混凝土面板堆石壩方案壩基開挖較少，右岸有河灣地形地質條件布置溢洪洞，各建筑物基礎開挖的棄渣大部份可作為筑壩材料，施工棄渣較少。兩方案相較，混凝土面板較優。
在泄水建筑物方面，重力壩方案利用壩身表孔泄洪，挑流消能，洪水基本在原河道內，對下游兩岸沖刷影響較小。面板壩方案采用溢洪洞泄洪，挑流消能，水流與原河道呈47º夾角，對左岸河道存在一定的沖刷，但是河床基巖為白云質灰巖，抗沖刷能力較強。
兩個壩型方案的壩首抽水泵站布置基本相同。從樞紐布置條件比較來說，面板壩方案略優。
4.3施工條件比較
兩方案場外交通條件相同，兩個方案的棄渣場、施工企業等均布置在相同位置，混凝土面板堆石壩方案，壩體填筑量較大，相應施工企業、施工倉庫、砂石混凝土加工系統等面積也較大。但由于白云巖存在隱節理容易碎裂，可能不能作為混凝土骨料，因此混凝土的骨料場選擇在平壩鄉的消洞坡附近，運距15km。砼面板堆石壩方案的混凝土用量較少，壩體以堆石為主，樞紐各建筑物的開挖料均可作為壩體填筑料，不足部份可在下游1.0km的右岸石料場開采。因此從筑壩材料看，面板堆石壩方案較優。
4.5工程估算投資比較
碾壓混凝土重力壩方案工程估算投資16422.23萬元，面板堆石壩方案工程估算投資13990.48萬元（其中面板壩投資10651萬元，溢洪洞投資3338.90萬元），混凝土面板堆石壩方案投資比重力壩方案少2431.75萬元。在工程投資方面面板堆石壩方案較優。
壩型選擇結論
從以上分析可看出，壩址處地形地質條件均具備修建混凝土面板堆石壩和碾壓混凝土重力壩的條件。兩個壩型方案在樞紐布置方面相差不大，施工條件方面堆石壩方案稍優。面板堆石壩方案比碾壓混凝土重力壩方案工程投資少2431.75萬元，面板堆石壩方案較優。因此設計中推薦混凝土面板堆石壩方案。
于建超1 曹君東2
1.萊陽市沐浴水庫管理局 山東煙臺 265200；2.萊陽市水利勘察設計院 山東煙臺 265200
摘 要：介紹沐浴水庫供水工程的地形地貌、水文氣象、水土流失情況，確定了供水工程水土流失防治責任范圍，對造成的水土流失因素進
行了分析、預測，提出了流失的防治措施和建議，有效制止新增水土流失，促進地表修復和生態建設。
關鍵詞：供水工程；水土流失；措施建議
1.項目區概況
1.1項目的地理位置
項目的建設地點位于萊陽市沐浴水庫至萊陽市經濟開發區，途
徑河洛、柏林莊和馮格莊三個鄉鎮，全長28.48km，在神山后村西設
加壓泵站。
1.2地形地貌
萊陽市沐浴水庫供水工程的水源地為沐浴水庫，管線主要穿越
河洛、柏林莊及馮格莊三個鎮處，其中河洛、柏林莊地形屬于低山
丘陵區，其北部山脈近似東西，西部山脈走向近似南北。北部的旌
旗山，海拔高度315.6m，馬崖口山，海拔高程101m，南部萊陽
盆地，海拔高程40-50m左右，馮格莊屬于山前堆積平原，海拔高度
70-100m左右。
1.3水文氣象及水土流失
項目區地處山東丘陵，地貌類型為膠東低山與丘陵，屬暖溫
帶大陸性氣候，四季分明，年平均氣溫11.4℃，≥10℃有效積溫
4296℃，多年平均降水量686mm，多年平均風速14.6m/s、最大風速
18m/s，最大凍土深度0.5m，土壤主要為棕壤褐土、潮土，天然植被
多為野生的草皮及野生的灌木類植物，林草覆蓋率30.9%，水土流失
以水力侵蝕為主兼有少量的風力侵蝕，屬于輕度侵蝕，土壤侵蝕模
數2070t（km2·a），土壤侵蝕容許值200t（km2·a），為山東省公告的
水土流失重點治理區。
1.4工程任務和規模
（1）工程任務
優先保障萊陽市開發區城鎮居民、農村人畜飲水及農業用水的
前提下，把富余的水供至開發區用于工業用水，解決工業廠區大量
用水問題。
（2）工程規模
萊陽市沐浴水庫供水工程設計規模為4萬m3/d。計劃到設計水平
年2015年解決萊陽市開發區的工業用水。
2.規劃范圍和內容
根據《開發建設項目水土保持方案技術規范》的具體要求和本
工程的特點，本工程水土流失防治責任范圍分為項目建設區和直接
影響區，總面積86.86hm2。其中建設區面積為66.86hm2，直接影響
區面積為20hm2。
2.1項目建設區
項目建設區位于供水工程項目的征地、占地、用地及其管理范
圍，包括管道敷設開挖后沿管溝一側或兩側堆放土區域、機械沿管
線作業區域和施工道路、閘閥井、泵站、管道固定支墩、穿跨越兩
側支架等，所必需占用的土地，該工程管道敷設在農田、荒地（草
地）地段作業帶寬度為17.26m，河道及沖溝地段作業帶寬度為10m，
特殊地段如高陡坡面、困難地段施工，施工作業帶需要適當的加寬，
施工作業帶面積和道路施工占地面積即項目建設區面積。
2.2直接影響區
根據本工程特點，直接影響區為：施工作業帶以外水土流失所
影響的區域、臨時施工道路和房屋新增的侵蝕區域。管道敷設影響
區，根據現場調查和實地勘測的數據，按照作業帶兩側各5m范圍計
算。檢查井、閥門井、泵站、管道固定支墩、穿跨越兩側支架用地
由于建設過程擾動比較小，不再計算影響區面積。
3.可能造成的水土流失因素分析
本項目為線形工程，管道工程采用溝埋敷設方式，管線全長
28.48km，輸水管道主要敷設在河谷階地上，輸水管道全線20次穿越
河道，23次穿越沖溝，30處通過穿越村路、管路（渠）、電纜等，經
過的地貌類型多，并與公路形成交叉穿越，施工條件復雜，可能造
成的水土流失因素較多
3.1管道開挖
輸水管道開挖的大量土方，作為填筑料回填管溝，在開挖邊線
2～3m就近堆放，堆放時間較長，堆棄物結構疏散，降水易于入滲，
抗蝕抗沖性變差，易于發生強度水力侵蝕，裸露面風蝕現象也非常
嚴重。
3.2樞紐工程建設
泵站揚水工程樞紐工程占地面積大，地形西高東低，場地需要
進行平整，修建交通道路，對地表土擾動范圍大，雨季極易造成較
大的水土流失。
3.3施工機具和施工活動
管溝開挖、回填和管道敷設施工過程中，由于施工機具和施工
活動都會使管道沿線地表受到破壞，雨季極易造成較大的水土流失，
同時，剩余土方如不能及時整理、清除，必將造成較大的渣土流失。
3.4穿越河道沖溝
輸水管道穿越河道和沖溝時，采取的施工工藝會產生廢棄泥漿、
廢渣，這些廢棄泥漿、廢渣若堆置于河道溝道不及時清理，遇洪水
可能全部或部分沖走，抬高下游河床，加劇防洪壓力。
3.5棄渣堆放
工程棄渣場占用荒草地，且堆積物多是無序堆放，棄渣的堆放
再塑了原地貌，形成了較陡的邊坡，改變了原地表坡面的產、匯流
條件，若不妥善處理排水問題，不僅會造成棄渣、棄土本身的流失，
而且可能使渣堆附近區域的水土流失由原來的面蝕逐漸改變為溝蝕，
加劇局部地域的水土流失，甚至遇到降雨等誘因，可明顯降低堆棄
物的穩定性，有發生地質災害的可能。
4.水土流失預測
4.1土壤流失量預測
土壤流失主要指土壤及其母質在外營力作用下（包括自然作用
和人為作用）發生的多種破壞、移動和堆積過程。預測本工程施工
開挖產生的棄潭渣量和地貌形態、土壤結構及地表植被破壞后的侵
蝕量。即工程土壤流失量為3.5萬t。
4.2水損失量的預測
本工程大面積占壓農地、道路，施工活動擾動原地貌，改變原
沐浴水庫供水工程水土流失影響分析與措施
于建超1 曹君東2
1.萊陽市沐浴水庫管理局 山東煙臺 265200；2.萊陽市水利勘察設計院 山東煙臺 265200
摘 要：介紹沐浴水庫供水工程的地形地貌、水文氣象、水土流失情況，確定了供水工程水土流失防治責任范圍，對造成的水土流失因素進
行了分析、預測，提出了流失的防治措施和建議，有效制止新增水土流失，促進地表修復和生態建設。
關鍵詞：供水工程；水土流失；措施建議
中圖分類號：TU731.5
文獻標識碼：A
第4卷 第12期
2014年4月
CONSTRUCTION
水利水電工程
地貌下墊面性質，使項目區原有的入滲或蒸發特性發生變化，進而
引起地表徑流的數量和特性發生改變，破壞了項目區原有的水平衡
狀態。
5.水土流失危害預測
沐浴水庫供水工程涉及面積大部分是耕地，工程建設因開挖、
排棄等活動破壞了區域的原地表植被，這些人為因素使項目區內水
土流失呈增加趨勢，如不采取有效的防治措施，將在一定程度上加
劇水土流失，有必要對造成的水土流失危害進行預測
5.1損壞水保設施
工程建設占用和損壞了水土保持設施，破壞、降低了其水土保
持功能，要恢復原有的水土保持功能和原有植被需要一段時間，地
面裸露容易遭受水蝕和風蝕，更易造成水土流失。
5.2對生態環境產生負面影響
工程建設擾動原地貌、占壓土地、損壞土壤結構及地表植被，
使具有一定植被的荒地變成裸地，減少了地表的覆蓋度；同時破壞
了土壤結構和水循環路徑，造成局部土地資源破壞和土地生產力下
降，項目改變了生物的生存環境，阻礙生態系統交流，環境抗逆能
力和環境容量下降，對生態環境造成一定的負面影響。
5.3降低土壤保水性能
工程大量侵占和破壞耕地，造成耕地表層熟土流失，破壞土壤
中抗侵蝕顆粒的物理特性，使土壤的有機質發生遷移，使土壤易遭
受侵蝕，還會降低土壤保水性能，并增加土壤容重，進而會使部分
土地在短期內沙化、退化。
5.4穿越河溝、增加防洪壓力
輸水管道穿越河道，穿越沖溝時，采取的施工工藝會產生廢棄
泥漿、廢渣，這些廢棄泥漿、廢渣堆置于河道溝道如果得不到及時
清理，遇洪水可能全部或部分沖走，抬高下游河床，加劇防洪壓力。
6.水土流失防治措施
水土流失防治措施體系分為農果地、穿越溝河道、穿越構筑物
和廠站四個防治區。
6.1農果地防治區
（1）總體設計
管道主要在農果地防治區敷設，管頂覆土1.5m，下部夯實防止
沉降。包括管線作業帶、施工便道、棄渣場等，農地，主體工程施
工結束后必須及時恢復為農田。
（2）防治措施
①表土剝離措施。管道開挖時土方放置在管線一側，將地表
30cm ～ 50cm的熟土與下層生土剝離后分開集中堆放保護，在后期
進行地貌恢復時仍然覆于地表，為復耕、復植創造條件。
②土地平整措施。管道安裝后將開挖的土石方按先生土后熟土
的順序回填并壓實，回填土需填至超過自然地面約20cm。在恢復的
農田布設全面整地措施，機械耕深30cm。需全面整地43.91hm2。
③植物措施。種草7.72hm2，植樹造林5.45hm2，苗木2180株。
④臨時遮蓋措施。管道工程管溝開挖后大量臨時堆土極易造成
水土流失，工程管線長且工期短，雨季、風季施工不可避免，可采
用塑料薄膜臨時遮蓋措施，從根本上杜絕此類水土流失的發生。工
程建設過程中分段施工，塑料薄膜可重復使用，確定遮蓋面積為4
萬m2。
⑤規范施工。對施工人員和機械操作人員行為進行規范教育，
施工設備及拉運物資的車輛和施工人員等必須在專用施工作業帶內
行走，避免大面積碾壓地表，有效地保護原地貌。
6.2穿越溝河道防治區
（1）總體設計
穿越溝河道防治區工程施工部位為河道、溝道及其兩側，共穿
越溝河道2450m。輸水管道在穿越河流、沖溝采用護砌工程，降低
開挖土方量，從而減少了水土流失。管道開挖穿越河流、沖溝時，
主體工程已設計了漿砌石護岸、護坡、排水溝等具有水土保持功能
的措施，需要補充完善棄渣場設置、治理措施，共設置棄渣場73
處、擋土墻450m、棄渣場種草2.5hm2；植樹220株。
（2）典型設計
①棄渣場整治
棄渣前將表層0.5m熟土剝離集中堆放，然后在棄渣場周圍修筑
擋渣墻，再從墻角開始逐層向后延伸（每層厚0.5m），堆渣高度至
2.0米時，將渣場表面平整后，先鋪一層粘土并碾壓密實作為防滲
層，然后再覆表層熟土0.5m，進行種草，在渣場周邊開挖排水溝排
水防沖。
②攔渣墻典型設計
攔渣墻高2.0m，墻頂寬0.5m，墻面坡比1 ∶ 0.4，墻背直立，底
寬2.0m，基礎開挖至原狀土上，每10 ～ 15m設置沉降縫。
③排水溝典型設計
為防止雨水沖蝕渣體，擬在渣體邊沿開挖土渠排水溝排水，采
用梯形斷面，底寬0.3m，深0.4m，口寬1.1m，邊坡比1：1。
④植物措施典型設計
在棄渣場清理平整后種草。整地時等高耕作，采用條播，播幅
5cm，行距20cm，每公頃播種量為30kg。播種時間選在在每年的春、
夏2季。
6.3穿越建筑物防治區
工程穿越砼村路、攔河壩、涵洞、渠道后按原形式恢復建筑物，
局部公路段，采用專業地下穿越技術施工；主要是針對穿越后對同
邊環境的治理，減少管道開挖敷設對周邊地表植被的大面積擾動，
減少水土流失。
6.4廠站防治區
該區內主要為廠區綠化、硬化措施、排水設施。場區及道路
綠化采用植苗造林，樹種選用油松、柳樹等美化樹種，造林500株
（場區300株，道路200株）；草皮0.5hm2。
7.結論與建議
7.1結論
通過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，植物措施的長效性，有效制止供水工程建設新增水土流
失，促進項目區地表修復和生態建設，為工程建設、生產運營和萊
陽市的經濟發展創造良好的條件。
7.2建議
（1）施工組織設計中土石方施工規劃，避開汛期大范圍施工
（2）注重植物種類的選擇，本著適地適樹、因地制宜的原則進
行設計和布置植物措施，確保植物正常生長。
（3）堅持“先攔后棄”的原則，對臨時堆土和施工道路路基下
關鍵詞：輸水工程 駝峰管段 負壓 調節池
1 工程概況
廬山位于江西省北部，長江、鄱陽湖之畔，是國家重點風景名勝區，其主要水源是地處特級 保護區內的蘆林湖。由于廬山旅游業的快速發展，生活用水量急劇增加，用水需求已超過了蘆林湖的正常供水能力。據測算，至2010年，蘆林湖的平均年缺水量將達到97×104 m3 。為保護蘆林湖的水質和湖面景觀，并滿足供水要求，特興建了蓮花臺水庫供水工程，主要包括一座取水水庫、一座取水泵站和一條DN400、長約4.6 km的輸水管道。工程設計供水能力為1.22×104 m3/d，流量為0.16 m3/s，將蓮花臺水庫的蓄水輸送到蘆林湖，以增加蘆林湖的蓄水量，提高蘆林湖的供水能力。
工程采用2臺水泵并聯供水(另有1臺備用)，水泵設計揚程為1 225 kPa(122.5 m)， 流量為288 m3/h，安裝高程為881.6m。取水水庫的正常蓄水位為912 m，死水 位為887 m。輸水管道進口(即水泵出口)的樁號：-78.5 m，管中心高程：882.3 m，輸水管道出口的樁號：4476.33 m，管中心高程：993.02 m，按自由出流設計。整個輸水管道系統的總水頭損失系數∑R＝1 042.773(這里R＝Δh/Q2，Δh 、Q分別是對應的水頭損失和過流量)，其中管道出口附近約600 m管段(含駝峰管段)內 的主要節點參數如表1所示。
表1 輸水管道出口附近管段主要節點的有關參數 節點
樁號
(m) 節點管
中心
高程
(m) 管段
長度
(m) 原輸水管道布置情況 增設調節池后情況 工況1 工況2 工況1 工況2 壓力
水頭
(kPa) 內水
壓力
(kPa) 壓力
水頭
(kPa) 內水
壓力
(kPa) 壓力
水頭
(kPa) 內水
壓力
(kPa) 壓力
水頭
(kPa ) 內水
關鍵詞:城鎮管道供水 效益 分析 展望
中圖分類號:F285文獻標識碼:A
文章編號:1004-4914(2010)03-294-02
一、水庫水源地概況
長潭水庫位于臺州市黃巖區境內,于1958年10月動工興建, 1964年竣工,水庫集雨面積441.3km2,原設計庫容6.91億m3,灌溉面積69513.33hm2,基于安全原因,水庫于2002年10月開始實施了除險加固工程,完工后總庫容增加到7.32億m3。
二、城鎮管道供水工程回顧
臺州淡水資源緊缺,水資源總量為91億立方米,人均的水資源占有量低至1650立方米,僅為全國全省和世界人均占有量的85%、75%和19.5%,尤其是南片的椒江、路橋、溫嶺、玉環四縣市經濟發達,缺水嚴重,人均水資源占有量不足700立方米。預計到2002年,臺州南片缺水量達2.5億立方米。特別是上世紀70年代以來,隨著經濟的飛躍式發展,大量的地表水受到污染,水質日漸惡化,水位逐年下降,供需矛盾十分尖銳,到上世紀80年代末,臺州南片上千家企業因之頻繁停產,百萬市民的生活用水面臨困境。
1993年,被市民稱為“德政工程”的臺州一期供水工程正式立項,決定從長潭水庫引水,設計引水規模28萬立方米,共鋪設地下輸水管道61千米,總投資為2.5億元。涉及百萬居民生活用水和工業用水。但隨著臺州經濟社會的快速發展,下游的用水量也急劇攀升,到2007年,日平均供水已經達到了27.33萬立方米,最高峰時達到了31萬立方米,超出設計通水能力的10.7%。為此,2003年1月起,設計日供水規模49萬立方米的臺州市二期引水工程破土動工,地下管道總長78千米。總投資達11.47億元,2009年正式建成通水,城鎮總供水量達到了77萬立方米。
三、管道供水量和用水結構分析
水庫城鎮供水開通以后,水庫的原水價格執行0.08元/立方米,與其他相同供水體相比,價格十分低廉,價格與價值嚴重背離,沒有體現出水資源作為關系國計民生的重大戰略資源的價值。在社會各界的呼聲中,臺州市政府于2005年、2006年和2009年召開了長潭水庫城鎮供水原水價格調整的專題市長辦公會議,臺州市發展和改革委員會相繼下發了《關于調整長潭水庫原水價格的通知》等系列文件,明確將原水價格調整到0.12元/立方米、0.15元/立方米和0.20元/立方米。即便如此,相對于全國其他水庫供水0.25元/立方米～0.80元/立方米原水價格,這個價格還是顯得比較低廉,沒有凸顯出水資源價值。
從表1、表2可知,臺州市從2001年至2008年居民用水量和工業用水量逐年上升,前者說明該市的城鎮化發展步伐加快、城鎮人口不斷增加和生活環境質量不斷提高;后者則反映出該市工業蓬勃發展的勢頭強勁。
根據臺州市國民經濟和社會發展第十一個五年規劃,到2011年,完成臺州供水二期、黃巖新水廠建設等工程,積極推進全市自來水管網改造,使全市自來水漏損率下降到12%以下。隨著產業結構漸趨穩定和合理,工業的規模逐漸擴大,集約化水平更高,工業生產效率將進一步提高,水的二次利用率也得到進一步挖掘,預計到2015年后,居民的生活用水量和工業用水量都將逐年提升,水資源稀缺性越加明顯。
四、萬元產值用水量
根據《臺州市統計年鑒》、《臺州市水資源公報》、《浙江省水資源公報》和浙江水利統計等資料,結合實際調查,得出臺州市2001年到2008年工業萬元增加值耗水量和萬元GDP用水量,具體數據見表3,根據趨勢法的統計預測原理,預測出2009年以后各年工業萬元增加值耗水量。計算結果見表4。
截至2008年,浙江省的工業萬元增加值用水量和萬元GDP用水量分別為71立方米和113立方米。可見,臺州市作為浙江省相對發達地區,其工業萬元增加值用水量和萬元GDP用水量都低于全省的平均水平,報告期的用水量逐年減低,體現出了水資源利用效率的進一步提升。不過,與周邊發達國家如日本的萬元工業增加值用水量低于25立方米、工業用水重復利用率一般在88%至92%以上相比較,差距明顯。對照浙江省水資源保護和開發利用總體規劃和浙江省“十一五”工業節水計劃,到2020年全省平均萬元工業增加值取水量小于130立方米/萬元,萬元GDP用水量小于64立方米/萬元。到2030年工業萬元增加值取用水下降到30立方米以下。那么作為水使用率領先的地區,要逼近日本的先進水平,臺州市仍然需要不斷努力。
五、效益計算
1.供水效益。根據水利部頒布的“SL72-94”《水利建設項目評價規范》,水庫供水效益包括:灌區69513.33hm2農田的灌溉效益、年均1800萬KWH的尾水發電效益、不可估量的防洪效益、難以統計的明渠工業用水效益以及生態和環境用水等所產生的巨大社會效益。本次僅計算通過城鎮供水管道產生的效益。計算采用城鎮供水效益常用的計算方法――分攤系數法,按水在工業中的地位分攤工業效益中供水貢獻率,計算水庫工程及供水工程的項目投資效益。
假定供水工程建設和其他工程建設具有一樣的收益率,工程固定資產采用《固定資產評估報告書》評估值,供水工程總的固定資產23.78億元,其中水源地工程管道供水工程分攤的固定資產3.82億元,一、二期引水工程和自來水公司的固定資產約19.96億元,城鎮管道最大供水量為3.1025億立方米。可以利用以下公式定量計算供水效益:
2.單位效益。1995年以前,水庫的效益主要來自于發電和養殖,多年平均發電量不足1800萬KWH。隨著城鎮管道供水工程的通水,確保城鎮管道供水水量成了水庫水量調度的首要考慮因素之一,水庫的其他用水量相應減少,發電收入也隨之降低;加上為了發揮水體生物鏈凈化水體作用,水庫在養殖方向進行了反相調整,捕撈和放養出現負收入;從表1可以看出,隨著原水價格的提升和供水量的擴大,水庫城鎮管道供水的經濟效益日漸凸顯并成為主要經濟來源,貢獻十分突出。即便這樣,對于擁有360多名在職和退休職工的水庫管理局說,步履卻并不輕松,如從2008年水庫的運行成本構成來分析,當年水庫原水銷售收入2330萬元、發電收入550萬元、人員工資及公務費用約1800萬元,水庫管理及運營成本核算為1250萬元、還貸利息308萬元、折舊提取2380萬元,收支平衡虧損2858萬元。隨著供水二期的通水,預計到2015年,按原水價格0.20元/立方米計算,水庫的原水銷售收入將提高到3600萬,養殖等水質保護增加投入300萬,人員工資及公務費用增加200萬元,假設其他收支與2008年相似,則水庫收支平衡仍將虧損1988萬。雖然虧損額度逐年減少,但是經營壓力仍然很重,這對進一步提升管理效率形成制約。
六、供水展望
1.水資源供需預測。2003年,長潭水庫城鎮供水范圍內的總人數為292.5萬人,到2010年時供水總人數將達到315萬,預計到2020年供水總人數將超過350萬人。根據臺州市城市供水工程專項規劃,到2020年,水庫供水區域不同水平年單位人口日平均用水約為0.30m3/人?d。其州市區用水量2020年為105萬m3/d,溫嶺、玉環收益區用水72萬m3/d,總用水量為177萬m3/d。但城鎮管道總的供水量極限約為85萬m3/d。假設2010年至2020年的10年中生活、工業需水量年均增長率為3.3%。隨著人們環保意識的提高、節能減排措施的落實、科學技術的進步、生產工藝的改進,灌區內城鎮的生活、生產用水年增長率的總趨勢是逐年遞減。但受總的可支配的水資源量的限制,城鎮用水的供需矛盾仍然非常突出。
2.實行北水南調。二期供水工程的開通,極大地緩解了臺州南片特別是溫嶺、玉環的用水緊張,但由于臺州的經濟發展速度和城市化推進速度較快,結合多年來的長潭庫容調蓄特征和灌區農業和環境生態等其他用水情況,如果遇到2003年等干旱年份,水庫的可供水量存在較大缺口。鑒于臺州市南片缺水、北片富水的自然條件,臺州市跨流域引調水工程作為臺州市水資源調度的戰略性工程被提到了議事日程,總體的設想是在毗鄰長潭水庫北部的仙居縣境內的永安溪支流修筑庫容超過1億立方米的水庫,通過隧洞工程引水到下游的長潭水庫,實行聯合調度,利用北面富余的水資源解決供水癥結。據專家測算,此舉將會使長潭水庫多年平均的供水量增加1.18億立方米,從而實現在臺州水資源最大優化組合、配置。2001年,市政協在二屆八次常務協商會議上提出了《關于實施“北水南調”工程的建議案》,同年11月市政府成立了北水南調工作領導小組,目前有關工程的具體方案和實施細則正在進一步論證之中。
3.提高水資源費。水庫作為臺州市的命脈工程,為灌區的經濟、社會的快速和諧發展作出了卓越的貢獻,但受資金制約,水庫的經營管理仍步履艱難,兩者形成鮮明的矛盾。鑒于目前水資源費用低廉,嚴重脫離了水在本地區承擔的實際價值。因此,適當提高水資源定價應該是一條可行的路徑,此舉既能進一步提高全體市民惜水、愛水的意識,提高水資源的利用效率,又能保證水源地管理單位各項管理措施的正常落實和健康運行。在水價的定價上可參照各地的成功做法,結合本地實際,按照市場價值規律進行操作,逐步提高原水價格和水資源保護費,綜合考慮政治賬、經濟賬、和諧賬、生態賬,學習東陽向義烏市場化配置水資源的成功經驗,水庫屬地行政主管部門應直接同椒江、路橋、溫嶺、玉環談水權價格,站在灌區的大局上,兼顧短期和遠期利益,真正反映出水資源戰略資源。
七、結論
城鎮管道供水是挖掘水庫功能和發揮水資源效益的重要舉措,自開通以來,為供水區域的經濟和社會發展作出了卓越的貢獻,分析、計算和預測城鎮管道供水的經濟效益,能進一步實現水資源優化配置,促進水庫更好地為灌區的經濟發展服務,意義重大。
參考文獻:
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2.臺州市水利局.2001-2008臺州市水資源公報.
3.臺州市統計局.60年巨變(建國六十年臺州經濟社會發展回顧)[M]
【關鍵詞】水庫工程；水量配置；規模；影響
Scale of the impact of the proposed new water reservoir upstream engineering analysis after
Han Gang
（Hydro and Power Design Institute of Xinjiang Urumqi Xinjiang 830000）
【Abstract】Through specific engineering design work will be given the task of building the project affect downstream and upstream reservoir engineering analysis of new water were compared before and after， were analyzed from rivers and reservoirs integrated planning of both the impact of the project itself， and add upstream Effect of different water requirements of the water were analyzed. Presents various aspects of the impact analysis conclusions for similar engineering design.
【Key words】Reservoir engineering；Water configuration；Scale；Impact
1. 概述
（1）某水庫樞紐工程位于新疆塔城地區沙灣縣境內，工程位于金溝河出山口處，河谷形態呈“U”型，是金溝河流域規劃推薦的近期工程。該工程是一座具有灌溉、防洪、工業供水和水力發電綜合效益的水利樞紐工程。水庫總庫容為5363萬m3；正常蓄水位887m，相應庫容4737萬m3；死水位860m，死庫容1166萬m3；調節庫容3571萬m3。設計水平年工程可控制灌溉面積共58.61萬畝，為其提供灌溉用水保證，其中可改善13.8萬畝中低產田；將金溝河下游防護對象的防洪標準從10年一遇提高到30年一遇；可每年向下游新增工業供水量2523.25萬m3；水庫電站裝機容量10MW，每年可向沙灣縣電網輸送2948萬KW·h的電量。
（2）該工程作為金溝河的龍頭水庫，2008年8月完成了項目建議書階段的設計工作；2009年4月完成的《新疆金溝河流域規劃報告》（送審稿）將其推薦為近期重點建設工程。獨山子大石化工程是關系到國家能源安全及國民經濟平穩較快發展的重要工程之一，是國家和自治區具有戰略性的重點工程，由于它的快速發展，需要緊急解決缺水問題，因此考慮從金溝河流域擬建水庫上游新增取水工程向其供水。
2. 流域規劃報告中新增供水工程的結論
根據已完成的《金溝河流域規劃報告》成果，金溝河流域在2007～2020年期間通過逐步實施高效節水農業，在當地工業發展尚未達到一定規模的前提下，可有約0.30億m3左右的水量用于外調。但可外調水量主要為汛期洪水和冬季未控制的下泄河道結冰水量，調水過程將受到金溝河渠首斷面下泄水量過程的嚴格限制，同時對渠首斷面以下的地下水補給量將產生一定的影響。因此，獨山子區工業發展在2020年以前以金溝河地表水作為應急供水水源，除需進一步研究可外調水量的過程和水量之外，還需認真研究和落實調水對其它用水戶的影響和補償等相關問題。2020年以后調水工程應作為獨山子區工業供水的備用水源工程，僅在外流域調水管道工程出現意外事故時臨時啟用。
3. 新增供水工程對流域水資源配置及水庫工程規模的影響分析
根據流域水資源配置成果，金溝河在滿足流域設計水平年發展用水的基礎上，幾無水量可外調，不能滿足獨石化工業區調水要求。因此，對設計水平年該水庫樞紐工程向獨石化調水的影響進行如下分析：
3.1 獨石化供水工程應急調水3000萬m3影響分析。
向獨石化工業區應急增加調水3000萬m3，勢必擠占金溝河流域內的工業生產、城鎮發展、農業灌溉等生產生活用水，流域內生產、生態將遭到破壞。
（1）若獨石化調水工程從紅山水庫庫區上游均勻取水3000萬m3/年，為保障流域內城鎮、工業、農業灌溉用水，紅山水庫工程所需調節庫容將由原來的3571萬m3增加到6774萬m3，正常蓄水位將從887m提高到899.6m，較原設計增加12.6m，即便如此，限于水量的極度缺乏，仍不能滿足下游柳樹溝水庫蓄水量及河道生態用水要求。
（2）若獨石化調水工程經紅山水庫調節后均勻供水3000萬m3，為保障流域內城鎮、工業、農業灌溉用水，紅山水庫工程所需調節庫容將由原來的3571萬m3增加到6895.5萬m3，正常蓄水位將從887m提高到900m，較原設計增加13m，即便如此，限于水量的極度缺乏，也不能滿足下游柳樹溝水庫蓄水量及河道生態用水要求。
3.2 獨石化供水工程應急調水2500萬m3影響分析。
根據《金溝河流域規劃》和《某水庫樞紐工程項目建議書》設計成果，2020年金溝河流域工業發展需水量為4914.2萬m3，需要地表水增加的供水水量為2523.24萬m3。若在不增加金溝河流域水資源承載負擔，且在流域工業未達到發展用水規模時，在獨石化工業需應急供水時，考慮將流域內工業發展用水暫時應急調配給獨石化工業區使用。為此，對流域內工業發展配置的水量2500萬m3暫時應急調入獨石化工業區的影響作如下分析。
（1）若獨石化調水工程不經紅山水庫調節，從庫區上游暫時應急均勻取水2500萬m3/年，水庫電站設計保證出力將減少為0.09MW，電站年發電量由2948萬KW·h減少到2643萬KW·h，減少305萬KW·h，對紅山水庫工程有一定影響。
（2）若獨石化工業區調水經某水庫樞紐工程調節暫時應急均勻供水2500萬m3/年，僅臨時改變了某水庫樞紐工程的工業供水對象，而不會對某水庫樞紐工程的規模產生影響，某水庫樞紐工程農業供水量、發電及下游河道下泄水量將不會受到影響。但啟動獨石化工業區暫時應急供水方案是以犧牲金溝河流域自身工業發展為代價的，應急供水的實施將給金溝河流域的經濟發展帶來多方面的影響。因此，在實施應急供水前，應充分考慮應急供水時對金溝河流域生產、生態可能造成的影響，需要企業與當地政府及各部門共同協商對取水影響的補償事宜。
4. 結論
通過上述分析，不論在水庫上游均勻或非均勻取水都會對已完成規模論證的下游水庫工程原設計規模及流域本身用水產生影響，不論供水的多少也會對原工程設計規模產生影響，新增供水工程暫時應急調水后對已完成的水庫項目建議書設計基礎將產生較大影響。若進行調水，金溝河流域規劃中的水資源配置方案成果及水庫工程原設計工作均需要重新開展工作。因此在此種情況下，建議進行水權轉換來確保重要的用水對象用水。
關鍵詞:地質條件；輸水隧洞；斷面；襯砌；支護
中圖分類號：F407.1 文獻標識碼：A 文章編號：
氣象與地質
三岔河水庫供水工程是以農村安全飲水為主，兼顧農業灌溉。水庫總庫容水量為1152萬m3，設計灌溉面積為 2.4877萬畝。按照（SL252-2000），確定本水庫工程規模屬中型，工程等別為三等。工程設防烈度為9°，三岔河水庫工程建設地在未來50年內可能遭遇烈度為9°幾率為10%的地震。加之水庫位置較高，地震后，全直接危及下游區的安全。
水庫區多年平均氣溫13.9℃，極端最高氣溫32.0℃，極端最低氣溫-8.1℃，多年平均降雨量746.3mm，最大年降水1140.5mm，最少年降水469.7mm，多年平均相對濕度69%，多年平均蒸發量2025.9mm。多年平均風速2.2m/s，多年平均最大風速12.2m/s。
三岔河水庫工程是在三岔河河床相對縮窄處，壩址位于蘭岔河庫區下游約220米的相對順直河段上，河底高程2400m，壩軸方位247°0403"，壩址為不對稱“V’’字形峽谷地形，左岸坡坡陡，坡角40°～50°，地形條件相對較好，但地質條件較為復雜，上部出露粘土巖，岸坡中下部出露麗江組角礫巖，為反向坡，岸坡穩定。右岸為順向坡，坡角30°～40°，巖層傾角與坡角相近，表層有較薄的殘坡積和崩洪積覆蓋，基巖為泥鈣質膠結角礫巖，局部，層厚，強度相對較高，岸坡相對穩定。
1、輸水隧洞設計
三岔河輸水隧洞的橫斷面形狀依據隧洞的水力學、工程地質與水文地質、襯砌工作條件以及地應力情況、施工方法等因素，通過技術經濟分析確定。隧洞布設于河床左岸，結合施工導流問題，輸水隧洞采用施工導流及輸水共用的布置方式，采用龍抬頭方式，輸水隧洞全長462.598m，其中洞身段長340.30m，有壓段設計底坡為1/200，襯砌形式為圓形，襯砌內徑D=1.8m，龍抬頭段轉彎半徑15.Om，采用C20鋼筋砼襯砌，無壓段設計底坡i=l/80，襯砌型式1.8×1.8m城門洞型，采用鋼筋砼襯砌，出口消能采用挑流消能。
輸水隧洞布置形式為有壓進口無壓隧洞的方式，由引水明渠段、進口有壓段(含直洞段及龍抬頭段)、導流有壓段、豎井閘室段、無壓洞身段、出口陡槽段及消能設施段組成。隧洞依次分別穿過第三系三營組(N2s)半膠接粘土巖夾砂、砂礫巖和第三系麗江組(El)泥鈣質膠結角礫巖，輸水隧洞設計流量為Q=2.5m3/s，最大過流能力為Q=16.15m3/s。
由于三岔河輸水隧洞兼顧農村安全飲水問題，故在輸水隧洞底板下布置了農村安全飲水得輸水管。輸水管設計流量為0.25m3/s，輸水管為鑄鐵管，壁厚為15.8mm，管徑為500mm，輸水管外包一層厚0.2m厚的C20鋼筋砼。輸水管出口設于隧洞出口陡槽段后，并在出口處設兩道閘閥(Z545T-10)，控制不同水位時的輸水流量。
1.隧洞斷面設計: 隧洞出流計算，按有壓出流公式：Q=μbe計算，隧洞斷面依據明渠均勻流公式計算，其計算結果，按施工最小斷面選擇：有壓段采用圓形斷面，內徑1.8m，襯砌厚0.35m，C20鋼筋砼整體現澆。無壓段采用城門形斷面，頂拱圓心角120°，斷面尺寸1.8×1.8m，襯砌厚0.35m，C20鋼筋砼整體現澆。當過水流量為2.5m3/s時，洞內水深0.405m，過流流速0.68m/s；當過水流量為2.5m3/s時，洞內水深1.32m，過流流速1.05m/s。
2.豎井的設計:豎井內設1.0×l.Om平面鑄鋼閘門檢修門、工作門各一道；選用省水力機械廠生產的定型閘門，其規格尺寸為1.0×l.0m的平面滑動鑄鋼閘門兩道配QPY-30/40-50-8-WS II液壓式啟閉機兩套。閘孔底板高程2405.000m，啟閉機安裝在豎井內，位于閘室底板高程上6.0m處。閘室底板表面孔壁采用鋼板護襯以增強抗磨損、抗氣蝕能力。閘室頂部設密封蓋板，使井內無水。工作閘門的通氣管由豎井內接入。為便于管理，在豎井平臺上建凈空尺寸（長×寬×高）4×4×3m的啟閉機室一間，并在豎井內沿井壁設旋轉樓梯直通豎井底部。
依照《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288-99），無壓輸水隧洞設計平均流速宜小于允許不沖流速，大于允許不淤流速。按《規范》（GB50288-99）附錄F，查得現澆混凝土隧洞的允許不沖流速為8m/s；根據三川河的泥沙特性參數，經計算無壓隧洞的允許不淤流速為0.3～0.5m/s，設計流速滿足不沖不淤流速的要求。
2、襯砌設計
輸水隧洞的襯砌結構要能夠保持圍巖穩定、滿足運行所需要的水力學條件、滿足防滲要求、防止水流沖刷以及溫度、濕度、大氣等因素對圍巖的破壞作用。隧洞襯砌形式應綜合考慮斷面形狀和尺寸、運行條件及內水壓力、圍巖條件、防滲要求、支護效果、施工方法等因素。
隧洞襯砌厚度初步定為0.35m鋼筋混凝土結構，噴100mm 厚C25混凝土，則開挖寬度為2.8m，開挖高度4m。半寬為1.175m，直墻段高度為2.231m，半角為56°，半徑為1.425m。如施工期間可采用回填灌漿壓力0.35MPa。隧洞外水壓力Ⅲ類最大為HⅢ=118.62m，Ⅳ類為HⅣ = 81.34m，Ⅴ類為HⅤ = 36.05m。根據SL 279-2002 水工隧洞設計規范適當進行折減。具體荷載組合見表1。
表1 隧洞計算分析荷載組合
輸水隧洞圍巖類別包括Ⅲ類、Ⅳ類和Ⅴ類，長度分別為6 088.5m，1 701.6m和1 604.9m,根據地質評價及襯砌內力計算結果見表2。
表2 輸水隧洞圍巖襯砌計算結果表
3、支護方案設計
根據隧洞形式和地質情況綜合考慮，隧洞一次支護采用噴錨支護，根據各不同洞段的地質條件，分為局部錨桿支護和隨機錨桿支護，具體方案如下：①土洞段：前一部分供水線路，圍巖類別為Ⅴ類。隧洞過水斷面底寬1.8m，直墻高1.8m，頂拱為半圓拱。開挖洞徑寬2.8m，高4m。施工時采用鋼格柵，模筑混凝土。二次支護采用C25 鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度為300mm，頂拱120°范圍進行回填灌漿。②砂卵石洞段：為砂卵石洞段，圍巖類別為Ⅴ類。過水斷面底寬1.8m，直墻高1.8m，頂拱為半圓拱。開挖洞徑寬2.8m，高4m。施工時采用鋼格柵，模筑混凝土。二次支護采用C25 鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度為300mm，頂拱120°范圍進行回填灌漿。③泥巖洞段：為泥巖（T1h）洞段，巖性軟弱，成洞條件差。過水斷面底寬1.8m，直墻高1.8m，頂拱為半圓拱。開挖洞徑寬2.6m，高3.8m。圍巖為Ⅳ類巖石。一次支護采用C20 網噴混凝土，采用ф25 局部錨桿，單根長2.5m，每個斷面4 根，排距2m。二次支護采用C25 鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度為300mm，頂拱120°范圍進行回填灌漿。④砂巖洞段：為砂巖（T1h）洞段，過水斷面底寬1.8m，直墻高1.8m，半圓頂拱。開挖洞徑寬2.4m，高3.2m，圍巖為Ⅳ類巖石，采用ф25局部錨桿，單根長2.5m，每個斷面4根，排距2m。二次支護采用C25鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度為300mm，頂拱120°進行回填灌漿。
4、結束語
關鍵詞 調流閥；供水調度；大伙房水庫；輸水工程；調流閥計算
中圖分類號TH13 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）88-0153-02
1 工程概述
大伙房水庫輸水工程是遼寧省“十五”、“十一五”期間重點基礎設施建設項目。該工程從渾江引水，通過85km輸水隧洞引至蘇子河后入大伙房水庫，經大伙房水庫調節，通過235km密閉輸水管道向下游的撫順、沈陽、遼陽、鞍山、營口、盤錦、大連七城市供水，年總供水量為17.86億m3，工程總投資105億元。本工程運行特點為長距離、多目標、大流量的密閉壓力輸水系統， 2010年底完成主體工程建設，具備供水條件。本工程共采用VAG各類口徑調流閥19套，現就VAG調流閥在該工程上的應用做一些介紹和總結，以供同行參考。
2 活塞式調流閥簡介
在撫順配水站干線、沈陽2配水站干線、鞍山加壓站干線下游和各配水支線設置活塞式調流閥。其結構原理是：閥門驅動裝置，通過曲柄連桿機構，帶動閥內一個類似于活塞狀的圓柱體（簡稱活塞），在閥腔內作軸向運動，從而改變閥體出口的過流面積，來實現流量和壓力的調節。同時，連接于活塞前的出口節流部件，可根據具體工況條件而進行設計改變，以適應不同系統對閥門抗氣蝕及過流能力的要求。水流延弧狀進入活塞閥腔體，閥內的流道為軸對稱環形，在出口處向軸心作流線形收縮，使介質流過閥時不會產生紊流，有效克服噪音及振動。調流閥在設計流量運行過程中的最大噪聲為80dB（1m范圍內）。閥門出口部位的線性收縮和出口節流部件產生的引導對撞及阻力，可產生消能減壓效果，并避免因節流對閥體或管道產生的氣蝕影響。無論活塞被驅動到任何位置，閥腔內的水流斷面均為環狀，使閥門開度與流量成線性關系，具有良好的流量或壓力調節特性。活塞式調流閥由電動頭驅動，電動驅動裝置接收流量和壓力信號進行動作，調整閥門開度，使目標參數達到設定參數，實現調節。電動活塞閥調節靈敏，動作均勻，無卡阻、異常振動及壓力波動現象。
3 調流閥的控制方式及計算
1）控制方式分為自動控制和人工控制兩種方式。
（1）自動控制方式：開停、流量調節不需人工干預，而由監控系統根據內部程序計算結果自動進行。此種模式只有在被控閥組處于“自動控制方式”時才能實現；
（2）人工控制方式：人工設定閥的開度值，改變閥的開度來改變流量。此種模式只有在被控閥組處于“人工控制方式”時才能實現。
2）調流閥的計算
根據各配水支線需水量Q需和各約束邊界條件，通過恒定流程序計算各調流閥的開度或選擇直通閥。
調流閥計算流程：
首先輸入以下參數：面臨時刻水庫水位H現、調流閥公稱壓力等級PN、調閥直徑DN、調流閥出口型式、調流閥前壓力水頭H1、調流閥后壓力水頭H2、調流閥下游管道直徑、調流閥上游管道直徑、調流閥上游管道流阻系數ζ1、調流閥下游管道流阻系數ζ2、調流閥控制流量Q控。
將以上參數輸入VAG調流閥計算軟件，通過計算將得出開度流量曲線、開度流阻系數曲線、開度過流系數曲線、開度氣蝕系數曲線、開度噪聲曲線。
通過以上曲線查得所需對應流量及所需參數。
4 調流閥的運行調度
活塞式調流閥在大伙房輸水工程中與主干線管道閥門并聯安裝在輸水管線中。其主要作用是進行前期和檢修結束后小流量低壓力充水調度，以及在重力流供水過程中的壓力和流量的調節。各控制點調流閥正常運行最小開度不低于10%，最大開度不大于90%。
4.1 調流閥正常輪換調度
采用其當前開關次數（m）和總開關次數（N）進行控制。調度中心將同一配水站各調流閥總開關次數（N）作比較。調流閥中N值最多的設定為備用閥，對于全部投入使用的工況除外。由于調流閥的流量參數來源于該閥前和閥后超聲波流量計、支線電磁流量計，為保證對調流閥的監測和調節精度，調度中心密切關注主線超聲波流量計與支線電磁流量計（或支線電磁流量計之和）的差異是否出現異常。
1）當m≤N次時，可保持調流閥的正常運行狀態；
2）當m>N次時，由調度中心發出輪換指令，即可在調度中心的監控下，同時關閉工作閥和啟動備用閥，在輪換過程中應確保二者開、閉同步，備用閥開啟后的流量與關閉前工作閥的流量相等；
3）輪換過程完畢后，即可正常檢修退出的調流閥，并進入備用狀態；調整后的工作閥繼續運行。
4.2 調流閥檢修輪換調度
由于原水中不可避免帶有少量污物、雜質，調流閥長時間運行可能造成部分開孔堵塞，使得實際過流量偏離開度流量關系曲線。當偏離值較大時，應對工作閥進行輪換。
調流閥在運行中采取恒壓運行，閥后壓強根據并網運行壓強值通過計算后確定，閥前壓強是根據用戶需求，結合規劃高低加壓需求，適當調節撫順取水頭部的閥后壓強，最大可調至總水頭，該閥門采用電動方式，遠程控制，滿足了自動化調度的需求。
在閥門控制程序中，我們要求閥門在下游流量突增情況下報警提示、由調度人員分析流量增大的原因。如果運行正常，可以保持閥后壓強，如果下游有爆管事故，可以迅速遠程關閉，防止事故進一步擴大，減少次生事故的發生。
5 維護
活塞式調流閥所需要的維護工程量很小，軸承和運動部件所采用的材料都是耐腐蝕的，并且具有干運轉的特性，安裝的時候軸承表面只要一次性劑，齒輪箱注滿流體油脂（Oest Spezial EP），在正常情況下，為維持一個好的操作條件一年至少運轉閥門一次是很有必要的。
6 結論
大伙房輸水工程旨在引用優質充沛的遼東山區水源，供給遼寧中部城市群，建成后可有效緩解遼寧中部地區工業和居民生活用水短缺問題。調流閥在該工程中得到了充分的應用，有效的解決了在城市發展過程中引、輸、配、供等各種給水調度帶來的問題；同時，現代化控制技術的使用進一步提高了自動化調度水平，增強了供水安全性，促使城市供水為城市建設、發展更好地服務。
[關鍵詞]H-adcp ;城鄉供水;測水量水;設備;應用
中圖分類號：TU8;TU758.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0386-01
太河水庫位于淄博市東南部山區淄河干流上，是一座集防洪、灌溉、城鄉供水、水力發電、水產養殖等綜合利用的大（Ⅱ）型水庫，總庫容1.833億m3，興利庫容1.128億m3，上游控制流域面積780km2。太河水庫城鄉供水保障了無自來水管網覆蓋的淄川區和張店區共6個鄉鎮30萬人口生活用水需求。太河水庫城鄉供水工程淄博市城鄉同源同網飲水安全供水工程簡稱為“引太入張”供水工程完成后，實現了中心城區多水源分質供水、優水優用水資源優化配置的科學用水戰略決策。2011年7月28日正式通水后，承擔了向淄博市中心城區居民生活供水重任。
1 太河水庫城鄉供水工程簡介
現在太河水庫城鄉供水工程即為“引太入張”供水工程中的輸水工程。輸水工程是利用原太河水庫農灌明渠及土石隧洞對其進行覆蓋加固改造后承擔了供水任務，工程全長31公里，其中有26.3公里的總干渠（26.3公里總干渠又有7m×3.6m干渠 14.6公里，4m×3.6m干渠2.7公里），1.7公里的2m×3.6m矩形箱涵，3公里DN1000的輸水管道。沿線渡槽25座，土、石洞19條。由此可見，輸水工程戰線長、工程建筑物及其設施組成較為復雜。供水工程運行是24小時不間斷供水的運行模式，供水調度要根據實際情況對水量進行適時調節和控制，尤其是在保證中心城區生活用水的同時，總干渠還要統籌兼顧灌區農業灌溉、工程沿線鄉鎮供水、生態用水等重要功能，在無調蓄水庫的情況下，要保證供水調度的實效性和精確性難度很大。
2 H-adcp聲學多普勒流量計在運行中的應用
我們在建設初，設計和采用安裝了5套美國TRDI公司生產的H-adcp聲學多普勒流量計。主要認為H-adcp具有以下特點：儀器流速、流量測量精度高，高分辨率，對于很難測試的低流速和非恒定流能獲得高質量測驗數據;標準配置超聲波水位計、壓力水位計、傳感器，水位測量更加準確、可靠;直接輸出流速、水位、流量數據，易與RTU集成;采用最新的聲學多普勒技術，具有安裝、操作簡便，不易受生物附著影響，維護方便等優點。
2.1 H-adcp聲學多普勒流量計
H是指Horizontal - 水平，A是指Acoustic- 聲學，D是指Doppler- 多普勒，C是指Current- 流速，P是指Profiler - 剖面儀。H-adcp聲學多普勒流量計最基本的工作原理就是利用多普勒技術獲得斷面平均流速，通俗一點講就是在過水斷面上水平打出一束超聲波，將過水斷面分成無數個小斷面，超聲波測出這些斷面水中物質的運行速度，然后通過線性回歸方程計算斷面平均流速來獲得流量。
2.2 H-adcp聲學多普勒流量計在實際應用中的優點
H-adcp聲學多普勒流量計作為當前先進的測水量水設備，確實具備了相當多的優點。
1.體積小，便于安裝，在渠墻或固定物水平安裝即可。
2.集成化、信息化程度高。H-adcp聲學多普勒流量計能夠輸出流速、水位、流量、水溫數據，信息化集成相當可靠。
3.輸出信號為RS422信號，便于傳輸和接收。
4.能夠反映同一水位流速不同的情況，為實時調控水量提供可靠的信息。
5.損壞和維修率低。H-adcp聲學多普勒流量計自身質量比較過硬，很少出現故障。
2.3 H-adcp聲學多普勒流量計在實際應用中的缺點
1.足夠的水位要求。H-adcp聲學多普勒流量計雖然體積小，便于安裝，但要求所測水位必須達到51cm 以上，也就是說必須淹沒設備才能滿足測量條件。實際使用過程中，7米寬干渠，2.0 m3/s時，水位僅為40cm，不能滿足設備測量條件。我們在測流點的下游，根據廠家技術要求建設擋水堰提高水位，但所測數據仍不理想。在4米寬干渠，流量在2.0 m3/s以上時，水位60cm以上，滿足設備測量條件，所測數據比較理想。
2.率定難。H-adcp聲學多普勒流量計率定在技術上是這樣要求的：用走航式H-adcp對同一個斷面在各級水位及各種流態的情況下進行了多次流量測量，取其均值作為標準流量。在實際率定中，一是不可能給出十幾個供水工況來滿足我們率定，即使給出供水工況也需要很長時間，二是假如幾十個供水工況能用走航式H-adcp率定出標準流量，那么在此斷面也就建立了水位流量關系曲線。正是基于這種情況，在我們原有水位流量關系曲線的斷面安裝的H-adcp流量計，用水位流量關系用于H-adcp率定，H-adcp聲學多普勒流量計測量數據穩定可靠。
