北趙引黃灌區(qū)啟用浮船水源泵站的思考

衛(wèi) 偉

（山西省運(yùn)城市北趙引黃工程建設(shè)管理局 山西萬(wàn)榮 044200）

1 北趙引黃工程概況

北趙引黃工程主要建設(shè)項(xiàng)目為三級(jí)五站和干、支骨干輸水渠道。共安裝機(jī)組24臺(tái)，總裝機(jī)73515kW；干渠總長(zhǎng)93.5km，萬(wàn)畝支渠總長(zhǎng)105.3km。主要解決運(yùn)城市峨眉臺(tái)地萬(wàn)榮、臨猗兩縣峨眉臺(tái)地上新發(fā)展3.4萬(wàn)hm2灌區(qū)（其中改善面積0.28萬(wàn) hm2），涉及萬(wàn)榮縣（王顯、榮河、光華、賈村、高村、皇甫、汗薛和萬(wàn)泉）八個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，灌溉面積2.34萬(wàn)hm2，臨猗縣（孫吉、北辛、北景）三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，灌溉面積1.06萬(wàn)hm2，受益121個(gè)行政村，總受益人口近30萬(wàn)人。灌區(qū)南與臨猗縣回龍和夾馬口北擴(kuò)兩灌區(qū)相接，北與萬(wàn)榮縣西范灌區(qū)相鄰，西至黃（汾）河階地，東達(dá)孤山西側(cè)，東北部則繞過(guò)孤山、至其東部的運(yùn)萬(wàn)路。該工程運(yùn)行一年來(lái)，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)和諧穩(wěn)定、人民生活水平的提高發(fā)揮了很大的促進(jìn)作用。

2 浮船泵站的建設(shè)情況

2.1 浮船泵站建設(shè)緣由

因水源工程設(shè)計(jì)為擴(kuò)建禹門(mén)口提水站，為聯(lián)接段建設(shè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，目前尚未建成，為保證農(nóng)業(yè)灌溉需要，盡快上水，北趙引黃管理局決定2011年春澆從廟前河口挖河自流進(jìn)行取水，取水采用挖掘機(jī)挖開(kāi)河口引水，當(dāng)主流靠近沿岸，來(lái)水量充沛，靠挖河自流引水能夠滿足用水需求，停水后，很快用挖掘機(jī)堵住河口，待下次開(kāi)機(jī)上水時(shí)再挖，如此循環(huán)。但灌季結(jié)束后，河口容易被淤積，再次引水需大面積挖掘，工作量大。2011年汛期，河口進(jìn)水閘兩側(cè)曾數(shù)次受到洪峰的侵?jǐn)_，險(xiǎn)情不斷出現(xiàn)，嚴(yán)重威脅到一級(jí)站廠房、設(shè)備及引水渠的安全。另外，由于工程臨時(shí)取水口位于黃河小北干流18號(hào)、19號(hào)壩之間，河床寬淺且水流散亂，主流擺動(dòng)幅度較大，含沙量極大，洪枯流量懸殊，淤積嚴(yán)重，主流遷移改道、脫流也將成為必然，勢(shì)必造成靠挖河自流引水不能夠滿足用水需求。因此，在河口挖河自流引水的方法不能根本解決水源的問(wèn)題，為了讓工程效益得到充分發(fā)揮，讓水源問(wèn)題不成為制約北趙灌區(qū)正常運(yùn)行的瓶頸，在河口設(shè)置浮船泵站取水，就是未雨綢繆，防患于未然。

2.2 浮船泵站建設(shè)規(guī)模

北趙浮船泵站設(shè)計(jì)浮船3艘，提水流量11.6m3/s，總裝機(jī)690 kW。實(shí)施中因配套資金未到位，2012年3月前僅完成了1號(hào)、2號(hào)兩艘浮船的建造與安裝，每艘船安裝500ZLB—125型軸流泵三臺(tái)，設(shè)計(jì)揚(yáng)程3m，單機(jī)容量55kW，單機(jī)流量1m3/s。第三艘船于2012年6月安裝完成，船上安裝600ZLB—125型軸流泵4臺(tái)，單機(jī)容量90 kW，單機(jī)流量1.4m3/s。三艘船總設(shè)計(jì)流量達(dá)到11.6m3/s。

2.3 浮船結(jié)構(gòu)與組成

船體結(jié)構(gòu)為浮箱式。浮箱式泵船是在槽式泵船的基礎(chǔ)上歷經(jīng)幾次改進(jìn)而成。主體結(jié)構(gòu)分為三大部分：里浮箱、外浮箱和聯(lián)系梁。兩個(gè)浮箱均為長(zhǎng)20 m，寬2.5m，高0.8m，水下部分為流線形。內(nèi)部結(jié)構(gòu)為上、下層縱橫骨架立柱支撐形式。底側(cè)面為6mm ccs船用鋼板，甲板面采用4mm防滑花紋板。聯(lián)系梁為25號(hào)工字鋼。兩浮箱間隔2.5m并行排列，用25號(hào)工字鋼橫向聯(lián)系固定并分隔出水泵艙。船面甲板區(qū)布置分為三段，前端為供電區(qū)域，露天安裝供電變壓器及安全護(hù)欄；中間段為設(shè)備區(qū)域，安裝啟動(dòng)電柜和水泵機(jī)組，ZLB型水泵機(jī)組與特制構(gòu)架組成一體，懸裝于水泵間隔艙內(nèi)，設(shè)備區(qū)上部為坡形彩鋼屋面，并裝有滑動(dòng)3t手拉起吊葫蘆供檢修設(shè)備之用。尾端搭建宿舍艙供值班人員間歇?？紤]到泵船整體平衡，機(jī)組安裝中心偏于外側(cè)浮箱0.25m，再因河灘晝夜、季度溫差較大，在甲板面留有人孔，以便于排氣和檢查浮箱內(nèi)部。設(shè)備檢修時(shí)，或停運(yùn)期間，利用手拉起吊葫蘆可將垂直安裝的機(jī)組帶底座平放于水泵艙口，既便于拆裝檢修，還可避免柴草污物搭掛，更利于移動(dòng)行走。

浮船的剖面圖及側(cè)面圖見(jiàn)圖1、圖2。

3 浮船泵站運(yùn)行情況及優(yōu)缺點(diǎn)分析

圖1 浮船剖面圖 （圖中單位為mm）

圖2 浮船側(cè)面圖 （圖中單位為mm）

3.1 運(yùn)行情況

浮船取水裝置2012年3月份投入使用，現(xiàn)在運(yùn)行1700個(gè)臺(tái)班，累計(jì)提水5000萬(wàn)m3。該裝置的運(yùn)行期間，機(jī)動(dòng)、靈活、平穩(wěn)，流量易調(diào)配的特點(diǎn)顯而易見(jiàn)，充分發(fā)揮了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了挖河引水的不足，適時(shí)解決了水源難題，為灌區(qū)抗旱保澆發(fā)揮了重要作用。

3.2 優(yōu)點(diǎn)分析

1）浮箱式泵船的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備安裝、檢修方便，省工料、易制造，結(jié)構(gòu)點(diǎn)全為電焊，不需特殊的工藝流程和特殊的制造材料。

2）浮箱式泵船的結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行安全可靠，它雖是浮箱式結(jié)構(gòu)，但是船的流線造形，兩浮箱之間且留有2.5m寬的通道，迎水阻力小，既利于水泵取水，又利于汛期迎洪、凌汛流冰，全封閉的甲板面還可防止風(fēng)浪濺水。

3）浮箱式泵船的吃水淺，宜行走，機(jī)動(dòng)靈活，運(yùn)行時(shí)的吃水深度為0.5m,水泵吸水口淹沒(méi)深度為0.85m，抽取的是黃河表層水，含泥沙量較小，可減輕主站的設(shè)備磨損，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，停運(yùn)時(shí)吃水深度僅0.35m，將水泵機(jī)組平放后，行走機(jī)動(dòng)靈活，可以采取游擊形式應(yīng)對(duì)移動(dòng)不定的著流點(diǎn)，根據(jù)河勢(shì)著流情況，可集中布置或分散布置取水，能夠最大限度地挖掘水資源，保證供水不間斷，達(dá)到抗旱目的。

4）投資小，工期短，最大限度發(fā)揮工程效益。據(jù)估算，若興建同規(guī)模的固定泵站，要考慮防洪防凌、河床液化砂質(zhì)地基等因素，因而設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高，費(fèi)用要加大很多。更為嚴(yán)重的是，建成固定泵站后，水流遷移，又得選址建站，造成極大的浪費(fèi)。工期短，北趙浮船從開(kāi)始實(shí)施到建成僅用了1個(gè)多月，建成調(diào)試后當(dāng)即投入使用，為灌區(qū)正常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮了重要作用。

3.3 缺點(diǎn)分析

1）停泊位置不易固定。黃河小北干流段屬于游蕩性河段，河面寬淺，沙洲密布，汊流較多，主流經(jīng)常擺動(dòng)，曾多次發(fā)生揭底沖刷現(xiàn)象，河勢(shì)極不穩(wěn)定。廟前段尤為典型，停泊位置有隨時(shí)移動(dòng)的可能。

2）受廟前河段的特殊條件限制，難以配備大流量機(jī)組，一級(jí)站與水源站流量若按1：2.5的比例配備，水源站將會(huì)形成機(jī)組群，運(yùn)行管理較費(fèi)人力資源。

3）受黃河水質(zhì)影響，水泵磨損較為嚴(yán)重，清水潤(rùn)滑橡膠軸承的方式設(shè)計(jì)不到位，檢修工作量相對(duì)較大。

4 結(jié)論

綜上所述，經(jīng)過(guò)比較，浮箱式泵船取水還有不足之處，但經(jīng)人為努力改進(jìn)是可以完善的，其優(yōu)勢(shì)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)挖河取水的；再考慮到經(jīng)濟(jì)、實(shí)用及環(huán)境多方面的因素，采用浮箱式泵船取水方式，優(yōu)點(diǎn)大于弊病，所以，采用浮船泵站是解決北趙灌區(qū)水源問(wèn)題的較好方案。