恩縣洼滯洪區(qū)蓄洪對(duì)大屯水庫(kù)供水泵站的影響

孫慶彬，馬純玉，張 民

（1.武城縣水利局，山東 武城 253300；2.武城縣恩縣洼滯洪區(qū)管理處，山東 武城 253300）

1 基本情況

1.1 恩縣洼滯洪區(qū)

恩縣洼滯洪區(qū)灌區(qū)位于山東省德州市武城縣北部，東以陳公堤為界，西部為自然地形，南以恩武公路為界，北部為衛(wèi)運(yùn)河右岸大堤，總面積325 km2，設(shè)計(jì)滯洪水位 24.82 m，設(shè)計(jì)蓄洪水量7.0 億m3，為海河流域重點(diǎn)蓄滯洪區(qū)之一，也是國(guó)家一類(lèi)重點(diǎn)蓄滯洪區(qū)，是漳衛(wèi)河防洪體系的重要組成部分，對(duì)保障其下游京滬鐵路、京臺(tái)高速以及勝利油田、黃驊港等國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施及人民生命財(cái)產(chǎn)安全起著極其重要的作用。恩縣洼曾于1963 年發(fā)生歷史最大洪水，漳衛(wèi)河中上游堤防多處潰決，京廣鐵路中斷，下游河道防洪形勢(shì)極為嚴(yán)峻，為了確保津浦鐵路安全運(yùn)行并減輕天津市的防洪壓力，中央決定在四女寺村西扒堤分洪，最大分洪流量為1 000 m3/s，洪水位高達(dá)24.70 m，滯洪水量6.77 億 m3，淹沒(méi)面積325 km2，耕地2.67 萬(wàn) hm2，村莊 151 個(gè)，倒塌房屋 8 萬(wàn)余間，死亡7 人，受災(zāi)人口近7.6 萬(wàn)人。

1.2 大屯水庫(kù)

大屯水庫(kù)位于恩縣洼滯洪區(qū)東側(cè)，水庫(kù)圍壩軸線長(zhǎng)8 913.99 m，壩頂高程32.30～32.65 m，設(shè)計(jì)最高蓄水位29.80 m，死水位21.00 m，最大庫(kù)容 5 209 萬(wàn) m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容 4 464 萬(wàn) m3，總占地面積6.489 km2。庫(kù)區(qū)地勢(shì)低洼平緩，地形自南向北傾斜，海拔高度從 21.4～20.5 m（1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)），設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50 年一遇。大屯水庫(kù)有2 處供水洞，主要由連接段、閘室、涵洞、出水池等部分組成。德州供水洞位于圍壩軸線樁號(hào)5+761.64 處，設(shè)計(jì)流量4.0 m3/s；武城供水洞位于圍壩軸線樁號(hào)2+208.55 處，設(shè)計(jì)流量0.6 m3/s。

1.3 大屯水庫(kù)武城供水泵站

供水泵站位于大屯水庫(kù)西南側(cè)隔離網(wǎng)外，鄭郝路北側(cè)，利民河?xùn)|支東側(cè)，占地面積0.45 hm2，主要包括進(jìn)水池、泵房、配電室、發(fā)電機(jī)組設(shè)備間等構(gòu)筑物、建筑物。進(jìn)水池為鋼筋砼水池，長(zhǎng)×寬×高為15 m×6 m×2.5 m，與大屯水庫(kù)出水池用DN1500 鋼管連接。泵房檐高8.8 m，內(nèi)安裝4 臺(tái)套單機(jī)雙吸離心泵，三用一備，額定流量、揚(yáng)程、功率分別為 534 m3/h、61 m、132 kW，4 臺(tái)泵吸水管和出水管為DN300 鋼管，出水管連接DN800鋼制管道混合器，管道混合器下接2 個(gè)DN600閘板閥和2 根DN600 供水管道（供水至武城瑞源水廠）。發(fā)電機(jī)組設(shè)備間內(nèi)安裝有一臺(tái)套500 kW的濰柴產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)組。

2 蓄洪風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 蓄洪啟用方案

當(dāng)管道流量已達(dá)到3 000 m3/s，并且預(yù)報(bào)上游洪水仍繼續(xù)上漲時(shí)，由省防汛指揮部發(fā)布行動(dòng)警報(bào)，滯洪區(qū)立即組織人員撤離；當(dāng)衛(wèi)運(yùn)河臨清至四女寺上段水位達(dá)到保證水位，且衛(wèi)運(yùn)河河道堤防發(fā)生嚴(yán)重險(xiǎn)情時(shí)，由國(guó)家防總發(fā)布分洪調(diào)度命令，漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局負(fù)責(zé)開(kāi)啟西鄭莊分洪閘向恩縣洼滯洪區(qū)分洪。

2.2 供水泵站淹沒(méi)時(shí)間

經(jīng)參考《恩縣洼滯洪區(qū)滯洪運(yùn)用預(yù)案》（2019年4 月經(jīng)武城縣人民政府批準(zhǔn)）《恩縣洼蓄滯洪區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制報(bào)告》（2015 年5 月由黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司編制），無(wú)論是在敞泄分洪還是控制流量分洪的情況下，西鄭莊分洪閘開(kāi)啟24 h 后洪水開(kāi)始在大屯水庫(kù)附近低洼區(qū)域匯集。西鄭莊分洪閘設(shè)計(jì)分洪流量1 200 m3/s，牛角峪退水樞紐泄水入減河、設(shè)計(jì)退洪流量378 m3/s。按衛(wèi)運(yùn)河遭遇50 年一遇及超標(biāo)準(zhǔn)洪水、蓄洪7 億m3的不利條件計(jì)算，恩縣洼滯洪區(qū)蓄水時(shí)間約6.8 d、供水泵站淹沒(méi)水深3.82 m、完全排出洪水約21 d，另考慮到減河行洪水位逐漸下降所需時(shí)間，故供水泵站淹沒(méi)時(shí)應(yīng)長(zhǎng)在30 d 以上。

2.3 蓄洪造成的不利影響

目前，瑞源水廠設(shè)計(jì)日供水能力4 萬(wàn)t，唯一取水水源為大屯水庫(kù)調(diào)蓄的長(zhǎng)江水，供水范圍覆蓋城區(qū)和全縣393 個(gè)自然村，用水人口近40 萬(wàn)人。恩縣洼滯洪區(qū)一旦蓄洪，勢(shì)必會(huì)造成供水泵站被淹沒(méi)，泵房?jī)?nèi)離心泵電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行，大屯水庫(kù)的原水無(wú)法供到瑞源水廠，致使瑞源水廠不得不啟用應(yīng)急地下水源，日供水能力降到7 000 t左右，無(wú)法滿足全縣近40 萬(wàn)居民的正常生活用水需求，直接對(duì)廣大居民的日常生產(chǎn)生活、滯洪區(qū)內(nèi)群眾的轉(zhuǎn)移安置和武城縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展造成嚴(yán)重影響。另外，淹沒(méi)還會(huì)對(duì)水泵、電機(jī)等辦公及生活設(shè)施造成毀壞和財(cái)產(chǎn)損失，不利于災(zāi)后快速恢復(fù)泵站供水。

3 蓄洪時(shí)可采取的防護(hù)措施

3.1 工程防護(hù)措施

結(jié)合武城供水泵站現(xiàn)狀，可按淹沒(méi)水深采取以下兩種防護(hù)措施。

一是淹沒(méi)水深小于2 m，可利用院墻進(jìn)行擋水。為保證磚砌院墻能夠承受住水壓和滿足波浪爬高要求，需在四周院墻內(nèi)側(cè)用裝砂或土的編織袋堆碼到與院墻同高位置。泵站大門(mén)用由SMC模壓?jiǎn)伟?、密封材料和金屬緊固件（玻璃鋼水箱常用組構(gòu)件，具有當(dāng)?shù)厣a(chǎn)廠家多、價(jià)格低、強(qiáng)度高、耐老化、易儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)）拼裝而成的擋水墻貼于大門(mén)外側(cè)，并用密封材料和緊固件將其與大門(mén)連接成一體，內(nèi)側(cè)也堆碼裝砂或土的編織袋進(jìn)行安全穩(wěn)固。

二是淹沒(méi)水深為2～3.02 m，僅對(duì)泵房和配電室（連體工程）進(jìn)行擋水防護(hù)。先沿泵房和配電室四周開(kāi)挖一道溝槽，用復(fù)合土工膜做好防滲，同時(shí)用SMC 模壓?jiǎn)伟?、密封材料、金屬緊固件和金屬連接件組合成4 片6 m 高的擋水板，將土工膜與擋水板固定為一體后，再用金屬連接件與泵房和配電室的墻體連接緊固，將4 片擋水板連接位一體，配電室南、北、東三側(cè)高出屋頂?shù)膿跛寮友b斜撐穩(wěn)固，最終形成箱式擋水墻。

3.2 供電保障措施

為避免因蓄洪導(dǎo)致供電線路停電而造成供水泵站無(wú)法正常供水，可利用大屯水庫(kù)武城供水洞啟閉機(jī)房?jī)?nèi)配電柜或供水泵站的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組進(jìn)行供電。蓄洪前，將應(yīng)急發(fā)電機(jī)組拖運(yùn)到大屯水庫(kù)武城供水洞處的壩頂?shù)缆飞?，從供水泵站配電柜引出一整根?dòng)力電纜鋪設(shè)到發(fā)電機(jī)組處，根據(jù)實(shí)際情況選擇是與啟閉機(jī)房配電柜連接還是與發(fā)電機(jī)組連接供電。

為確保在恩縣洼滯洪區(qū)蓄洪時(shí)以上措施能夠順利實(shí)施，就需在恩縣洼滯洪區(qū)建設(shè)工程實(shí)施期間把SMC 模壓?jiǎn)伟?、密封材料、金屬緊固件、編織袋、動(dòng)力電纜等材料作為防汛物資購(gòu)全、存好，每年進(jìn)行一次應(yīng)急演練。