城乡供水水源调蓄工程建设方案Word下载.docx

1、5.1 淹没 19 5.2 占地 19 6 工程管理 20 6.1 管理机构与职责 20 6.2 管理范围 20 6.2.1 水源地保护区范围 20 6.2.2 管理范围 21 7 工程投资 22 7.1 投资估算 22 7.2 资金筹措 23 8 结论与建议 24 8.1 结论 24 8.2 建议 24 1 综合说明1.1 项目背景 衡水为河北省地级市，位于河北省东南部， 界于东经11510-11634，北纬 3703-3823之间，东部与沧州市和山东省德州市毗邻，西部与石家庄市接壤，南部与邢台市相连，北部同保定市和沧州市交界，总面积 8815km2，市政府所在地桃城区北距首都北京 250k

2、m，西距省会石家庄 119km。截至 2018 年年末，全市户籍人口 455.6 万人，其中，城镇人口 160.0 万人。2018 年全市实现生产总值 1558.7 亿元，人均生产总值 34898 元。南水北调中线每年分配衡水市水量 3.1 亿m，向全市 13 个县（市、区）的 13 座地表水厂输水，水厂以上配套管网 258km。进入该市的输水渠道有两条，一条沿石津干渠明渠向东从深州市进入衡水市，至武强县改为暗涵进入沧州市，通过管道向安平、饶阳、深州、武强、景县和阜城供水。一条沿军齐干渠明渠向南从深州市进入衡水市，经七分干渠，通过傅家庄泵站加压后通过管道向桃城区、冀州区、滨湖新区、工业新区、武

3、邑、枣强、故城供水。衡水市城乡供水自 2016 年由地下水转为南水北调水源后，衡水主城区、冀州区、工业新区、滨湖新区、武邑县、枣强县和故城县等南部七个县（市区）水厂的供水全部依靠南水北调傅家庄泵站加压供水。作为全省最大的加压泵站，傅家庄泵站设计供水能力 8.18m/s，前池容量仅有 4300m，调蓄能力较小。一旦发生意外情况，将会影响衡水市区及有关县区的持续稳定供水，甚至有可能影响社会稳定。为保证衡水市城乡各供水目标持续安全供水，急需在傅家庄泵站附近修建调蓄工程。1.2 建设任务和规模 本调蓄工程是利用南水北调水源，在傅家庄泵站上游设置调蓄水库，水库进水通过七分干设进水闸自流入库，设出水闸及泵

4、站通过七分干进入傅家庄泵站前池。调蓄水库总库容为 1235 万m3，水库进水闸、七分干节制闸、出水闸设计流量 10m3/s，出水泵站设计流量 3m3/s。1.3 工程布置与设计 衡水市城乡供水水源调蓄工程选址位于衡水市冀州区境内，冀州区官道李镇会刘家庄、会尚家庄村东，赵南公路以西，七分干北侧。水库进水通过七分干节制闸及水库进水闸自流入库，通过水库出水闸及出水泵站再回到七分干进入傅家庄泵站前池。工程建成后，正常运行时，关闭南水北调七分干节制闸，来水通过水库进水闸自流入库， 再通过水库出水闸自流进入傅家庄泵站前池，使库区水循环流动。设计使用工况：（1）南水北调上游供水出现紧急情况时，关闭水库进水闸

5、，库区水前期通过出水闸自流进入傅家庄泵站前池，后期水位下降，不能自流时，启用出水泵站，将库区水加压提升至傅家庄泵站前池。（2）水库遇到维修等特殊情况时，开启七分干节制闸，上游来水直接进入傅家庄泵站前池。本工程主要建筑物包括水源地围堤、七分干节制闸、水库进水闸、水库出水闸及出水泵站、截渗沟等。1.4 淹没及占地 本工程区域内基本为农田及灌溉渠道，另有部分树木、机井、坟头等。蓄水工程淹没范围为围堤内区域，设计蓄水面积约 1.66km2，围堤轴线长度 5.5km。蓄水工程占地区域没有村庄，不存在移民问题。本工程永久占地共 2720 亩，临时占地共 3390 亩。1.5 工程管理 本工程建成后，拟交由

6、河北供水有限责任公司衡水管理处统一管理。本工程管理范围：蓄水水库工程为截渗沟外边缘外 5.0m，其余渠道、建筑物外缘以外 20m，安全保护范围为管理范围以外 200m。1.6 设计估算 本工程估算总投资93187万元，其中建筑安装工程29805万元，临时工程费4471万元，独立费用为4353万元，建设及施工场地征用费45569万元，基本预备费8420万元，水保投资220万元，环保投资350 万元。资金筹措：受益7县区本级财政资本金、上级财政资金、水利发展债券、银行融资等多种渠道。1.7 结论及建议 衡水市城乡供水水源调蓄工程建成后，可有效解决因上游渠道发生污染等紧急事件造成的供水中断，提高衡水

7、市南部七县区城乡持续安全供水保证率，具有一定的经济效益，同时具有较大的社会效益和环境效益。该工程建设十分必要而迫切，建议尽快实施。2 水文与地质2.1 水文与气象 衡水市位于半干旱、半湿润区，属暖温带大陆性气候季风气候区， 年平均气温 12.6，月平均最低气温-8.8，出现在 1 月份，月平均最高气温 31.9，出现在 7 月份，极端最低气温-23，出现在 1972 年 2 月 6 日，极端最高气温 42.7，出现在 1968 年 6 月 11 日；年日照实数 26243 小时，无霜期 200 天左右，初霜期一般在 10 月下旬，终霜期在 3 月底；土地结冻期从 11 月中旬至来年的 3 月中

8、旬，最大冻土深度 0.52m；衡水市多年平均降水量（1956-2003 年系列）509.7mm， 丰水年（1964 年）平均降水量为 950.9mm，枯水年（1965 年）平均降水量仅有 209.1mm。全市水资源总量 6.13 亿 m3，人均占有量 148m3， 是全省人均水平的 47.6%、全国人均水平的 6.7%，世界人均的 2%；亩均水资源量 76m3/亩，远低于农灌需水量，是全省乃至全国严重缺水的地区之一。多年平均水资源可利用量 8 亿m3，年用水量大体在 1618 亿m3。衡水市处于海河流域中下游，境内共有 9 条行洪排沥河道，分属四大河系：东南部的卫运河、南运河属南运河系；滹沱河

9、、滏阳河、滏阳新河属子牙河系；潴龙河属大清河系；黑龙港流域内的江江河、清凉江、索泸河、滏东排河四条排沥河道属南排河系。2.2 地质 衡水市处于华北平原中部，属冲洪积、冲湖积平原，位于滹沱河冲击扇缘洼地，为古黄河、漳河、滏阳河、滹沱河等古河道冲积洪积区，地势低洼平坦，自西南向东北倾斜，地面坡降为 0.30.6。海拔高程 1230m。衡水市地下水垂向划分为四个含水组。第一含水组总厚度 5070m，含水层岩性以细粉砂为主。除西北部的安平、饶阳为淡水外，其余区域均有咸水体，而在咸水体上部分分布有条带状的浅层淡水，厚度一般 1030m，个别区域 5070m。第二含水组底板深度 170250m，厚度 12

10、0180m。含水层岩性以粉细砂为主，地下水具有承压性质。第三含水组含水层以中细砂为主，间有中粗砂。属承压水，矿化度小于 1g/L。底板深度在 30450m 之间，厚度 180200m。该组为目前深层淡水的主要开采层。第四含水组底板深度变化 450 600m，含水层厚度 100140m。含水层以中细砂为主，间有中粗砂， 属承压水，矿化度小于 1g/L。该含水组粘性土层厚度大、分布广，且区域上分布较稳定，与上部含水层隔离好。该层目前仅有少量开采， 主要用于城市水源地、农村连片供水及重点工业项目用水。衡水市地下水含水组分布图3 建设任务和规模3.1 项目建设的必要性 /s，前池设计最低水位 19.5

11、m，设计最高水位 23.0m，前池容量仅有 4300m， 调蓄能力较小。还有，根据衡水市南水北调配套工程初步设计，在南水北调供水不足时，当地地表水和地下水作为备用水源和补充水源，2018 年 7 月 23 日，河北省人民政府办公厅关于“印发河北省城镇自备井关停工作方案的通知”，要求在 2019年 6 月底前，以地下水为水源的城镇公共供水企业自备井，在保留10%15%地下水热备水量基础上，其余供给水量全部切换为引江水或地表水水源。一但引江水不足，剩余自备井不能保证城乡正常供水。根据衡水市南水北调配套工程设计，傅家庄泵站运行工况是稳定均匀流供水，水厂清水池不具备调蓄能力。而城区自来水管网供水量昼夜

12、差别很大，夜间不能消纳的宝贵水源因为没有调蓄能力只能外排。同时泵站上游 100 多公里全部为明渠输水，一旦上游渠道发生污染等紧急事件，势必造成输水中断，城区各水厂全部停水。2017 年上游辛集段污染事件的发生，造成市区突然停水，市区采取了紧急启用备用地下水源供水才得以解决，但生活和企业不能足额供水造成了一定的经济损失。另外，天气影响也造成供水不稳定，尤其冬季明渠输水， 由于冰冻造成的上游来水量昼夜温差极大，管道承受不均匀，也会造成突发停水事故。为保证衡水市城乡各供水目标持续安全供水，急需在傅家庄泵站附近修建调蓄工程，以提高城市供水的安全保证率，因此修建衡水市城乡供水水源调蓄工程是非常有必要的。

13、3.2 蓄水调节计算 3.2.1 原南水北调分配水量 傅家庄泵站主要是向衡水市区（含桃城区）、工业新区、武邑县、冀州区、滨湖新区、枣强县和故城县等 7 个县（区）的地表水厂供水，根据规划水平年 2020 年受水区需水量预测以及河北省南水北调建设委员会、河北省水利厅关于河北省南水北调受水区供水配置优化成果的批复（冀调水设201115 号文），各县（区）年分配水量分别为衡水市区（含桃城区）7204 万 m3、高新区 5428 万 m3、武邑县 655 万m3、冀州区 2869 万m3、滨湖新区 1162 万m3、枣强县 2392 万m3、故城县 1674 万m3,受水区七县区合计年分配南水北调水量

14、为 21384 万m3， 其中，四区（市区、高新区、滨湖新区、冀州区）年分配南水北调水量为 16663 万m3。根据傅家庄泵站 2017 年 11 月2018 年 10 月日消纳水量统计表， 按其分配情况，将项目区月分配的水量进行旬分配，与衡水市南水北调典型年分水过程线相匹配，详见下表 3-1。在上游突发水污染等紧急情况下，根据设计供水保证率及对民生的影响程度，参考国内城市发生水污染等紧急事件造成的停水时间并考虑恢复水质所需的净化时间，应急周期按 15 天考虑。南水北调分配给衡水市南部 7 县区的总水量为 21384 万m3，平均情况下 15 天的需水量为 879 万m3。按照典型年分水过程线

15、，最大 15天需水量发生在 7 月下半月，为 1086 万m3。本次供水水源调蓄水库规模按 15 天最大需水量（兴利库容）1086 万m3 进行确定，加上死库容105 万m3 和蒸发渗漏损失量 76 万m3，则满足 7 县区 15 天需水量的总库容为 1267 万m3。表 3-1 规 划 水 平 年 需 水 过 程 线 时段（旬） 规划水平年需水量（万 m3） 11 上 546.37 5 上 545.97 11 中 523.02 5 中 552.5 11 下 529.06 5 下 603.65 12 上 655.62 6 上 649.04 12 中 601.33 6 中 647.87 12 下

16、 647.6 6 下 628.26 1 上 618.69 7 上 566.77 1 中 552.07 7 中 578.52 1 下 614.36 7 下 796.75 2 上 574.89 8 上 618.78 2 中 611.58 8 中 604.84 2 下 574.52 8 下 696.31 3 上 490.54 9 上 673.99 3 中 492.61 9 中 669.06 3 下 632.37 9 下 649.22 4 上 567.09 10 上 518.51 4 中 558.43 10 中 507.07 4 下 556.14 10 下 582.57 3.2.2 城乡生活生产用水量

17、复核 在上游突发水污染等紧急情况下，根据设计供水保证率及对民生的影响程度，优先保证城乡居民生活用水，其次是工业应急用水，应急状态下，工业供水次序首先是与民生密切相关的重点工业。根据衡水市南部七县区现状社经基数，按增长率法预测规划年（2020 年）的总人口和工业增加值，按照城乡居民生产生活用水定额及应急工业用水指标，分析供水区的需水量，经复核，七县区规划年需水量为 962 万m3。由于按城乡居民生产生活及工业应急用水计算出的需水量小于原南水北调规划的七县区需水量，故本次调蓄工程取大值，按南水北调分配水量计算的总库容 1267 万m3 进行设计。3.3 建设任务和规模 调蓄水库总库容为 1267

18、万m3，水库进水闸、七分干节制闸、出水闸设计流量 8.5m3/s，出水泵站设计流量 3m3/s。4 工程布置与设计4.1 设计依据 4.1.1 规范规程 水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）；碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）；堤防工程设计规范（GB50286-2013）；水闸设计规范（SL265-2016）；泵站设计规范（GB50265-2016）；水工混凝土结构设计规范（SL191-2008）；水工建筑物荷载设计规范（SL744-2016）；水工建筑物抗震设计规范（GB51247-2018）；建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；土石坝安全监测技术规

19、范（SL551-2012）；水库工程管理设计规范（SL106-2017）；混凝土结构设计规范（GB50010-2015）；平原水库工程设计规范（DB37/1342-2009）；水利建设项目经济评价规范（SL72-2013）；供配电系统设计规范（GB50052-2009）；水利水电工程土工合成材料应用技术规范（SL/T225-98）；国家颁布的其他有关现行规范、规程等。4.1.2 工程等别 该工程是为调节南水北调来水兴建的平原调蓄工程，总库容为1267 万m3，供水对象为衡水市南部七县区。根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2017，本工程蓄水工程规模为中型，工程等别为等。主要建筑物水

20、库进水闸、七分干节制闸、出水闸、出水泵站按 3 级建筑物设计，其他配套建筑物按 4 级建筑物设计。4.1.3 洪水标准 该蓄水工程不承纳河道洪沥水，防洪主要考虑外来洪水对该工程的影响，根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2017，确定蓄水工程设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 100 年一遇。4.1.4 地震设防烈度 根据中国地震动参数区划图（GB18306-2015）的规定，工程区域抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.1g，地震分组为第二组,地震动反应谱特征周期为 0.4s。根据水工建筑物抗震设计规范（SL203-97），建筑物按地震烈度度设防。4.2 工

21、程总布置 4.2.1 蓄水工程选址原则 本工程是衡水市城乡供水的调蓄工程，本着安全、经济、减少占地，充分发挥蓄水工程的调蓄功能，蓄水工程选址遵循以下原则：充分利用现有水利工程措施，尽量少占用土地。尽可能靠近水厂和供水区，减少供水工程的运行费用，便于管理；库址附近村庄少，且没有较大污染源；工程遇突发事件，有泄水出路，并对周围地区不会产生破坏性后果；区域地势相对低洼或平坦，适于围堤建库；4.2.2 工程总布置 调蓄水库工程选址位于衡水市冀州区境内，冀州区官道李镇会刘家庄、会尚家庄村东，赵南公路以西，七分干北侧。水源地工程采用下挖式平原水库，挖深约 8m，筑堤高度 2.5m。工程建成后，正常运行时，

22、关闭南水北调七分干节制闸，来水通过水库进水闸自流入库，再通过水库出水闸自流进入傅家庄泵站前池，使库区水循环起来；当南水北调上游供水出现紧急情况时，关闭水库进水闸，库区水前期通过出水闸自流进入傅家庄泵站前池，后期水位下降，不能自流时，启用出水泵站，将库区水加压提升至傅家庄泵站前池。当水库遇到维修等特殊情况时，开启七分干节制闸，上游来水直接进入傅家庄泵站前池。傅家庄泵站前池 南水北调七分干渠 现状农田中灌溉渠道 现状农田 现状农田路网 4.3 工程设计 4.3.1 蓄水工程设计技术 衡水市城乡供水水源调蓄工程主要包括围堤、七分干节制闸、水库进水闸、水库出水闸及出水泵站、截渗沟等工程。本工程主要技术

23、指标如下：总 库 容 1267 万 m3 兴 利 库 容 1086 万 m3 死 库 容 105 万 m3 年 蒸 发 渗 漏 76 万 m3 坝基底高程 22.5m 库底高程 14.5m 死水位 15.5m 设计水位 23.5m 坝顶高程 25.0m 最大设计水面面积 1.66km2 围堤长度 5.5km 水库进水闸设计流量 8.5m3/s 水库出水闸设计流量 8.5m3/s 七分干节制闸设计流量 8.5m3/s 水库出水泵站设计流量 3.0m3/s 4.3.2 围堤设计 库区具有丰富的筑堤土料，主要为壤土、粘土，一般可作为筑堤的土料，本着就地取材的原则，围堤采用均质土坝。围堤断面在充分考虑

24、了筑堤土料、坝坡稳定、渗流、风浪、冲刷、冰冻管理及交通条件的基础上进行确定，参照国內已有平原蓄水工程工程实例，选择小断面混凝土板迎水面护砌方案。水库位置处现状地面高程为 22.523.0m，水库围堤基底高程取 22.5m。通过总结已建成平原水库的经验，综合比较后确定围堤设计断面：堤顶宽度为 8.0m，堤顶高程 25.00m，內坡坡比 1：4，内坡采用 12cm 厚现浇混凝土大板护砌，护坡衬砌自里向外为坝体、400 克/m2 复合土工膜、混凝土大板护砌。在围堤内坡脚向里 80m 开始下挖水库，边坡 1：4，挖深 8m，水库底高程 14.5m。围堤外坡 1：4，采用草皮护坡，为增强围堤稳定性，围堤

25、背水坡坡脚设置贴坡式排水，贴坡采用 30cm 干砌块石及 300g/m2 土工布，护砌高度 1.5m。水库四周距外坡脚外 20m 处设截渗沟，截渗沟设计断面为底宽 2.0m，深 3.0m，边坡1:2.5。堤顶考虑到施工、交通等方面的要求，坝顶宽度取 8.0m，采用沥青混凝土路面，路面宽 5.0m，路面结构为下部采用 30cm 三七灰土垫层，上部为 8cm 沥青混凝土。坝顶向背水一侧倾斜，坡度采用 2%以排除坝顶雨水。4.3.3 进水闸及进水渠 在水库的南侧靠西位置设进水闸及进水渠，水库自七分干引水。进水渠采用明渠，梯形断面，内坡混凝土板护砌。进水渠与围堤处设置进水闸，进水闸采用钢筋混凝土箱涵结

26、构，单孔 2.52.5m，铸铁闸门，配置 15t 手电两用启闭机。进水渠及进水闸底高程与七分干渠底高程相同。4.3.4 七分干节制闸 在水库进水渠下游侧七分干上设置节制闸，正常运行时，关闭该闸，来水通过水库进水闸自流入库，当水库遇到维修等特殊情况时， 开启该闸，上游来水自七分干直接进入傅家庄泵站前池。节制闸采用钢筋混凝土开敞式结构，单孔，宽度 2.5m，铸铁闸门，配置 15t 手电两用启闭机。闸底高程与七分干渠底高程相同。4.3.5 出水闸及出水渠 在水库的南侧靠东位置设出水闸及出水渠，正常运行时，关闭南水北调七分干节制闸，来水通过水库进水闸自流入库，再通过水库出水闸自流进入傅家庄泵站前池，使

27、库区水循环起来。出水渠采用明渠， 梯形断面，内坡混凝土板护砌。出水渠与围堤处设置出水闸，出水闸采用钢筋混凝土箱涵结构，单孔 2.5出水渠及出水闸底高程与七分干渠底高程相同。4.3.6 出水泵站 在水库的南侧靠西出水闸位置设置出水泵站，当南水北调上游供水出现紧急情况时，关闭水库进水闸及七分干节制闸，库区水前期通过出水闸自流进入傅家庄泵站前池，后期水位下降，不能自流时，启用出水泵站，将库区水加压提升至傅家庄泵站前池。水库出水泵站采用正向堤后式泵站，由连接段、前池、进水池、主副厂房、压力池、穿坝涵洞和出水渠组成，其中，出水渠与出水闸的出水渠共用。泵站设计流量 3.0 m3/s，经综合考虑，选用 60

28、0QH-35（-2O）潜水混流泵 3 台，配套电机选用Y355-8 型潜水电机 3 台，由于本泵站运行时间短， 不再另设备用水泵。5 淹没及占地5.1 淹没 衡水市城乡供水水源调蓄工程位于衡水市冀州区境内，冀州区官道李镇会刘家庄、会尚家庄村东，赵南公路以西，七分干北侧，工程区域内基本为农田及灌溉渠道，另有部分树木、机井、坟头等，另外， 现状选址位置中间有一条西南-东北走向 110KV 高压输电线路，工程范围内没有文物保护单位。蓄水工程主要是由土坝合围而成，因此蓄水工程淹没区即为围堤內区域。蓄水工程占地区域没有村庄，本工程不存在移民问题。5.2 占地 工程占地分永久占地和临时占地两部分。永久占地：指蓄水工程、管理设施等形成工程实体部分用地及管理范围用地。临时占地：指施工过程