二十里鋪引湖灌區(qū)節(jié)水改造存在問題及對策

鞏向鋒，蔣士法，周 震

（1.山東省水利科學研究院，山東 濟南 250014；2.東平縣水利局，山東 東平 271500；3.泰安市河湖管理保護服務中心，山東 泰安 271000）

東平縣二十里鋪引湖灌區(qū)設計灌溉面積7 666.67 hm2，是全省第二大提水灌區(qū)，涉及東平縣老湖、梯門、大羊3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，98個行政村，受益人口15萬。灌區(qū)以東平湖為水源，是解決3鄉(xiāng)鎮(zhèn)山區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉以及補充地下水源的重要工程。灌區(qū)始建于1968年，1972年10月竣工并投入使用。主廠房裝機10臺套，裝機功率3 920 kW、設計流量7 m3/s?，F(xiàn)狀配電室地上一層，建筑面積141.4 m2，站內(nèi)安裝35 kV變壓器2臺，站內(nèi)壓力管道總長度2.48 km。項目區(qū)現(xiàn)狀可供水量1 670.9萬m3，需水量3 918.40萬m3，短缺2 247.50萬m3。灌區(qū)供需矛盾比較突出，嚴重制約著區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和鄉(xiāng)村振興。

1 存在的主要問題

1.1 機泵設施達不到運行使用要求

泵站主廠房內(nèi)現(xiàn)安裝機泵10臺（套），1999年更換的6臺水泵電機，服役已逾20年，超過折舊年限，機泵老化、磨損、漏水嚴重，震動噪音大，電機發(fā)熱漏電，效率降低，水頭損失大，儀表不全、閥門失效，只有2臺還可以勉強使用。1999年未更換的4臺水泵電機，由于運行時間過長，已處于廢棄狀態(tài)。2臺可用水泵也是帶病運行，跑、冒、滴、漏現(xiàn)象嚴重，提水能力1.4 m3/s，年平均灌溉次數(shù)2.5次，每次灌溉25 d，每天運行12 h，每年平均灌溉0.24萬hm2，灌溉期內(nèi)可提水量約378萬m3。

1.2 電氣設備老化失效

灌區(qū)運行時間已有50多年，1999年更換的變壓器、高壓開關、隔離開關被電業(yè)局多次要求整改，1999年未更換的高壓開關柜及高壓電纜等電氣設備老化更為嚴重，均需更新，現(xiàn)狀變配電室尺寸狹窄不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

1.3 壓力管道運行隱患多

總站站內(nèi)5條輸水壓力管道總長2.48 km，下部為鋼管，上部為鋼筋混凝土管。由于運行時間較長，鋼管銹蝕嚴重，鋼筋混凝土管管箍脫落，管節(jié)斷裂，多次發(fā)生崩管事故，不僅影響正常運行，而且危及機房安全。

1.4 管理設施陳舊老化

泵站主廠房、配電室及管理房均為建站初期修建，破敗不堪，機房、配電室屋頂漏雨，危及機電設備和操作人員安全。

2 對策措施

2.1 水泵機組改造

1）技術(shù)指標復核[1]。（1）特征水位：東平湖目前特征水位與泵站建設時的特征水位已發(fā)生變化，按最新特征水位對泵站的主要設計參數(shù)進行復核。（2）原設計指標：前池設計最低取水為38.5 m，正常取水位40.0 m，最高水位44.0 m。（3）最新指標：訊限水位41.88 m，非汛期多年平均水位40.85 m。（4）特征揚程：最高揚程44.14 m，最低揚程40.76 m。

2）水力計算[2]。經(jīng)計算，泵站最大設計揚程為44.14 m，最低設計揚程為40.76 m，平均揚程為41.79 m。

3）水泵選型。在滿足泵站設計流量、揚程的前提下，優(yōu)先選用國家推薦、經(jīng)鑒定的高效系列產(chǎn)品。泵站為改造項目，受場地及吸水條件制約，選用吸水性能好的水泵，配套采用節(jié)能高效的高壓電機[3]。從水泵效率、總配套功率、氣蝕余量等方面綜合考慮，選擇SN600-M12SJ/617型雙吸離心泵。

2.2 配電控制室改造

新建配電控制室結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，地上二層，建筑面積307.5 m2，建筑高度為8.7 m。配電控制室設計合理使用年限按50年考慮，安全等級為二級。

2.3 電氣改造

引湖電灌總站為灌溉泵站，將總站用電負荷等級確定為三級，主電源采用35 kV線路供電。

2.4 輸水管道改造

輸水管道長度較小，但垂直落差較大，選擇PE管、涂塑復合鋼管、玻璃鋼管、混凝土管等管材進行方案比選（見表1）。

表1 管材經(jīng)濟技術(shù)比較一覽表

經(jīng)比較，考慮工程投資限制，平坡段選用混凝土管道，陡坡段選用涂塑復合鋼管，更換原有3條DN1000混凝土壓力管道和鋼管。

2.5 泵房維修加固

泵房維修加固主要包括：拆除現(xiàn)狀女兒墻及屋面面層、防水層，用聚合物防水砂漿修補，設置SBS高聚物改性瀝青防水卷材，白色PVC雨水口及雨水管；草酸清洗現(xiàn)狀料石表面，外墻裂縫、砌塊灰縫、管道根部等滲漏較嚴重部位采用注漿止水防滲，刷聚合物水泥防水涂料；拆除更換現(xiàn)狀門窗及通風洞鋼絲網(wǎng)，檢修間外面更換電動卷簾門，與配電室相連內(nèi)門更換甲級防火門；拆除現(xiàn)狀管溝及設備，新建泵組基礎、巡視平臺、檢修閥門井等。

3 效益分析

二十里鋪引湖灌區(qū)節(jié)水配套改造實施后，泵站提水能力明顯增強，提水能力增加到4.2 m3/s，在灌水周期每次灌水時間延續(xù)25 d，每天灌溉24 h，每年平均灌溉3次，可提水量為2 721.6萬m3。灌溉供水保證率明顯提高，年增節(jié)水80萬m3，恢復灌溉面積0.22萬hm2，改善灌溉面積0.24萬hm2，年可增產(chǎn)糧食182萬kg，農(nóng)業(yè)灌溉總增產(chǎn)效益為341.69萬元。改良土壤結(jié)構(gòu)、增加有機質(zhì)含量、培肥地力，增加土壤和空氣濕度，改善區(qū)內(nèi)小氣候條件，控制水土流失，有利于項目區(qū)綠化、美化，田間發(fā)展農(nóng)田林網(wǎng)。增加了項目區(qū)內(nèi)農(nóng)民的收入，促進了社會穩(wěn)定和農(nóng)村精神文明建設，加快了鄉(xiāng)村振興的步伐。