广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院有限责任公司 广西南宁 530023
摘要：本文主要介绍了一些水源建设工程取水口水工布置设计思路，针对洪潮江水库的地形地貌特点，并结合多年设计实践经验，进行北海市备用（第二）水源建设工程取水口布置，供大家在水源工程取水口的位置选择上进行参考。
关键词：水源；线路布置；方案比选
1 概述
北海市备用（第二）水源建设工程供水水源为洪潮江水库，供水对象为北海市和合浦县中心城区。根据本工程供水任务要求及建设内容，供水规模分近、远期实施，近期仅考虑北海市用水量要求，远期考虑北海市及合浦县城用水量。近期北海市供水规模为1.91m3/s；远期供水规模为5.09 m3/s，其中北海市供水规模3.82 m3/s，合浦县城供水规模1.27 m3/s。取水口进水塔及加压泵站土建部分按远期供水规模要求同步建设，输水管道及加压泵站机电设备按近期规模安装。进水塔及加压泵站均预留远期北海市及合浦县城取水口。
本工程主要建筑物为取水口、输水管线、加压泵站及输水管线附属建筑物。加压泵站近期安装4台水泵，三用一备，总装机容量为355×4kW，最大抽水流量1.91m3/s，抽水扬程39.23m。输水管线总长32.22km。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）规定，工程等别按供水对象重要性及年引水量确定。近期设计水平年2025年北海城区人口达到95万人，远期设计水平年2030年北海城区人口达到145万人，均属重要城市，但本工程为北海市的备用（第二）水源，近期多年平均供水量为4987万m3，远期多年平均供水量为13220万m3；考虑到取水口及加压泵站均按远期供水规模5.09 m3/s进行设计，经对工程供水对象的重要性及供水规模进行综合分析，工程等别确定为Ⅲ等。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）中“4.7.2 承担县级市及以上城市主要供水任务的供水工程永久性水工建筑物级别不宜低于3级；承担建制镇主要供水任务的供水工程永久性水工建筑物级别不宜低于4级”规定，因此，取水口、输水管道、加压泵站等主要建筑物均按3级设计，取水口、输水管道、加压泵站设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为100年一遇。
2 地质概况
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图3-1 取水口地形地貌现状
取水塔处地层上部为第四系残坡积含碎石粉质粘土为主，黄褐色，进水口段位于库水位以下，土体饱和，土质呈软可塑状，岸上以硬可塑～硬塑状为主，层厚不均一，两端薄，中间厚，一般1.5～3.0m，最大约4.5m。下伏基岩以下第三系粉砂质泥岩、细砂岩为主，全～弱风化，自上而下分别为：①粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩，棕红色，全风化层呈土状，较坚硬，岩芯断面见岩石风化残留层状痕迹，线路前段全风化层厚稍薄，一般2.0～2.5m，后段较厚，约5.0～6.0m。下部强～弱风化层，岩石胶结差，岩质较软，指甲可刻划，敲击易断；②细砂岩，浅灰色，弱风化，岩石胶结性差，岩质软，指甲可刻划，铁器敲击易碎，岩芯以柱状为主，柱长一般8～15cm；③砂砾岩夹砾岩，棕红色，弱风化，岩石胶结性差，送水钻进进尺快，采取率低。沿线未发现明显滑坡、崩塌等影响建筑物或管线安全的不良地质条件。
工程区及附近未发生过大的地震活动，区域构造稳定性较差。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），工程区地震动峰值加速度值为0.10g，相应地震基本烈度为VII度。
3 位置选择
3.1 取水口的选择原则
（1）尽可能不受泥沙、漂浮物等影响，尽量不妨碍航运，位置尽量靠近用水地区。
（2）应考虑作物对水温的要求，进水口尽量取到表层水。
（3）应考虑后接线路的布置，满足后接线路布置平顺和建筑物型式简单。
3.2 取水口位置选择
根据《北海市备用（第二）水源建设规划报告（水源部分）》（北政函［2017］318号）以及北海市发展和改革委员会以“北发改投［2018］144号”对《北海市备用（第二）水源建设项目建议书》的批复意见，洪潮江水库作为北海市主城区供水水源。根据工程总体布置情况，并结合水源地的地形地貌条件，本工程选择了洪潮江水库东南侧及其下游的结瓜水库－滚水坝水域南侧两个地点作取水口位置比选，两个取水口位置如图3-1。
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图3-1 取水口位置示意图
3.2.1 取水环境条件分析
（1）洪潮江水库取水口
洪潮江水库坝址控制集水面积402km2，水库总库容7.03亿m3，多年平均径流量3.66亿m3。根据广西沿海水环境中心水质监测结果评价成果，洪潮江水库现状水质达Ⅱ类，水源地水质较好，能满足饮用水水源地要求，且水库水量亦能满足北海市远期供水规模。洪潮江水库特性如下：
正常蓄水位：28.73m
设计洪水位（P=1%）：29.84m
校核洪水位（P=0.05%）：30.85m
死水位：22.73m
水库总库容：7.03亿m3
该方案取水工程设计水位如下：
最高水位：30.85m
正常水位：28.73m
最低水位：22.73m
（2）洪潮江滚水坝水域取水口
滚水坝水域是洪潮江水库的结瓜水域，通过洪潮江水库北干渠渠首放水塔控制放水量，然后经过一段长350m北干渠输水走廊与滚水坝水域库尾相连。潮江水库北干渠渠首放水塔及北干渠输水走廊原设计流量为6.0m3/s，加大流量为7.0m3/s。
经对现状北干渠渠首放水闸及北干渠输水涵管的过流能力复核，现状北干渠渠首放水闸及北干渠输水涵管的过流能力均能满足近期供水要求，但北干渠输水涵管的过流能力不能满足远期供水要求，因此远期需要对输水涵管进行改扩建。
滚水坝水域与洪潮江水库相连通，北干渠渠首放水闸取洪潮江水库表层水，因此，滚水坝水域的水质及水量均能满足要求。
滚水坝水域特性如下：
正常蓄水位：23.22m
设计洪水位（P=5%）：24.37m
校核洪水（P=0.5%）：25.01m
死水位：21.13m
水库总库容：52.4万m3
该方案取水工程设计水位如下：
正常水位：23.22m
最低运行水位：21.63m
最高水位（校核洪水位）25.01m
3.2.2 取水口位置方案比较
两个取水口的比选成果详见表3-2-1。
表3-2-1 取水口各方案优缺点比较表
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结合表5-3-3中所述，虽然洪潮江水库正常蓄水位比滚水坝水域正常蓄水位高约5m，但经计算分析，并结合市场上常规管径，在同一设计输水流量情况下，两个方案所选的管径是相同的。再者，洪潮江水库方案取水口周边地形较高，输水管线布置开挖量较大，且其输水管线长度较滚水坝水域方案长约2.2km，输水管道投资较滚水坝水域方案多2680万元，但是方案二远期取水需对北干渠输水涵管进行改扩建，改扩建费用为600万元，综合比较方案一比方案二投资多2080万元。综上所述，从节约工程投资考虑，本次设计取水口位置推荐采用滚水坝水域方案。
4 结语
工程区为降雨量较丰富地区，基坑开挖后易涌水，且覆盖层以砂层、砂砾石层为主，较松散，极易产生边坡坍塌，施工组织设计中须考虑相应的临时支护和抽排水措施，并尽量避免雨季施工。
作者简介：邹韬（1986-），男，广西水利电力勘测设计研究院工程师，学士，主要从事水利水电工程设计工作。