册田灌区续建配套与节水改造工程提水方案比选

2016-04-08王彩霞

山西水利 2016年1期

关键词：灌溉面积干渠扬程

王彩霞

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

册田灌区续建配套与节水改造工程提水方案比选

王彩霞

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

介绍了桑干河册田灌区续建配套与节水改造工程概况，提水工程作为该工程设计的核心部分，从投资、运行、施工管理等方面分别对杨庄提水和北干提水工程进行了方案比选，综合考虑多种因素，推荐采用杨庄两级泵站提水和北干一级泵站改扩建方案。

杨庄提水工程；北干提水工程；方案比选；册田灌区；桑干河

1 工程概况

册田灌区是山西省内现有的大型灌区之一，横跨山西、河北两省，其中山西部分位于山西省东北部、大同盆地东南部，距大同市约35km，灌区西起大同县固定桥，东至阳高县东柳营，北界阳高县马家皂，南邻太行山脉六棱山脚，整个灌区东西长约51km，南北宽约12～22km。灌区设计总灌溉面积3.023万hm2，其中山西部分2.003万hm2。桑干河册田灌区续建配套与节水改造骨干工程任务是对册田灌区3个取水工程的6座提水泵站改扩建、1座取水枢纽修复和1条长约23.0km的骨干渠道改造，总节水面积0.2374万hm2。采用非充分灌溉方式，净定额为1815m3/hm2，灌溉水利用系数为0.64，新增引水能力3.79m3/s（2367.4万m3），设计水平年每年可节水328.8万m3。

2 杨庄提水工程设计

杨庄分灌区设计灌溉面积0.267万hm2，由两条干渠输水灌溉，其中西一干渠由东向基本沿1060m等高线布设，设计灌溉面积0.08万hm2；西二干渠由东向基本沿995m等高线布设，设计灌溉面积0.133万hm2。杨庄取水泵站为杨庄分灌区设于库区的水源工程，取水量满足两渠道用水要求，但其出水池设计水位仅1012.67m，不能满足西一干渠取水要求，需再次扬水。

2.1 提水方案比选

根据杨庄取水泵站现状，拟选择一级泵站扬水和两级泵站扬水两个方案进行比选。

2.1.1 一级泵站扬水方案

杨庄取水泵站由主副厂房、压力管道、出水池、重力流管道、输水明渠等组成。水库最低取水位952.5m，最高取水位956.0m，泵站机组安装高程954.0m，单机流量0.21m3/s，设计总流量1.26m3/s，布置6台机组，总装机容量1500kW，扬程72.5m，设计灌溉面积0.267万hm2。泵站及辅助建筑物现状基本完好，但实际灌溉面积仅0.187万hm2，包括西二干渠0.133万hm2和重力流管线沿线0.053万hm2。

一级泵站扬水方案主要改造取水泵站内机组配置。经复核计算，0.187万hm2耕地需水流量为0.68m3/s，泵站原4台机组能够满足要求。故原1～4号4台机组向西二干渠供水，设计总流量0.84m3/s，总装机容量1000kW，压力管线为直径1000mm的玻璃钢管，长2.4km。拟改装原5号和6号2台机组向西一干渠供水，改装机组水泵安装高程954.0m，设计扬程126.0m，水泵采用单级双吸卧式离心泵，装机2× 200kW，单机流量0.15m3/s，设计总流量0.3m3/s，最低取水位950.9m，最高取水位955.9m，压力管线为直径600mm的球墨铸铁管，长6.45km，出水池设计水位1060.8m。

2.1.2 两级泵站扬水方案

两级站扬水方案维持取水泵站装机不变，在适当位置修建二级扬水泵站，提水灌溉西一干渠。

杨庄二级站设于取水泵站重力流管线和输水明渠相接处，由进水建筑物、主副厂房、压力管线、出水池及厂区等组成，设计取水位996.2m，设计出水位1060.8m。

主厂房为矩形，平面尺寸15.0m×6.9m（长×宽），层高6.0m。安装间设于主厂房左侧，地面高程997.7m。副厂房布置于主厂房下游，平面尺寸15.0m× 4.5m（长×宽）。主厂房内布置2台机组，采用单级双吸卧式离心泵，设计流量0.3m3/s，单机流量0.15m3/s，设计扬程72m，装机容量370kW；压力管道出厂区后向正南至西一干渠渠首，管线长约2.2km，球墨铸铁管管径600mm；出水池设计水位1060.8m。

2.2 方案比选

从投资角度分析，两级泵站扬水方案虽需增建厂房和进水建筑物各1座，但厂房规模较小，且较一级泵站扬水方案节省约4.25km的压力管线，工程直接投资较小；从管理角度分析，一级泵站扬水方案只有1座泵站，管理较为简单，但两级泵站扬水方案泵站相距仅5km，管理较为方便。

综上分析，本次设计推荐采用两级泵站扬水方案，即再建杨庄二级站向西一干渠提水灌溉。

3 北干提水工程设计

北干分灌区各泵站原设计灌溉面积0.345万hm2，本次设计面积0.94万hm2，提水工程需改扩建。

3.1 提水方案

根据北干分灌区七条干渠分布情况及分水流量，设计一级站改扩建和多级站改扩建两个方案比选。

3.1.1 一级站改扩建方案

一级站改扩建方案仅北干一级站改扩建，设计规模0.64万hm2，其中扩建规模为直接提水至四级站出水池，供水对象为东四干渠和西营电灌站，设计灌溉面积0.44万hm2，设计流量1.5m3/s；改建规模设计灌溉面积0.20万hm2，设计流量0.8m3/s。其余各级站均只需改建，再向上逐级提水，向东四干渠和西营电灌站以外的各干渠分水灌溉。

二级站改建规模设计灌溉面积0.152万hm2，设计流量0.62m3/s；三级站改建规模设计灌溉面积0.207万hm2，设计流量0.75m3/s；四级站改建规模设计灌溉面积0.127万hm2，设计流量0.45m3/s。

3.1.2 多级站改扩建方案

一级站设计灌溉面积0.64万hm2，改建部分是原泵站主厂房配置2台机组，设计流量0.8m3/s，可控制灌溉面积约0.213万hm2，装机容量1120kW，设计扬程85.0m，结合机改电配置机组，利用原压力管线输水，为2根直径800mm的钢筋混凝土预应力管；扩建部分是在原厂房东侧新建厂房，装机4台，控制灌溉面积0.427万hm2，设计流量1.5m3/s，装机容量2000kW，设计扬程84.0m，紧邻原压力管线铺设直径1200mm的球墨铸铁管，新旧压力管线长度均为4.1km。

二级站设计灌溉面积0.592万hm2，改建部分是原泵站主厂房站配置2台机组，控制灌溉面积0.225万hm2，设计流量0.82m3/s，装机容量500kW，设计扬程38.0m，结合机改电配置机组，利用原压力管线输水，为2根直径800mm的钢筋混凝土预应力管；在原主厂房东侧扩建主厂房，装机4台，控制灌溉面积0.367万hm2，设计流量1.3m3/s，装机容量740kW，设计扬程36.0m，紧邻原压力管线铺设直径1200mm的球墨铸铁管，新旧压力管线长度均为2.3km。

三级站设计灌溉面积0.647万hm2，改建部分是原主厂房内重新配置2台机组，控制灌溉面积0.296万hm2，设计流量0.94m3/s，装机容量440kW，设计扬程31.0m，利用原压力管线输水，为2根直径800mm的钢筋混凝土预应力管；在原主厂房东侧扩建主厂房，装机2台，控制灌溉面积0.351万hm2，设计流量1.3m3/s，设计扬程32.0m，装机容量560kW，紧邻原压力管线铺设直径900mm的球墨铸铁管，新旧压力管线长度均为1.1km。

四级站设计灌溉面积0.567万hm2，改建部分是原主厂房重新配置2台机组，控制灌溉面积0.239万hm2，设计流量0.8m3/s，装机容量500kW，设计扬程42.0m，利用原压力管线输水，为2根直径800mm的钢筋混凝土预应力管；在原主厂房东侧扩建主厂房，装机2台，控制灌溉面积0.328万hm2，设计流量1.1m3/s，设计扬程42.0m，装机容量710kW，紧邻原压力管线铺设直径900mm的球墨铸铁管，新旧压力管线长度均为1.32km。

3.2 方案比选

从投资角度分析，一级站改扩建方案投资较小；从运行管理角度分析，多级站改扩建方案四级泵站均需改扩建，且改扩建部分向各干渠配水互相交叉，管理复杂，而一级站改扩建方案通过扩建一级站直接向东四干渠和西营电灌站供水，功能单一，管理简便。综上分析，本次设计推荐一级站改扩建方案。