浮體式移動泵船應(yīng)急引水工程的應(yīng)用及推廣

【摘要】黃河的調(diào)水調(diào)沙實驗獲得成功，使得下游主河槽過流能力得到進一步恢復(fù)，這對提高下游河道過流能力減輕“二級懸河”加劇勢，是十分有利的。但黃河河底由于沖刷而降低，相應(yīng)水位降低，這對我們膠東調(diào)水工程的引水造成了極大的困難，在這種情況下，建固定式泵站投資大、工期長、施工困難的條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮浮體式泵船。它具有較大的靈活性和適應(yīng)性，沒有復(fù)雜的水下建筑結(jié)構(gòu)，施工周期短、收效快，投資少。移動泵船引水工程的運行，給我們在應(yīng)急抗旱和防汛工作中提供了成功經(jīng)驗，有效地解決了膠東調(diào)水工程正常運行問題，其成果在同類引黃調(diào)水工程中有推廣價值。

【關(guān)鍵詞】水情分析；泵船；應(yīng)用及推廣

引言：

山東省膠東調(diào)水工程是引黃河水，跨流域遠(yuǎn)距離調(diào)送到黃海之濱的膠東地區(qū)，以接濟該地區(qū)淡水資源嚴(yán)重不足的一項宏偉的“造福于人民的工程”，是“七五”期間完成的重點建設(shè)項目。其渠首引水利用黃河下游的打漁張引黃閘引水，經(jīng)過沉沙池后，經(jīng)輸水河送往膠東地區(qū)。由于黃河多次調(diào)水調(diào)沙，使得主河槽全線沖刷，黃河河底由于沖刷而降低，相應(yīng)的流量的水位亦降低，從而給膠東調(diào)水工程造成了極大的困難。又因自2014年以來，山東平均降雨比往年同期偏少近6成，青島及工程沿線干旱嚴(yán)重，多地區(qū)出現(xiàn)人畜飲水困難，2014年7月份，渠首引黃閘處黃河水位偏低（打漁張前黃河水位10.5米），引水流量偏少（膠東調(diào)水進水閘引水流量10m3/s左右），渠首引水形勢異常嚴(yán)峻。2014年8月省局黨委科學(xué)決策，實施浮體式移動泵船應(yīng)急引水工程，同年10月10日建成運行，經(jīng)2014—2015年度調(diào)水運行檢驗，該工程發(fā)揮了巨大作用。為全面總結(jié)浮體式移動泵船應(yīng)急引水工程的成功經(jīng)驗，如何在移動泵船引水和新建渠首泵站建設(shè)沖突的情況下，科學(xué)決策移動泵船的移址與調(diào)水運行，充分發(fā)揮了移動泵船引水在新建渠首泵站建成前的搶引水作用。

1、泵船引水的必要性

1.1 黃河調(diào)水調(diào)沙基本情況

黃河防總自2002年首次調(diào)水調(diào)沙原型實驗獲得成功后，到2010年調(diào)水調(diào)沙12次，實現(xiàn)了小浪底下游900km的河道全線沖刷，提高了過流能力，使黃河主河槽沖涮泥沙7.12億噸，加小浪底水庫下泄泥沙送入大海，河槽的過流能力從試驗前1800m3/s提高到3000m3/s，黃河部門的資料顯示：通過調(diào)水調(diào)沙，山東段河底沖深0.9～3.4m，打漁張引黃閘前（膠東調(diào)水引黃閘）河底沖深1.5m以上，使得調(diào)水調(diào)沙前相同流量的水位降低1m以上。改變了膠東調(diào)水工程的引水條件，造成了引水困難。

1.2 黃河水情分析

2014年汛期，黃河流域的降雨將比常年偏少，黃河流量比往年偏少很多。從水利部網(wǎng)站和山東黃河河務(wù)局網(wǎng)站獲知，8月6日，小浪底水庫庫存水量7.07億立米，不到去年同期的1/2；小浪底下泄流量在300m3/s左右，利津入海流量小于100 m3/s。并且地處黃河上游的河南省遭遇63年來最旱的一個汛期，河南全省近35%的小型水庫基本干枯，50%以上的中小河流基本斷流，呈現(xiàn)出嚴(yán)重的水文干旱。由此推測，今后一個時期河南的引黃水量將會比往年加大，即使黃河流域近期出現(xiàn)足夠的有效降雨，山東段的黃河水情短時期內(nèi)也不會有明顯好轉(zhuǎn)，嚴(yán)峻的引水形勢擺在了我們的面前。

1.3 青島用水需求

2014年入夏以來，由于降雨量偏少造成青島當(dāng)?shù)厮畮煨钏繃?yán)重不足，其中最大的產(chǎn)芝水庫庫容為2億多，蓄水僅8000多萬方。因此，青島使用棘洪灘水庫的水量激增。7月上旬、中旬，棘洪灘水庫總出庫量分別達到日均68萬方、72萬方，創(chuàng)歷史最高。2014年8月7日，棘洪灘水庫水位9.28米，距離夏季水質(zhì)安全水位8.5米還有0.78米，可利用水量僅為1100萬方。

7月中旬，受臺風(fēng)影響，青島等地形成幾次強降雨，旱情雖有一定程度緩解，但觀察往年青島用水情況，每年8、9月份是青島用水量最多的時期。因8月青島“啤酒節(jié)”開幕，屆時外來人員劇增，城市用水量必然增加，因此，棘洪灘水庫必須儲存一定的水量，以備青島不時之需。

1.4 沿途農(nóng)業(yè)抗旱用水需求

2014年6月份以來，山東省降水量比歷年同期偏少近五成，加之持續(xù)高溫晴熱天氣，致使農(nóng)田土壤失墑嚴(yán)重，旱情迅速在全省蔓延。其中，濰坊從2014年8月至今遭遇近33年來同期最嚴(yán)重干旱，部分地區(qū)小麥枯萎，農(nóng)田干裂。因此，濰坊市向山東防總申請調(diào)引黃河水，解決農(nóng)業(yè)抗旱用水，同時要求我局結(jié)合向青島送水，為濰坊市解決5100萬方農(nóng)業(yè)抗旱用水的問題。

1.5 流量小、入庫少、影響改擴建

按照當(dāng)時黃河水情，膠東調(diào)水進水閘引水能力僅為10. m3/s左右，扣除近250公里的輸水損失，入庫流量不超過7 m3/s，每日入庫量不到61萬方，比2014年7月份平均每日出庫水量70萬方還要小。如此下去，棘洪灘水庫水位不升反降，為保證青島用水，運行需持續(xù)到冬季，與冬季運行連接起來，調(diào)水的連續(xù)運行導(dǎo)致引黃濟青改擴建工程無時間展開，影響改擴建任務(wù)的完成。

1.6 解決以上問題必須啟用移動泵船

為保證青島及工程沿線用水，棘洪灘水庫日入庫量需達到200萬m3，由此推算渠首引水流量約為25 m3/s，到2015年5月底完成引送水任務(wù)。給引黃濟青改擴建工程的完成騰出時間，按照當(dāng)時黃河水情，只有啟用泵船引水才能達到這個目標(biāo)。

為確保引水閘引水流量25 m3/s，結(jié)合泵船組合方式，同時考慮泵型和水泵數(shù)量的備用，安裝12臺流量1.6 m3/s、揚程3m的潛水電泵，12臺流量1.0 m3/s、揚程5m的潛水電泵于原打漁張泵站進水池，揚水至輸水低渠并采取相應(yīng)配套的電源工程、引水渠工程，以滿足引水需要。在黃河水情自流引水為5—15 m3/s的情況下，通過使用泵船揚水加大流速，達到15—25m3/s的引水流量。

2、泵船運行發(fā)揮的效益

2.1 引水效益

據(jù)統(tǒng)計，移動泵船引水工程自2014年7月26日至2016年6月30日共引水16.7億立方米，滿足了膠東地區(qū)及工程沿線的用水需求，保證了當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)用水，促進了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定。為山東省引黃濟青改擴建工程順利完成贏得了時間，如果沒有泵船引水工程，以上任務(wù)的完成是不可能的。移動泵船引水工程建成的前幾年度，引水過程中都受到黃河水情差而被迫停止引水的情況，2014-2016年度我們根據(jù)黃河水情及時變換自流與泵船揚水相結(jié)合的調(diào)水運行方式，效益發(fā)揮到了最大。

2.2 生態(tài)效益

移動泵船引水工程的運行，提高了為青島及工程沿線的供水能力，在新建渠首泵站建成以前，滿足青島及工程沿線得用水需求成為了現(xiàn)實，工程沿線用水得到保障，通過及時補充農(nóng)作物生長的需水量，有效解決了農(nóng)作物的生長用水缺乏問題。農(nóng)作物以及其他植物的生長環(huán)境得到了有效改善。供水能力的提升，也對工程沿線尤其是沿途高氟區(qū)地下水的補給、水質(zhì)改善、人民生活質(zhì)量的提高起到積極的作用，產(chǎn)生顯著的生態(tài)效益。

3、移動泵船引水的推廣與應(yīng)用

移動泵船引水工程的運行，給我們在應(yīng)急抗旱和防汛工作中提供了成功經(jīng)驗。在因黃河部門調(diào)水調(diào)沙造成黃河下游引水困難的情況下，采用移動泵船引水模式是值得認(rèn)真研究的重要課題，在水源水位較低，變幅較大，建固定式泵站投資大、工期長、施工困難的條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮浮體式泵船。它具有較大的靈活性和適應(yīng)性，沒有復(fù)雜的水下建筑結(jié)構(gòu)，施工周期短、收效快，投資少。