桃峪口水庫提升泵站存在的問題及解決方案探討

楊麗麗 呂智君 田飛飛

1. 北京市昌平區水務局 北京 102200；

2. 北京燕平水利工程勘察設計有限責任公司 北京 102200

1 工程概況

桃峪口水庫位于北京市昌平區興壽鎮桃峪口村，毗鄰順義區，據北京市40km。水庫建成于1960年，控制流域面積40km2，建有1座主壩及東、南、西3座副壩，主壩高21m，壩頂長320m，是一座防洪、蓄水、灌溉綜合利用的中型水庫。提升泵站位于水庫溢洪道東岸，主要功能為將京密引水渠水提升至水庫，滿足水庫補水需求，現因年久失修已不能正常運行。

隨著水庫庫底滲漏、降水量減少、補水量減少等原因，2004年至2017年5月連續處于干涸狀態，水庫逐漸化為“盆地”。

2 工程建設的必要性

北京市昌平區“十二五”時期水資源保護和利用發展規劃中已明確提出，在南水北調來水初期，盡可能多調水，減少對地下水的開采量，進而達到涵養保護地下水的目的。逐步實現城區主要依靠外調水、郊區依靠當地水源的城鄉水源保障布局。

南水北調中線工程通水后，為向桃峪口水庫應急補水，急需對提升泵站進行更新改造。工程建設既滿足現實需求，又符合長遠發展規劃。

3 原提升泵站面臨的主要問題

①水泵及供、配電設施缺失；②現狀集水池容積不足，結構不滿足輸水設備安裝要求；③泵前取水及引水工程不完善等。

4 工程建設的主要任務

針對原提升泵站面臨的主要問題，需要對水庫提升泵站進行更新改造。主要工程任務：第一，新修建引水閘、引渠、過路箱涵；第二，回填被廢棄的集水池，重新修建鋼筋混凝土水泵集水池；第三，配套水泵與相關設備；第四，增設供配電系統、照明系統、接地防雷系統等。

5 解決方案

5.1 引水口及計量設計

（1）引水口前運行水位。南水北調輸水期間本工程京密引水渠引水閘處設計運行水位：最高運行水位：52.217m；正常運行水位：52.176m；最低運行水位：52.114m。

（2）泵站最大設計流量。本方案旨在更新改造提升泵站，改變現狀既有輸水管路。泵后現有輸水管線為5根D=250壓力鋼管，經混凝土箱涵與一根D=900無壓鋼管對接，后進入明渠，明渠出口為一根D=700無壓鋼管，通過溢洪道輸水入水庫。

表1 各個管道最大輸水能力對比表

最大輸水能力受限于5根DN250壓力鋼管。泵站最大設計流量為0.49m3/s。

（3）引水口形式的確定。采用引水口前正常水位52.176m，泵站最大設計流量0.49m3/s時，確定引水口形式為三根DN600鋼管，安全系數1.5。

經復核，當閘前水位為正常水位：52.176m時，兩根引水管過流能力為0.49m3/s，滿足泵站運行要求。

（4）引水口布置。引水口由進口引水鋼管、閥門井、兩端漿砌石擋墻三部分組成，總長12.3m。引水管采用三根D=600鋼管，單根長度為11.06m。

5.2 引渠設計

（1）引渠工程布置。引水口后接新修引渠，新建引渠長361.25m，接現狀長37.4m漿砌石引渠。為滿足群眾在引水期間的出行要求，穿路段設置過路箱涵。

（2）水面線復核計算。引渠采用明渠均勻流公式計算，當京密引水渠設計水位為52.176m時，引渠過流能力為0.49m3/s，泵站集水池前設計水位為51.25m。

當京密引水渠最高水位為52.217m時，引渠過流能力為0.59m3/s，泵站集水池前最高水位為51.30m。

5.3 水泵選型

（1）確定設計流量。泵站最大設計流量為0.49m3/s，裝機容量220kW，月均調水量126萬m3。

（2）確定水泵揚程。水泵出水管用D=800鋼管并聯，然后分5個支路連接現狀5根D=250的鋼管。

水泵揚程H=提升靜止水頭h1+沿程損失水頭h2+局部損失水頭h3+富裕水頭h4

經計算水泵參數確定如下：流量：800 m3/h；揚程：30m；

6 工程效益分析

提升泵站作為水庫的關鍵組成部分，為水庫正常運行提供重要保障。工程建成后可以在幾個月內讓桃峪口水庫恢復至較高的蓄水庫容，可以為當地提供一定的戰略儲水量，以備不時之需。同時，水庫可以進行魚類養殖，為當地提供旅游業創收等。

提升泵站改造工程于2016年12月竣工，2017年5月，南水北調通過京密引水渠開始向為桃峪口水庫補水，工程效益已初見成效。

7 建議

泵站建成運行后，要做到“重建設 、重管理”。遵循依法治水、管水的原則，按照國家及地方規范、規程的要求，建立相關規章，強化管理，保障工程正常、有序地運行。