陵川县磨河水库供水工程取水泵站方案比选

曹崇文

（山西省水利水电勘测设计研究院 山西太原 030024）

1 磨河水库概况

磨河水库挡水建筑物为堆石混凝土重力坝，坝轴线为直线，大致呈南北向，坝顶长112.0m，坝顶相对高程54.9m（以建基面相对高程设为0.0m），坝顶宽6m，最大坝高54.9m，最大坝底宽度48.4m。坝体由挡水坝段、溢流坝段和底孔坝段组成。挡水坝段长77.0m，布置在左右两侧；溢流坝段布置在坝体中部偏右岸，表孔净宽2×8.5m，堰顶相对高程48.5m，开敞式无闸门控制；溢流表孔左侧布置2孔泄洪冲砂底孔，孔底相对高程21.5m，进口设平板检修门，孔口尺寸4m×4.6m（宽×高），之后设平板工作门，孔口尺寸4m×4m（ 宽×高）。

上坝道路起始于大磨河提水泵站左侧，连接大磨河进站道路，终点位于大坝左侧坝头，包括1座交通桥、1条傍山公路、2条交通洞，全长0.94km。

取水泵站共设置二个方案进行比较，见图1。

2 取水泵站方案一

根据磨河水库工程建设现状，结合库区沿岸地形地质条件，选择取水泵站的位置。方案一：取水泵站主厂房位于库区内，距上游坝面约10m，取水点处河底相对高程为19m左右，设水中固定式取水泵站直接从库区提水。泵站设计引水流量为0.18m3/s，年供水量430万m3。泵站主要建筑物包括进水闸、泵站主厂房和地面副厂房等。

进水闸布置于主厂房临库水一侧，闸基础与泵站主厂房连为一体，泵站所处基岩面由岸坡倾向河床，闸基回填C15混凝土至基底。进水闸下部为泵站进水口，依次布设拦污栅和平板钢闸门，考虑工程运行和水库淤积对取水的影响，进水口分上、下两层布置，检修平台穿过泵站主厂房安装间可与大坝连通。

图1 陵川县磨河水库供水工程取水泵站两方案示意图

主厂房位于库区内，为圆筒形混凝土结构，内径12m，基础座落于基岩上。厂房分二层布置，即电机层和进水池层。底层为泵站进水池，底板相对高程为20.5m；电机层底板相对高程54.9m，布置3台机组，品字形布置，2台工作，1台备用，总装机容量为2×160kW+1×75kW，机组间距2.5m，屋面采用钢筋混凝土预制屋面板。泵房内设LD电动单梁起重机，最大起吊10t，泵站厂房通过停回车平台与坝顶连接。

副厂房布置在水库大坝左岸边停回车平台压力钢管镇墩上，副厂房内主要布置柴油发电机室和监控中心等。

供水线路自水泵出口至大磨河泵站进水池的压力管道采用钢管供水。水泵出口至左坝头之间，为压力管道水平段，共3根出水支管，管径0.3m，在回车平台镇墩内并成1根直径0.5m钢管，在回车平台下延伸至左岸交通洞洞口，沿交通洞底挖沟埋设至大磨河泵站前池，压力管道全长1.0km。为提高供水安全性，方便检修和运行，在压力管道起始处设排水阀，末端设一个排气阀井。

3 取水泵站方案二

方案二：取水泵站主厂房布置在水库上游1#交通洞出口附近，距大坝约1.5km。取水点处河底相对高程为43m左右，设水中固定式取水泵站直接从库区提水，泵站采用圆桶形混凝土结构，内径8m，设计引水流量为0.10m3/s，年供水量250万m3，地形扬程23～26m。泵站安装3台机组，2台工作，1台备用，总装机容量为3×30kW。由主、副厂房、进水塔等建筑物组成。

供水线路自水泵出口至大磨河泵站进水池的压力管道采用钢管供水。水泵出口至厂区平台之间，为压力管道水平段，共3根出水支管，管径0.2m，布设在交通桥两侧翼板下，桥墩兼做管道的镇墩，在镇墩内合并成1根压力主管，直径为0.3m的钢管，合并后的管道沿1#交通洞底挖沟埋设至大磨河泵站前池，压力管道全长0.2km。为提高供水安全性，方便检修和运行，在压力管道起始处设排水阀。

4 方案比较

4.1 年供水量比较

在供水保证率90%前提下，方案一年供水量为430万m3，方案二年供水量为250万m3。兴建磨河水库工程的主要任务是向磨河供水工程补充水源，水库总库容240万m3，设计供水流量0.18m3/s，年调节供水能力430万m3。因此，方案二无法满足工程供水任务要求，不可取。

4.2 取水建筑物比较

方案一和方案二均在库区设固定式圆筒形取水泵站取水。其中方案一进水塔设上下两层分层取水，泵站设3台（2工一备）机组，装机容量2×160kW+1×75kW，地形扬程11.37～37.5m。方案二进水塔设单层进水口，装机3台（2工1备），装机容量3×30kW，地形扬程23～26m。从两方案库区泵站布置形式以及机组台数、装机容量考虑，方案二较优。

4.3 供水线路布置比较

方案一与方案二均为管道输水，供水管道均沿上坝道路路基铺设，施工难易程度相当。其中方案二管道全长220m，较方案一管道短800m左右。从供水线路长度及管道投资分析，方案二有优势。

4.4 施工条件、运行管理及工程投资比较

两方案泵站的施工均在水库库区内，两站址地质条件相当，主体施工均为竖井石方开挖，施工难易程度相似。但方案一施工时可以结合大坝导截流工程，施工时不受洪水影响；方案二需新建导流建筑物和施工临时点。综合考虑，方案一施工布置较为方便。

方案一厂房布置在大坝左坝头，可结合大坝的运行管理统一布置，减少管理人员配置，运行调度集中控制；方案二取水建筑布置在水库库区中上游，距离大坝较远，需单独安排管理人员值守，方案一有优势。方案一总投资1319.29万元，方案二总投资701.11万元。从投资总额上看，方案二占优。

4.5 方案选择

两个方案从年供水量、取水建筑物和供水线路布置、施工条件、管理运行、工程投资等方面进行比较。方案二在工程投资方面占优，但年供水量大大减少，方案一虽总投资较大，但年供水量能满足整个工程供水任务需求，且能与大坝施工及运行管理统一考虑，从工程整体考虑，推荐方案一。

5 结论

磨河水库是关系到陵川县部分乡镇及高平市部分乡镇的城镇生活、工业用水和人蓄饮水的重要水源。而磨河水库供水工程的建立满足了需水用户的要求，经过精心设计，为后续工程的发展奠定了基础。