淺析泗陽二站清污設施存在的問題及對策

呂坤 劉兆正 蔣雯

淺析泗陽二站清污設施存在的問題及對策

呂坤 劉兆正 蔣雯

一、工程概況

泗陽二站位于江蘇省泗陽縣城東郊，與泗陽第一抽水站、泗陽節制閘及泗陽船閘共同組成中運河泗陽水利樞紐工程。該站是南水北調第四梯級站，其主要作用是抽引二河閘下泄的淮水或北送淮陰站轉送的江水，滿足泗陽閘上游地區用水需求。

泗陽二站建于1996年，工程總投資6300萬元。總裝機容量5600kW，設計流量為66m3/s。裝設高郵水泵廠生產的2.8ZLQ-70液壓全調節軸流泵2臺，單機流量33m3/s，配套天津發電設備廠生產的TDL325/56-40立式同步電機2臺套。采用堤身式布置，肘形進水流道，虹吸式出水流道，真空破壞閥斷流。

二、工程現狀

泗陽二站清污機橋位于泗陽二站站身下游引河約120m處，清污機橋安裝有攔污柵和YLQ-III型移動抓斗式清污機。原清污機橋建設工程為江蘇省加強灌溉農業世界銀行貸款項目，工程于1995年12月開工，1996年10月完工，1997年3月正式投入運行。

清污機橋設計橋面高程為20.0m，共計17孔，中間9孔安裝攔污柵，每孔安裝2扇，攔污柵合計18扇，現狀攔污柵柵距10cm，設計水位差1.5m。

清污機橋上原安裝的YLQ-III型移動抓斗式清污機，由于設計、制造等各種原因，該清污機自建成以來一直無法投入正常運行。2003年5月，經協調將泗陽二站的清污機緊急調往沙集站使用,目前泗陽二站下游只剩下清污機橋土建部分和2排軌道，平時只能依靠固定攔污柵攔污擋草。由于缺少有效的清污設施，攔污柵前經常聚集大量水草等雜物，致使攔污柵前后水位差很大，最大達2.5m以上，導致泵站進水池水位達不到設計要求，存在安全隱患。

三、工程主要缺陷

1.清污機橋過高，攔污柵變形較大

主橋橋墩高度為14m，攔污柵垂直高度為14m，安裝坡度為75°，兩層搭接固定，整體變形大，柵條無法調整對齊，極易導致抓斗在接縫處卡死，造成翻車事故，存在重大安全隱患，建成后，操作人員不敢操作抓斗機。

2.清污橋橋面過窄，維護困難

受總投資限制，原設計的清污機橋頂總寬度僅為3.5m，長度約145m，且未設置固定起吊設施，無法使用吊車對攔污柵進行吊裝、清理、養護等作業，可維護性差。

3.清污機無法正常使用

因受當時社會經濟發展水平限制，原清污機設計標準不高，且多年來運行工況與原設計工況變化較大，現狀清污能力嚴重不足，沒有設置機械過載裝置，液壓剎車漏油，動作可靠性差，下降時無柵條對齊裝置，容易導致抓斗脫落軌道，無法正常使用。

4.柵條間距較小，阻水嚴重

單扇攔污柵寬度為6m，高度為6.4m，主次梁為20號工字鋼，側向支承為5號槽鋼，柵條為5mm×100mm，柵條間距為10cm。從抽水運行情況來看，過流斷面偏小，柵前后水位差較大，阻水嚴重，導致機組經常在非設計工況下運行，過負荷嚴重，存在較大的安全隱患。

四、工程運行管理中存在問題

1.由于設計、制造等各種原因，該清污機一直無法投入正常運行

抓斗抓力小，無法對水花生等河道水生物進行有效抓取。另外清污機橋高程較高，導致抓斗升降時清污機搖晃劇烈，經常出現卡阻等問題，無法保證清污機安全運行，一直處于停用狀態，平時只能依靠固定攔污柵攔污擋草。

2.攔污柵前后水位差大，降低泵站運行效率，增加了能源消耗

機組抗旱運行時，攔污柵前后水位差最大達2.8m（2004年6月1日曾出現柵前水位12.77m，柵后水位9.97m，水位差2.80m），最小也在1.8m左右，致使過流斷面減小，流態紊亂，嚴重降低機組效率。機組設計最低水位10.5m，而近年來進水水位在9.95～10.15m，機組長期在非正常工況下運行，振動、氣蝕現象嚴重，對機組安全運行造成極大威脅，存在重大的安全隱患。另外由于揚程高于設計揚程，泵站效率降低，功率增大，能耗增加。

3.清除攔污柵前水草，耗費大量人力物力

由于清污設施不能正常投入使用，因此每年需安排專門人員進行清理。開機前只能采用人工劃船打撈清污的辦法，勞動強度大，效率低下，對人的生命安全有很大威脅，并且很難及時將攔污柵上雜草清除干凈，特別是水下部分雜物更是無法清除。人工費用不斷增加，清雜的投入也逐年增加。另外，為了便于清除柵條上的水草，需要減少流量或停機，也降低抽水效率。

4.清污設施改造方案

為了徹底解決泗陽二站清污設施存在的問題，改善機組運行條件，更好地發揮工程效益，管理單位針對存在的問題，廣泛征求設計單位、設備生家廠家和科研部門意見和建議，制定了清污設施改造方案。

（1）工程總體布置依據現狀地形布置，將原清污機橋墩頂高程由19.20m下降至15.10m，并吊裝預制好的工作橋，保持橋面高程為16.00m，橋面寬度4.5m；安裝清污機和皮帶輸送機，同時在引河北岸新建垃圾中轉平臺，既可以將皮帶輸送機輸送過來的雜草等漂浮物利用卡車運輸出去，同時整理引河與中運河相交的三角地帶，改善水流條件，也美化了環境。

（2）清污機孔口總凈寬共42m，共7孔，設回轉式清污機7臺，清污機與水平面成75°角布置，設計水位差2.0m，設計過柵流速1.5m/s，設計清污能力20t/h。清污機柵條，齒耙采用不銹鋼制造，結構件采用碳鋼制作。7臺清污機配一臺水平運輸皮帶輸送機用于運送污物，水平運輸皮帶輸送機帶寬800mm，運輸長度65m，帶速1.0m/s。雜物運輸到皮帶輸送機的一端空地，利用垃圾中轉車將垃圾從空地運到中轉平臺，卡車通過中轉平臺將垃圾全部運輸出場。

（3）清污機橋南岸新增150m長混凝土路面連接場外，以備在北岸不通時，卡車可通過新清污機橋將垃圾運到場外。

（4）南北兩岸堤坡分別新建3.4m寬混凝土踏步與堤頂道路相連，工程范圍內安裝路燈等照明亮化設施，新建配電管理用房120m2，泵站下游引河口設攔河浮筒，便于日常管理。

五、綜合評價

清污設施改造工程實施后，泗陽二站的清污系統將實現機械化、自動化，提高站前水位，較大幅度減少泵站運行成本，提高泵站的運行效率和安全性，也能提高了泵站的綜合效益。

1.運行安全性

原清污機橋面高程20.0m降低至16.0m，降低了攔污柵垂直高度，減小攔污柵整體變形，且改選回轉式清污機，極大提高了工作效率及工作可靠性。增大柵間距，改善攔污柵過流條件，可有效減小機組振動、氣蝕現象，確保機組在設計工況、正常負荷下運行，消除以前存在的安全隱患。

2.運行經濟性

新安裝的回轉式清污機清污能力很強，整體運行保障性高，再不需組織人工利用小船進行撈草，減少撈草成本。

3.運行高效性

回轉式清污機是集攔污柵和清污機于一體的連續清污裝置。以攔污柵為基礎，通過繞柵回轉鏈條將清污齒耙驅動，實現連續清污，全過水斷面清污，清污效率高。柵體過梁支撐于混凝土基礎之上，使清污機整機運行平穩，工作可靠。電機隱身于機架內部，防護效果好，實現無障礙清污。不銹鋼牽引鏈條保證水下工作無銹蝕，免維護。另外，輸送機將水草等雜物直接裝車，省時省工。總之，回轉式清污機撈草效率更高。

4.便于維護

攔污柵橋面降低后，橋面凈寬增加至4.5m，有利于對攔污柵進行維護。可以解決過去橋面窄無法使用吊車對攔污柵進行吊裝、清理、養護等作業問題。

5.環境效益

實施泗陽二站清污設施改造工程，不僅可以實現泗陽二站清污系統的自動化、現代化，而且通過實施水保和環保措施，在減少水土流失的基礎上，進一步美化環境，實現站區園林化，打造優美的水利風景區，全面提升水管單位形象

（作者單位：江蘇省駱運水利工程管理處223800）

（專欄編輯：顧梅）