解晨陽
(山西省運城市北趙引黃工程建設管理局,山西 運城 044200)
北趙引黃工程位于山西省運城市西北部的萬榮縣、臨猗縣和河津市境內(nèi),主要是在萬榮、臨猗兩縣峨嵋臺地上新發(fā)展34 033.34 hm2灌區(qū)(其中改善面積2 826.67 hm2),設計流量15.06 m3/s。灌區(qū)南與臨猗縣回龍和夾馬口北擴兩灌區(qū)相接,北與萬榮縣西范灌區(qū)相鄰,西至黃(汾)河階地,東達孤山東側。受益區(qū)涉及萬榮和臨猗兩縣11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、122個行政村、18.03萬人。
工程建設內(nèi)容主要包括三級五站和干支骨干輸水渠道。
三級五站包括廟前一級站、謝村二級站、北干三級站、中干三級站、南干二級站。
廟前一級站位于萬榮縣榮河鎮(zhèn)廟前村南,設計引水流量15.06 m3/s,廠內(nèi)安裝7臺機組。水源是在汾河入黃口處建橡膠壩將汾河攔截抬高水位,將引來的黃(汾)河水經(jīng)1.2 km的引水渠送到一級站,加壓后通過1 687 m壓力管道將水送到周王村南0.6 km處的出水池,下游接總干渠。
謝村二級站位于萬榮縣榮河鎮(zhèn)謝村北邊0.4 km處,該站上與總干渠末端相連,廠內(nèi)安裝6臺機組,三臺并聯(lián),暗埋2根壓力管,一根接高出水池向北干渠供水,另一根接低出水池向中干渠供水,高出水池的壓力管直徑為1 800 mm,長3 667 m,低出水池的壓力管直徑為2 000 mm,長1 990 m。
北干三級站位于萬榮縣高村鄉(xiāng)薛店村村西,泵站承接北干渠Ⅰ段來水,加壓通過704.4 m壓力管道將水送到高村村南出水池,向北干渠下游輸水。
中干三級站位于萬榮縣皇甫鄉(xiāng)東杜村西南1 km處,泵站由中干渠Ⅰ段末端引水,加壓后通過1 060 m壓力管路將水送到橋頭村村北出水池,向中干渠下游輸水。
南干二級站位于萬榮縣榮河鎮(zhèn)南里莊村西南約1.2 km處,從南干渠Ⅰ段末端引水,提水加壓經(jīng)1 045 m壓力管道將水送到范家莊村西1.5 km處出水池,向南干渠下游輸水。
三級五站共安裝機組24臺,總裝機容量為72 165 kW,均由萬榮縣飛云變電站供電。
干支骨干輸水渠道工程:干渠總長96.244km,其中總干渠7.689 km,北干渠15.758 km,中干渠31.712 km,南干渠28.745 km;分干3條,長12.34 km;支渠47條,長168.53 km,其中萬畝支渠19條,長99.29 km。
工程任務主要是解決萬榮和臨猗兩縣峨嵋臺地上的旱地灌溉問題。
所有泵站機組均采用一排布置。進水池為隔廂式正向進水,出水池為正向出水,壓力總管采用暗埋敷設,出口采用虹吸式出流,并在駝峰頂部上游設通氣孔斷流。
泵站廠房為磚混結構,根據(jù)地質(zhì)報告,廟前一級站采用鋼筋混凝土灌注樁基礎,謝村二級站、南二級站地基采用強夯換基處理,廠房均為鋼筋混凝土筏片基礎。這三個大泵站進水池和廠房迎水面?zhèn)葔隙橐?,縮短了進水管路,減少了進水管路水頭損失,提高了水泵的工作效率。
灌區(qū)布設總干渠,北、中、南干渠,分干渠和支渠。
干渠:總干渠從廟前一級站出水池起到謝村二級站進水池;北干渠從謝村二級站高出水池起,沿峨嵋臺地北部高地布線,再在高村鄉(xiāng)薛店村村西設北干三級站提水,終點到高村;中干渠從謝村二級站低出水池起,基本沿645 m等高線布設,經(jīng)魚村、大謝莊至東王,沿孤山南側經(jīng)馬家村,至東杜村西設中干三級站提水到700 m高程,順東北方向經(jīng)南吳村至胡村;南干渠沿峨嵋臺地600 m等高線向東到上莊。渠道斷面主要采用現(xiàn)澆C 20混凝土弧底梯形防滲渠。
分干渠和支渠:北干渠沿途布設支渠12條;中干渠布設支渠18條;南干渠支渠17條;支渠共47條;南干渠上設分干渠3條。渠道均為現(xiàn)澆C 15混凝土U型防滲渠。
渠道斷面采用混凝土弧底梯形防滲渠和U混凝土型防滲渠,在渠道過水流量變化的情況下,過水斷面相應改變,渠道中的水流流速變化極小,水流的挾沙能力基本不變,從而減弱(或消除)了渠道運行中的泥沙淤積。
北趙灌區(qū)灌溉面積34 033.34 hm2,根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL 252-2000),該工程屬Ⅱ等,工程規(guī)模為大(二)型。泵站根據(jù)單站裝機容量確定工程等別,廟前一級站為Ⅰ等,謝村二級站為Ⅱ等,南干二級站為Ⅲ等,干渠為4級渠道。
該工程建設內(nèi)容三級五站和干支骨干輸水渠道,全部按工程設計規(guī)劃完工。由于設計規(guī)劃的取水水源是在汾河入黃口處建橡膠壩,將汾河攔截抬高水位來解決,并不是最佳方案。原因一是黃河是多泥沙河流,建橡膠壩攔截河水抬高水位,同時產(chǎn)生的泥沙淤積問題不好解決。二是一旦產(chǎn)生泥沙淤積,又會將河流頂離岸邊,發(fā)生脫流,無法取水。三是黃河在廟前汾河入黃口處灘面較寬(約5 km),河道擺動范圍較大,容易脫流,取水很難保障。后經(jīng)多方論證,決定將設計取水方案(橡膠壩攔截方案)改建成浮船泵站取水方案。
浮船泵站取水方案的優(yōu)點,一是泵站建在浮船上,可依據(jù)河道水流條件而移動,有效地解決了因河道擺動而發(fā)生的脫流問題。二是浮船泵站取水,不攔截河水抬高水位,不產(chǎn)生局部泥沙淤積,不改變河道水流走勢,有效地提高了取水水源的用水保障和取水保證率。
在工程建設過程中業(yè)主、監(jiān)理及施工各方嚴格按照工程建設管理程序施工,工程質(zhì)量合格。
在項目運行管理期,建設管理單位制定了一整套運行管理條例(辦法)及操作規(guī)程,并嚴格執(zhí)行,截至目前通過7年多的灌溉運行,實踐證明,從總體上說該工程建設項目符合設計要求,項目建設基本達到了預期目標。
就廟前一級站而言,為達到自流取水,降低了泵站的基礎高程,基礎埋深在地下水位以下3.5 m左右,這樣給泵站的防汛和施工都帶來不便。因此建議,在黃河上臨河建站提水,站址選擇上應注意,泵站的基礎盡量放在地下水位以上,這樣對泵站的防汛安全和施工都有好處。
北趙引黃三個大泵站進水池和廠房迎水面?zhèn)葔隙橐?,縮短了進水管路,減少了管路水頭損失,提高了水泵的工作效率。這一點也值得推廣。
在多泥沙且易擺動的黃河上提水,建議采用浮船泵站取水。在多泥沙的黃河上提水,輸水渠道斷面采用弧底梯形混凝土防滲渠和U型混凝土防滲渠,以減弱(或消除)渠道的泥沙淤積,減少渠道清淤工作,提高渠道的工作效率,值得推廣。