桃峪口水庫(kù)提升泵站存在的問(wèn)題及解決方案探討

楊麗麗 呂智君 田飛飛

1. 北京市昌平區(qū)水務(wù)局 北京 102200；

2. 北京燕平水利工程勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司 北京 102200

1 工程概況

桃峪口水庫(kù)位于北京市昌平區(qū)興壽鎮(zhèn)桃峪口村，毗鄰順義區(qū)，據(jù)北京市40km。水庫(kù)建成于1960年，控制流域面積40km2，建有1座主壩及東、南、西3座副壩，主壩高21m，壩頂長(zhǎng)320m，是一座防洪、蓄水、灌溉綜合利用的中型水庫(kù)。提升泵站位于水庫(kù)溢洪道東岸，主要功能為將京密引水渠水提升至水庫(kù)，滿(mǎn)足水庫(kù)補(bǔ)水需求，現(xiàn)因年久失修已不能正常運(yùn)行。

隨著水庫(kù)庫(kù)底滲漏、降水量減少、補(bǔ)水量減少等原因，2004年至2017年5月連續(xù)處于干涸狀態(tài)，水庫(kù)逐漸化為“盆地”。

2 工程建設(shè)的必要性

北京市昌平區(qū)“十二五”時(shí)期水資源保護(hù)和利用發(fā)展規(guī)劃中已明確提出，在南水北調(diào)來(lái)水初期，盡可能多調(diào)水，減少對(duì)地下水的開(kāi)采量，進(jìn)而達(dá)到涵養(yǎng)保護(hù)地下水的目的。逐步實(shí)現(xiàn)城區(qū)主要依靠外調(diào)水、郊區(qū)依靠當(dāng)?shù)厮吹某青l(xiāng)水源保障布局。

南水北調(diào)中線(xiàn)工程通水后，為向桃峪口水庫(kù)應(yīng)急補(bǔ)水，急需對(duì)提升泵站進(jìn)行更新改造。工程建設(shè)既滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)需求，又符合長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃。

3 原提升泵站面臨的主要問(wèn)題

①水泵及供、配電設(shè)施缺失；②現(xiàn)狀集水池容積不足，結(jié)構(gòu)不滿(mǎn)足輸水設(shè)備安裝要求；③泵前取水及引水工程不完善等。

4 工程建設(shè)的主要任務(wù)

針對(duì)原提升泵站面臨的主要問(wèn)題，需要對(duì)水庫(kù)提升泵站進(jìn)行更新改造。主要工程任務(wù)：第一，新修建引水閘、引渠、過(guò)路箱涵；第二，回填被廢棄的集水池，重新修建鋼筋混凝土水泵集水池；第三，配套水泵與相關(guān)設(shè)備；第四，增設(shè)供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、接地防雷系統(tǒng)等。

5 解決方案

5.1 引水口及計(jì)量設(shè)計(jì)

（1）引水口前運(yùn)行水位。南水北調(diào)輸水期間本工程京密引水渠引水閘處設(shè)計(jì)運(yùn)行水位：最高運(yùn)行水位：52.217m；正常運(yùn)行水位：52.176m；最低運(yùn)行水位：52.114m。

（2）泵站最大設(shè)計(jì)流量。本方案旨在更新改造提升泵站，改變現(xiàn)狀既有輸水管路。泵后現(xiàn)有輸水管線(xiàn)為5根D=250壓力鋼管，經(jīng)混凝土箱涵與一根D=900無(wú)壓鋼管對(duì)接，后進(jìn)入明渠，明渠出口為一根D=700無(wú)壓鋼管，通過(guò)溢洪道輸水入水庫(kù)。

表1 各個(gè)管道最大輸水能力對(duì)比表

最大輸水能力受限于5根DN250壓力鋼管。泵站最大設(shè)計(jì)流量為0.49m3/s。

（3）引水口形式的確定。采用引水口前正常水位52.176m，泵站最大設(shè)計(jì)流量0.49m3/s時(shí)，確定引水口形式為三根DN600鋼管，安全系數(shù)1.5。

經(jīng)復(fù)核，當(dāng)閘前水位為正常水位：52.176m時(shí)，兩根引水管過(guò)流能力為0.49m3/s，滿(mǎn)足泵站運(yùn)行要求。

（4）引水口布置。引水口由進(jìn)口引水鋼管、閥門(mén)井、兩端漿砌石擋墻三部分組成，總長(zhǎng)12.3m。引水管采用三根D=600鋼管，單根長(zhǎng)度為11.06m。

5.2 引渠設(shè)計(jì)

（1）引渠工程布置。引水口后接新修引渠，新建引渠長(zhǎng)361.25m，接現(xiàn)狀長(zhǎng)37.4m漿砌石引渠。為滿(mǎn)足群眾在引水期間的出行要求，穿路段設(shè)置過(guò)路箱涵。

（2）水面線(xiàn)復(fù)核計(jì)算。引渠采用明渠均勻流公式計(jì)算，當(dāng)京密引水渠設(shè)計(jì)水位為52.176m時(shí)，引渠過(guò)流能力為0.49m3/s，泵站集水池前設(shè)計(jì)水位為51.25m。

當(dāng)京密引水渠最高水位為52.217m時(shí)，引渠過(guò)流能力為0.59m3/s，泵站集水池前最高水位為51.30m。

5.3 水泵選型

（1）確定設(shè)計(jì)流量。泵站最大設(shè)計(jì)流量為0.49m3/s，裝機(jī)容量220kW，月均調(diào)水量126萬(wàn)m3。

（2）確定水泵揚(yáng)程。水泵出水管用D=800鋼管并聯(lián)，然后分5個(gè)支路連接現(xiàn)狀5根D=250的鋼管。

水泵揚(yáng)程H=提升靜止水頭h1+沿程損失水頭h2+局部損失水頭h3+富裕水頭h4

經(jīng)計(jì)算水泵參數(shù)確定如下：流量：800 m3/h；揚(yáng)程：30m；

6 工程效益分析

提升泵站作為水庫(kù)的關(guān)鍵組成部分，為水庫(kù)正常運(yùn)行提供重要保障。工程建成后可以在幾個(gè)月內(nèi)讓桃峪口水庫(kù)恢復(fù)至較高的蓄水庫(kù)容，可以為當(dāng)?shù)靥峁┮欢ǖ膽?zhàn)略?xún)?chǔ)水量，以備不時(shí)之需。同時(shí)，水庫(kù)可以進(jìn)行魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖，為當(dāng)?shù)靥峁┞糜螛I(yè)創(chuàng)收等。

提升泵站改造工程于2016年12月竣工，2017年5月，南水北調(diào)通過(guò)京密引水渠開(kāi)始向?yàn)樘矣谒畮?kù)補(bǔ)水，工程效益已初見(jiàn)成效。

7 建議

泵站建成運(yùn)行后，要做到“重建設(shè) 、重管理”。遵循依法治水、管水的原則，按照國(guó)家及地方規(guī)范、規(guī)程的要求，建立相關(guān)規(guī)章，強(qiáng)化管理，保障工程正常、有序地運(yùn)行。