鋼制泵站在膠東調(diào)水應(yīng)急抗旱引水中的應(yīng)用

舒立華

（山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心博興管理站，山東 博興 256500）

為保障膠東地區(qū)應(yīng)急調(diào)水，2018年7月6日，水利部調(diào)研組確定了“引黃加?xùn)|平湖方案”為汛期7～9月份膠東地區(qū)抗旱應(yīng)急調(diào)水方案。該方案主要是通過(guò)打漁張灌區(qū)等5個(gè)灌區(qū)6個(gè)交匯口向南水北調(diào)、膠東調(diào)水干線調(diào)引黃河水，繼續(xù)向膠東地區(qū)應(yīng)急調(diào)水，并將東平湖現(xiàn)有水量作為補(bǔ)充水源。

打漁張引黃閘是打漁張灌區(qū)和引黃濟(jì)青工程的渠首閘，同時(shí)也是膠東調(diào)水工程渠首閘，承擔(dān)著打漁張灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉、引黃濟(jì)青和膠東調(diào)水的三重供水任務(wù)。打漁張引黃閘建于1983年，隨著運(yùn)行年限的不斷增長(zhǎng)，老化程度日趨嚴(yán)重，又加上該閘位于黃河大堤上，工程安全與黃河大堤防洪息息相關(guān)。據(jù)黃委有關(guān)部門鑒定：認(rèn)為引黃閘存在嚴(yán)重運(yùn)行問(wèn)題，為消除工程隱患，確保黃河下游防洪安全，保證原閘承擔(dān)的供水任務(wù)，決定對(duì)該閘進(jìn)行報(bào)廢重建，于2017年3月開(kāi)工建設(shè)，2017年9月中下旬具備放水條件。

1 鋼制泵站建設(shè)的可行性

為進(jìn)一步緩解膠東4市水資源供需矛盾，山東省水利廳緊急實(shí)施了引黃濟(jì)青抗旱應(yīng)急調(diào)水臨時(shí)工程和黃水東調(diào)工程兩項(xiàng)重大工程建設(shè)。打漁張引黃閘重修，自2017年3月至2017年9月20日才具備放水條件，為滿足博興縣工農(nóng)業(yè)用水及膠東4市水資源現(xiàn)狀，結(jié)合博興縣河務(wù)局、博興縣水利局引水方案，建設(shè)臨時(shí)引水工程。臨時(shí)引水工程分為泵船引水和臨時(shí)泵車引水兩部分，最大引水能力為8 m3/s?，F(xiàn)博興縣用水為3～5 m3/s，從打漁張引黃閘為膠東調(diào)水引送黃河水僅為3～5 m3/s。當(dāng)前為滿足膠東地區(qū)需水要求，山東省水利廳要求從打漁張引黃閘通過(guò)引黃濟(jì)青工程向膠東地區(qū)引送水10 m3/s，只有在打漁張引黃閘前再建引水設(shè)施。結(jié)合工程的實(shí)際情況，在引黃閘上游100 m黃河灘地上，制定出建設(shè)鋼制泵站引水與固定泵站引水兩種引水方案。鋼制泵站引水與固定泵站引水方案比較，有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.1 建設(shè)工期短

鋼制泵站引水主要以金屬結(jié)構(gòu)制作安裝、機(jī)電設(shè)備購(gòu)置與安裝作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，項(xiàng)目建設(shè)前期準(zhǔn)備工作量少，不需要等到枯水位進(jìn)行施工，組織施工簡(jiǎn)單，工程進(jìn)度快，工期短；固定泵站引水建設(shè)周期長(zhǎng)，只能達(dá)到遠(yuǎn)期目標(biāo)，對(duì)于應(yīng)急引水達(dá)不到預(yù)期效果。

1.2 項(xiàng)目投資省

鋼制泵站引水相對(duì)于固定泵站引水不需要投資建設(shè)復(fù)雜的水工建筑物及圍堰，不需要投入過(guò)多的人力、物力、財(cái)力，金屬結(jié)構(gòu)制作安裝、機(jī)電設(shè)備購(gòu)置與安裝等項(xiàng)目費(fèi)用較低，因而相對(duì)投資較少。

1.3 維修維護(hù)方便

鋼制泵站引水機(jī)電設(shè)備均采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，操作安裝簡(jiǎn)單易懂，維修維護(hù)可單獨(dú)維修故障水泵，不影響其他水泵運(yùn)行，無(wú)水下操作環(huán)節(jié)，維修、檢修方便；固定泵站引水維修維護(hù)需停水、停電、單項(xiàng)逐一排查，工作量大，周期長(zhǎng)。

2 鋼制泵站施工

2.1 施工方案設(shè)計(jì)規(guī)模

為確保從打漁張灌區(qū)向膠東調(diào)水引水10 m3/s的要求，結(jié)合現(xiàn)有的博興縣河務(wù)局移動(dòng)泵船引水情況，同時(shí)考慮泵型和水泵數(shù)量的備用，計(jì)劃安裝9臺(tái)流量為0.69 m3/s、揚(yáng)程12.5 m的電潛泵，以滿足引水要求。

2.2 施工總體布置

根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)施工情況，將鋼制泵站布置在距離打漁張引黃閘上游100 m處，在黃河右岸灘地上。通過(guò)電潛泵揚(yáng)水繞過(guò)正在建設(shè)的打漁張引黃閘送至打漁張引黃閘出水口附近圍堰，自流進(jìn)入膠東調(diào)水低輸沙渠。

2.3 工程施工

2.3.1 主體工程施工

1）混凝土工程施工。在黃河右岸灘地上建設(shè)155 m2左右的鋼筋混凝土底板，厚度為20 cm，長(zhǎng)度24.9 m，寬度為6.2 m。在鋼筋混凝土底板上澆筑9個(gè)混凝土電潛泵座，埋上預(yù)埋螺栓和電潛泵加以固定。

2）現(xiàn)場(chǎng)制作安裝鋼制泵站。用厚度12 mm的鋼板現(xiàn)場(chǎng)焊接制作一個(gè)無(wú)底長(zhǎng)方體形狀的簡(jiǎn)易器皿作為進(jìn)水口，長(zhǎng)度為23.6 m、寬度為5.2 m、高度為1.05 m，如圖1所示。

圖1 鋼制泵站結(jié)構(gòu)圖

將鋼制長(zhǎng)方體水泵箱如圖放置，鋼制泵站每個(gè)豎井中心間距2.4 m，焊制9根高度為3.5 m，直徑DN2200鋼管作為豎井。進(jìn)水側(cè)以進(jìn)水管中心間距為2.4 m焊制9根長(zhǎng)度為12 m，直徑DN1000鋼管作為鋼制泵站水平進(jìn)水管，進(jìn)水管的臨河側(cè)做一個(gè)欄污蓋。

3）電潛泵的安裝與維護(hù)。將電潛泵（500QW2500-12.5-132）固定在已做好的泵混凝土座上連接預(yù)埋件，安裝每一個(gè)泵出水管道。

2.3.2 電源工程

根據(jù)安裝鋼制泵站水泵功率的需求，從蔡北線架設(shè)10 kV高壓線至鋼制泵站附近，新安裝箱變型號(hào)為630 kVA和1000 kVA的箱變各1臺(tái)，630 kVA的箱變出四路線接3臺(tái)電潛泵，備用一路出線；1000 kVA箱變出六路線接6臺(tái)電潛泵。

2.3.3 施工中解決的問(wèn)題

1）安裝方便且時(shí)間短。2018年入夏以來(lái)，由于降水量偏少造成膠東地區(qū)水庫(kù)蓄水嚴(yán)重不足，加之晴熱高溫，致使膠東地區(qū)干旱嚴(yán)重，多地區(qū)出現(xiàn)了人畜飲水困難。省政府高度重視，7月6日水利廳召開(kāi)關(guān)于膠東地區(qū)引水的重要會(huì)議，為貫徹落實(shí)會(huì)議精神，上級(jí)部門確立項(xiàng)目，從開(kāi)始施工至工程完工用時(shí)20 d，鋼制泵站引水成功。

2）黃河灘地坍塌問(wèn)題。因抽水導(dǎo)致進(jìn)水口周圍土方坍塌，堵住進(jìn)水口，影響正常運(yùn)行，采用長(zhǎng)度12 m，直徑DN1000的螺旋鋼管引出作為電潛泵進(jìn)水管的護(hù)管，鋼管水平吸水，避免進(jìn)水渠道兩側(cè)土方坍塌。臨時(shí)工程沒(méi)有混凝土做建筑物，使用此方案值得在此類工程中推廣。

3）黃河漂浮物損壞水泵問(wèn)題。由于汛期到來(lái)，黃河水位上漲，上游沖下來(lái)的漂浮物，進(jìn)入泵體損壞水泵。采用長(zhǎng)度12 m，直徑DN1000的螺旋鋼管臨河側(cè)加上欄污網(wǎng)，隔絕黃河漂浮物進(jìn)入水泵，從而保證水泵正常使用壽命。

4）鋼制泵站不受黃河水位影響。鋼制泵站安裝工程按照近年來(lái)黃河最低水位考慮，電潛泵在淹沒(méi)狀態(tài)下運(yùn)行，所以黃河水位漲到黃河最大防洪水位也正常運(yùn)行。

5）水頭損失問(wèn)題。在黃河灘地上引水，管道需跨越黃河堤壩，架設(shè)高度達(dá)8 m，管道鋪設(shè)有直角等會(huì)導(dǎo)致水頭損失。由于時(shí)間緊迫，只有在施工中克服。采用下挖堤壩2 m，使管道架設(shè)高度達(dá)到6 m，盡量避免管道直角焊接，采用螺旋鋼管減少摩擦力等措施盡量減少水頭損失。

6）打漁張引黃閘除險(xiǎn)加固竣工后影響因素。按照山東省水利廳指示，2017年9月20日打漁張引黃閘滿足放水條件，目前閘墩混凝土還未完工，之后有二期混凝土安裝閘槽、機(jī)架橋、閘門、啟閉機(jī)等多種工序，由于天氣和其他原因是否按規(guī)定時(shí)間完工尚不確定，若打漁張引黃閘除險(xiǎn)加固工程不能按規(guī)定時(shí)間完工，鋼制泵站還能繼續(xù)發(fā)揮其效益。

3 綜合效益

工程自2017年7月12日開(kāi)工，2017年7月31日竣工，一次性試用成功，鋼制泵站正式投入運(yùn)行，承擔(dān)著向山東省的濰坊、青島、煙臺(tái)、威海4市及博興縣應(yīng)急調(diào)水的任務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2017年8月1日～10月19日，引黃河水79 d，打漁張灌區(qū)引水量9 086.05萬(wàn)m3（其中博興縣農(nóng)業(yè)灌溉用水1 676.57萬(wàn)m3），將7 409.48萬(wàn)m3黃河水源源送往膠東地區(qū)，有效地保障了當(dāng)?shù)氐某鞘杏盟筒糠洲r(nóng)業(yè)灌溉用水。

在不適用鋼制泵站引水的情況下，使用博興縣黃河河務(wù)局安置移動(dòng)泵船引水，引水流量在2～4 m3/s之間，按照平均流量3 m3/s計(jì)算，79 d引水2 047.68萬(wàn)m3。由此可見(jiàn)，使用鋼制泵站比不使用鋼制泵站79 d多引5 361.80萬(wàn)m3，有效緩解了膠東4市城市用水緊張，557萬(wàn)人干旱缺水局面，為膠東半島城市群及國(guó)家海洋基地建設(shè)做出了突出貢獻(xiàn)，保證了膠東4市社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

膠東調(diào)水工程鋼制泵站在技術(shù)上是可行，具有較大的可靠性和實(shí)用性，沒(méi)有構(gòu)造復(fù)雜的水工建筑結(jié)構(gòu)，具有施工周期短、收效快、投資省、效益顯著的特點(diǎn)，是解決目前膠東地區(qū)應(yīng)急引水的最佳方案。由于鋼制泵站可靠性較強(qiáng)，安裝時(shí)間較短，可以作為固定泵站一種補(bǔ)充和應(yīng)急引水措施，值得應(yīng)用與推廣。