江崇安，崔積家，邵英超

（山東省水利勘測設計院，山東 濟南 250013）

山東省引黃濟青工程自1986年開始建設，1989年10月建成通水，至今已運行了20余年，累計向青島供水17.2億m3，沿途農(nóng)業(yè)供水9億m3，補充地下水5億 m3，對青島市及沿線縣（市）社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善發(fā)揮了重要作用。

1 引黃濟青工程的任務

1.1 供水范圍

引黃濟青工程目前主要是向青島市供水，山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程貫通后，其供水范圍將擴大到青島、煙臺和威海3個市的12個市（區(qū)），土地總面積1.56萬km2，南水北調(diào)東線一期工程建成后，屆時供水范圍將覆蓋濰坊、青島、煙臺和威海4個市的35個縣、市、區(qū)，土地總面積3.15萬km2。引黃濟青工程供水范圍詳見表1。

表1 引黃濟青工程供水范圍表

1.2 設計調(diào)水量

1）長江水到來之前。長江水到來之前主要是滿足青島市引黃需求，設計調(diào)水量10 950萬m3；滿足膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程供水要求，設計調(diào)水量14 300萬m3；設計總調(diào)水量為25 250萬m3。

2）南水北調(diào)膠東輸水干線貫通后，同時調(diào)引長江水和黃河水。

南水北調(diào)膠東輸水干線貫通后，通過現(xiàn)有引黃濟青工程向青島輸送黃河水10 950萬m3，輸送長江水13 000萬m3；向濰坊輸送長江水10 000萬m3；向煙臺輸送長江水9 650萬m3；向威海輸送長江水5 000萬m3。輸送總水量為48 600萬m3，其中黃河水10 950 萬 m3；長江水 37 650 萬 m3。

1.3 工程任務拓展

在引黃濟青工程建筑物和渠道輸水規(guī)模不變的情況下，其工程任務由單一的向青島市區(qū)供水，拓展到濰坊、青島、煙臺和威海共35個縣（市、區(qū)），輸水時間由70 d，延長到了243 d，總供水量由10 950萬m3擴大到48 600萬m3，屆時將有力確保青島市乃至整個膠東地區(qū)的社會經(jīng)濟快速發(fā)展。

2 引黃濟青工程現(xiàn)狀輸水能力分析

2009年12月5日至2010年2月26日，引黃濟青工程通過84 d的運行，提水入棘洪灘水庫的凈水量為10 985萬m3，雖然完成了充庫任務，但比原設計70 d完成輸水滯后了14 d。現(xiàn)根據(jù)引黃濟青工程棘洪灘（末級）泵站實測的平均日流量，分析引黃濟青工程現(xiàn)狀的輸水能力。

棘洪灘泵站位于渠道設計樁號252+543處，設計流量23 m3/s，加大流量34.1 m3/s。棘洪灘泵站在運行的78 d中，日提水流量為7.7～21.6 m3/s，日平均流量16.3 m3/s，僅達到設計流量的71%。在引黃濟青工程向青島輸水期間，渠道基本上控制在設計水位運行，泵站前部分渠段按加大水位控制，但是輸水能力僅能達到原設計的71%，渠道的輸水能力和原設計相比下降了約30%。

3 導致渠道輸水能力降低的主要因素

3.1 渠道淤積的影響

由于引黃濟青工程渠首沉沙池超期服役，沉沙池出口含沙量增加，導致渠道淤積。據(jù)2009年引黃濟青工程現(xiàn)狀普查資料，渠道淤積厚度為0.3～0.9 m，造成過水斷面減小，輸水水位壅高。

以白浪河倒虹后 （113+727）至利民河倒虹前（124+140）段渠道為例，按照明渠均勻流公式，分析渠道淤積對輸水能力的影響。該段渠道原設計渠底寬度12.3 m、渠底比降1/20 000、設計水深3.0 m、邊坡1∶2、糙率0.02，渠道目前平均淤積厚0.45 m。經(jīng)計算渠道淤積前過流能力為32.2 m3/s；渠道淤積后，在達到設計水位時，計算水深減小到2.55 m，相對渠底寬度增大為14.1 m，糙率和比降不變，則過流能力為26.7 m3/s。渠道淤積后的輸水能力僅能達到原設計的83%，由于淤積因素的影響，輸水能力下降了17%。

3.2 輸水糙率加大的影響

由于渠道襯砌蓄水保溫效果差，渠道產(chǎn)生不同程度的凍脹，周而復始的凍脹作用使混凝土板凸起，局部段甚至發(fā)生破壞；另外工程運行20余年，地下水位發(fā)生不同的變化，在地下水位升高地段發(fā)生了揚壓力頂托破壞。據(jù)引黃濟青2009年普查資料統(tǒng)計，渠道襯砌破壞較嚴重的三、四類工程渠段長度91.5 km，占襯砌總長度的44%。由于凍脹和地下水頂托作用，破壞了原渠道襯砌結(jié)構(gòu)整體性，使預制板勾縫脫落、凹凸不平，導致輸水糙率增加，過流能力降低。原設計襯坡沒襯底的渠段，渠底雜草叢生，管理機構(gòu)雖在放水前安排人員割草，但剩余草根也加大了輸水糙率。

以昌平河倒虹后（198+986）至亭口泵站前（204+272）段渠道為例，渠底寬度12.3 m、渠底比降1/15 000、設計水深3.0 m、邊坡1∶1.5。原設計為混凝土預制板襯坡、黏土襯底，混凝土板的糙率為0.016（根據(jù)灌溉與排水工程設計規(guī)范附錄E確定，下同），黏土的糙率為0.025，根據(jù)濕周的長度，加權(quán)平均的糙率為0.02。目前根據(jù)工程現(xiàn)狀渠底的糙率為0.027 5，渠坡為0.018，加權(quán)平均的糙率為0.022 5。按照明渠均勻流公式進行計算，渠道原設計輸水能力為26.6 m3/s，目前為23.7 m3/s，渠道的輸水能力因糙率的增大而下降11%。

4 解決渠道輸水能力降低的主要對策

4.1 改造現(xiàn)有的引黃濟青工程

雖然引黃濟青工程現(xiàn)狀輸水能力達不到設計規(guī)模，但目前引黃濟青供水目標比較單一，就是滿足青島市引黃需要，靠延長輸水時間也可以實現(xiàn)調(diào)水任務。但隨著膠東調(diào)水工程、南水北調(diào)東線一期工程相繼建成后，引黃濟青工程同時擔負著引黃和引江的任務，輸水時間由70 d延長到243 d，受現(xiàn)狀渠道過水能力的制約，在規(guī)定的時間內(nèi)難以實現(xiàn)調(diào)水任務，也無延長輸水時間的條件，因此必須對現(xiàn)有的引黃濟青工程進行改造，使其恢復到原有的設計輸水規(guī)模，以滿足膠東地區(qū)有關(guān)城市調(diào)引江水、黃河水的需要。

4.2 開辟新的治沙條渠并襯砌輸水渠道

泥沙淤積對渠道輸水能力降低影響較大，需要及時清除。為了從根本上解決渠道泥沙淤積問題，必須在渠首開辟新的沉沙條渠。目前引黃濟青啟用的是第二沉沙條渠，已累計沉沙1 152萬m3。原設計使用3～5年的條渠，已使用了20余年，目前主要依靠以挖待沉、堤外堆砂的方式運行，給引黃濟青工程的管理和運行帶來了沉重的負擔，急需建設新的沉沙條渠。

為了解決現(xiàn)有渠道襯砌凍脹、地下水頂托破壞及渠底長草加大輸水糙率問題，根據(jù)《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》SL18—2004的規(guī)定，現(xiàn)有渠道襯砌已經(jīng)達到正常使用年限，到了更新?lián)Q代期，必須根據(jù)現(xiàn)有的氣象資料、沿線地下水動態(tài)和新的保溫措施，重新對渠道進行襯砌，以滿足輸送黃河水和長江水的需要，以確保膠東地區(qū)社會經(jīng)濟健康快速發(fā)展。