移动式应急泵站在邢家渡引黄灌区工程中的应用
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一、研究背景
水利是农业的命脉，是国民经济的重要基础设施，引黄灌区工程设施建设位居农村众多基础设施之首。直接服务于“三农”，对提高农业综合生产能力、确保粮食安全，促进农民增收、农业增效、农村经济发展起着至关重要的作用。济南市邢家渡引黄灌区位于济南市东北部，黄河左岸，与黄河是唇齿关系，承担济阳、商河及天桥两县一区农业灌溉任务的大型自流灌区。但自2002年以来受黄河调水调沙影响，黄河主河槽冲刷降低，由于邢家渡引黄闸1977年建成引水，闸前水位现已无法满足正常自流灌溉需求。尤其进入2014年灌区引水更加困难，为缓解春灌需水高峰时的用水矛盾，灌区自2月份开始提闸引水，但直到3月中旬灌溉高峰，渠道引水流量始终未超过20立方米每秒。在济南市邢家渡引黄灌区泵站工程实施过程中，为解决建设过程灌区引水问题，灌区管理单位会同相关单位，经多方论证，决定在渠首引水口采用大流量移动式浮船提水泵站，解决改建过程灌区引水问题，以缓解下游用水矛盾。
二、研究主要内容
根据下游农业灌溉及城镇供水的需要，黄河来水年际、年内变化大，最大年径流量是最小年径流量的20倍等特点，通过研究黄河来水年际、年内变化对引用黄河水量的影响，以邢家渡灌区引黄闸改建工程工程为例，新建大流量移动式应急泵站解决泵站建设过程中灌区引水问题，同时可应用于不同地区、不同水位变化情况下应急提水。
三、项目实施方案
1.工程概况。本工程的主要建设内容为管道工程、泵站工程及电力工程。泵站总设计流量12.0m3/s，安装2台潜水轴流泵，分列泵船头尾部，单泵设计流量6.0m3/s，总装机容量960kW。
2.施工条件分析。邢家渡应急泵站施工场地相对狭小，部分构件加工可以考虑在工厂进行，部分临设、料物堆放、小型加工厂布置于泵站东侧，黄河左岸岸边。
3.水文气象。工程计划2014年5月初完工，邢家渡灌区属温带半干旱季风区，冬季受西伯利亚大陆性气候控制，寒冷少雨雪，历年平均月最低气温-3.1℃，施工中不需要考虑低温冻害影响。
4.建筑材料来源。本工程所需建筑材料包括建筑物块石料、粗骨料、细骨料。
5.施工用水。工程附近有济阳邢家渡引黄灌区管理站和村庄，生活及施工用水均可接自来水。
6.施工用电和通讯。施工用电与工程永久用电相结合，自农业村庄用电引入使用，区内通讯网络密布，无线通讯覆盖全区，满足施工通讯要求。
7.交通条件。工程对外交通镇级柏油路，黄河浮桥距离泵站很近，交通条件便利。
8.主体工程施工。（1）混凝土工程施工。①模板工程。混凝土结构的模板工程，是混凝土结构构件施工的重要工具。在模板拼装施工时，拟采用以组合钢模板为主，以木模板配合为辅的施工方案。组合钢模板全部采用厚度2.75-3mm的优质薄钢板制成。②钢筋工程。钢筋的拉伸、配断、焊接、弯制等工序，都采用机械操作。各部位钢筋在加工场地加工成半成品后，运到施工现场人工绑扎成型。③混凝土工程。本工程拟采用商品混凝土，混凝土在浇筑前做好充分的准备工作，具体如下：a、制订施工方案：根据工程部位、结构特点、结合具体条件，制定混凝土浇筑的施工方案。b、机具准备及检查：振动器等机具设备按需要准备充足，所用的机具均在浇筑前进行检查和试运转，同时配有专职机械工，随时检修。浇筑前，必须核实工程材料，防止停工待料现象。c、保证水电及原材料的供应：在混凝土浇筑前，事先贮备一定数量的原材料和备用电源，要保证水、电、照明不中断。d、检查模板、支架、钢筋和预埋件：在浇筑混凝土之前，检查和控制模板、钢筋、保护层和预埋件等的尺寸、规格、数量和位置，其偏差值符合现行国家标准及设计要求。此外，还检查模板支撑的稳定性以及模板接缝的密合情况。⑵机电安装工程。水泵安装过程应严格执行水利水电安装工程施工规范，采用镜像定位仪确定水泵的水平度，并使泵体稳固，避免运行中产生震动。安装前应整体放线、测高，使安装完毕的泵体横看成排、高度一致。该工程的机电设备等控制系统安装施工，由供货单位派技术人员到场，在双方配合下进行。对进场设备开箱检验后，即可进行安装工作。软启动柜以及电缆敷设，必须符合设计要求和规范规定。安装完毕，要反复进行调试，并对工程管理单位操作人员进行指导培训。
四、研究实施情况
大型移动式应急提水泵站在山东省济南市邢家渡引黄灌区泵站工程建设期间解决灌区春季在黄河小流量情况下的引水问题，按照实施方案项目已经按照计划修建完成，并于2014年5月发挥效益。由于水泵的单泵流量比较大，所以在运行时必须选择正确的运行开启方式。当下游需要水时应先开启其中一台水泵，等运行稳定后再开启另外一台水泵运行，等两水泵运行稳定后即可稳定正常运行；当关闭水泵时，应和开启时一样，先关闭一台水泵，等稳定后再关闭另外一台水泵。如果水泵安装完毕后喇叭口淹没深度不能满足要求，必须在浮船上增加配重，增加浮船吃水深度，使水泵喇叭口的淹没深度能满足规范要求。
五、主要成果和创新性
1）首次在黄河下游应用大流量移动式浮船提水泵站，在紧急用水调度中使用浮船泵站，浮船泵站可根据不同水位变化提水，提水水量大，好拆卸、安装，而且容易维修养护。2）此泵站由于提水水量大，泵容易摆动，因此安装镜像定位仪确定水泵的水平度，使泵体稳固，避免运行中产生震动。
六、应用情况和应用前景
由于黄河调水调沙的进行，黄河河底淤积受到冲刷，黄河水位降低，建设较早的泵站引水位较高，无法引水，在重新建设新泵站之前，建设这种移动式应急提水泵站还是很有必要的。这种应急提水泵站不仅投资小，见效快，工期短，而且当永久泵站建成后这种临时泵站还可以转运到其他地方继续使用。不仅如此，此种泵站也可以当出现旱情及紧急调水时，加大提水流量的作用，紧急缓解旱情的进一步恶化，相信在保证人民生活用水及农业灌溉用水中会起到关键性的作用。
七、结论与建议
该项目通过研究黄河下游水资源时间、空间分布不均匀，年内水位变化对引用黄河水量的影响较大，导致沿黄灌区引水困难，新建大流量移动式应急泵站解决灌区应急引水问题，同时可应用于不同地区、不同水位变化情况下应急提水，取得了较为显著的经济、社会与生态效益，对黄河其它河段开展类似研究具有重要借鉴意义。总之，项目的实施对推动黄河流域水资源保护科技发展与进步有重要作用，在技术上具有重大创新，应用成效显著。
（作者单位：济南黄河河务局槐荫黄河河务局）