钢制泵站在胶东调水应急抗旱引水中的应用

2019-06-29舒立华

山东水利 2019年5期

舒立华

（山东省调水工程运行维护中心博兴管理站，山东博兴 256500）

为保障胶东地区应急调水，2018年7月6日，水利部调研组确定了“引黄加东平湖方案”为汛期7～9月份胶东地区抗旱应急调水方案。该方案主要是通过打渔张灌区等5个灌区6个交汇口向南水北调、胶东调水干线调引黄河水，继续向胶东地区应急调水，并将东平湖现有水量作为补充水源。

打渔张引黄闸是打渔张灌区和引黄济青工程的渠首闸，同时也是胶东调水工程渠首闸，承担着打渔张灌区农业灌溉、引黄济青和胶东调水的三重供水任务。打渔张引黄闸建于1983年，随着运行年限的不断增长，老化程度日趋严重，又加上该闸位于黄河大堤上，工程安全与黄河大堤防洪息息相关。据黄委有关部门鉴定：认为引黄闸存在严重运行问题，为消除工程隐患，确保黄河下游防洪安全，保证原闸承担的供水任务，决定对该闸进行报废重建，于2017年3月开工建设，2017年9月中下旬具备放水条件。

1 钢制泵站建设的可行性

为进一步缓解胶东4市水资源供需矛盾，山东省水利厅紧急实施了引黄济青抗旱应急调水临时工程和黄水东调工程两项重大工程建设。打渔张引黄闸重修，自2017年3月至2017年9月20日才具备放水条件，为满足博兴县工农业用水及胶东4市水资源现状，结合博兴县河务局、博兴县水利局引水方案，建设临时引水工程。临时引水工程分为泵船引水和临时泵车引水两部分，最大引水能力为8 m3/s。现博兴县用水为3～5 m3/s，从打渔张引黄闸为胶东调水引送黄河水仅为3～5 m3/s。当前为满足胶东地区需水要求，山东省水利厅要求从打渔张引黄闸通过引黄济青工程向胶东地区引送水10 m3/s，只有在打渔张引黄闸前再建引水设施。结合工程的实际情况，在引黄闸上游100 m黄河滩地上，制定出建设钢制泵站引水与固定泵站引水两种引水方案。钢制泵站引水与固定泵站引水方案比较，有以下优点：

1.1 建设工期短

钢制泵站引水主要以金属结构制作安装、机电设备购置与安装作为基础设施建设，项目建设前期准备工作量少，不需要等到枯水位进行施工，组织施工简单，工程进度快，工期短；固定泵站引水建设周期长，只能达到远期目标，对于应急引水达不到预期效果。

1.2 项目投资省

钢制泵站引水相对于固定泵站引水不需要投资建设复杂的水工建筑物及围堰，不需要投入过多的人力、物力、财力，金属结构制作安装、机电设备购置与安装等项目费用较低，因而相对投资较少。

1.3 维修维护方便

钢制泵站引水机电设备均采用自动控制系统，操作安装简单易懂，维修维护可单独维修故障水泵，不影响其他水泵运行，无水下操作环节，维修、检修方便；固定泵站引水维修维护需停水、停电、单项逐一排查，工作量大，周期长。

2 钢制泵站施工

2.1 施工方案设计规模

为确保从打渔张灌区向胶东调水引水10 m3/s的要求，结合现有的博兴县河务局移动泵船引水情况，同时考虑泵型和水泵数量的备用，计划安装9台流量为0.69 m3/s、扬程12.5 m的电潜泵，以满足引水要求。

2.2 施工总体布置

根据工程现场施工情况，将钢制泵站布置在距离打渔张引黄闸上游100 m处，在黄河右岸滩地上。通过电潜泵扬水绕过正在建设的打渔张引黄闸送至打渔张引黄闸出水口附近围堰，自流进入胶东调水低输沙渠。

2.3 工程施工

2.3.1 主体工程施工

1）混凝土工程施工。在黄河右岸滩地上建设155 m2左右的钢筋混凝土底板，厚度为20 cm，长度24.9 m，宽度为6.2 m。在钢筋混凝土底板上浇筑9个混凝土电潜泵座，埋上预埋螺栓和电潜泵加以固定。

2）现场制作安装钢制泵站。用厚度12 mm的钢板现场焊接制作一个无底长方体形状的简易器皿作为进水口，长度为23.6 m、宽度为5.2 m、高度为1.05 m，如图1所示。

图1 钢制泵站结构图

将钢制长方体水泵箱如图放置，钢制泵站每个竖井中心间距2.4 m，焊制9根高度为3.5 m，直径DN2200钢管作为竖井。进水侧以进水管中心间距为2.4 m焊制9根长度为12 m，直径DN1000钢管作为钢制泵站水平进水管，进水管的临河侧做一个栏污盖。

3）电潜泵的安装与维护。将电潜泵（500QW2500-12.5-132）固定在已做好的泵混凝土座上连接预埋件，安装每一个泵出水管道。

2.3.2 电源工程

根据安装钢制泵站水泵功率的需求，从蔡北线架设10 kV高压线至钢制泵站附近，新安装箱变型号为630 kVA和1000 kVA的箱变各1台，630 kVA的箱变出四路线接3台电潜泵，备用一路出线；1000 kVA箱变出六路线接6台电潜泵。

2.3.3 施工中解决的问题

1）安装方便且时间短。2018年入夏以来，由于降水量偏少造成胶东地区水库蓄水严重不足，加之晴热高温，致使胶东地区干旱严重，多地区出现了人畜饮水困难。省政府高度重视，7月6日水利厅召开关于胶东地区引水的重要会议，为贯彻落实会议精神，上级部门确立项目，从开始施工至工程完工用时20 d，钢制泵站引水成功。

2）黄河滩地坍塌问题。因抽水导致进水口周围土方坍塌，堵住进水口，影响正常运行，采用长度12 m，直径DN1000的螺旋钢管引出作为电潜泵进水管的护管，钢管水平吸水，避免进水渠道两侧土方坍塌。临时工程没有混凝土做建筑物，使用此方案值得在此类工程中推广。

3）黄河漂浮物损坏水泵问题。由于汛期到来，黄河水位上涨，上游冲下来的漂浮物，进入泵体损坏水泵。采用长度12 m，直径DN1000的螺旋钢管临河侧加上栏污网，隔绝黄河漂浮物进入水泵，从而保证水泵正常使用寿命。

4）钢制泵站不受黄河水位影响。钢制泵站安装工程按照近年来黄河最低水位考虑，电潜泵在淹没状态下运行，所以黄河水位涨到黄河最大防洪水位也正常运行。

5）水头损失问题。在黄河滩地上引水，管道需跨越黄河堤坝，架设高度达8 m，管道铺设有直角等会导致水头损失。由于时间紧迫，只有在施工中克服。采用下挖堤坝2 m，使管道架设高度达到6 m，尽量避免管道直角焊接，采用螺旋钢管减少摩擦力等措施尽量减少水头损失。

6）打渔张引黄闸除险加固竣工后影响因素。按照山东省水利厅指示，2017年9月20日打渔张引黄闸满足放水条件，目前闸墩混凝土还未完工，之后有二期混凝土安装闸槽、机架桥、闸门、启闭机等多种工序，由于天气和其他原因是否按规定时间完工尚不确定，若打渔张引黄闸除险加固工程不能按规定时间完工，钢制泵站还能继续发挥其效益。

3 综合效益

工程自2017年7月12日开工，2017年7月31日竣工，一次性试用成功，钢制泵站正式投入运行，承担着向山东省的潍坊、青岛、烟台、威海4市及博兴县应急调水的任务。据统计，自2017年8月1日～10月19日，引黄河水79 d，打渔张灌区引水量9 086.05万m3（其中博兴县农业灌溉用水1 676.57万m3），将7 409.48万m3黄河水源源送往胶东地区，有效地保障了当地的城市用水和部分农业灌溉用水。

在不适用钢制泵站引水的情况下，使用博兴县黄河河务局安置移动泵船引水，引水流量在2～4 m3/s之间，按照平均流量3 m3/s计算，79 d引水2 047.68万m3。由此可见，使用钢制泵站比不使用钢制泵站79 d多引5 361.80万m3，有效缓解了胶东4市城市用水紧张，557万人干旱缺水局面，为胶东半岛城市群及国家海洋基地建设做出了突出贡献，保证了胶东4市社会稳定和经济发展。