楊麗麗 呂智君 田飛飛
1. 北京市昌平區(qū)水務局 北京 102200;
2. 北京燕平水利工程勘察設計有限責任公司 北京 102200
桃峪口水庫位于北京市昌平區(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320m,是一座防洪、蓄水、灌溉綜合利用的中型水庫。提升泵站位于水庫溢洪道東岸,主要功能為將京密引水渠水提升至水庫,滿足水庫補水需求,現(xiàn)因年久失修已不能正常運行。
隨著水庫庫底滲漏、降水量減少、補水量減少等原因,2004年至2017年5月連續(xù)處于干涸狀態(tài),水庫逐漸化為“盆地”。
北京市昌平區(qū)“十二五”時期水資源保護和利用發(fā)展規(guī)劃中已明確提出,在南水北調(diào)來水初期,盡可能多調(diào)水,減少對地下水的開采量,進而達到涵養(yǎng)保護地下水的目的。逐步實現(xiàn)城區(qū)主要依靠外調(diào)水、郊區(qū)依靠當?shù)厮吹某青l(xiāng)水源保障布局。
南水北調(diào)中線工程通水后,為向桃峪口水庫應急補水,急需對提升泵站進行更新改造。工程建設既滿足現(xiàn)實需求,又符合長遠發(fā)展規(guī)劃。
①水泵及供、配電設施缺失;②現(xiàn)狀集水池容積不足,結(jié)構(gòu)不滿足輸水設備安裝要求;③泵前取水及引水工程不完善等。
針對原提升泵站面臨的主要問題,需要對水庫提升泵站進行更新改造。主要工程任務:第一,新修建引水閘、引渠、過路箱涵;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,配套水泵與相關設備;第四,增設供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、接地防雷系統(tǒng)等。
(1)引水口前運行水位。南水北調(diào)輸水期間本工程京密引水渠引水閘處設計運行水位:最高運行水位:52.217m;正常運行水位:52.176m;最低運行水位:52.114m。
(2)泵站最大設計流量。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)有輸水管線為5根D=250壓力鋼管,經(jīng)混凝土箱涵與一根D=900無壓鋼管對接,后進入明渠,明渠出口為一根D=700無壓鋼管,通過溢洪道輸水入水庫。
表1 各個管道最大輸水能力對比表
最大輸水能力受限于5根DN250壓力鋼管。泵站最大設計流量為0.49m3/s。
(3)引水口形式的確定。采用引水口前正常水位52.176m,泵站最大設計流量0.49m3/s時,確定引水口形式為三根DN600鋼管,安全系數(shù)1.5。
經(jīng)復核,當閘前水位為正常水位:52.176m時,兩根引水管過流能力為0.49m3/s,滿足泵站運行要求。
(4)引水口布置。引水口由進口引水鋼管、閥門井、兩端漿砌石擋墻三部分組成,總長12.3m。引水管采用三根D=600鋼管,單根長度為11.06m。
(1)引渠工程布置。引水口后接新修引渠,新建引渠長361.25m,接現(xiàn)狀長37.4m漿砌石引渠。為滿足群眾在引水期間的出行要求,穿路段設置過路箱涵。
(2)水面線復核計算。引渠采用明渠均勻流公式計算,當京密引水渠設計水位為52.176m時,引渠過流能力為0.49m3/s,泵站集水池前設計水位為51.25m。
當京密引水渠最高水位為52.217m時,引渠過流能力為0.59m3/s,泵站集水池前最高水位為51.30m。
(1)確定設計流量。泵站最大設計流量為0.49m3/s,裝機容量220kW,月均調(diào)水量126萬m3。
(2)確定水泵揚程。水泵出水管用D=800鋼管并聯(lián),然后分5個支路連接現(xiàn)狀5根D=250的鋼管。
水泵揚程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)計算水泵參數(shù)確定如下:流量:800 m3/h;揚程:30m;
提升泵站作為水庫的關鍵組成部分,為水庫正常運行提供重要保障。工程建成后可以在幾個月內(nèi)讓桃峪口水庫恢復至較高的蓄水庫容,可以為當?shù)靥峁┮欢ǖ膽?zhàn)略儲水量,以備不時之需。同時,水庫可以進行魚類養(yǎng)殖,為當?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)通過京密引水渠開始向為桃峪口水庫補水,工程效益已初見成效。
泵站建成運行后,要做到“重建設 、重管理”。遵循依法治水、管水的原則,按照國家及地方規(guī)范、規(guī)程的要求,建立相關規(guī)章,強化管理,保障工程正常、有序地運行。