第6期总第214期
2017年11月浙江水利科技Zhejiang HydrotechnicsNo. 6 Total No. 214
Nov 2017
干岛湖配水工程概况及前期论证关键问题探讨
赖勇，张永进
(浙江省水利水电勘测设计院，浙江杭州 310002)
摘
要：阐述杭州市第二水源千岛湖配水工程概况及前期论证关键问题解决方案，包括供水范围及方式、配
水规模等规模论证相关问题；工程选址选线、多水源配水系统安全与投资控制、输水隧洞不间断供水下的常规巡 检方案等工程布置及运行管理方面相关问题；对供水水源千岛湖、新安江坝下河道及钱塘江河口区等环境影响方 面相关问题；提出了相应对策及方案。
关键词：千岛湖；配水工程；弓丨水工程；分质供水；环境影响
中图分类号：TV68
文献标识码：B
文章编号：1008-701X(2017)06-0042-03
DOI： 10. 131/j. cnki. 33 - 1162/tv. 2017. 06. Oil
1问题的提出
我国39个省会和副省级城市中，水库型和地下水型水
浙江杭州，水源地是国家确定的战略水源水库，也是全国 著名的风景旅游区，社会关注度极高，对工程质量及前期 论证要求极高。
源地有30个，河道型水源地仅9个，且惟有南京和杭州2 个城市是取江河下游的水。杭州现状水源地钱塘江和东苕溪 均为河道型水源，取水点位于钱塘江下游河道，上游流域面 积达4万km2,流域内人口超过1 600万，企业上万家，水 环境压力巨大，杭州地处钱塘江河口地区，每年的咸潮与涌 潮都会造成污染物上溯，短期内钱塘江治理难度较大[1]。
我国314个地级以上城市中，216个城市建设了备用水 源，杭州市第二水源千岛湖配水工程是关系近千万居民饮 水安全、健康及钱塘江水资源科学配置的重大民生工程， 对提高杭州等地的饮用水源水质、确保供水安全具有重要 意义，是浙江省“五水共治”重点示范工程。工程取水水 源地为千岛湖（即新安江水库），位于钱塘江上游，正常 库容178.40亿m3,年来水量102.30亿m3,水量充沛，水 质总体属于I~ II类水体，水质优良，是环杭州湾地区重要 的战略水源地。以千岛湖作为杭州市第二供水水源是满足 杭州市供水安全的必然选择，也是集约利用新安江水资源 的必由之路。
长距离输水工程牵涉范围广、影响大，在前期论证阶 段问题往往较多[>6],除了部分问题可借鉴类似工程经验 解决外，由于工程的特异性，往往也会有一些特殊的问题， 需要进行特殊处理。千岛湖配水工程由于地处经济发达的
2工程概况
配水工程从千岛湖淳安县境内取水，通过输水隧洞将
水引至杭州市闲林水库，然后向杭州市城区配水，同时在 输水线路途中向建德市、桐庐县及富阳区供水，在设计水 平年2020年供水规模下，设计流量为38.8 m3/s,年配水量 9.78亿m3,约占千岛湖年均入库径流量的9.56%。工程实 施后，杭州市可形成以千岛湖、钱塘江、东苕溪为供水水 源的多源共用、互为备用的多水源供水格局。
工程包括千岛湖进水口、千岛湖一闲林水库输水建筑 物、分水口、闲林出口流量控制及调压设施、闲林水库取 水口等主要建筑物，为I等工程，主要建筑物为1级建筑物。
千岛湖进水口位于淳安县千岛湖镇境内的金竹牌村附 近，为岸塔式分层取水口。千岛湖一闲林水库输水建筑物 包括输水隧洞、埋管、跨江建筑物、沿线事故检修设施、 交通洞以及闲林控制阐等。工程采用全重力流输水，输水 线路长112.34 km,以输水隧洞为主，隧洞衬后洞径6.7 m， 采用穿江隧洞穿越分水江、倒虹吸埋管穿越渌渚江、明挖 埋管穿越小溪流，穿江隧洞及埋管钢管总长9.95 km,内径 均为5.0 m。输水线路沿线共设6个分水口、3座事故检修 闸、5座事故检修阀、2个流量计交通洞、2个地下阀室交 通洞和12个兼作调压井的检修交通洞。闲林出口流量控制 及调压设施包括闲林水库出口流量调节阀和溢流调压井。
收稿日期：2016-03-28
作者简介：赖勇（1978-),男，高级工程师，硕士，主要从 事水工结构、岩土工程研宄工作。E-mail: aquanebula@163.com
闲林水库取水口为集中式取水口，下游布置向江北主城区、 江南城区以及余杭方向的下游输水线路。千岛湖配水工程 平面布置见图1。
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赖勇，等：千岛湖配水工程概况及前期论证关键问题探讨
分闲林水库取水口
闲林水库
富春江水库
图1千岛湖配水工程平面布置图
(2) 有足够距离；
取水口距离潜在水质危险源(如主要公路、厂区等)
3规模论证相关问题及对策
3.1
潍題7jc资源，实
化
对于长距离引调水工程，供水范围牵涉范围广，涉及 的利益主体复杂，兼顾相关方利益及尽量平衡各方面的利 益是工程前期工作顺利推进的基础。工程前期充分调研考 虑沿线诉求，富阳区、桐庐县现状水源为富春江，为河道 型单一水源，水源地抗风险能力较弱，且缺少备用水源。 建德供水区主要为建德东南片区，乾潭、钦堂等乡镇现状 水源地供水量不足，供水安全保障度低。因此，供水范围 除了考虑杭州市本级的供水需要，沿线部分乡镇也一并纳 入了供水范围。
(3) 有利于取水口水质保护和工程运行管理，如取水
口人员流动较少，能避开航道，便于设置水源保护区等；
(4)
有利于工程总体布局，取水口位置的选择与输水
线路的总体布局相协调；
(5) 取水口地形、地质条件有利于结构布置和施工。输水线路布置一般依据的主要原则如下：(1)
综合考虑地形、地质、水力学、施工、运行、沿
线建筑物、工程总体布置及对周围环境影响等因素，通过 技术经济比较选定；
(2)
在满足工程总体布置要求的条件下，应选在沿线
3.2以分质供水方式论证配水规模
千岛湖配水工程规模事关供水范围内供水户的水量水 质满足程度、水资源开发利用程度、对流域的各种生态环 境影响程度、对新安江和富春江电站发电影响程度、工程 规模和投资的大小、原水水价的高低、配水工程实施难易 程度、分质供水管网的实施难易程度等，影响因素多，平 衡上述众多因素，是该工程规模论证的难点。
通过对比分析现状新安江水库运行调度原则下配水前 的工况和现状新安江水库运行调度原则下配水后的工况， 论证了新安江水库调度进行优化是十分必要的，这是工程 在达到供水保证率的同时，兼顾众多第三方利益的关键所 在。另外，以“统一供水” “大分质供水”和“小分质供水” 等方式对工程配水规模进行了综合比选[7]，最终根据“优 水优用、优水优价”为原则，推荐以大分质供水为基础， 逐渐推进小分质供水配水规模方案。
地质构造简单、岩体完整稳定、上覆岩层厚度适中、水文 地质条件有利及施工方便的地区。尽量避开地面高程较低 的浅埋段，以降低施工难度。要保证隧洞有一定垂直和侧 向覆盖厚度，以减少隧洞内钢衬长度；
(3)
线路布置时应与岩层、构造断裂面以及主要软弱
带走向有较大角度。应避开可能造成地表水强补充的冲沟， 应充分考虑喀斯特地貌，尽量避开强烈喀斯特发育区；
(4)
在高地应力区，隧洞轴线方向宜与最大水平地应
力方向有较小夹角；
(5)
输水隧洞线路的布置应尽量避开人口密集的乡镇
和较大规模的建筑物，以减少处理的难度；
(6)
线路的布置要考虑便于施工支洞设置、交通方便,
保证工期等因素。
需要特别提醒的是，对位于库区水下的有压进水口， 应尽可能避开岩溶发育的可溶岩区域，否则岩溶裂隙带尽
4工程布置及运行管理关键问题
工程选址选线的关键在于取水口位置选择和线路布置
管可通过地质超前预报等手段查明，但由于可能存在与水 库贯通的通道，在技术处理上难度大，工程施工安全、投 资及工期等方面不确定因素会较多。另外，千岛湖配水工 程保留12个施工支洞在工程完工后不封堵，兼作运行期的 调压井，以及隧洞放空检查时车辆和检修设备可直接进出 的检修交通洞。因此，施工支洞为倒坡进洞结构，这就要
4.1工程选址选线问题
原则的确定，千岛湖配水工程取水口位置选择原则如下：
(1)取水口区域水质优质且稳定，能满足配水工程水 质标准要求；
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赖勇，等：千岛湖配水工程概况及前期论证关键问题探讨
求进洞口高程高于隧洞内可能达到的最高水位，在输水线 路布置时也要综合考虑这一因素。
4.2多水源供水工程配水系统安全与投资控制问题
常规的多水源供水工程，当2个水库型水源组合在一 起供水时，不是采用串联的方式，就是采用并联的方式。 串联的方式投资省，但下游水库水源一旦出现问题，将影 响整个系统的供水。并联的方式供水保证率较高，但2套 供水管网必然带来投资的大幅增加，在多水源调度运行方 式上，常规的串并联水库工程灵活度相对较低[9MW。千岛 湖配水工程在供水系统理念上创新，在下游的闲林水库库 内设置配水井，配水井设闸门与闲林水库连通，构成井库 流量补偿式配水系统，千岛湖与闲林水库既可串联运行， 又可并联运行，还可以从利用千岛湖向闲林水库补水，提 高闲林水库这一应急备用水源的供水保证率，在实现工程 投资的优化的同时，也提高了整个供水体系的供水保证率。
4.3输水隧洞不间断供水下的常规巡检方案
千岛湖一闲林水库输水隧洞沿途跨越岩溶区、穿江隧 洞段以及断层裂隙带，由于电测仪器不能覆盖整条输水线 路，作为补充，定期巡视检查是必要的。在尽量利用千岛 湖优质原水的前提下，发挥闲林水库备用功能时，可以用 来进行隧洞检修的时间仅7 d,其中还包括隧洞检修前后退 水及充水的时间。因此，常规的巡检时间短，频繁的充放 水对隧洞衬砌结构的影响也大，为了在24 h不间断供水的 条件下实现对隧洞的定期巡视检查，工程在运行管理技术 方面进行创新，对水中图像监测在长距离有压输水隧洞中 应用的技术可行性进行了论证，采用水下机器人实现对隧 洞的常规巡检。
5环境影响论证相关问题
5.1对千岛湖环境影响问题
工程水源地为千岛湖，社会各界尤其是淳安县对引水 后千岛湖水位、水质的变化、进水口最低水位的选择、工 程建成后水源地生态保护补偿机制等非常关注。
工程前期论证提出了优化新安江水电站调度运行方式、 保障千岛湖水位的对策措施，通过专题研宄论证及多方协 调，优化新安江水电站的调度运行，并适当减少发电水量 用于供水，新安江水电站按新的调度图运行，丰水期保证 出力由168 MW减少为130 MW,枯水期维持现状168 MW 不变，水库水位总体有所抬高，其中：多年平均水位由 99.38 m抬高至99.68 m;多年平均枯水期水位由98.60 m抬 高至98.70 m,使工程建成后基本不影响千岛湖水位、水质。
5.2对新安江坝下河道及钱塘江河口区环境影响
新安江大坝下游建德市对配水工程实施后下游新安江 河道的流量、水位、水质变化比较关心，要求尽量减小上
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述指标的变化幅度，不能影响新安江建德河段“水清、风 凉、雾奇”的美丽景观。桐庐县、富阳区关心配水工程实 施后对富春江河道枯水期水位、水质的影响程度，担心还 能否继续从富春江水源地取水。钱塘江河口区两岸群众关 心淤积及生态的影响。
工程前期论证分别对沿线关注的问题开展了专题研宄 并提出对策措施，利用新安江水库多年调节库容进行“蓄 丰补枯”、优化调度电站运行方式，以减少对下游及河口 地区的环境影响。引水后在富春江电站坝前水位已定条件 下，建德新安江河段最大影响水位在5 cm以内；桐庐及富 阳段河道水位主要受富春江水库下泄流量的影响，典型断 面多年平均枯水期流量减幅分别为3.3%和2.8%,水位降 幅均小于0.02 m;钱塘江河口 100 a —遇洪水位影响的计 算结果表明，引水9.78亿m3后，多数情况下富春江电站 至闸口洪水位抬高幅度在1 cm内，枯水期在江道容积小于 3.00亿m3的不利江道条件下，当发生最大淤积时，100 a 一遇洪水位抬升6 ~ 8 cm;配水工程实施后，钱塘江沿程 各站高、低潮位和潮差的变幅均在4 cm以内，涨落潮流速 和涨潮历时基本无变化。
6结语
千岛湖配水工程由于规模大、线路长、社会关注度高，
前期论证的问题较多，质量要求也较高，根据在千岛湖配 水工程前期论证阶段所遇到的问题，提出了相应的对策措 施，相关问题解决的对策措施可供类似工程参考。
(1)
对于供水范围、供水方式、配水规模等规模相关
问题，在详细调研的基础上，通过对水源地新安江水库调 度进行优化，与时倶进地对分质供水方式进行深化研宄， 综合平衡了各方面的需求。
(2) 对于工程选址选线问题，在常规工程所依据的原
则的基础上，也根据工程实际提出了需要特别注意的事项； 为了解决配水系统安全与投资控制、输水隧洞不间断供水 时的常规巡检方式等问题，对配水系统构成方式、常规巡 检方式提出了创新性的对策方法。
(3)
对于环境影响相关问题，主要是通过专题技术论
证方法进行研宄，其中利用新安江水库多年调节库容进行“蓄丰补枯”、优化调度电站运行方式是技术论证的主要 方案。
参考文献：
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(下转第48页）
熊燕梅，等：厦门抽水蓄能电站下水库泄洪建筑物设计
入侧槽的水流在侧槽内形成螺旋流动，水流紊动剧烈，尤 以尸= 0.05%工况最为明显（见图5)。
(3)
当库水位降至265.00 m (死水位275.00 m)时，
导流泄放洞进口附近开始出现微凹涡，但未发现吸气现象。
(4)
溢洪道和导流泄放洞各设置两道掺气坎，掺气坎
后均能形成稳定的空腔，空腔内没有积水，掺气效果良好， 实测泄槽内掺气坎后的近底掺气浓度均大于6%。
(5)
溢洪道出口挑坎为扭曲鼻坎，在各种工况下，水
舌不会冲砸左岸边坡。
(6)
溢洪道无闸门控制，库水位高于溢流堰堰顶时则
图6
下游河道水流流态图（P = 1.00% )
自动泄洪。水舌挑射距离随着库水位的升高而增大，在尸= 20.00%工况时，水舌落于挑坎后的护坦上，在P = 0.05%工 况下水舌挑距大于150.00 m。
(7)
分布无异常，体型设计合理。导流泄放洞有压洞内压强分
在尸=1.00%工况及其以下频率洪水泄洪时，预 布无异常，平面弯道处外侧压强较内侧略大，约0.50 m水柱。
挖冲坑内不会出现冲砸等恶劣流态（见图6)。
(8)时均动水压强观测结果表明，溢洪道溢流堰面及 泄槽抛物线段在各种工况下均没观测到负压，泄槽内压强
5结语
对于抽水蓄能电站而言，需考虑天然洪水与发电来水 叠加工况。本电站4台机发电流量达280.000 m3/s,接近于 下水库坝址20 a—遇洪峰流量，而下水库库容有限，调蓄 洪水能力较弱，通过利用导流洞改建为泄放洞，及时排放 了入库洪水，提高了电站发电保证率，自溢流开敞式溢洪 道超泄能力强，保证了建筑物的安全。参考文献：
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研宄报告第六篇：工程布置及建筑物[R].杭州：中国电建 集团华东勘测设计研究院有限公司，2012.
(责任编辑
姚小槐）
图5侧槽内水流流态图（尸=0.50% )
(上接第44页）
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(责任编辑
黄超）
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