北赵引黄工程建设浅谈
2015-08-15樊艺峰
樊艺峰
(运城市北赵引黄工程建设管理局,山西 运城 044000)
1 工程概况
北赵引黄工程位于运城市西北部的万荣县、临猗县和河津市境内,主要是在万荣、临猗两县峨嵋台地上新发展3.403万hm2灌区(其中改善面积0.279万hm2),设计流量15.06m3/s。灌区南与临猗县回龙和夹马口北扩两灌区相接,北与万荣县西范灌区相邻,西至黄(汾)河阶地,东达孤山东侧。受益区涉及万荣和临猗2县11个乡镇、122个行政村、18.03万人。
该工程包括三级五站和干支骨干输水渠道。三级五站共安装机组24台,总装机容量73515 kW。干渠总长93.494 km,其中总干渠7.732 km,北干渠15.613 km,中干渠32.489 km,南干渠30.307 km,分干2条,长7.353 km。中小型基建支渠19条,长105.334 km。工程任务主要是解决万荣和临猗2县峨嵋台地上旱地灌溉问题。
2 水源工程选址
2.1 大小石咀工程河势
大小石咀工程处河势相对散乱,主流遍布左右护岸工程之间。若水流进湾,出湾后受清涧湾工程控制,水流直奔右岸,大石咀工程处基本不靠流,若水流不进湾,有可能靠流。
2.2 庙前取水口河势
庙前受汾河支流影响,历史上黄河主流靠岸率较高,但1990年以来黄河两岸治黄护岸的不断建设及水沙条件的变化,近10年来着流条件较差。2004年对岸高速公路跨居河新建了大桥,为保护桥墩,在其上游谢村新建芝川护岸挑坝工程。根据近两年的多次现场踏看,主流受其作用一直淘刷左岸滩地,2010—2013年主流距庙前0.3~0.5 km,基本着流。
2.3 禹门口护岸2号坝处
小石咀和禹门口护岸2号坝:两处靠流情况相当,禹门口护岸2号坝处稍好,现状两处均靠流,考虑到禹门口护岸2号坝距离禹门口口门较近,水流集中,且河宽相对较窄,河道摆动幅度有限,短距离挖河引水即可。而小石咀处河道较宽,摆动范围较大,一旦脱流,引水较禹门口护岸2号坝困难得多。
2.4 禹门口改扩建工程
禹门口改扩建工程位于禹门口站北侧,河道狭窄且为岩石峡谷河段,只要黄河不断流,取水保证率达99%以上,但由于地形限制,禹门口改扩建工程给北赵考虑2台机组,单机流量20m3/s,北赵引黄设计流量15.06m3/s,西范灌区设计流量13.8m3/s,日常灌溉水量调节十分困难,存在取水流量比灌溉流量大或水量不足的问题,且工程投资大、施工难度大、工期长等。
通过对以上几处水源工程选址情况综合分析认为,从实施快和投资省的角度出发,再根据黄河小北干流主流摇摆不定的情况,禹门口至庙前之间42 km河段总有靠岸着流处,依据多口取水的原则,从黄河泵站脱流时便于移动和适应黄河水位变幅角度考虑,水源泵站型式可考虑优先选用浮体泵站。
浮体泵站具有如下优点:一是对河道的河势影响很小,每台机组采用钢制浮筒及桁架固定水泵和电机,直接放至河道岸边即可,同时抽引河水牵引了河道主流靠岸。二是土建工程量小,该泵站型式没有站前引水渠、进水闸、流道等构筑物,直接从黄河河槽取水,从而省去了永久构筑物的建设,大大降低了工程造价。三是便于移动,该种浮体泵站主要结构是钢制浮筒及桁架固定水泵和电机,可以快速拆迁、安装并移至主流靠岸的位置。
3 工程建设具体情况分析
3.1 庙前一级站临河浮筒泵站
北赵引黄水源工程从禹门口泵站改造工程取水经22.15 km引水输渠,再经20.31 km汾河河道到庙前一级站,庙前一级站可研阶段取消了临河浮筒水源站,通过引水渠直接进站。其优点是减少运行管理费用和工程造价;缺点是由于目前橡胶坝尚未实施,再加上黄河荣枯水位变幅较大,取水流量难以保证;即使橡胶坝建成,水位控制仍将十分困难,且存在河水漫滩溢流提前入黄的问题。
3.2 谢村二级站方案变更效果
谢村二级站初步设计阶段为五级六站,谢村站与北干三级站相距350m,技施设计阶段谢村站与北干三级站合并变为高低出水池,分别给中干和北干渠供水。本方案优点为两站合并减少了运行管理费用、部分土建工程费用、去往北干三级站的输变电及电气工程费用。但从建设及运行管理来看存在如下不足:水泵扬程增加30m,水泵造价增加;低出水池管道1911m,高出水池管道总长3594m,事故水锤压力按正常运行压力的1.5倍,由于管道长,管路费用增加较多;谢村站共6台机组三台并联一根管,管路一旦出现问题,一条干渠上水困难;水量运行调度不便。
3.3 湿陷性黄土地区渠道工程建设注意事项
工程处于湿陷性黄土地区,最严重的为Ⅲ级自重湿陷,湿陷层厚达十几米,采用预浸水法所用时间较长,且处理效果难以保证。工程建设中,一是采用强夯法可部分消除湿陷,增加渠道运行的安全性,但部分地段经过村庄附近,强夯对民房有一定影响。二是采用增加土工布防渗,内防外堵,可较好解决湿陷问题,防止内水渗漏,堵住外水不得进入渠道衬砌体附近。挖方渠段要注意周围地形的水流方向,尽量导入渠中;填方渠道要防止堵塞天然水道,保证雨水、洪水出路畅通;桥梁、渡槽、涵洞等建筑与渠道连接处,尽量把水引入渠道,防止渠堤积水造成冲刷和湿陷,以较好地解决严重湿陷问题,增强工程运行的安全性。