膠東調水工程管道段運行方法及應急策略

王國濤

（山東省調水工程運行維護中心煙臺分中心，山東 煙臺 264003）

1 引言

山東省膠東地區引黃調水工程，是山東“T”字形調水大動脈的重要組成部分，是實現全省水資源優化配置、緩解膠東地區水資源供需矛盾、改善當地生態環境的重要水利基礎設施。該工程自黃河打漁張引黃閘引水，經新建沉沙池沉沙后，利用現有的引黃濟青工程輸水至昌邑市宋莊鎮，在該鎮引黃濟青輸水河左岸新建宋莊分水閘分水，沿萊州灣新辟輸水明渠至龍口市黃水河泵站，再經壓力管道、隧洞及暗渠輸水至煙臺市門樓水庫，在門樓水庫北岸新建高疃泵站向牟平和威海送水，沿線采用隧洞及壓力管道輸水至威海市米山水庫。

2 工程概況

膠東調水工程管道段共設輸水管道、輸水暗渠及隧洞長149.1 km，沿線有泵站、輸水隧洞、調流調壓設施、無壓調節水池等。

2.1 4座加壓泵站

管道段工程共設 4級提水泵站，分別是黃水河泵站、溫石湯泵站、高疃泵站和星石泊泵站，各泵站參數見表1。

表1 膠東調水工程管道段4座泵站參數表

2.2 5座輸水隧洞

膠東調水工程沿線共布置任家溝、村里、桂山、孟良口子、臥龍5座輸水隧洞，各輸水隧洞參數見表2。

表2 膠東調水工程5座隧洞參數表

2.3 新增4座調流調壓設施

為確保黃水河~米山水庫段輸水工程更加安全、穩定、靈活運用，更便于管理運行，更能大幅提高工程利用率、運行可靠度。2015年新增調流調壓設施4座，分別是桂山隧洞進口調流調壓設施、孟良口子隧洞調流調壓設施、星石泊泵站調流調壓設施和界石鎮調流調壓設施，各調流調壓設施參數見表3。

表3 膠東調水工程4座調流調壓設施參數表

2.4 新增2座無壓調節水池

新增2座無壓調節水池參數見表4。

表4 膠東調水工程2座調節水池參數表

3 運行方法

3.1 輸水線路各段管道加壓充水流量

按加壓充水時的管道滿管平均流速應達到 0.3 m3/s~0.5 m3/s的原則確定各管段加壓充水流量。各級泵站加壓充水流量具有達到流量平衡的條件，管道段加壓充水流量見表5。

表5 管道段加壓充水流量表

3.2 輸水線路管道加壓充水運行方案

當高疃泵站前池水位升高，開啟高疃泵站2號機組（調速），調整至1.1 m3/s，對輸水管道進行加壓充水。同時適當控制高疃泵站前門口水庫分水閘出水流量，使泵站前池水位處于設計水位。當高位水池水位達到最低水位時，桂山隧洞活塞閥自動開啟，執行正常開閥程序并根據高位水池水位變化自動調整至流量值為1.1 m3/s開度（約36%開度），高位水池水位穩定在設計水位；當桂山隧洞出口無壓調節水池水位達到最低水位時，孟良口子洞活塞閥自動開啟，執行正常開閥程序并根據無壓調節水池水位變化自動調整至流量值為1.1 m3/s開度（約21%開度），無壓調節水池水位穩定在設計水位；當孟良口子隧洞出口豎井水位達到最低水位時，星石泊泵站活塞閥自動開啟，執行正常開閥程序并根據隧洞出口豎井水位變化自動調整至流量值為1.1 m3/s開度（約38%開度），隧洞出口豎井水位穩定在設計水位。水流到達星石泊前池后，開啟星石泊泵站4號機組（調速），調整至1.1 m3/s，對輸水管道進行加壓充水。當臥龍隧洞出口豎井水位達到最低水位時，界石鎮活塞式控制閥自動開啟，執行正常開閥程序并根據隧洞出口豎井水位變化自動調整至流量值為 1.1 m3/s開度（約33%開度），隧洞出口豎井水位穩定在設計水位。

3.3 由加壓充水轉為正常輸水調度過程

在全線設備加壓充水和小流量調試完成后，準備開始調整到正常運行。高疃泵站2號機組（調速）、星石泊泵站4號機組（調速）出水量分別為加壓充水流量1.1 m3/s；桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥、界石鎮活塞閥開度為流量值為1.1 m3/s開度。操作流程如下：

高疃泵站加開3號機組，2號、3號同時運行（泵站出口總管流量約3.2 m3/s）。當高位水池水位升高時，桂山隧洞活塞閥執行正常開閥程序，開度自動調整至高位水池進出流量平衡，由加壓充水流量開度調整至約54%開度，水池水位穩定在設計水位。當無壓調節水池水位升高時，孟良口子隧洞活塞閥執行正常開閥程序，開度自動調整至無壓調節水池進出流量平衡，由加壓充水流量開度調整至約36%開度，水池水位穩定在設計水位。當孟良口子隧洞出口豎井水位升高時，時間約30 min，星石泊泵站活塞閥執行正常開閥程序，開度自動調整至隧洞出口豎井進出流量平衡，由加壓充水流量開度調整至約 56%開度，隧洞出口豎井水位穩定在設計水位。當星石泊泵站前池水位升高時，將星石泊泵站開啟3號機組，4號機組（調速）調整至40%額定轉速運行，泵站出口總管流量約3.2 m3/s。當臥龍隧洞出口豎井水位升高時，時間約20 min，界石鎮活塞閥執行正常開閥程序，開度自動調整至隧洞出口豎井進出流量平衡，由加壓充水流量開度調整至約 56%開度，隧洞出口豎井水位穩定在設計水位。當水流到達米山水庫，檢測各級泵站前池水位及泵站出口總管流量、各臺活塞閥流量、壓力及上游水池水位，檢測沿線閥門井壓力及排氣井內空氣閥運行等情況。開啟黃水河泵站4號機組，將黃水河泵站5號、6號機組（調速）調整至額定轉速70%運行，泵站出口總管流量約4.04 m3/s。當溫石湯泵站前池水位升高時，開啟溫石湯泵站4號機組。溫石湯泵站4號機組開啟后，根據水位變化情況，將溫石湯泵站5號、6號機組（調速）調整至60%額定轉速運行，泵站出口總管流量約4.04 m3/s。開、關機臺數應與上級泵站相協調，防止泵站前池水位發生較大變化。當高疃泵站前池水位升高時，根據水位情況逐級將2號、3號機組（調速）調整全速運行（泵站出口總管流量約4.04 m3/s）。適時調整門樓分水閘開度，保持高疃泵站前池水位穩定在設計水位。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執行正常開閥程序，依次自動調整至上游水池進出流量平衡，水池水位穩定在設計水位。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥開度依次調整至約60%、44%開度，星石泊泵站活塞閥開度調整根據孟良口子隧洞出口豎井水位升高時時間約30 min，調整至4.04 m3/s開度，閥門開度約43%。當星石泊泵站前池水位升高時，根據水位情況逐級將4號機組（調速）調整全速運行（泵站出口總管流量約4.04 m3/s）。當臥龍隧洞出口豎井水位升高時，時間約20 min。界石鎮活塞閥執行正常開閥程序，開度自動調整至隧洞出口豎井進出流量平衡（開度調整至約64%開度），隧洞出口豎井水位穩定在設計水位。當水流到達米山水庫，檢測各級泵站前池水位及泵站出口總管流量、各臺活塞閥流量、壓力及上游水池水位，檢測沿線閥門井壓力及排氣井內空氣閥運行等情況。

4 應急情況及策略

4.1 高疃泵站事故停電時

桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執行高疃泵站事故關閥程序。當星石泊泵站前池水位下降時，界石鎮活塞閥執行正常關閥程序，星石泊泵站2號、3號、4號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。星石泊泵站前池水位下降接近最低水位時，2號機組開始正常停機。高疃泵站事故停機的同時，開啟門樓水庫分水閘，關閉高疃泵站進水閘。

4.2 星石泊泵站事故停電時

進入星石泊泵站前池的多余水量通過泵站前池溢流管溢流。界石鎮活塞閥執行星石泊泵站事故關閥程序。星石泊泵站事故停機的同時，桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執行正常關閥程序，高疃泵站4號、3號、2號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。高疃泵站4號機組正常停機的同時，開啟村里暗渠出口分水閘，調整村里暗渠出口節制閘、村里暗渠出口分水閘開度，保持高疃泵站前池水位穩定在設計水位。高疃泵站2號機組正常停機的同時，開啟門樓水庫分水閘，關閉高疃泵站進水閘。

4.3 高疃泵站至桂山隧洞活塞閥輸水管道事故時

當監測到福山段、萊山段某號閥門井及其下游閥門井流量、壓力突然劇變，并且桂山隧洞活塞閥上游流量突然減小時，可判定該兩座閥門井間管道出現事故。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執行高疃泵站~桂山隧洞活塞閥輸水管道事故關閥程序。高疃泵站4號、3號、2號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。當孟良口子隧洞活塞閥關閉后，關閉桂山隧洞活塞閥及事故管段上、下游閥門井內電動蝶閥。高疃泵站4號機組正常停機后，當星石泊泵站前池水位下降時，根據水位變化情況，界石鎮活塞閥執行正常關閥程序，星石泊泵站2號、3號、4號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。星石泊泵站前池水位下降接近最低水位時，2號機組開始正常停機。關機臺數應與上級泵站相協調，防止泵站前池水位發生較大變化。高疃泵站4號機組正常停機的同時，調整門樓水庫分水閘開度，保持高疃泵站前池水位穩定在設計水位。高疃泵站2號機組正常停機的同時，關閉高疃泵站進水閘，調整門樓水庫分水閘開度，保持高疃泵站前池水位穩定在設計水位。

4.4 桂山隧洞活塞閥至孟良口子隧洞活塞閥輸水管道事故時

當監測到萊山段、牟平一段某號閥門井及其下游閥門井流量、壓力突然劇變，并且孟良口子隧洞活塞閥上游流量突然減小時，可判定該兩座閥門井間管道出現事故。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執行桂山隧洞活塞閥～孟良口子隧洞活塞閥輸水管道事故關閥程序。高疃泵站 4 號、3 號、2 號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。當星石泊泵站活塞閥關閉后，關閉孟良口子隧洞活塞閥及事故管段上、下游閥門井內電動蝶閥。后續操作按高疃泵站～桂山隧洞活塞閥輸水管道事故停機步驟進行。

4.5 孟良口子隧洞活塞閥～星石泊泵站活塞閥輸水管道事故時

當監測到星石泊泵站活塞閥上游流量突然減小時，并且星石泊泵站前池水位突然下降時，可判定該段管道出現事故。桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執行孟良口子隧洞活塞閥～星石泊泵站活塞閥輸水管道事故關閥程序。高疃泵站4號、3號、2號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。當星石泊泵站機組全部正常停機后，關閉星石泊泵站活塞閥。后續操作按高疃泵站～桂山隧洞活塞閥輸水管道事故停機步驟 進行。

4.6 星石泊泵站至界石鎮活塞閥輸水管道事故時

當監測到牟平二段某號閥門井及其下游閥門井流量、壓力突然劇變，并且臥龍隧洞進、出口豎井水位突然下降及界石鎮活塞閥上游流量突然減小時，可判定該兩座閥門井間管道出現事故。界石鎮活塞閥執行星石泊泵站～界石鎮活塞閥輸水管道事故關閥程序，星石泊泵站2號、3號、4號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。進入星石泊泵站前池的多余水量通過泵站前池溢流管溢流。當星石泊泵站機組全部正常停機后，依次關閉界石鎮活塞閥及事故管段上、下游閥門井內電動蝶閥。界石鎮活塞閥執行輸水管道事故關閥程序的同時，桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執行正常關閥程序。高疃泵站4號、3號、2號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。高疃泵站4號機組正常停機的同時，調整門樓水庫分水閘，保持高疃泵站前池水位穩定在設計水位。高疃泵站2號機組正常停機的同時，關閉高疃泵站進水閘，調整門樓水庫分水閘開度，保持村里暗渠出口分流池水位穩定在設計水位。后續操作按高疃泵站事故停機步驟 進行。

4.7 界石鎮活塞閥～米山水庫輸水管道事故時

通過輸水線路巡查判定該段管道出現事故。界石鎮活塞閥執行正常關閥程序，星石泊泵站2號、3 號、4號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。進入星石泊泵站前池的多余水量通過泵站前池溢流管溢流。界石鎮活塞閥執行正常關閥程序的同時，桂山隧洞活塞閥、孟良口子隧洞活塞閥、星石泊泵站活塞閥執行正常關閥程序，高疃泵站4號、3號、2號機組依次正常停機，關機間隔不小于5 min。后續操作按星石泊泵站～界石鎮活塞閥輸水管道事故停機步驟進行。

5 結語

膠東調水工程管道段是南水北調東線工程的重要組成部分，承擔緩解膠東地區旱情、保障膠東城鄉供水的重要職責，擔負緩解膠東地區旱情、保障膠東城鄉供水的重要使命。強化調度運行管理，健全防范風險化解機制，對于管道段運行已勢在必行。