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1.1混凝土加固的技术要求
对浑河闸工程进行应急除险加固采用混凝土加固需要按照标准的技术要求进行处理,以确保浑河闸工程进行应急除险加固的效果能够满足技术需求。1)应最大限度的保证混凝土加固可以分担浑河闸工程的载荷量,尽量在避免损坏原工程的技术上实现加固效果。原工程上的物件也应该尽量保持、避免拆换。2)浑河闸工程进行应急除险加固过程中最大可能得保证使用功能的正常运行,不能因为加固施工而对农田输水、灌溉造成负面影响,不能使工程的整体结构受到损坏。3)浑河闸工程进行应急除险加固过程中应按照技术要求、遵循设计原则,考虑到加固后结构的调整与结合。
1.2施工吊架搭设技术
由于浑河闸工程在施工过程中处于沈阳洪水多发期,因此水位上涨,水流较急,水流中漂浮物较多。在施工过程中可能会造成施工的安全性问题,因此经过综合考虑,可以在浑河闸工程应急除险加固过程中需要针对施工吊架的安全进行思考,保证混凝土施工过程中的安全性。浑河闸工程应急除险加固拱桥闸孔门为28孔,横向设置5个吊点,其中以闸孔门中间为中心,向两边分散设置4个吊点,以此保证吊点通过钢筋加工而成的吊环,使其可以植入浑河闸原结构中,依次进行固定锚固。闸门的栏杆处设置横杆,扶手横向搭建在栏杆两侧,设置竹脚手板挡板与安全网。
1.3混凝土导流管与浇筑平台技术
经过数次洪水的冲刷,浑河闸工程上下游河岸周边的砌石护坡呈现出严重的裂纹与破损,为了保证岸坡的稳定性,改善水闸进水流条件,提高泄流能力,对与拦河闸衔接的上游左右岸两侧各700m进行防护。这种搭建模式需要构建浇筑平台,并设置混凝土导流管与浇筑平台,使混凝土可以通过混凝土导流管进入浇筑平台,浇筑平台通过加工底托和出料槽可以将混凝土进行调整。
1.4自密实混凝土施工技术
浑河闸工程应急除险加固采用C40密实混凝土,这种混凝土与一般地混凝土不同,具备以下特点:1)C40密实混凝土在进行浑河闸工程应急除险加固过程中可以填充到钢筋、模块内的各个角落,防止出现表面气泡或者浇筑不均匀等现象,可以借助外部的敲击令内部模体均匀。C40密实混凝土虽然原则上不需要进行振捣,但是基于流动速度加强的角度与消除表面起泡的角度就可以对模块进行振捣,但是敲击时间不能太长,避免出现离析现象。2)C40密实混凝土在浑河闸工程应急除险加固浇筑过程中是自由落下,因此其高度≤5m,最大水平流动速度也应该根据浑河闸工程应急除险加固中各个部位的不同进行分别设定。3)C40密实混凝土中由于在浑河闸工程应急除险加固比重产假了高效缓凝减水剂,因此比一般的混凝土凝固时间要长,容易造成浑河闸工程应急除险加固过程中混凝土因缺水而开裂的现象,因此需要对其进行及时的养护,适当延长养护时间。4)C40密实混凝土在浑河闸工程应急除险加固中采用分段浇筑的模式,各个部位均采用一次性浇筑,各个连接面也与拱轴线垂直,仅需要对接缝面涂抹水泥即可,以保证浑河闸工程应急除险加固过程中混凝土接缝面的密实性,并加强振捣。5)C40密实混凝土由于具备流动性,因此在浑河闸工程应急除险加固过程中可以依靠自身的重量进行流动。而水闸中由于很多地方会出现细小的裂缝,这些都会造成漏浆、跑浆的现象,影响后期浑河闸工程的施工效果,因此需要对排气孔进行预留。6)在浑河闸工程应急除险加固中由于C40密实混凝土自身具备收缩性,为了避免造成原材料的不融合,因此需要再加固原固件的同时添加适量的膨胀剂,中和二者之间的对比差值。
2浑河闸工程中应急除险加固混泥土施工技术
在浑河闸工程应急除险加固中采用了直接加固与简介加固两种模式,在不同的工程处理中选择不同的加固方法,使原有工程混凝土与加固混凝土结构之间的结合,令其可以共同承担工程的荷载。
2.1直接加固法
增大截面加固法是通过对混凝土与钢筋的混合并用,使其可以在原结构的基础上进行完善,增强加固部分与结构件之间的连接性,使其具备提高界面承载力与刚度的目的。但是,浑河闸工程应急除险加固中需要注重原结构与后期加固结构的整体受理问题,可以应用在拦河闸、浑蒲进水闸、浑沙进水闸上。置换混凝土加固法一般采用钢板包裹原构件的两边进行固定,在于通过环氧树脂胶黏剂对其进行关注,然后将原结构域后期加固结构进行黏接,使其成为一个整体,保证了浑河闸工程的整体性。
2.2间接加固法
预应力加固法是通过施加预压力使原材料与新材料进行结合,承担共同的受力模式,以达到对原结构加固的目的。该方法由于具备一定的温度限制,因此不适合应用于浑河闸工程中温度较高的混凝土结构中。增加构件法是在浑河闸工程原有结构的基础上增加新的构件,以减少原结构上的荷载,达到加固结构的目的,其可以运用在浑河闸启闭机室下排架底,保证施工的安全性。增设支点加固法可以通过减少结构的受力面积提高原结构的荷载,使其达到加固的目的。而这种办法可以运用在浑河闸工程应急除险加固中,按照增设支点的刚性与弹性灵活运用,在提高混凝土加固承载能力的同时降低对空间的影响性,达到提高混凝土强度,延长浑河闸工程使用寿命的作用。
泉州市金鸡拦河闸位于南安市丰州镇,南连金鸡山,北频九日山,距宋代金鸡桥25处,1965年兴建,1967年竣工。它是泉州市晋江下游一座集防汛、抗旱、供水、灌溉、航运等综合性的大型水利设施,控制流域面积5100平方公里,是山美灌区的分水控制枢纽,设计灌溉面积65万亩。拦河闸全长327米,共28孔,每孔净宽10米;闸前设计洪水量10400立方米/每秒(频率2%),闸前正常蓄水位6.48米,相应库容745万立方米。科技论文。船闸位于第一孔水闸下游;公路桥建于闸后,宽7米。南渠进水闸在南岸,设计通过流量38.5立方米/每秒,北渠进水闸在北岸,设计通过流量22.5立方米/每秒。
金鸡拦河闸建闸三十多年来,为下游鲤城、丰泽、洛江、惠安、南安、晋江、石狮等市(县区)的工农业生产、城乡居民生活用水提供可靠的保证,年平均供水量十亿多立方米,发挥巨大的水利工程效益。所以说,金鸡水闸的建设从根本上改善了晋江下流水资源的不足、水量分配不均、特别是改变了鲤城、丰泽、洛江、惠安、南安、晋江、石狮部分乡镇缺水状况,解决水资源供需矛盾的关键性水利工程。
晋江下游的鲤城、丰泽、洛江、惠安、南安、晋江、石狮等市(县区)是我市半干旱少水地区,水资源先天不足,水资源分布不平衡,水资源供需矛盾日趋尖锐,已严重制约了我市国民经济和社会发展,成为全市人民举目关注的问题。因此,建设好、管理好、综合利用好金鸡拦河闸是时展的需要,是我市经济和社会发展的重要举措。所以,我们要以科学发展观为指导,坚持以人为本,重新修建,开拓创新,综合利用,科学发展,努力开创金鸡拦河闸的各项工作的崭新局面。
一、以人为本,科学发展
“坚持以人为本,树立全面、协调、可持续性的发展观,促进经济社会和人的全面发展。”这是我们党关于发展问题的最新认识和科学表述,表明党在发展问题上的与时俱进,开拓创新。坚持以人为本,就是要求我们管理处的一切工作都要从人民群众的根本利益出发谋发展、促发展,不断满足人民群众对水资源的需求,让金鸡拦河闸建设成果惠及我市人民,以改善我市缺水的状况,提高我市人民群众用水的质量。也可以认为管理处的所有工作,归根结底都要着眼于人,着眼于人对水的需求。
泉州市委、市政十分重视金鸡拦河闸的管理工作,明确指出管理处应坚持以人为本的理念,树立科学发展观,一切想人民群众之所想,急人民群众之所急,充分发挥金鸡拦河闸服务人民群众的应有作用,成为我市一项德政工程,为泉州社会经济的快速发展提供不可替代的水资源支撑和保障,使金鸡拦河闸造福泉州人民,惠泽泉州人民。
二、重新修建,发挥作用
金鸡拦河闸建于1967年10月,拦河闸运行四十多年来,工程老化日益加深,特别是上世纪九十年代以来,连续发生海曼,防冲槽被严重冲毁的事故,各类安全隐患逐渐出现,直接危及金鸡拦河闸工程的安全运行。在各级领导和有关部门的关心和重视下,市水利局于2002年9月委托进行安全鉴定工作,经鉴定金鸡拦河闸的控渗稳定性和抗震能力消能防冲等三大现状无法满足设计规范要求。鉴定认为三类闸,急需除险加固,市委、市政府高度重视,市人民政府第56次常务会和市委常委(扩大)第108次会议均原则同意金鸡拦河闸采用重建方案,并同意采用在原闸址下游550米处的下闸址方案。2005年4月6日,工程正式开工建设,2007年4月29日实现下闸蓄水,2007年12月28日举行工程竣工典礼。工程建设经历了两个主汛期,战胜了多次台风的袭击,克服了水下施工、时间紧、强度高、技术难度大,交叉作业多等种种困难,工程建设按计划顺利推进,安全高效、质量优良,获得了2006年度水利部“文明建设工地”和省政府“重点建设项目优秀奖”等称号,实现了泉州市委、市政府提出的“建设速度快,建设质量好,建设期间安全稳定”的目标。
重建后的拦河闸,工程等级I等,主要建筑物级是为I级,水闸按100年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核,相应过闸流量分别为11100立方米/每秒和13000立方米/秒。设计正常蓄水位为7.5米,相应库容为1260万立方米。枢纽工程由河库水闸段。左右按旱桥孔段、上下游消能工和驳岸组成。科技论文。拦河闸总长744.2米,共设水闸15孔,旱闸27孔闸单孔净宽1.6米,闸后设工作桥,宽7.0米,启闭房建筑面积3830平方米;上游铺盖采用钢筋混凝土结构,长25米,下游消能工总长132.5米。其中消力池采用C20钢筋混凝土结构,长 45米, 上下游驳岸采用砌石护岸结构,总长400.0米;闸基础采用C20钻孔灌注桩复合基。施工采用全段面截流和导流明渠方案,工程总投资25800万元。
重建后的金鸡拦河闸自下闸蓄水以来,试运行较为顺利,不仅提高了灌溉供水效益,还充分发挥了防洪、挡潮、安全、环境景观等多种社会、经济效益。新闸正常蓄水位7.5米,比旧闸提高1.02米,可以增加调节库容515立方米,在枯水年份可以增加供水量5000.9400万立方米,其作用相当于建一座中型水库,更加发挥着泉州人民“生命闸”作用。新闸的建成促进了晋江下游新供水体系的形成,石狮引水二期工程、晋江金浦水厂工程,晋江第二引水通道工程,南安市沿海三镇供水工程,湄洲湾南岸供水二期工程都和新闸作为工程的取水点。
金鸡拦河闸是晋江下游地区水资源的调配中枢,重建工程以科学发展为指导、高瞻远瞩、与时俱进,开拓创新,不断丰富科学发展观的内涵,经过多方科学论证提高了蓄水位,增加了库容,增强了水库的调节能力,使水库从没有调节能力提高到目前调节能力,一方面提高了对晋江下游的供水保证率,加大了南北干渠的输水能力,缓解了晋江下游地区用水日趋紧张的局面。科技论文。在枯水期,特别是严重枯水期,对保障下游地区人民的生活生产用水和促进全省最大灌区—山美灌区的农业生产发展发挥着显著作用,同时改善洛江水质,解决了湄洲湾南岸远期供水量不足的问题。另一方面增强了对上游来水的调控作用,对山美水库的反调节作用明显,使山美水库的调峰运行更为灵活,对提高山美水库的发电效益和增加下游地区的可利用水量具有明显作用。
三、开拓创新,综合利用
金鸡拦河闸是一座具有防洪、灌溉、供水、等效益为一体的大型水利枢纽工程,闸得以上集雨面积5100平方公里,占晋江流域面积90.6%,年平均径流量50亿立方米,担负着晋江下游9个县(市、区、管委会)400多万人民群众的生活生产。生态用水和近65万亩农田灌溉的任务,该闸也是今后向金门供水的重要水利枢纽工程。水作为国民经济发挥的基础,以保证泉州市持续健康的发展,将更加显示其重要功能。因此,我们要开拓创新、综合利用,科学发展。
1、形成合力
金鸡拦河闸要持续发展,就要主动出击,与上游各地的水源如山美水库、南安市笋塔水库等水源地密切配合,团结一致、齐心协力,统筹解决各种问题。尤其要主动与上游水库沟通联系,通力协作,拧成一股绳,形成合力,从而更有效地发挥拦河闸的作用,促进金鸡拦河闸持续科学发展。
2、寻找水源
有了水源,金鸡拦河闸的功能才能够得到充分的发挥。因此,管委会要与山美水库取得联系,尽量从外地引水进入山美水库,为金鸡拦河闸的持续发展奠定良好的基础。所以,我们一定要明确解决水资源问题是制约金鸡拦河闸的关键,要下大力气,花工夫,千方百计寻找水源。
3、治理河渠
上游沿河两边要依法依规取缔那些污染严重的企业,要千方百计治理沿河两岸污染,让沿河两岸山清水绿,以保证供水的安全、卫生、达标。
4、依靠科技
管理处要依靠气象部门及时了解天气的情况,做好天气预报工作,未雨绸缪,为科学供水提供坚强有力的科学支撑。
5、反补上游
金鸡拦河闸服务了下流鲤城、丰泽、洛江、惠安、南安、晋江、石狮等市(县、区)以后还要服务金门的农业生产、城乡居民的生活用水,对泉州的经济、社会发展发挥了巨大的作用。因此,管理处要与有关部门协商,对上游水源地给予适当补贴补助,尤其对上游的水利建设要给予大力支持,这样才会和谐,才合情合理。
6、开发旅游
金鸡拦河闸位于著名的风景名胜区—九日山下,水闸的设计建设融入了水利文化景观和自动化监控管理等先进的技术,是 泉州市的一道亮丽风景线,我们可以增加一些旅游措施,与九日山风景线形成一处旅游、度假、休闲的好去处,从而让金鸡拦河闸焕发出无穷的生命活力,涌动生命灵性,展示自己迷人的风景。
1、前言
大中型泵站工程中,由于工程的重要性,进水条件要求高,多将进水池和进水管合为进水流道。进水流道是泵房内部水泵进口渐缩段(泵吸水室、泵底座)之前的过流部分,采用钢筋混凝土现浇于泵房之中,并与泵房底板成整体,成为泵房的块形基础。进水流道按水流方向可分为单向进水流道和双向进水流道;单向进水流道按形状又有肘形弯管型、平面蜗壳(钟形)型及其他型式(如室型等)。
进水流道一般应满足以下要求:
①水力损失小;
②过流平顺,各种工况下流道内不产生涡带,更不允许涡带进入水泵;
③线型简单、施工方便;
④尺寸合理,满足泵房土建和结构设计要求,尽可能减少流道宽度和开挖深度,以减少工程投资。
下面以佛山市顺德区东海上闸站工程为例,浅谈一下对泵站进水流道的选型和设计的一些体会。
2、工程概况
东海上闸站工程位于佛山市顺德区杏坛镇西北面,属于齐杏联围,内接东海大河,外排甘竹溪。科技论文,选型设计。工程站址位于齐杏联围桩号51+776、东海大河与甘竹溪的汇口处。本工程的任务主要是提高顺德区齐杏联围的防洪和排涝能力,工程规模为中型,是顺德区排涝规划的重点工程。科技论文,选型设计。科技论文,选型设计。
本工程包括排涝泵站及水闸,其中排涝泵站设计排涝流量为30m3/s。科技论文,选型设计。根据泵站设计排涝流量及各种扬程参数要求,通过机组选型比较,确定水泵选用5台1400ZLB-3.9型立式轴流泵,单机设计流量6m3/s;配套5台TL560-16/1430型高压(10KV)同步电动机,单机功率560kw,电排站总装机容量N=5×560=2800kw。科技论文,选型设计。
3、泵房进水流道选型方案比较
根据排涝泵站所选泵型、泵房布置等,本工程可采用肘形、钟形或簸箕形进水流道,这三种进水流道的基本尺寸及特点如表1:
防洪的基本方法是应在巩固防洪设施的前提下,坚持顾全大局,分区分片控制,做到上下游,蓄与排,排与灌兼顾,整体照顾局部,团结治水,因地制宜,综合治理,避免产生新的洪涝矛盾或水害搬家的现象。笔者根据多年的工作经验,现将农田除涝的基本措施介绍如下。
1洪涝分治,综合治理
治洪是除涝的前提。在洪涝并存的地方,必须按照洪涝分治、防治结合、因地制宜、综合治理的原则,采取蓄泄兼筹,整治骨干排洪河道,扩大洪水出路,巩固防洪堤防与水库大坝,同时积极搞好水土保持工作。这不但能保障大片地区的防洪安全,也为大面积农田除涝排水解决出路问题。在洪水问题初步得到解决后,应该积极除涝。办法就是洪涝分离,让出洪水走廊,因地制宜规划某些河道为行洪河道(高水河),某些河道为排涝河道(低水河),把洪水干扰排除在外,给洪水以出路,分区分片治理,达到山区、平原分开,山区、圩区分开;高、低地分开。
2开挖沟网、墒网,改善排蓄重要条件
排水是除涝的基础,但不能单纯地考虑排水,应根据当地的自然条件,因地制宜开挖田间排水沟网、墒网,以改善土壤的排蓄条件。所谓“沟网”,系指大沟、中沟、小沟三级,有些地区则指干沟、支沟、斗沟等,大沟、中沟的作用是排水、泄水、引水、蓄水、调水及航运、水产养殖等;既能及时排除暴雨经流又可使地面经流得以滞蓄利用。小沟的作用是汇集排除地面水,控制与降低农田地下水位。所谓“墒网”,系指田间工程的毛沟、腰沟、墒沟,属于临时性田间排水工程,开挖这一系列田间排水沟,对于除涝、除渍夺高产,十分重要。其作用就是迅速汇集地面经流,减少降雨入渗,降低耕作层土壤含水量,从而降低地下水位。因此,必须重视搞好田间沟墒工程,促使降雨经流随时汇流入墒入沟,及时排除出去。
3高、低地分开、分片排涝
平原地区的地形特点,总的来说较为平坦,但因其范围广阔,地势仍然还有高差。如果不采取高、低地分开,大河网不划分梯级加以建闸控制,势必造成高地排水要压向低地,使低地受淹,从而加重低地的排涝负担,低地涝水更难以及时外排。同样,低洼圩垸地区虽然地形较为平坦,但圩内地形也存在高差,每逢暴雨,高水低流,形成“天落一寸,地涨半尺”的局面,势必加重低地的涝情,引起高、低之间的排水矛盾。因此,在排涝规划中,除了建立河网规划外,还应考虑在高低地分界线处划分梯级,建闸控制,等高截流,高低分开、分片,分级排涝,使各片自成水系,灵活调度,达到高水、高蓄、高排;低水低蓄、低排;高地自排;坡地抢排;洼地抽排;排涝滞涝结合,控制运用自如。这是平原区、低洼圩垸区除涝灭灾的一项有效措施。
4自排为主,辅以抽排
东营市是一个水资源相对缺乏的城市,在实施国家级战略,建设高效生态经济区的大背景下,强化水资源统一管理,搞好水资源的优化配置和高效利用,实施灌区续建配套与节水改造项目建设,促进灌区水利事业可持续发展非常必要。在此,笔者认为:要进一步强化以黄河水资源为主的水资源统一管理、优化配置和高效利用,搞好引黄灌区综合治理、节水改造和续建配套项目建设,促进引黄灌区可持续发展势在必行。
一、麻湾引黄灌区设计规模
东营市麻湾灌区是在原打渔张引黄灌区工程基础上,调整、改建而成的。新建引黄闸和总干渠,贯通原打渔张灌区二、三、四干渠,进而成为独立引黄灌区。引黄灌溉既保障了农业丰收,又补充了地下水,淋洗了盐分,有效地保证了地下水位的稳定和水质;设计灌溉面积4.93万公顷;年引黄河水1.5到2亿立方米,实际灌溉面积在3万公顷以上。
麻湾引黄闸位于黄河右岸的东营市东营区龙居乡麻湾险工上。总干渠自引黄闸下向东南,穿过南展堤大孙闸经大孙村西,向东南直插原打渔张四干渠,顺四干渠向东至庞家节制闸,然后沿四干四支折向正南,横跨打渔张河、穿过支脉河,经广青路南闫家泵站提水后,过三干向南,在广饶温楼闸入二干。由麻湾引黄闸至二干温楼闸,总干渠纵贯2县区5乡镇, 全长33.2千米。麻湾灌区控制范围,即原打渔张灌区二、三、四干的控制范围:新广蒲河以南、小清河以北(通过二干十二支过清工程也可过小清河)、广南水库以西、东营市与惠民地区边界以东。
麻湾灌区设计规模:引黄流量60立方米每秒,1条总干,3条干渠,1条分干,控制面积7.02万公顷, 设计灌溉面积4.93万公顷。各类建筑物103座,其中较大型建筑物有麻湾引黄闸、 大孙灌溉闸、打渔张河渡槽、支脉河倒虹吸和闫家扬水站等5座,改变了灌区范围内靠天吃饭的局面。
二、麻湾灌区改扩建工程
(一)三干渠改造恢复治理工程
为了解决广饶县2800公顷和广北农场1000公顷农田灌溉, 1991年4月市人大代表视察东营水利工作时,张万湖副市长指示:由市引黄灌溉管理局牵头,组织广饶县和广北农场对三干渠下游进行工程恢复技术设计。设计由东营市水利勘测设计院承担,1992年6月完成全部设计。
设计原则:既要保证三干下游用水,又要汇入二干5.0立方米每秒的流量,以缓解二干下游的供需矛盾,解决原三干渠供水范围没有包括的右岸 (其右岸原属二干供水范围,因偏远、地势高而难供水)供水问题。
该工程由东营市引黄灌溉管理局组织施工,于1992年3~6月施工,共完成土石方23.5万立方米,建筑物37座,其中有李庄节制闸、泄水闸、尾水闸修复、丁庄渡槽,干渠排沟生产桥12座,支门21座,完成投资147.09万元。三干下游的恢复治理,结束了广饶县丁庄乡和广北农场等单位40年来靠近干渠而又用不上黄河水的历史。
(二)总干渠渠首段衬砌工程
由于受东张铁路桥桥底高程限制,麻湾灌区在原设计中,引黄闸到东张铁路桥段渠底比降是1/11000, 在没有渠首沉沙的情况下,经一年运行,造成渠首淤积严重,因此对渠首需要进行改造。由东营市水利勘测设计院设计,将渠首渠底高程抬高75厘米, 将比降由1/10000调整为1/7000,将底宽由28米扩大到33米,将流量由60立方米每秒加大到80立方米每秒。 该工程由市引黄灌溉管理局于1992年9~12月组织施工,完成展区内2.3千米的砼板衬砌,投资150万元,有效地减少了水量流失,节约了水资源,提高了引黄灌溉效率。
(三)总干大孙灌溉闸以下衬砌工程
1998年6~8月,由东营市灌溉管理处设计并组织施工,对大孙闸以下3.2千米进行砼板衬砌,投资250万元,从此改变了该段渗漏严重的现象,进一步提升了干渠整体效能。
(四)四干渠改扩建工程
麻湾灌区四干渠是东营区和胜利油田用水的重要输水渠道。由于黄河近年来经常断流,造成四干下游农田和胜利油田广南水库严重缺水的困难局面。对四干进行改扩建,满足东营区东部4个乡镇和广南水库用水需求,由四干、五干共同向广南水库输水,实现“二龙抱珠”,是东营区和胜利油田多年迫切要求。根据东营市和胜利石油管理局《第七次联席会议纪要》,由胜利石油管理局供水公司委托东营市水利局勘测设计院,对四干渠进行改扩建设计。
四干渠工程改扩建工程总体布置是:扩建四干进水闸,改建北隋节制闸、大许节制闸,新建王岗节制闸;扩大四干断面,底宽由8~5米加大到18.5~11米;流量由15~5立方米每秒加大为50~30立方米每秒。干渠长度由30.30千米延长至32.28千米,终点到广南水库2号沉沙池。 在2号沉沙池前新建浮筒式扬水站,8台机组,设计扬水能力30立方米每秒(此站由河南省水利勘测设计院设计)。干渠为土渠,比降1/6000;其中4处弯道长1089米护坡, 护坡结构自上而下为:60毫米厚、30毫米厚聚苯乙烯保温板(阴和0.2毫米厚塑料薄膜。 转贴于
整个干渠分为两段布置:四干渠首至东辛路:长8.07千米,北坝基本不动,搬南坝向南拓宽;排水沟设南岸。东辛路至广南水库沉沙池泵站:长24.21千米,南坝基本不动,搬北坝向北拓宽;排水沟设干渠北岸。麻湾灌区四干改扩建工程由胜利石油管理局和东营区人民政府组成施工指挥部,市水利局负责质量监督和竣工验收。1998年3月开工,10月完工,总投资4800万元。
四干渠改扩建工程完成改建长度32.28千米,土方329万立方米;改建四干进水闸(新增4孔) 1座,改建、新建节制闸3座(北隋、大许、王岗),改建支门36座,新建支渠扬水站18座,新建改建生产桥及公路桥21座;新修东辛路至庞家进水闸柏油路一条,长8.0千米;新建、扩建4处管理站(庞家、北隋、大许、王岗);四干下游沿渠道新建泵站专用电力线16千米,进一步提升了工程整体面貌,增强了节水综合效益,促进了灌区社会效益的发挥。
三、麻湾灌区节水改造工程
20世纪90年代以来,黄河来水与需求矛盾日益突出,兴建节水型输水工程已成为弥补水资源不足的重要措施。一方面是水资源的严重匮乏,另一方面灌区灌溉水利用系数仅为0.45左右。灌区设计灌溉面积4.93万公顷,现状有效灌溉面积4.00万公顷,实际灌溉面积只有3.33万公顷,因此麻湾灌区建设节水型输水工程已经非常必要。 麻湾灌区节水改造工程是全国大型灌区续建配套与节水改造项目之一, 搞好灌区节水改造对促进灌区经济发展具有十分重要的意义。
四、麻湾灌区节水改造续建北延工程
2010年6-9月间,由东营市水利局组织承建的东营市麻湾灌区续建配套与节水改造工程:“总干渠北延工程”是以麻湾总干作为引水水源,以原打渔张总干作为输水渠道,将麻湾总干、曹店干渠、胜利干渠贯通,可以有效利用麻湾引黄闸的引水优势,实现引黄工程联合调度,水量互补,提高引黄供水保证率;同时,还可以联通广蒲河,老广蒲河、五六干合排、清户沟、广利河等城市水系工程为其建设提供可靠水源;另外,作为一条分干渠还可以向龙居、史口两镇供水,满足区域农业灌溉用水需要。
麻湾总干渠北延工程控制灌溉面积19.10万亩,设计流量20立方米/每秒,该工程严格按照《灌溉与排水工程设计规范》和《水利工程质量体系》要求施工。工程级别为3级,建筑物级别为4级。主要建设内容包括衬砌渠首进水闸(设计桩号:0+000)--南二路桥(5+110)段5.11km渠道以衬砌为主的配套与节水工程;坼除重建生产桥3座;新建生产桥1座;维修生产桥1座;坼除重建支渠进水闸1座;新建支渠进水闸4座;改造支渠提水泵站2座。工程共完成土方(挖方)3.55万立方米;(填方)3.05万立方米,砌石6701立方米;砼及钢筋砼1141立方米。有效地改变了工程面貌,为保障东营市更加合理利用黄河水资源和促进黄河水城建设打下了良好基础。
东营市是一个水资源相对缺乏的城市,在实施国家级战略,建设高效生态经济区的大背景下,强化水资源统一管理,搞好水资源的优化配置和高效利用,实施灌区续建配套与节水改造项目建设,促进灌区水利事业可持续发展非常必要。在此,笔者认为:要进一步强化以黄河水资源为主的水资源统一管理、优化配置和高效利用,搞好引黄灌区综合治理、节水改造和续建配套项目建设,促进引黄灌区可持续发展势在必行。
一、麻湾引黄灌区设计规模
东营市麻湾灌区是在原打渔张引黄灌区工程基础上,调整、改建而成的。新建引黄闸和总干渠,贯通原打渔张灌区二、三、四干渠,进而成为独立引黄灌区。引黄灌溉既保障了农业丰收,又补充了地下水,淋洗了盐分,有效地保证了地下水位的稳定和水质;设计灌溉面积4.93万公顷;年引黄河水1.5到2亿立方米,实际灌溉面积在3万公顷以上。
麻湾引黄闸位于黄河右岸的东营市东营区龙居乡麻湾险工上。总干渠自引黄闸下向东南,穿过南展堤大孙闸经大孙村西,向东南直插原打渔张四干渠,顺四干渠向东至庞家节制闸,然后沿四干四支折向正南,横跨打渔张河、穿过支脉河,经广青路南闫家泵站提水后,过三干向南,在广饶温楼闸入二干。由麻湾引黄闸至二干温楼闸,总干渠纵贯2县区5乡镇, 全长33.2千米。麻湾灌区控制范围,即原打渔张灌区二、三、四干的控制范围:新广蒲河以南、小清河以北(通过二干十二支过清工程也可过小清河)、广南水库以西、东营市与惠民地区边界以东。
麻湾灌区设计规模:引黄流量60立方米每秒,1条总干,3条干渠,1条分干,控制面积7.02万公顷, 设计灌溉面积4.93万公顷。各类建筑物103座,其中较大型建筑物有麻湾引黄闸、 大孙灌溉闸、打渔张河渡槽、支脉河倒虹吸和闫家扬水站等5座,改变了灌区范围内靠天吃饭的局面。
二、麻湾灌区改扩建工程
(一)三干渠改造恢复治理工程
为了解决广饶县2800公顷和广北农场1000公顷农田灌溉, 1991年4月市人大代表视察东营水利工作时,张万湖副市长指示:由市引黄灌溉管理局牵头,组织广饶县和广北农场对三干渠下游进行工程恢复技术设计。设计由东营市水利勘测设计院承担,1992年6月完成全部设计。
设计原则:既要保证三干下游用水,又要汇入二干5.0立方米每秒的流量,以缓解二干下游的供需矛盾,解决原三干渠供水范围没有包括的右岸 (其右岸原属二干供水范围,因偏远、地势高而难供水)供水问题。
该工程由东营市引黄灌溉管理局组织施工,于1992年3~6月施工,共完成土石方23.5万立方米,建筑物37座,其中有李庄节制闸、泄水闸、尾水闸修复、丁庄渡槽,干渠排沟生产桥12座,支门21座,完成投资147.09万元。三干下游的恢复治理,结束了广饶县丁庄乡和广北农场等单位40年来靠近干渠而又用不上黄河水的历史。
(二)总干渠渠首段衬砌工程
由于受东张铁路桥桥底高程限制,麻湾灌区在原设计中,引黄闸到东张铁路桥段渠底比降是1/11000, 在没有渠首沉沙的情况下,经一年运行,造成渠首淤积严重,因此对渠首需要进行改造。由东营市水利勘测设计院设计,将渠首渠底高程抬高75厘米, 将比降由1/10000调整为1/7000,将底宽由28米扩大到33米,将流量由60立方米每秒加大到80立方米每秒。 该工程由市引黄灌溉管理局于1992年9~12月组织施工,完成展区内2.3千米的砼板衬砌,投资150万元,有效地减少了水量流失,节约了水资源,提高了引黄灌溉效率。
(三)总干大孙灌溉闸以下衬砌工程
1998年6~8月,由东营市灌溉管理处设计并组织施工,对大孙闸以下3.2千米进行砼板衬砌,投资250万元,从此改变了该段渗漏严重的现象,进一步提升了干渠整体效能。
(四)四干渠改扩建工程
麻湾灌区四干渠是东营区和胜利油田用水的重要输水渠道。由于黄河近年来经常断流,造成四干下游农田和胜利油田广南水库严重缺水的困难局面。对四干进行改扩建,满足东营区东部4个乡镇和广南水库用水需求,由四干、五干共同向广南水库输水,实现“二龙抱珠”,是东营区和胜利油田多年迫切要求。根据东营市和胜利石油管理局《第七次联席会议纪要》,由胜利石油管理局供水公司委托东营市水利局勘测设计院,对四干渠进行改扩建设计。
四干渠工程改扩建工程总体布置是:扩建四干进水闸,改建北隋节制闸、大许节制闸,新建王岗节制闸;扩大四干断面,底宽由8~5米加大到18.5~11米;流量由15~5立方米每秒加大为50~30立方米每秒。干渠长度由30.30千米延长至32.28千米,终点到广南水库2号沉沙池。 在2号沉沙池前新建浮筒式扬水站,8台机组,设计扬水能力30立方米每秒(此站由河南省水利勘测设计院设计)。干渠为土渠,比降1/6000;其中4处弯道长1089米护坡, 护坡结构自上而下为:60毫米厚、30毫米厚聚苯乙烯保温板(阴和0.2毫米厚塑料薄膜。
整个干渠分为两段布置:四干渠首至东辛路:长8.07千米,北坝基本不动,搬南坝向南拓宽;排水沟设南岸。东辛路至广南水库沉沙池泵站:长24.21千米,南坝基本不动,搬北坝向北拓宽;排水沟设干渠北岸。麻湾灌区四干改扩建工程由胜利石油管理局和东营区人民政府组成施工指挥部,市水利局负责质量监督和竣工验收。1998年3月开工,10月完工,总投资4800万元。
四干渠改扩建工程完成改建长度32.28千米,土方329万立方米;改建四干进水闸(新增4孔) 1座,改建、新建节制闸3座(北隋、大许、王岗),改建支门36座,新建支渠扬水站18座,新建改建生产桥及公路桥21座;新修东辛路至庞家进水闸柏油路一条,长8.0千米;新建、扩建4处管理站(庞家、北隋、大许、王岗);四干下游沿渠道新建泵站专用电力线16千米,进一步提升了工程整体面貌,增强了节水综合效益,促进了灌区社会效益的发挥。
三、麻湾灌区节水改造工程
20世纪90年代以来,黄河来水与需求矛盾日益突出,兴建节水型输水工程已成为弥补水资源不足的重要措施。一方面是水资源的严重匮乏,另一方面灌区灌溉水利用系数仅为0.45左右。灌区设计灌溉面积4.93万公顷,现状有效灌溉面积4.00万公顷,实际灌溉面积只有3.33万公顷,因此麻湾灌区建设节水型输水工程已经非常必要。 麻湾灌区节水改造工程是全国大型灌区续建配套与节水改造项目之一, 搞好灌区节水改造对促进灌区经济发展具有十分重要的意义。
四、麻湾灌区节水改造续建北延工程
2010年6-9月间,由东营市水利局组织承建的东营市麻湾灌区续建配套与节水改造工程:“总干渠北延工程”是以麻湾总干作为引水水源,以原打渔张总干作为输水渠道,将麻湾总干、曹店干渠、胜利干渠贯通,可以有效利用麻湾引黄闸的引水优势,实现引黄工程联合调度,水量互补,提高引黄供水保证率;同时,还可以联通广蒲河,老广蒲河、五六干合排、清户沟、广利河等城市水系工程为其建设提供可靠水源;另外,作为一条分干渠还可以向龙居、史口两镇供水,满足区域农业灌溉用水需要。
麻湾总干渠北延工程控制灌溉面积19.10万亩,设计流量20立方米/每秒,该工程严格按照《灌溉与排水工程设计规范》和《水利工程质量体系》要求施工。工程级别为3级,建筑物级别为4级。主要建设内容包括衬砌渠首进水闸(设计桩号:0+000)--南二路桥(5+110)段5.11km渠道以衬砌为主的配套与节水工程;坼除重建生产桥3座;新建生产桥1座;维修生产桥1座;坼除重建支渠进水闸1座;新建支渠进水闸4座;改造支渠提水泵站2座。工程共完成土方(挖方)3.55万立方米;(填方)3.05万立方米,砌石6701立方米;砼及钢筋砼1141立方米。有效地改变了工程面貌,为保障东营市更加合理利用黄河水资源和促进黄河水城建设打下了良好基础。
1 水闸的作用
控制水位、调节流量的低水头水工建筑物,是农田水利中龙头工程,常与堤坝、船闸、鱼道、水站、抽水站等建筑物组成水利枢纽,以满足防洪、排洪、航运、灌溉以及发电水利工程的需要。
2 水闸的分类
2.1 按水闸所承担任务分 节制闸。调节水位,控制流量。枯水期借以抬高水位,以利取水和上游航运,洪水期用以控制流量。渠系建筑物中节制闸一般建于支渠分水口的下游,用以抬高水位,满足支渠引水需要。
进水闸:建在河道、湖泊的岸边或渠道,用来引水灌溉、发电或其他用水需要。灌溉渠系中建于干渠以下渠道首的进水闸,作用上把上一级渠道的水分下一级渠道,分水闸、斗门、农门排水闸建在江河沿岸排水渠出口处,外河上涨时,关闸门防水洪水倒灌,避免洪灾。当外河水位退落时,开闸排水防止涝灾。具有双面挡水的作用。挡潮闸建在河流入流的河口地段,以防止海水倒灌。抬高内河水位,满足蓄淡灌溉。退潮排涝。有通航孔,还可平潮时通潮。具有双向挡水作用——挡潮闸、排水闸分洪闸:常建于河道的一侧,用来将超过下游河道安全洪量的洪水泄入预定的湖泊、洼地,即使消减洪峰,保证下游河道安全。
2.2 按闸室结构型式分
开敞式水闸和涵洞式水闸。
3 水闸的组成:上游连接段、闸室段、下游连接段
3.1 上游连接段作用 将上游来水平顺地引进闸室,同时起防冲、防渗、挡土等作用。
3.2 上游连接段组成 上游翼墙:引导水流平顺进闸。
铺盖:起防渗作用,并要起防冲作用。
护坡、护底:保护河岸和河床不受冲刷。
上游防冲槽:保护护岸头部,防止河床冲刷而护底方向发展。
3.3 下游连接段 包括消力池、海漫、下游防冲槽、下游翼墙及护坡等(使水流经有效消能后平顺流出闸室,与下游河床段连接)。
消力池:紧接闸室布置,具有形成水跃和保护水跃范围内河床允许受冲刷作用,是消能的主要措施。
海漫:布置在消力池后面,继续消除余能,调整流速分布,用块石砌成。
防冲槽:海漫的末端防冲措施,防止海漫后河床冲刷向上游发展。
下游翼墙:水流均匀扩散,并保护两岸免受冲刷。
护坡:布海漫和防冲槽范围内,一般用块石。
3.4 闸室段 是水闸主体,包括底板、闸墩、闸门、胸墙、岸墙、工作桥和交通桥。
底板:闸室基础,承受闸室全部荷载,较均匀地将荷载传给地基并利用底板与地基图摩擦来维持闸室稳定,还有防冲、防渗作用。
闸墩:分割闸孔、支撑闸门和桥梁。
工作桥:供安装启闭机和工作人员操作机器之用。
岸墙:闸室与河岸的连接结构,主要以挡土,并且有侧向防渗作用。
4 水闸选择的要求
节制闸或泄洪闸闸址宜选择在河道顺直、河势相对稳定的河段,经技术经济比较后可以选择在弯曲河段裁弯取直的新开河道上。进水闸、分水闸或分洪闸闸址宜选择在河岸基本稳定的顺直河段或弯道凹岸顶点稍偏下游处,但分洪闸闸址不宜选择在险工堤段和被保护的重要城镇下游堤段。排水闸或泄洪闸闸址宜选择在地势低洼、出水畅通处,排水闸闸址宜选择在靠近重要涝区和容泄区的老堤堤线上。挡潮闸闸址宜选择在岸线和岸坡稳定的潮汐河口附近,且闸址泓滩中淤变化较小、上游河道有足够的蓄水容积地点。
5 水闸消能防冲过闸水流特点
出闸流速较大,紊动强烈。上游水位差较小。岀流形式随闸门开启程序变化。
6 水闸的冲刷
波状水跃的产生:淹没水跃没有发生或水跃淹没过大。岀流扩散下均匀,产生折冲水流。上下游水位差较小,形成波状水跃,消能效率低。
基本消能方式:底流消能为主,有消力池,海漫,防冲槽等部分组成。其形式可根据水流情况,地形条件,施工能力消能效果等选用。
波状水跃的防止措施:总体布置时,尽量使用上游渠道有一段较的顺直段,确保来水顺均匀;控制下游翼墙的扩散角,扩散角宜7~12,使水流均匀扩散;制定合理的闸的开启程序,注意均匀起步,间隙对称开启原则,力避开启,关闭时大起大落和多孔闸部分闸孔泄流的运用方式。
7 常用防渗及排水设施
水平防渗设备:齿墙,板墙和防渗墙等排水体与反滤层,主要目的是为改善排水为了继续降压,并将渗流安全的导向下游。
板桩的作用:铺盖前端或室底板上游端时,降低压力,设在闸室底板下游侧的矩板主要为减小出口处的渗压力。
闸室结构布置:包括底板,闸墩,胸墙,闸门,工作桥和交通桥等部分
闸墩作用:分隔闸孔,支承闸及上部结构胸墙作用,减少闸的高度,减轻立门重和降低对启闭机重量的要求工作桥的作用:设置启闭机和管理人员操作启闭之用
水闸和河岸或堤,坝等连接时,必须设置连接建筑,包括:上,下游翼墙和便墩,有时还有防渗刺墙,其作用:
(1)挡住两侧填土,维持土坝及两岸的稳定。
(2)当水闸泄水或引水时,上游冀墙用于引导水流平顺进闸,下游冀墙使出闸水流均匀扩散,减少冲刷。
1工程基本情况
邵武市东关水利枢纽工程是一座集改善环境、蓄水发电、旅游开发为一体的综合利用水利工程,工程采用分期导流、分期施工方式;工程于1999年9月28日开工,一期工程于2000年6月28日完成,二期工程于2004年10月10日完工;工程投入运行以来已产生了良好的经济、社会和环境效益。
东关水利枢纽工程位于邵武市东关大桥下游180m处的富屯溪干流上。坝址以上流域面积2748km2,多年平均流量106m3/s,多年平均年径流量33.4亿m3;水库正常蓄水位189.5m,校核洪水位193.41m,总库容935万m3;电站装机容量4.8MW,保证出力900kW,年利用4217h,多年平均发电量2024万kWh。电站接入福建省电网,主要向邵武地区供电,电站建成后进一步促进了地方经济发展。工程为低水头径流式水电站,枢纽主要由活动坝、河床式厂房、升压站等组成。
枢纽工程位于城区,为降低邵武城关的防洪压力,经分析比较和论证,采用活动坝为本工程的泄洪建筑物。活动坝是采用一定开度的翻板闸门作为主要挡水结构的一种坝型,共有8孔,安装8扇尺寸为25×5.0m(闸门宽度×挡水高度)的翻板闸门,平时通过闸门不同开度的控制来调节下泄流量,或保持上游库水位在正常蓄水位189.50m;洪水时翻板闸门全部开启,近于消失(当洪水大于设计洪水时活动坝处于水下),保持了天然河道的过水断面,使枢纽具有足够的泄洪能力(坝址处20年一遇洪水位较天然状态仅壅高0.23m),较有效的解决了城区枢纽工程挡水与防洪的矛盾。
工程的建成,美化了邵武市区,正常蓄水位189.5m时,相应水库面积1.2km2,枯水期回水长度5.4km,市区河床景象不复存在,形成一个宽阔优美的人工湖。
2枢纽布置
根据东关水利枢纽工程所处地形、地质、水流条件,施工条件以及运行管理等因素,发电厂房布置在河床左岸,河床中部及右岸布置溢流闸(翻板门活动坝),左、右岸采用混凝土挡墙与岸坡连接,坝顶全长284.9m。
拦河坝为低堰溢流闸,坝顶高程191.80m,坝高12.80m,溢流闸全长238.9m,分8孔,每孔净宽25.0m,闸墩内设两个冲淤积导水孔;为使溢流堰不影响行洪,堰顶高程比下游河床略低,采用宽顶堰,高程确定为184.50m;下游消能采用跌流及底流消能,坝顶不设交通桥。
溢流闸采用8孔平板翻板工作闸门挡水,翻板工作闸门尺寸25.0×7.07m(宽×高),每扇翻板闸门用2×2000kN液压启闭机操作。工作门上游采用浮式闸门作为检修设施。活动坝闸墩内导水孔闸门尺寸为1.2×1.2m,采用手电二用闸阀进行动水启闭,导水孔进口设拦污栅和检修闸门。翻板闸门在门顶过流时,门顶后侧挂有一道水帘,为使闸门与水帘之间的空间能够补气和排气,在闸门上设有破水器,在闸墩边墙设有通气孔。
主厂房总长46.0m,总宽度32.9m,主机段长33.5m,装配场段长12.5m。厂房内安装3台竖井贯流式水轮发电机组,单机容量1.6MW,机组间距11.0m。进水口布置拦污栅、事故检修闸门及进人孔,每台机组设2个进水口,其中拦污栅一道,事故闸门两扇,进水口平台高程190.0m,布置了起吊拦污栅和事故检修闸门的电动葫芦门型构架。
3工程主要技术及特点
3.1活动坝
3.1.1坝体构造
(1)坝顶高程:由于活动坝坝顶可以过水和坝顶无交通桥布置要求,考虑在设计洪水标准下技术廊道内不进水,并减少行洪影响,坝顶高程以设计洪水位191.71m加一定超高确定,最终为191.80m。
(2)坝内技术廊道:为解决技术廊道液压启闭机油管布置、左右岸交通、检修、通风、排水等,在活动坝底设技术廊道。技术廊道尺寸为2.0×2.7m(宽×高),位于中心桩号为坝下0+014.2m,底部高程181.0m,其下游侧布置排水沟,集水井尺寸3.0×2.0m×1.95m(长×宽×深)。水泵和通风机室设在右岸,翻板闸门液压启闭机的泵站设在左边墩194.6m高程的平台上。
(3)冲砂孔:由于溢流堰堰顶及闸门支铰高程较低,堰后较易淤积,为便于翻板闸门开启,在每个活动坝闸墩均设有冲砂孔(孔口尺寸1.2×1.2m),取压力水通过冲砂孔将堰后底坎沉积淤积物冲掉。
(4)坝体分缝止水:考虑活动坝坝体高度及底板厚度不大,基础约束较弱,为降低闸门设计、制造安装难度,降低止水要求和工程造价,借鉴有关工程经验,在溢流闸八孔中部设一道伸缩缝,解决基础不均匀沉降问题。厂坝间、右边墩与集水井之间结构缝、坝体伸缩缝各设一道止水铜片和一道橡胶止水带。
3.1.2坝体断面设计
(1)坝体基本断面:溢流闸活动坝坝体断面除满足稳定与应力要求外,主要受金属结构布置控制。溢流闸共8孔,每孔净宽25m,闸室底板长26.5m,上下游侧设防渗齿墙,左边墩因启闭机布置要求宽度为5.0m,中墩和右边墩均为4.0m。
(2)溢流闸孔口确定:考虑本工程处于城区,洪峰流量大,库区洪水位雍高受限的特点,根据洪水流量,河床地质条件选定具有泄洪能力大的混凝土溢流闸(活动坝、翻板闸门)为泄洪建筑物,洪水全部由溢流闸渲泄。由于本工程处于邵武市区,上游淹没和市区防洪是确定闸孔总净宽的主要影响因素,计算闸孔总净宽时,上游淹没要小,上、下游水位差一般在0.1~0.3m,同时兼顾允许过闸单宽流量、水工建筑物布置和工程造价。通过7种孔口方案的比较,最终选定大孔口方案,布置8孔溢流闸,每孔净宽25m,堰顶高程184.5m(低于原河床高程),在下泄20年一遇设计洪水时,上下游水位差为0.23m。
(3)坝后消能防冲:由于翻板闸门的运行特点,活动坝泄洪时,下游流态变化形式与一般闸门不同,且更为复杂;参照国内相关工程经验,按翻板闸门不同开度,下游流态由按跌流与底流相互演变进行消能设计,消力池长15.4m,底板高程180.68m;在跌流不同开度工况下,计算冲坑深度均小于消力池水深,不会影响溢流坝安全。闸门泄水运行中采取合理的调度方式,保证在任何情况下水跌发生在消力池内。
3.1.3闸墩拉锚筋
活动坝中水荷载通过翻板闸门传至闸墩上,受力点为油缸支座、锁定梁处,而闸门检修时需固定浮动门,此时荷载主要受力点为闸墩上游两侧面的浮动门吊耳,这些部位由于承受荷载较大,在闸门全开时,油缸支座拉力达2130kN,因此上述闸墩局部受拉区须配置扇形受拉钢筋(拉锚钢筋)。
3.1.4闸墩侧面翻板门扇形运行区处理
翻板门底铰在底坎上,闸门从关闭至卧倒全开的运行轨迹在闸墩侧面形成一扇形区。为了使闸门在不同开度情况下均能正常工作,并保证闸门两侧水封能紧密与闸墩表面接触,以达到止水效果,此扇形区进行一定处理;扇形区闸墩表面要求光滑垂直,表面磨光,喷涂903聚合物改性水泥砂浆,垂直度2/1000,平整度3mm/m,粗糙度2μm。3.1.5基础处理及防渗型式
东关水利枢纽坝高较低、水头较小,建基面基岩为强风化顶板,坝基稳定与应力小满足规范要求,坝基设置上下游齿墙后,坝基抗渗也满足要求,坝基不进行固结、帷幕灌浆处理,仅在上下游坝脚处抛填大块石保护,防止水流冲刷和掏空。
右坝头采用连续防渗墙防渗,墙顶高程193.47m,延伸长度9.51m;同时在右坝头开挖后,回填一定比例的粘性土以增加坝头的防渗能力。2003年为了进一步防止绕坝渗流危及下游防洪堤基础,在东关大桥至坝址段布置防渗孔,加强防渗处理措施。
3.2活动坝段金属结构
(1)挡水闸门及启闭
挡水闸门布置:活动坝挡水闸门为翻板平面钢闸门,采用向下游倾斜55°角布置方式,为使正常蓄水位时,闸门操作设备不浸水,其操作用的2支液压缸中心线成水平布置在高程190.0m孔口两侧闸墩上,闸门宽度方向两端上游侧设置了两个垂直于面板的三角形支臂,闸门即通过该支臂与液压缸相连接。液压启闭机最大启闭力2×2000kN,最大持住力2×1300kN,工作行程6.3m。每扇翻板闸门均在闸墩上设机械锁定装置,该锁定装置的爪式锁定块通过在闸门三角形支臂上端的一个锁定挡头对闸门进行锁定。活动坝上游采用浮式闸门作为检修设施,其支承跨度25.75m。
翻板闸门结构设计:闸门孔口净宽25m,具有闸门跨度大、启闭力大,底部支承和变形控制要求高的特点。为保证闸门整体变形小,运行安全可靠,设计时充分考虑底部支承和闸门启闭时两吊点启闭力差异等情况。每孔闸门底部采用多铰支承布置,共设5个圆柱铰;对闸门进行抗扭计算,使闸门整体具有足够的抗扭刚度。
翻板闸门的启闭:闸门开启依靠水压力和闸门重产生的倾倒力矩,此时液压缸只用于持住闸门,泵站的输出压力仅用于开启液压锁定阀,闸门的开启速度采用调节液压系统的调速阀来控制。闸门关闭采用启动液压泵站,通过液压缸提起闸门,关闭孔口,一般情况下分两批交替关门。
液压系统的布置:除液压缸为露天布置外,液压泵站和电气设备均设在大坝1#闸墩194.6m高程的启闭房内,油管从泵站经竖井和活动坝底板下的技术廊道通向各液压油缸。
(2)导水孔闸门:每个活动坝闸墩均设有冲淤积导水孔,导水孔的进口处设置了一道固定式拦污栅,孔口尺寸为1.9×1.9m,设计水头3m,拦污栅重量约0.4t。导水孔设一道检修门,孔口尺寸为1.2×1.2m;导水孔工作闸门为手电两用蝶阀,直径Ф1.2m,开启压力0.6MPa,重量约3.25t,该蝶阀可进行动水启闭。一般情况下,在开启活动坝翻板闸门时,均应先开启导水孔阀门进行冲淤,以利于翻板闸门的正常运行。
3.3水轮发电机组
电站为低水头径流式水电站,水头范围为2.1~5.6m,根据工程经验,此水头段宜采用贯流式水轮机,通过灯泡贯流式、轴伸贯流式和竖井贯流式3种机型的技术经济比较,最终选用利于枢纽布置、运行检修、经济合理的竖井贯流式机组,型号为GZSK114-WS-290。水轮机转轮直径2.9m,额定水头4.1m,额定转速125rpm,额定出力1737kW,额定点效率87%;机组安装高程181.3m,吸出高度-2.8m。
1 工程基本情况
邵武市东关水利枢纽工程是一座集改善环境、蓄水发电、旅游开发为一体的综合利用水利工程,工程采用分期导流、分期施工方式;工程于1999年9月28日开工,一期工程于2000年6月28日完成,二期工程于2004年10月10日完工;工程投入运行以来已产生了良好的经济、社会和环境效益。
东关水利枢纽工程位于邵武市东关大桥下游180m处的富屯溪干流上。坝址以上流域面积2748km2,多年平均流量106m3/s,多年平均年径流量33.4亿m3;水库正常蓄水位189.5m,校核洪水位193.41m,总库容935万m3;电站装机容量4.8 MW,保证出力900kW,年利用4217h,多年平均发电量2024万kWh。电站接入福建省电网,主要向邵武地区供电,电站建成后进一步促进了地方经济发展。工程为低水头径流式水电站,枢纽主要由活动坝、河床式厂房、升压站等组成。
枢纽工程位于城区,为降低邵武城关的防洪压力,经分析比较和论证,采用活动坝为本工程的泄洪建筑物。活动坝是采用一定开度的翻板闸门作为主要挡水结构的一种坝型,共有8孔,安装8扇尺寸为25×5.0m(闸门宽度×挡水高度)的翻板闸门,平时通过闸门不同开度的控制来调节下泄流量,或保持上游库水位在正常蓄水位189.50m;洪水时翻板闸门全部开启,近于消失(当洪水大于设计洪水时活动坝处于水下),保持了天然河道的过水断面,使枢纽具有足够的泄洪能力(坝址处20年一遇洪水位较天然状态仅壅高0.23m),较有效的解决了城区枢纽工程挡水与防洪的矛盾。
工程的建成,美化了邵武市区,正常蓄水位189.5m时,相应水库面积1.2km2,枯水期回水长度5.4km,市区河床裸露景象不复存在,形成一个宽阔优美的人工湖。
2 枢纽布置
根据东关水利枢纽工程所处地形、地质、水流条件,施工条件以及运行管理等因素,发电厂房布置在河床左岸,河床中部及右岸布置溢流闸(翻板门活动坝),左、右岸采用混凝土挡墙与岸坡连接,坝顶全长284.9m。
拦河坝为低堰溢流闸,坝顶高程191.80m,坝高12.80m,溢流闸全长238.9m,分8孔,每孔净宽25.0m,闸墩内设两个冲淤积导水孔;为使溢流堰不影响行洪,堰顶高程比下游河床略低,采用宽顶堰,高程确定为184.50m;下游消能采用跌流及底流消能,坝顶不设交通桥。
溢流闸采用8孔平板翻板工作闸门挡水,翻板工作闸门尺寸25.0×7.07m(宽×高),每扇翻板闸门用2×2000kN液压启闭机操作。工作门上游采用浮式闸门作为检修设施。活动坝闸墩内导水孔闸门尺寸为1.2×1.2m,采用手电二用闸阀进行动水启闭,导水孔进口设拦污栅和检修闸门。翻板闸门在门顶过流时,门顶后侧挂有一道水帘,为使闸门与水帘之间的空间能够补气和排气,在闸门上设有破水器,在闸墩边墙设有通气孔。
主厂房总长46.0m,总宽度32.9m,主机段长33.5m,装配场段长12.5m。厂房内安装3台竖井贯流式水轮发电机组,单机容量1.6MW,机组间距11.0m。进水口布置拦污栅、事故检修闸门及进人孔,每台机组设2个进水口,其中拦污栅一道,事故闸门两扇,进水口平台高程190.0m,布置了起吊拦污栅和事故检修闸门的电动葫芦门型构架。
3 工程主要技术及特点
3.1 活动坝
3.1.1 坝体构造
(1)坝顶高程:由于活动坝坝顶可以过水和坝顶无交通桥布置要求,考虑在设计洪水标准下技术廊道内不进水,并减少行洪影响,坝顶高程以设计洪水位191.71m加一定超高确定,最终为191.80m。
(2)坝内技术廊道:为解决技术廊道液压启闭机油管布置、左右岸交通、检修、通风、排水等,在活动坝底设技术廊道。技术廊道尺寸为2.0×2.7m(宽×高),位于中心桩号为坝下0+014.2m,底部高程181.0m,其下游侧布置排水沟,集水井尺寸3.0×2.0m×1.95m(长×宽×深)。水泵和通风机室设在右岸,翻板闸门液压启闭机的泵站设在左边墩194.6m高程的平台上。
(3)冲砂孔:由于溢流堰堰顶及闸门支铰高程较低,堰后较易淤积,为便于翻板闸门开启,在每个活动坝闸墩均设有冲砂孔(孔口尺寸1.2×1.2m),取压力水通过冲砂孔将堰后底坎沉积淤积物冲掉。
(4)坝体分缝止水:考虑活动坝坝体高度及底板厚度不大,基础约束较弱,为降低闸门设计、制造安装难度,降低止水要求和工程造价,借鉴有关工程经验,在溢流闸八孔中部设一道伸缩缝,解决基础不均匀沉降问题。厂坝间、右边墩与集水井之间结构缝、坝体伸缩缝各设一道止水铜片和一道橡胶止水带。
3.1.2 坝体断面设计
(1)坝体基本断面:溢流闸活动坝坝体断面除满足稳定与应力要求外,主要受金属结构布置控制。溢流闸共8孔,每孔净宽25m,闸室底板长26.5m,上下游侧设防渗齿墙,左边墩因启闭机布置要求宽度为5.0m,中墩和右边墩均为4.0m。
(2)溢流闸孔口确定:考虑本工程处于城区,洪峰流量大,库区洪水位雍高受限的特点,根据洪水流量,河床地质条件选定具有泄洪能力大的混凝土溢流闸(活动坝、翻板闸门)为泄洪建筑物,洪水全部由溢流闸渲泄。由于本工程处于邵武市区,上游淹没和市区防洪是确定闸孔总净宽的主要影响因素,计算闸孔总净宽时,上游淹没要小,上、下游水位差一般在0.1~0.3m,同时兼顾允许过闸单宽流量、水工建筑物布置和工程造价。通过7种孔口方案的比较,最终选定大孔口方案,布置8孔溢流闸,每孔净宽25m,堰顶高程184.5m(低于原河床高程),在下泄20年一遇设计洪水时,上下游水位差为0.23m。
(3)坝后消能防冲:由于翻板闸门的运行特点,活动坝泄洪时,下游流态变化形式与一般闸门不同,且更为复杂;参照国内相关工程经验,按翻板闸门不同开度,下游流态由按跌流与底流相互演变进行消能设计,消力池长15.4m,底板高程180.68m;在跌流不同开度工况下,计算冲坑深度均小于消力池水深,不会影响溢流坝安全。闸门泄水运行中采取合理的调度方式,保证在任何情况下水跌发生在消力池内。
3.1.3 闸墩拉锚筋
活动坝中水荷载通过翻板闸门传至闸墩上,受力点为油缸支座、锁定梁处,而闸门检修时需固定浮动门,此时荷载主要受力点为闸墩上游两侧面的浮动门吊耳,这些部位由于承受荷载较大,在闸门全开时,油缸支座拉力达2130kN,因此上述闸墩局部受拉区须配置扇形受拉钢筋(拉锚钢筋)。
3.1.4 闸墩侧面翻板门扇形运行区处理
翻板门底铰在底坎上,闸门从关闭至卧倒全开的运行轨迹在闸墩侧面形成一扇形区。为了使闸门在不同开度情况下均能正常工作,并保证闸门两侧水封能紧密与闸墩表面接触,以达到止水效果,此扇形区进行一定处理;扇形区闸墩表面要求光滑垂直,表面磨光,喷涂903聚合物改性水泥砂浆,垂直度2/1000,平整度3mm/m,粗糙度2μm。
3.1.5 基础处理及防渗型式
东关水利枢纽坝高较低、水头较小,建基面基岩为强风化顶板,坝基稳定与应力小满足规范要求,坝基设置上下游齿墙后,坝基抗渗也满足要求,坝基不进行固结、帷幕灌浆处理,仅在上下游坝脚处抛填大块石保护,防止水流冲刷和掏空。
右坝头采用连续防渗墙防渗,墙顶高程193.47m,延伸长度9.51m;同时在右坝头开挖后,回填一定比例的粘性土以增加坝头的防渗能力。2003年为了进一步防止绕坝渗流危及下游防洪堤基础,在东关大桥至坝址段布置防渗孔,加强防渗处理措施。
3.2 活动坝段金属结构
(1)挡水闸门及启闭
挡水闸门布置:活动坝挡水闸门为翻板平面钢闸门,采用向下游倾斜55°角布置方式,为使正常蓄水位时,闸门操作设备不浸水,其操作用的2支液压缸中心线成水平布置在高程190.0m孔口两侧闸墩上,闸门宽度方向两端上游侧设置了两个垂直于面板的三角形支臂,闸门即通过该支臂与液压缸相连接。液压启闭机最大启闭力2×2000kN,最大持住力2×1300kN ,工作行程6.3m。每扇翻板闸门均在闸墩上设机械锁定装置,该锁定装置的爪式锁定块通过在闸门三角形支臂上端的一个锁定挡头对闸门进行锁定。活动坝上游采用浮式闸门作为检修设施,其支承跨度25.75m。
翻板闸门结构设计:闸门孔口净宽25m,具有闸门跨度大、启闭力大,底部支承和变形控制要求高的特点。为保证闸门整体变形小,运行安全可靠,设计时充分考虑底部支承和闸门启闭时两吊点启闭力差异等情况。每孔闸门底部采用多铰支承布置,共设5个圆柱铰;对闸门进行抗扭计算,使闸门整体具有足够的抗扭刚度。
翻板闸门的启闭:闸门开启依靠水压力和闸门重产生的倾倒力矩,此时液压缸只用于持住闸门,泵站的输出压力仅用于开启液压锁定阀,闸门的开启速度采用调节液压系统的调速阀来控制。闸门关闭采用启动液压泵站,通过液压缸提起闸门,关闭孔口,一般情况下分两批交替关门。
液压系统的布置:除液压缸为露天布置外,液压泵站和电气设备均设在大坝1#闸墩194.6m高程的启闭房内,油管从泵站经竖井和活动坝底板下的技术廊道通向各液压油缸。
(2)导水孔闸门:每个活动坝闸墩均设有冲淤积导水孔,导水孔的进口处设置了一道固定式拦污栅,孔口尺寸为1.9×1.9m,设计水头3m,拦污栅重量约0.4t。导水孔设一道检修门,孔口尺寸为1.2×1.2m;导水孔工作闸门为手电两用蝶阀,直径Ф1.2m,开启压力0.6MPa,重量约3.25t,该蝶阀可进行动水启闭。一般情况下,在开启活动坝翻板闸门时,均应先开启导水孔阀门进行冲淤,以利于翻板闸门的正常运行。
3.3 水轮发电机组
电站为低水头径流式水电站,水头范围为2.1~5.6m,根据工程经验,此水头段宜采用贯流式水轮机,通过灯泡贯流式、轴伸贯流式和竖井贯流式3种机型的技术经济比较,最终选用利于枢纽布置、运行检修、经济合理的竖井贯流式机组,型号为GZSK114-WS-290。水轮机转轮直径2.9m,额定水头4.1m,额定转速125rpm,额定出力1737kW,额定点效率87%;机组安装高程181.3m,吸出高度-2.8m。
渠道测量的目的,是在地面上沿选定中心线及其两侧测出纵、横断面,并绘制成图,以便在图上绘出设计线;然后,计算工程量,编制概算或预算,作为方案比较或施工的依据。渠道工程的勘察放线,是与工程设计密切相关的。只有在现场放线位置合适、测量数据准确的基础上才能因地制宜的做出经济合理的工程设计来。
一、渠道现状(树形)导线图的绘制
首先考虑由建设单位代表提供精确的可满足测量要求的渠道现状(树形)导线图;若设有,再考虑由建设单位代表提供渠道导线图的草图,根据草图出本次测量人员会同三方(建设单位、测量、设计)一起完善渠道现状导线图;如若连草图都设有,则由本次测量人员会同三方一起用手持GPS测定渠道现状导线图。渠道现状导线图应明确标出渠道各个拐角、拐点及起点、终点的位置,分水闸、节制闸、桥涵等渠道配套建筑物的位置,上下级渠道和各个建筑物的名称。各个建筑物的使用要求也要标明,如不同渠段的设计流量(加大流量),节制闸、分水闸的流量,交通桥的过荷要求等。渠道现状导线图的绘制目的是便于这次渠道测量和绘制渠道设计导线图。使用渠道现状导线图可以使渠道测量工作真正做到有的放矢,因地制宜,从而从根本上保证渠道测量的准确性。
渠道上的闸、桥、涵等交叉建筑物称为其配套建筑物。渠道测量的技术要求应按《水利水电工程测量规范(规划设计阶段)(SLJ3-81 DLJ201-81CH2-601-81)》执行。渠道测量的内容主要包括:渠道及配套建筑物平面位置的测定、渠道纵断面高程测量、渠道横断面测量等三部分。
二、渠道纵断面高程测量
为了绘制渠道设计导线图,应当精确的把其位置都在渠道设计导线图中标出来。这项工作主要是使用GPS来完成的,主要测出渠道拐角和渠道始点、终点及其配套建筑物中心位置点的坐标,并在图纸上用适当的比例和图例明确表示出来。渠道纵断面高程测量是利用间视法测量路线中心线上里程桩和曲线控制桩的地面高程,以便进行渠道纵向坡度、闸、桥、涵等的纵向位置的设计。为便于计算渠道长度、绘制纵断面图,沿渠道中心线从渠首或分水建筑物的中心,或筑堤的起点,不论直线或曲线,均应用小木桩标定里程,这些木桩称为里程桩。木桩的间距一股为100m或50m,自上游向下游累积编号。这种按相等间隔设置的木桩称为整桩。在实际工作,遇到特殊情况应设加桩。整桩和加桩均属于里程桩。
1.下列情况应设置加桩:中心线上地形有显著起伏的地点;转弯圆曲线的起点、终点和必要的曲线桩;拟建或已建建筑物的位置;与其它河道、沟渠、闸、坝、桥、涵的交点;穿过铁路、公路、和乡村干道的交点;中心线上及其两侧的居民地、工矿企业建筑物处;由平地进入山地或峡谷处;设计断面变化的过渡段两端。为了注记地表性质和中心线经过的主要建筑物,必要时要绘制路线草图。
2.纵断面测量时需要连带测定的数据和注意事项
(1)渠首交上级渠道的桩号,及交点处的坐标和渠底高程、水位高程;(2)已建节制闸、分水闸应测出闸底、闸顶、闸前闸后水位高程,闸孔宽度和孔数;(3)已建桥(或渡槽)应测出桥顶、桥底高程;桥面(路面)宽度和其跨度;(4)已建涵洞或倒虹吸应测出其跨度和顶部高程;(5)已建跌水或陡坡应测出其宽度、长度、落差和级数:(6)渠道拐角、拐点及翼再睽邕施物的中点坐标;(7)与河沟、排渠、道路和匕下级苴的交角;(8)渠道穿过铁路时应测出轨面高程;穿过公路时应测出路面高程;同时应测出道路宽度;(9)渠道沿线所留的BM点的高程和位置坐标;(10)渠道末端坐标,及其所灌溉的农田地面控制高程;(11)如果大段的渠、堤中心线在水内,为便于测量工作,可以平行移开,选择辅助中心线。
三、渠道横断面高程测量
对垂直于路线中线方向的地面高低所进行的测量工作称为横断面测量。横断面图是确定渠道横向施工范围、计算土石方数量的必须资料。横断面测量的精度要求:横断面地形点的精度,包括地形点对中心线桩的平面位置中误差。平地、丘陵地应±1.5m,山地、高地应≤±2.0m,地形点对邻近基本高程控制点的高程中误差应≤±0.3m。横断面测量的测设要求:
1.中心线与河道、沟渠、道路等交叉时,应测出中心线与其交角。当交角大于85°、小于95°时,可只沿中心线施测一条所交渠、路的横断面;当交角小于85°或大于95°时,应垂直于所交渠、路和沿中心线方问各测一条断面。
2.横断面通过居民地时,一侧测至居民地边缘,并注记村名,另一侧应适当延长。横断面遇到山坡时,一侧可测至山坡上l-2点,另一侧适当延长。
3.横断面上地形点密度,在平坦地区最大点距不得大于30m。地形变化处应增加测点,提高横断面的精度。
4.渠道沿线察看。渠道放线测量的f司时应注意观察沿线的地形地貌、植被情况,并以桩号为准做好记录。新建渠道应察看是否穿越农出或林带、居民点等;老渠道应查看已建建筑物的使用状况,并应做好记录。注意查看渠道沿线是否有可供渠道施工用的道路、水源和料场。较重要的交叉建筑物还要测大比例尺地形图。
四、提交测量成果
测量外业工作结束后,经过资料整理、数据计算、计算机绘图等内业工作后,最终应向设计人员提供测量成果。设计所需要的测量成果包括渠道导线图、渠道纵、横断面图及其软档文件,其技术要求均应以满足设计需要为准。
1.对渠道导线图的要求:应包括上下级渠道中心线(及辅助中心线)、渠道拐角、拐点及渠道配套建筑物的中心点位置和坐标,渠道与河沟、排渠、道路和上下级渠道的交角等实测数据;渠道及其配套建筑物名称;制图比例和指北针等。
2.对渠道纵断面图的要求:渠道纵断面图要比例适当;标明拐点桩号及拐角;标明已建或拟建渠道配套建筑物的主要特征高程、其中心点的桩号;标明渠道沿线的BM点的位置坐标和高程;其它关键数据也部要标出。
一、黄河水资源概况
黄河发源于青海高原巴颜喀拉山北麓海拔4500米地约古宗列盆地,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东九省(区),注入渤海,干流河全长5464公里,流域面积75.24万平方公里。黄河是西北、华北地区重要水源,天然年径流量580亿立方米,其中花园口断面559亿立方米,兰州断面323亿立方米。兰州以上和龙门到三门峡区间所产径流量占全河的75%。
黄河流域位于干旱半干旱地区,雨量相对稀少,多年平均降水量为478毫米,由于气候影响,年降水量在时间分配上变化很大,六至十月份降水量占全年降水量的65%—80%,七、八月份为降水的全盛期。黄河径流量60%集中在汛期七、八、九三个月。为减缓黄河下游河道的泥沙淤积,每年还需要200—240亿立方米水量输沙入海,这样,黄河可利用的水量只有340—380亿立方米。
黄河水资源有三大特点:
(一)、水少沙多:黄河作为世界第一高含沙河流,每年平均输沙量为16亿吨,平均含沙量35公斤每立方米,最大年输沙量39.1亿吨,最高含沙量920公斤每立方米,七—九三个月集中了80%的沙量。
(二)、时空分布不均匀:黄河即径流地区分布不均,径流年内年季变化大。黄河径流量多集中在每年七—十月份,占全年的60%以上。冬、春季降水和河川径流量相对较小,三—六月份仅占10%—20%,上中游宁蒙平原消耗量大,中下游加水量很少,所以流入下游的水量难以满足冬、春引水的需要。
(三)、水沙异源:黄河水沙来源地区不同,黄河水量主要来自上游,兰州以上控制面积占花园口以上的30%,水量占58%,沙量仅占9%,是黄河的主要清水来源区。黄河的沙量90%以上来自中游,需要上游的清水输送入海。所以上游水资源的利用需要兼顾中下游供水及输沙的需要。
二、河口地区水资源及引水现状
河口地区位于山东省北部,渤海南岸,黄河入海口北侧。东、北两侧临海,西与沾化县为邻,南与利津县接壤,总面积2365.13平方公里,是胜利油田主要产油区。区域地表水多为天然降水,由于地处渤海之滨,自然条件较差,水资源贫乏、单一,由于区域土地盐碱化,地表径流水质差,无法利用,黄河成为本地区能够饮用的唯一客水水源,七—九月份为丰水期,十月—次年三月为蓄水期,四—六月份为枯水期。
境内地下水在成陆过程中,一面受黄河泥沙淤积,一面受海水侵渍,土壤多为含减度高的重盐土,无淡水资源。
河口地区对黄河水的开发利用,最早起步于二十世纪七十年代初期,1976年黄河人工改道清水沟,在西河口护滩建设了西河口取水口,从黄河提原水经水库(黄河故道作地下水库)沉沙后,将水送至用户。八十年代以来先后新建了曹店闸、神仙沟闸、王庄闸、罗家屋子闸、宫家闸、胜利闸、麻湾闸等引黄涵闸,相继兴建了西河口护滩、崔家护滩、丁字路口三处取水口,利用泵船从黄河提水,经沉沙池沉沙,原水过引黄闸将水送至各个水库。设计泵船年提水能力80立方米每秒,目前年提水量近1亿立方米。在黄河来水量逐年减少,黄河主河槽随调水调沙逐步加深,黄河水资源异常紧张的情况下,保证该地区生产特别是油田生产的正常运行和居民生活用水,三十多年来累计引取黄河水约150亿立方米,为东营市和油田生产的持续发展发挥了巨大作用。
三、河口地区近年的来水情况
利津水文站是黄河入海把口站,其实测资料代表了黄河河口地区的水资源状况。表一是近年来的年径流量:
表一:利津站1998-2007年径流量表
从上表可以看出,除2003年黄河流域发生了百年不遇的秋季来水,从而入海水量比较显著外,其余各年水量都比较小。这也代表了黄河的真实情况。自从黄河水利委员会自1999年授权对黄河进行全河统一调度以来,利津断面就没有断流过。但每年通过利津断面的流量却是十分有限,而且时空分布差距也比较大。如表二所示:
表二:利津站1998-2007年月平均流量表(立方米/秒)
从表二可以看出,1998年和1999年汛期水量比较大,但当时是处于挖河固堤的需要,没有代表性。同样2002年的7月是由于调水调沙的需要,水量大,也不具有代表性。2003年发生了秋汛,水量较往年偏大,属特殊年份。其余年份如2000年和2001年一、二、三月及十一、十二月的来水量占全年水量的51%和45.5%,三、四、五、十这四个月的水量占全年水量的17.2%和27.7%,这与历史上黄河汛期来水的特点完全相桲。特别是2002年11月至2003年7月,黄河来水量持续偏少,降至50年来的最低点,黄河流域水资源供需矛盾加剧,干流用水全线紧缺,出现了1999年黄委会全河水量统一调度以来水情最严峻的一年,实施了《2003年旱情紧急情况下的黄河水量调度预案》,也成为我国大江大河第一个旱情紧急情况下的水量调度预案。2003年至2007年秋汛后,每年的十二月份至次年一、二、三月是凌汛期,河里冰凌严重,很难引水。这样就形成每年大部分时间黄河小流量不断流的运行态势,从而造成一种很奇怪的现象:能引水时无水可引,不能引水时,水却白白流失。
四、利津以下黄河现状对河口地区引水的影响
利津水文站距黄河河门104公里,利津断面主河门河道两岸有引黄闸9座,扬水传船泵68台,总引水能力405立方米每秒。近年来黄河实行水资源统一管理调度以后,虽然解决了黄河不断流,但黄河断流的标志只是利津站的测验断面上是否有水,而不是黄河入海口有没有水。在水量紧张的时候,利津水文站的预警流量(最小控制流量)是30立方米每秒,而利津以下的王庄闸、胜利闸、一号坝、十八户闸等一旦开闸引水,下游河口地区根本无水可引,所以非汛期河口地区引水没有保障。
在全年大多数时间里(非汛期),河道内即使有水,但河槽内水位较低,取水泵船偏离主河槽,泵船淤积搁浅难以取水,只好在河槽中挖引水沟,清淤落船,大大增加了引水的成本。同时由于黄河水位低,引水扬程大,单方水电消耗大,引水不经济。
五、对策及建议
(一)调整引水方案,丰蓄枯补,冬蓄春用,多蓄备用。目前黄河中游小浪底水库调蓄能力尚不能满足黄河下游引水的需要,不经过特别措施调水仍难以保证河口地区冬、春季引水。因此作为地处黄河最下游的河口地区,必须从长期抗旱准备的打算考虑,在现有基础上,继续完善蓄水工程,增加蓄水能力,对黄河水资源实行“丰蓄枯用,冬蓄春用”,在丰水期水质好,水位高含沙量适宜的情况下实现引优质水,高效引水的目的。