鋼制泵站在膠東調水應急抗旱引水中的應用

舒立華

（山東省調水工程運行維護中心博興管理站，山東 博興 256500）

為保障膠東地區應急調水，2018年7月6日，水利部調研組確定了“引黃加東平湖方案”為汛期7～9月份膠東地區抗旱應急調水方案。該方案主要是通過打漁張灌區等5個灌區6個交匯口向南水北調、膠東調水干線調引黃河水，繼續向膠東地區應急調水，并將東平湖現有水量作為補充水源。

打漁張引黃閘是打漁張灌區和引黃濟青工程的渠首閘，同時也是膠東調水工程渠首閘，承擔著打漁張灌區農業灌溉、引黃濟青和膠東調水的三重供水任務。打漁張引黃閘建于1983年，隨著運行年限的不斷增長，老化程度日趨嚴重，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。據黃委有關部門鑒定：認為引黃閘存在嚴重運行問題，為消除工程隱患，確保黃河下游防洪安全，保證原閘承擔的供水任務，決定對該閘進行報廢重建，于2017年3月開工建設，2017年9月中下旬具備放水條件。

1 鋼制泵站建設的可行性

為進一步緩解膠東4市水資源供需矛盾，山東省水利廳緊急實施了引黃濟青抗旱應急調水臨時工程和黃水東調工程兩項重大工程建設。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，為滿足博興縣工農業用水及膠東4市水資源現狀，結合博興縣河務局、博興縣水利局引水方案，建設臨時引水工程。臨時引水工程分為泵船引水和臨時泵車引水兩部分，最大引水能力為8 m3/s。現博興縣用水為3～5 m3/s，從打漁張引黃閘為膠東調水引送黃河水僅為3～5 m3/s。當前為滿足膠東地區需水要求，山東省水利廳要求從打漁張引黃閘通過引黃濟青工程向膠東地區引送水10 m3/s，只有在打漁張引黃閘前再建引水設施。結合工程的實際情況，在引黃閘上游100 m黃河灘地上，制定出建設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，有以下優點：

1.1 建設工期短

鋼制泵站引水主要以金屬結構制作安裝、機電設備購置與安裝作為基礎設施建設，項目建設前期準備工作量少，不需要等到枯水位進行施工，組織施工簡單，工程進度快，工期短；固定泵站引水建設周期長，只能達到遠期目標，對于應急引水達不到預期效果。

1.2 項目投資省

鋼制泵站引水相對于固定泵站引水不需要投資建設復雜的水工建筑物及圍堰，不需要投入過多的人力、物力、財力，金屬結構制作安裝、機電設備購置與安裝等項目費用較低，因而相對投資較少。

1.3 維修維護方便

鋼制泵站引水機電設備均采用自動控制系統，操作安裝簡單易懂，維修維護可單獨維修故障水泵，不影響其他水泵運行，無水下操作環節，維修、檢修方便；固定泵站引水維修維護需停水、停電、單項逐一排查，工作量大，周期長。

2 鋼制泵站施工

2.1 施工方案設計規模

為確保從打漁張灌區向膠東調水引水10 m3/s的要求，結合現有的博興縣河務局移動泵船引水情況，同時考慮泵型和水泵數量的備用，計劃安裝9臺流量為0.69 m3/s、揚程12.5 m的電潛泵，以滿足引水要求。

2.2 施工總體布置

根據工程現場施工情況，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。通過電潛泵揚水繞過正在建設的打漁張引黃閘送至打漁張引黃閘出水口附近圍堰，自流進入膠東調水低輸沙渠。

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155 m2左右的鋼筋混凝土底板，厚度為20 cm，長度24.9 m，寬度為6.2 m。在鋼筋混凝土底板上澆筑9個混凝土電潛泵座，埋上預埋螺栓和電潛泵加以固定。

2）現場制作安裝鋼制泵站。用厚度12 mm的鋼板現場焊接制作一個無底長方體形狀的簡易器皿作為進水口，長度為23.6 m、寬度為5.2 m、高度為1.05 m，如圖1所示。

圖1 鋼制泵站結構圖

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

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

2.3.2 電源工程

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

2.3.3 施工中解決的問題

1）安裝方便且時間短。2018年入夏以來，由于降水量偏少造成膠東地區水庫蓄水嚴重不足，加之晴熱高溫，致使膠東地區干旱嚴重，多地區出現了人畜飲水困難。省政府高度重視，7月6日水利廳召開關于膠東地區引水的重要會議，為貫徹落實會議精神，上級部門確立項目，從開始施工至工程完工用時20 d，鋼制泵站引水成功。

2）黃河灘地坍塌問題。因抽水導致進水口周圍土方坍塌，堵住進水口，影響正常運行，采用長度12 m，直徑DN1000的螺旋鋼管引出作為電潛泵進水管的護管，鋼管水平吸水，避免進水渠道兩側土方坍塌。臨時工程沒有混凝土做建筑物，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題。由于汛期到來，黃河水位上漲，上游沖下來的漂浮物，進入泵體損壞水泵。采用長度12 m，直徑DN1000的螺旋鋼管臨河側加上欄污網，隔絕黃河漂浮物進入水泵，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黃河最低水位考慮，電潛泵在淹沒狀態下運行，所以黃河水位漲到黃河最大防洪水位也正常運行。

5）水頭損失問題。在黃河灘地上引水，管道需跨越黃河堤壩，架設高度達8 m，管道鋪設有直角等會導致水頭損失。由于時間緊迫，只有在施工中克服。采用下挖堤壩2 m，使管道架設高度達到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、機架橋、閘門、啟閉機等多種工序，由于天氣和其他原因是否按規定時間完工尚不確定，若打漁張引黃閘除險加固工程不能按規定時間完工，鋼制泵站還能繼續發揮其效益。

3 綜合效益

工程自2017年7月12日開工，2017年7月31日竣工，一次性試用成功，鋼制泵站正式投入運行，承擔著向山東省的濰坊、青島、煙臺、威海4市及博興縣應急調水的任務。據統計，自2017年8月1日～10月19日，引黃河水79 d，打漁張灌區引水量9 086.05萬m3（其中博興縣農業灌溉用水1 676.57萬m3），將7 409.48萬m3黃河水源源送往膠東地區，有效地保障了當地的城市用水和部分農業灌溉用水。

在不適用鋼制泵站引水的情況下，使用博興縣黃河河務局安置移動泵船引水，引水流量在2～4 m3/s之間，按照平均流量3 m3/s計算，79 d引水2 047.68萬m3。由此可見，使用鋼制泵站比不使用鋼制泵站79 d多引5 361.80萬m3，有效緩解了膠東4市城市用水緊張，557萬人干旱缺水局面，為膠東半島城市群及國家海洋基地建設做出了突出貢獻，保證了膠東4市社會穩定和經濟發展。

4 結語

膠東調水工程鋼制泵站在技術上是可行，具有較大的可靠性和實用性，沒有構造復雜的水工建筑結構，具有施工周期短、收效快、投資省、效益顯著的特點，是解決目前膠東地區應急引水的最佳方案。由于鋼制泵站可靠性較強，安裝時間較短，可以作為固定泵站一種補充和應急引水措施，值得應用與推廣。