干旱区资源与环境
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兰张三四线涉及傍河饮用水水源地环保选线研究

1 概述

铁路选线是指根据拟建铁路沿线的地形、地质等自然条件和重要经济据点等实际情况,设计线路的空间走向,保证行车安全,保护环境,并尽量降低工程投资与运营成本。高速铁路主要以城市间旅客运输为服务对象[1],在选线设计时,以快速、安全、舒适并减少环境影响为主要原则[2]。随着生态文明建设理念的深入人心,突出环保选线,贯彻“预防为主、保护优先”的环保设计原则,逐渐成为铁路选线工作的重点[3-6]。

兰张三四线(兰州至张掖三四线)铁路位于甘肃省境内,纵贯古丝绸之路黄金地段——河西走廊,项目东起兰州铁路枢纽兰州西站,西与兰新第二双线衔接,连接兰州市、兰州新区、武威、金昌及张掖,全线运营长度493.26 km,设计速度目标值250 km/h,牵引方式为电力牵引,是河西走廊经济带及新疆地区与内地联系的重要通道[7]。

兰张三四线铁路中川机场至永登段涉及秦王川盆地、黄土梁峁丘陵区和庄浪河宽谷阶地区三大地貌单元,其中永登县城饮用水水源保护区的范围较大,基本覆盖了永登县城所在的整个庄浪河河谷区,对永登站选址产生影响,也是铁路选线的重要制约因素。以该工程为例,探讨涉及傍河饮用水水源地的环保选线,以期为铁路环保选线、环境影响评价等工作提供思路和借鉴。

2 饮用水水源地概况

2.1 饮用水水源地基本情况

永登县县城集中生活饮用水水源地隶属于永登县自来水厂,位于永登县城以北约1 km处,水源地以西为高速公路,占地面积1.68 hm2。饮用水水源地设计供水水量1.3万m3/d,现有供水水井3眼,供水水井均布置于庄浪河I级阶地上,开采庄浪河I级阶地中后部河谷潜水,水井井距100~150 m。

2.2 饮用水水源保护区环境特征

永登县县城集中生活饮用水水源地位于庄浪河中游,区域位于黄土丘陵间的庄浪河谷区,为侵蚀堆积的河谷平原地貌,主要开采庄浪河I 级阶地河谷潜水[8-10]。饮用水水源保护区的范围纵深到河谷两侧山沟,基本覆盖了整个黄土丘陵间的庄浪河谷区[11-12],详见图1。

图1 饮用水水源保护区环境示意图

3 方案比选

根据饮用水水源地的地形地貌及保护范围,结合永登县城位置,工程既要在永登设站,满足当地人民需求,又要保护水源,保障民生安全。如果铁路完全绕避饮用水水源保护区,受高速铁路曲线半径限制,在永登县城城市建成区附近设站条件受限。另外,受铁路工程线路坡度及黄土梁峁山区地形的制约,该段工程须以大段落深挖方+浅埋偏压短隧道群的方式通过,存在地质条件不稳定等因素影响,施工期工程风险增大,运营期易发生水害,极大危害铁路运营安全。综合线路的环境影响、安全性及地质条件等因素,研究了穿越饮用水水源保护区准保护区设永登北站方案(C6K 方案)和穿越饮用水水源保护区外设永登西站方案(C7K方案),方案示意如图2所示。

3.1 方案简述

3.1.1 穿越县城饮用水水源保护区准保护区设永登北站方案(C6K方案)

线路从中川机场出站的比较起点引出后,在秦王川盆地向北分别下穿规划经一路、上跨北快速路,在陈家井村附近折向西北进入黄土梁峁区,而后取直走行至永登县城东侧,经青龙山、甘肃物资储备库,再向西北方向上跨兰新铁路后进入饮用水水源保护区,在二级保护区五里墩村设永登北站,出站后上跨312国道,下穿东二干渠庄浪河渡槽,再上跨连霍高速至罗城滩比较终点。

该方案线路长度55.24 km,穿越饮用水水源保护区5.62 km,桥梁长17.39 km、隧道长16.71 km,桥隧总长34.1 km,桥隧比61.73%。该方案线路短直;站位距永登主城区稍远,线路下穿引大入秦渡槽,需设置防护工程。

3.1.2 穿越县城饮用水水源保护区外设永登西站方案(C7K方案)

线路自中川机场站引出后,向西北方向上跨规划北快速路及西绕城快速路,在陈家井西南进入黄土梁峁区,上跨东一干渠官路隧洞与杨家岘隧洞之间的明渠继续向西,在长川子村上跨中(川)马(家坪)铁路,而后在大同镇王家坪村东北进入庄浪河河谷,分别上跨连霍高速公路、兰新铁路、G312国道及庄浪河,后折向北在县城西北庄浪河西岸设永登西站,之后进入饮用水水源保护区,下穿东二干渠庄浪河渡槽,后接入罗城滩比较终点。

该方案线路长度57.78 km,穿越永登县县城集中生活饮用水水源保护区7.12 km。桥梁长31.53 km,隧道长7.29 km,桥隧总长38.82 km,桥隧比67.19%。该方案永登西站位于县城西侧庄浪河阶地,与主城区距离之间有高速公路和庄浪河相隔,服务主城区客流的便捷性稍差。