談膠東調水工程煙臺段應急調水運行管理

呂明道，王義銳

（山東省膠東調水局煙臺分局，山東 煙臺 264000）

1　工程概況

膠東調水工程煙臺段線路全長278 km，沿萊州灣輸水明渠至龍口市黃水河泵站，再通過壓力管道和暗渠輸水至威海市米山水庫，途經萊州、招遠、龍口、蓬萊、棲霞、福山、萊山、高新區、牟平9個縣市區。沿途設有6級提水泵站，5處輸水隧洞，6座大型渡槽，其它水閘、倒吸虹、橋梁等建筑物眾多。黃水河泵站以上為輸水明渠工程，黃水河泵站以下至威海米山水庫為輸水管道與暗渠工程。

該段輸水明渠、管道和暗渠，線路長，建筑物眾多，流量、水量調度關系復雜。因此，科學的調度運行管理是非常必要的。本文主要對膠東調水工程煙臺段的明渠、輸水管道和暗渠工程的調度運行管理進行系統分析。

2　調度運行管理過程控制

2.1　調度運行管理原則

調度運行主要是調節渠道水位和流量，本次應急調水調度運行管理以需水量與調水量匹配為原則。明渠段以各分水口需水量為運行目標，通過渠道蓄水量進行調節，確定各泵站開機時間和流量。暗渠管道段各泵站及調流閥根據前池或水池、豎井水位聯動調整，實現流量匹配。通過優化泵站運行、調流閥開度等環節，最大限度減少運行成本和管理成本，提高經濟效益。

2.2　輸水控制方法

膠東調水工程煙臺段采用的渠道輸水控制方法主要有下游常水位控制法、等容量控制法、控制容量運行法等。下游常水位控制法，通過節制閘控制系統，調整閘門開度，保持渠段下游端水位基本恒定。等容量控制法通過控制上、下游閘門來調節渠段進出水量，使每一渠段維持相對穩定的蓄水量，使渠段內水容量變化最小。控制容量運行法通過對每個渠段的蓄水量進行控制來實現渠道的輸水調度，根據各用戶的需水及其變化，在水位波動不超過允許值的前提下改變渠道段的蓄水量以滿足用水戶的需求。

2.3　水位波動

渠道應根據運行經驗確定可接受的水位變化值和變化速度。流量變化引起水面波動，調度運行過程中應密切關注水位波動。為防止流量的突然改變，而沖擊破壞襯砌板或管道，防止出現襯砌板滑塌或管道爆管等問題，水位上升和下降速度都應受到控制，避免水位過快的波動。

本次調水過程中，高疃泵站至桂山調流閥段高差變化大，管道距離長，其中高位水池作為該段調蓄水池，容量小，水頭高，因此作為管道調度運行的監控重點，需密切關注水位變化。

2.4　泵站運行

泵站調度運行可以調節渠道水位和流量。明渠段調度運行總體以調節泵站前池水位為主來控制渠道水位和調節流量。對未配備調速機組的泵站，是以某一增量來改變流量；對配備調速機組的泵站，可以通過調速機組逐漸地調節流量。灰埠、東宋、辛莊三級泵站未配備調速機組，需要通過開或停機組改變流量，在運行時利用槽蓄及泵站前池調蓄水量，根據前池水位確定泵站的開機狀態控制流量。黃水河泵站等配備調速機組，可以維持同步機組和調速機組運行，通過調速機組調節流量控制泵站前池水位。

電力設備的設計容量會影響泵站最高過站流量。因電源容量限制，高疃泵站最高允許兩臺機組4.04 m3/s運行，故本次調水高疃泵站過站流量控制在4.04 m3/s，其余泵站與調壓控制閥配合運行。

2.5　調流閥控制

調流閥可以控制渠道水位和調節流量，在流量變化劇烈的渠道中，調流閥還可以有效防止水位急劇跌落。本次輸水中的有壓重力輸水管道段采用活塞式控制閥進行調流調壓控制。

流量和調流閥開度之間的關系取決于上下游水深、調流閥結構及水流條件等。以2016年11月運行為例：桂山調流閥1#開度值51.5%，2#開度值51.5%，總流量3.21 m3/s。孟良口子調流閥開度值30%，流量1.93 m3/s。星石泊調流閥開度值41%，流量2.05 m3/s。界石調流閥開度值42.5%，流量2.08 m3/s。

2.6　調度運行管理系統應用

建立集覆蓋輸水干線的水情、水質、工情信息采集系統，通信與計算機網絡系統，計算機監控和視頻監視系統于一身的調度運行管理系統。可為調水線路長、分水關系復雜、管理內容龐大的膠東調水工程提供強大的可操作性的運行管理和運行安全保障平臺。

當前調度運行管理平臺對主要控制節點的水位、流量、壓力、調流閥開度、泵站前池水位、泵站機組開機狀態，倒虹、渡槽等建筑物上下游水位，分水閘分水流量，泵站過水量等運行數據進行采集、傳輸、存儲、處理等；對運行狀態、輸水情況進行監控；為調度運行提供可靠的數據支持。

3　調水安全保障

3.1　水政執法

加強水政執法，維護調水秩序。對輸水建筑物、渠道和管道的安全運行、輸水安全等加強巡視，禁止私自取水以及其他威脅工程安全的行為，確保運行安全、工程安全及水質安全。

3.2　汛期和冰期運行

汛期運行，預防暴雨影響渠道、管道暗渠安全，預防雷電雷擊，檢查泵站閘站輸變電設備老化情況。冰期運行，密切監控渠道的水位變化，注意觀察雍冰情況，預防冰塞等險情，關注管道段水溫和地溫變化，避免溫差過大對管道造成不良影響。

3.3　過程監控

在應急調水運行期間，需要對泵站、調流閥等建筑物的水位、流量進行監控，將閘門或閥門、調流閥運行狀態、水位、流量及故障報警等信息記錄反饋，發現異常變化時，及時查找原因，判斷出現故障的位置，采取緊急措施。做好停電的應急措施，以避免流量、水位異常變化，確保運行安全。

4　結語

調度運行管理對工程安全、科學、高效的運行起著重要作用，是輸水工程的中樞神經。通過以膠東調水工程煙臺段為例，探討調度運行管理的重要環節、調水安全運行保障措施，對運行資料的收集、整理、總結，分析運行過程中的潛在風險，為同類工程的運行管理提供參考。而在未來的調水運行過程中將不斷產生新的調度運行需求，需不斷拓展、創新調度理論和方法。