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北赵引黄灌区启用浮船水源泵站的思考

2014-12-25

山西水利科技 2014年1期
关键词:浮箱箱式泵站

卫 伟

(山西省运城市北赵引黄工程建设管理局 山西万荣 044200)

1 北赵引黄工程概况

北赵引黄工程主要建设项目为三级五站和干、支骨干输水渠道。共安装机组24台,总装机73515kW;干渠总长93.5km,万亩支渠总长105.3km。主要解决运城市峨眉台地万荣、临猗两县峨眉台地上新发展3.4万hm2灌区(其中改善面积0.28万 hm2),涉及万荣县(王显、荣河、光华、贾村、高村、皇甫、汗薛和万泉)八个乡镇,灌溉面积2.34万hm2,临猗县(孙吉、北辛、北景)三个乡镇,灌溉面积1.06万hm2,受益121个行政村,总受益人口近30万人。灌区南与临猗县回龙和夹马口北扩两灌区相接,北与万荣县西范灌区相邻,西至黄(汾)河阶地,东达孤山西侧,东北部则绕过孤山、至其东部的运万路。该工程运行一年来,为当地经济发展、社会和谐稳定、人民生活水平的提高发挥了很大的促进作用。

2 浮船泵站的建设情况

2.1 浮船泵站建设缘由

因水源工程设计为扩建禹门口提水站,为联接段建设项目内容,目前尚未建成,为保证农业灌溉需要,尽快上水,北赵引黄管理局决定2011年春浇从庙前河口挖河自流进行取水,取水采用挖掘机挖开河口引水,当主流靠近沿岸,来水量充沛,靠挖河自流引水能够满足用水需求,停水后,很快用挖掘机堵住河口,待下次开机上水时再挖,如此循环。但灌季结束后,河口容易被淤积,再次引水需大面积挖掘,工作量大。2011年汛期,河口进水闸两侧曾数次受到洪峰的侵扰,险情不断出现,严重威胁到一级站厂房、设备及引水渠的安全。另外,由于工程临时取水口位于黄河小北干流18号、19号坝之间,河床宽浅且水流散乱,主流摆动幅度较大,含沙量极大,洪枯流量悬殊,淤积严重,主流迁移改道、脱流也将成为必然,势必造成靠挖河自流引水不能够满足用水需求。因此,在河口挖河自流引水的方法不能根本解决水源的问题,为了让工程效益得到充分发挥,让水源问题不成为制约北赵灌区正常运行的瓶颈,在河口设置浮船泵站取水,就是未雨绸缪,防患于未然。

2.2 浮船泵站建设规模

北赵浮船泵站设计浮船3艘,提水流量11.6m3/s,总装机690 kW。实施中因配套资金未到位,2012年3月前仅完成了1号、2号两艘浮船的建造与安装,每艘船安装500ZLB—125型轴流泵三台,设计扬程3m,单机容量55kW,单机流量1m3/s。第三艘船于2012年6月安装完成,船上安装600ZLB—125型轴流泵4台,单机容量90 kW,单机流量1.4m3/s。三艘船总设计流量达到11.6m3/s。

2.3 浮船结构与组成

船体结构为浮箱式。浮箱式泵船是在槽式泵船的基础上历经几次改进而成。主体结构分为三大部分:里浮箱、外浮箱和联系梁。两个浮箱均为长20 m,宽2.5m,高0.8m,水下部分为流线形。内部结构为上、下层纵横骨架立柱支撑形式。底侧面为6mm ccs船用钢板,甲板面采用4mm防滑花纹板。联系梁为25号工字钢。两浮箱间隔2.5m并行排列,用25号工字钢横向联系固定并分隔出水泵舱。船面甲板区布置分为三段,前端为供电区域,露天安装供电变压器及安全护栏;中间段为设备区域,安装启动电柜和水泵机组,ZLB型水泵机组与特制构架组成一体,悬装于水泵间隔舱内,设备区上部为坡形彩钢屋面,并装有滑动3t手拉起吊葫芦供检修设备之用。尾端搭建宿舍舱供值班人员间歇。考虑到泵船整体平衡,机组安装中心偏于外侧浮箱0.25m,再因河滩昼夜、季度温差较大,在甲板面留有人孔,以便于排气和检查浮箱内部。设备检修时,或停运期间,利用手拉起吊葫芦可将垂直安装的机组带底座平放于水泵舱口,既便于拆装检修,还可避免柴草污物搭挂,更利于移动行走。

浮船的剖面图及侧面图见图1、图2。

3 浮船泵站运行情况及优缺点分析

图1 浮船剖面图 (图中单位为mm)

图2 浮船侧面图 (图中单位为mm)

3.1 运行情况

浮船取水装置2012年3月份投入使用,现在运行1700个台班,累计提水5000万m3。该装置的运行期间,机动、灵活、平稳,流量易调配的特点显而易见,充分发挥了其独特的优势,弥补了挖河引水的不足,适时解决了水源难题,为灌区抗旱保浇发挥了重要作用。

3.2 优点分析

1)浮箱式泵船的结构简单,设备安装、检修方便,省工料、易制造,结构点全为电焊,不需特殊的工艺流程和特殊的制造材料。

2)浮箱式泵船的结构合理,运行安全可靠,它虽是浮箱式结构,但是船的流线造形,两浮箱之间且留有2.5m宽的通道,迎水阻力小,既利于水泵取水,又利于汛期迎洪、凌汛流冰,全封闭的甲板面还可防止风浪溅水。

3)浮箱式泵船的吃水浅,宜行走,机动灵活,运行时的吃水深度为0.5m,水泵吸水口淹没深度为0.85m,抽取的是黄河表层水,含泥沙量较小,可减轻主站的设备磨损,降低系统运行成本,停运时吃水深度仅0.35m,将水泵机组平放后,行走机动灵活,可以采取游击形式应对移动不定的着流点,根据河势着流情况,可集中布置或分散布置取水,能够最大限度地挖掘水资源,保证供水不间断,达到抗旱目的。

4)投资小,工期短,最大限度发挥工程效益。据估算,若兴建同规模的固定泵站,要考虑防洪防凌、河床液化砂质地基等因素,因而设计标准高,费用要加大很多。更为严重的是,建成固定泵站后,水流迁移,又得选址建站,造成极大的浪费。工期短,北赵浮船从开始实施到建成仅用了1个多月,建成调试后当即投入使用,为灌区正常运转发挥了重要作用。

3.3 缺点分析

1)停泊位置不易固定。黄河小北干流段属于游荡性河段,河面宽浅,沙洲密布,汊流较多,主流经常摆动,曾多次发生揭底冲刷现象,河势极不稳定。庙前段尤为典型,停泊位置有随时移动的可能。

2)受庙前河段的特殊条件限制,难以配备大流量机组,一级站与水源站流量若按1:2.5的比例配备,水源站将会形成机组群,运行管理较费人力资源。

3)受黄河水质影响,水泵磨损较为严重,清水润滑橡胶轴承的方式设计不到位,检修工作量相对较大。

4 结论

综上所述,经过比较,浮箱式泵船取水还有不足之处,但经人为努力改进是可以完善的,其优势还是远远超过挖河取水的;再考虑到经济、实用及环境多方面的因素,采用浮箱式泵船取水方式,优点大于弊病,所以,采用浮船泵站是解决北赵灌区水源问题的较好方案。

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