靖西市城区给水系统改扩建工程取水头部设计方案论述

靖西市城区给水系统改扩建工程取水头部设计方案论述

韦凤兰

广西桂禹工程咨询有限公司 广西 南宁 530023

［摘要］根据广西壮族自治区《开展全区设区市及重点城镇备用水源建设工作方案》，供水水源存在突发性污染风险较大，要按照备用水源建设规划完成建设任务并实现完成建设任务并实现与城市自来水供水管网联网。在此前提下，靖西市提出新建一座净水厂，完善第二水源建设的设想。新建水厂的水源为靖西市巴蒙水库，原水可利用取水泵站加压经管道输送至新建水厂，也可以利用水头差经管道自流到新建水厂。

［关键词］水厂；水量平衡；放水塔；取水泵站；

1、工程概况

靖西市主城区自来水厂现状有2座，总供水能力4.5万m3/d，其中1.5万m3/d的第一水厂由于设施陈旧已经停用，现有3.0万m2/d第二水厂仅仅能够满足现状主城区的用水需求。近期（2025年）靖西市城市总需水量为9.0万m3/d，远期（2030年）靖西市城市总需水量为15.0万m3/d，故新建水厂规模为12.0万m3/d。

靖西市城区给水系统改扩建工程新建水厂位于靖西市龙潭水库东北1km小龙村，水源为巴蒙水库，新建单管DN1200原水管（焊接钢管）斜长28.449km，双管共长56.898km（双管合槽施工）。

2、项目取水工程水量平衡分析

根据《靖西市城区给水系统改扩建工程水资源论证报告书（送审稿）》（广西南宁水利电力设计院，2020.6，以下简称《靖西城区给水水资源论证》）以及《靖西市水利局关于靖西天桂铝业有限公司年产250万吨氧化铝工程取水许可申请的批复》（靖水水政[2018]2号），岜蒙水库现状主要取用水户有信发铝、天桂铝业、、华银铝业、靖西市生活饮用水、下游村屯及灌区生态基流、灌溉用水等。根据《靖西城区给水水资源论证》，岜蒙水库水资源供需平衡分析中缺少天桂铝业取用水量，建议复核完善水资源论证中水量平衡成果，最终以《靖西城区给水水资源论证》的批复作为本项目的依据。同时随着社会的快速发展，建议各取用水户优化水资源配置，从节水开始，减少水资源浪费，同时逐步实现水资源循环再利用。

3、原有、拟建放水塔放水能力分析

岜蒙水库原有的供水放水设施位于主坝左段，根据《桂西铝工业基地供水水源岜蒙水库扩容工程》（广西水利电力勘测设计研究院，2008年6月），于原有放水塔附近新建一个放水设施，目前拟建放水塔主体工程正在施工。拟建设施与旧设施互为备用，提高供水可靠性。

表3-1 岜蒙水库水位—库容曲线表

表3-2 现有放水塔放水能力表

表3-3 拟建放水塔放水放水能力表

原有放水塔进水口底高程与水库死水位相同，即791.51m，最大放水流量10 m3/s。拟建放水塔进口高程790.0m，供水要求为水库水位为791.51m（死水位）时，放水设施自流3m3/s。

靖西市城区给水系统改扩建工程取水量最大为12万m3/d（1.46m3/s），《桂西铝工业基地供水水源岜蒙水库扩容工程》中，德保华银及靖西信发铝厂需水量以及农业、生活、生态用水共至少需约25万m3/d（即3.0m3/s），《靖西天桂铝业有限公司年产250万吨氧化铝工程水资源论证报告（报批稿）》中桂铝业需水约1.71万m3/d（即0.2m3/s），用水户用水总量为4.66 m3/s。

分析原有、新建放水塔的放水能力表，水库水位为791.51m（死水位）时，原有放水塔已不能放水，新建放水塔放水流量为3.8 m3/s；水库水位为792.01m时，原有放水塔放水流量为0.47 m3/s，新建放水塔放水流量为4.593 m3/s，两个放水塔放水流量合计为5.063 m3/s，可同时满足靖西市城区给水系统改扩建工程需水量、铝厂需水量及农业、生活、生态用水量。

岜蒙水库死水位791.51m，死库容为452万m³，兴利库容7932万m³，水位791.51m~792.01m之间的库容为165万m³。死水位以下库容不能放水，第二年水库水位的抬高需死库容为基础，如果利用死库容，第二年水位不够，则影响农业灌溉等用水。假设水库水位791.51m~792.01m之间时没有来水量或者来水量不足，水量则不能满足全部用水户的需求，这时，就应该做好水量配置，优先满足城镇人饮供水、农村人饮供水等，再考虑工业、农业供水。

4、原水自流能力分析

根据《靖西市城区给水系统改扩建工程初步设计》（报批稿，唐山市规划建筑设计研究院）及相应图集（原水管路纵断面图），我项目组复核了相关水力计算，结果详见表4-1。

表4-1 钢管水力计算复核结果

水库死水位高程为791.51，水厂絮凝池进水压力标高为766.90m，水头差为24.61m，管路总损失为10.05，由此可见，只要沿程管道管顶的自由水头满足要求（2m及以上），原水是可以从岜蒙水库自流到水厂。复核唐山市规划建筑设计研究院编制的《靖西市城区给水系统改扩建工程初步设计》（报批稿）的管路纵断图纸，发现只有部分段需要再往下挖深处理，即可实现原水自流到水厂。增加石方开挖量详见表4-2。

表4-2 增加石方开挖量汇总

如果管道自流，需在原设计管路基础上再往下挖深部分管段，增加石方开挖量约1.4万 m³，原设计单位的石方开挖单价为44.73元/ m³，增加投资约为62.6万元。

5、结论及建议

1、结论：

（1）靖西市城区供水系统改扩建工程原设计方案“取水泵站布置在大坝上游，破坝开挖埋设输水管道，通过穿坝管道将水输送到大坝下游”不可行。原因如下：①穿坝管道防渗止水设施不合理，易造成管壁外围集中渗流。②抽水泵站运行过程中会引起管道振动，特别是启动和关闭时，振动幅度最大。管道频繁的振动会引起坝体土层扰动，易发生管涌、流土等渗透破坏现象。③输水管道外包混凝土埋设于坝体内，不便于日常维护检修，如若发生管道渗漏，无法迅速解决故障，整个城区供水无法保障。故该方案存在一定的溃坝风险和隐患，影响城区供水保障，威胁水库下游居民的生命财产安全。

2建议：

（1）靖西市水利局于2018年5月3日分别对《靖西天桂铝业有限公司年产250万吨氧化铝工程水资源论证报告（报批稿）》和《关于靖西天桂铝业有限公司年产250万吨氧化铝工程取水许可申请》进行了批复，同意该工程从岜蒙水库取水572.5万m³/年。2020年6月广西南宁水利电力设计院（以下简称南宁院）编制了《靖西市城区给水系统改扩建工程水资源论证报告书（送审稿）》（以下简称《报告书》），经查询比对，《报告书》中水量平衡分析部分未考虑天桂铝业有限公司年250万吨氧化铝工程（以下简称天桂铝）的需水量。为了全面掌握岜蒙水库的水量分配情况、明确可供水量是否满足城区供水需求，建议在《报告书（报批稿）》水量平衡分析中将天桂铝的需水量加入在内。

（2）取水头部专项设计初步方案为：建议利用岜蒙水库扩容工程新建的放水塔及原水库放水塔取水。

方案一，取水泵站设于大坝下游，位于放水塔出水口处渠道边上。《靖西市城区给水系统改扩建工程初步设计》（报批稿，唐山市规划建筑设计研究院）中原水管路方案不变，需提供机电设备所需工作扬程。

方案二，不设泵站，于放水塔出水口处渠道边上新建取水前池，利用取水前池与水厂絮凝池水头差24.2m（791.1-766.9=24.2m）使原水自流到水厂。该方案会使原《靖西市城区给水系统改扩建工程初步设计》（报批稿，唐山市规划建筑设计研究院）中原水管路的部分管段需往下再挖深，挖深部分工程直接投资约增加62.6万元，但可节约加压泵站投资。

6、结束语

随着靖西市社会经济的发展，靖西市用水量逐年增长，现状水厂的供水规模已难以满足日益增长的水量需求，因此对靖西市城区给水系统进行改扩建，增加城市供水规模是必要和迫切的，靖西市城区给水系统改扩建工程有着重大的意义，而工程项目取水头部的设计方案的选取（提水或者自流方案，取水泵站的选址）将对工程项目有着重大的影响。

［作者简介］韦凤兰（1988-），女，广西宾阳县人，广西桂禹工程咨询有限公司工程师，学士，从事水利水电工程设计工作。

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