引黃濟(jì)青工程輸水效率影響因素分析及優(yōu)化措施介紹

李 棟

引黃濟(jì)青改擴(kuò)建工程是為解決引黃濟(jì)青工程年久老化、設(shè)施陳舊、調(diào)水效率降低而由政府投資建設(shè)的重大工程。為加快引黃濟(jì)青改擴(kuò)建工程建設(shè)，確保按期完成建設(shè)任務(wù)，有必要對(duì)工程的特點(diǎn)和主要制約因素進(jìn)行全面的梳理分析，提出對(duì)策建議。

1 工程建設(shè)的緊迫性和必然性

2019年，引黃濟(jì)青改擴(kuò)建工程被列入山東省政府重點(diǎn)督辦事項(xiàng)和全省新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換調(diào)度名單。引黃濟(jì)青工程經(jīng)過30年的運(yùn)行，工程設(shè)施設(shè)備已全面老化，盡管近年來強(qiáng)化了日常維修養(yǎng)護(hù)、加大了大修歲修力度，沒有出現(xiàn)大的問題，但工程設(shè)施設(shè)備都超期服役，存在較大的安全隱患，亟需更新改造。加快實(shí)施引黃濟(jì)青改擴(kuò)建工程，就是要從根本上解決引黃濟(jì)青工程年久老化、設(shè)施陳舊、調(diào)水效率降低的問題，保障工程安全。

2 工程概況

引黃濟(jì)青工程是山東省境內(nèi)一項(xiàng)跨流域調(diào)水工程，主要任務(wù)是將黃河水引向青島，解決青島市工業(yè)和生活用水問題，同時(shí)兼顧工程沿線高氟區(qū)生活用水及農(nóng)業(yè)用水，其中東營(yíng)轄段24km小清河子槽是控制輸水能力的重點(diǎn)渠道。

3 原因分析

3.1 地面沉降

經(jīng)過對(duì)小清河子槽沿線地面高程的測(cè)量，對(duì)比分析1999年與2016年小清河子槽沿線高程資料，發(fā)現(xiàn)小清河子槽平均下沉0.51m。輸水河樁號(hào)30+000～42+000段沉降量較大，沉降量為0.8～1.2m，樁號(hào)36+000～39+000段沉降量約為1.2m，局部下沉1.5m。輸水河整體下沉，輸水河兩端沉降量小，中間段沉降量大，改變了子槽原設(shè)計(jì)輸水比降，降低了子槽的過流能力。

3.2 子槽淤積

自1989年引黃濟(jì)青工程運(yùn)行至今，小清河子槽未進(jìn)行系統(tǒng)的清淤。隨著調(diào)水量不斷加大，攜沙量也不斷增大。渠首沉沙條渠運(yùn)行多年，沉沙條渠有效寬度不斷減少，泥沙大多沉積在子槽中。據(jù)初步測(cè)算子槽淤積深度在1.5m左右，淤積量約為200萬m3。

3.3 橋梁阻水

為方便沿線村民交通往來，在子槽河上修建多處生產(chǎn)橋。有些生產(chǎn)橋破舊低矮，高水位運(yùn)行時(shí)，水面大多高于橋底甚至淹沒橋面，嚴(yán)重阻水，從而影響子槽過流能力。且在引黃濟(jì)青工程建成后修建的橋梁，均采用水中筑島方式施工，工程完畢后，清理筑島土方不徹底，圍堰阻水明顯。

3.4 沿線無序取水

由于小清河子槽建于20世紀(jì)70年代，沿線百姓使用子槽水源灌溉已成習(xí)慣。近年來，小清河子槽沿線由當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)政府投資建設(shè)了多座農(nóng)田灌溉設(shè)施，隨意取水灌溉的行為愈發(fā)嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，小清河子槽東營(yíng)段農(nóng)田灌溉揚(yáng)水站共9處，總流量約為7m3/s。根據(jù)2017年情況統(tǒng)計(jì)，小清河子槽東營(yíng)段全年灌溉取水量約為1000萬m3，而2017年東營(yíng)段總過水量約10億m3，損失水量約為1%。

3.5 調(diào)度方式單一

引黃濟(jì)青工程和膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程輸水線路長(zhǎng)，同時(shí)調(diào)引長(zhǎng)江水和黃河水時(shí)存在匯水和分水問題，且工程在運(yùn)行過程中穿過多座建筑物，經(jīng)過眾多分水口，采用單一的流量增減調(diào)度方式同樣影響輸水效率。以東營(yíng)段為例，在工程現(xiàn)狀條件下，以自流模式運(yùn)行，出小清河子槽處與預(yù)備河倒虹進(jìn)口水位差在0.9～1.05m范圍變動(dòng)，而設(shè)計(jì)值為0.9m，實(shí)際運(yùn)行時(shí)水頭差比設(shè)計(jì)值稍大。

4 解決措施

4.1 工程措施

1）改造子槽，為保證小清河子槽在設(shè)計(jì)水位下運(yùn)行，需根據(jù)子槽地形地貌情況，對(duì)小清河子槽無子堤段采取筑堤、防滲、加擋水墻和挖排水溝等工程措施，將子槽段全部建設(shè)成有子堤的河道。在對(duì)小清河子槽進(jìn)行改造的同時(shí)需要考慮子堤的安全、防滲以及工程沿線農(nóng)田排水等問題。筑堤改造是提高子槽輸水能力，保障工程運(yùn)行安全最有效的途徑。但是，從工程量、成本投資以及移民遷占等方面考慮，其工程規(guī)模較大，涉及范圍較廣，一次性投入較高。

2）新建泵站，2017年3月，為緩解膠東青煙威濰四個(gè)地市嚴(yán)峻缺水局面，在小清河子槽下節(jié)制閘后實(shí)施了抗旱應(yīng)急調(diào)水臨時(shí)泵站工程。泵站采用900QZ-85型潛水軸流泵，轉(zhuǎn)速480r/min，單機(jī)流量2.4m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程4.5m，配套功率160kW。泵站安裝水泵23臺(tái)，總裝機(jī)容量3680kW，泵站設(shè)計(jì)流量36m3/s，總裝機(jī)流量48m3/s。臨時(shí)泵站投入運(yùn)行以來，較好地解決了大流量輸水的問題，輸水能力顯著提高，也有效減少了高水位運(yùn)行對(duì)沿線農(nóng)田的危害。但是農(nóng)田鹽堿漬澇問題未得到徹底解決。因此，在下節(jié)制閘處建設(shè)泵站，采用提水方式輸水可以增加調(diào)水量，有效降低子槽運(yùn)行水位，是一種提高輸水效率的可行方式，但需考慮小清河子槽上游無子堤段的防滲和農(nóng)田排水問題。另外，可在泵站出水池?fù)跛咛幐慕ü?jié)制閘，通過節(jié)制閘和泵站的靈活運(yùn)用，在長(zhǎng)期的低水位（4.3m以下）、小流量（流量不超過30m3/s）運(yùn)行時(shí)，采用自流方式輸水。

4.2 優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行方式

針對(duì)引黃濟(jì)青工程現(xiàn)狀，利用已有運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行方案。尤其是引黃濟(jì)青工程改擴(kuò)建后，明渠的水力邊界條件發(fā)生變化，水力要素也發(fā)生了變化，過流能力明顯增強(qiáng)。

5 結(jié)語

總之，目前，外調(diào)客水已成為促進(jìn)膠東地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ黾诱{(diào)水規(guī)模，提高輸水效率刻不容緩。采取一系列的措施，使引黃濟(jì)青工程小清河子槽輸水流量達(dá)到36～37m3/s，最大流量達(dá)到40m3/s，流量比以往至少增加了4m3/s，一天可多輸水35萬m3，為膠東地區(qū)的持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的水源支撐。