山東省膠東調水工程輸水明渠防滲效果評價

孫迎松，劉紹偉，郝海濤

（1.山東省調水工程運行維護中心萊州管理站，山東 萊州261400；2.山東省調水工程運行維護中心招遠管理站，山東 招遠261400）

膠東調水工程是繼引黃濟青工程后山東省第二個大型跨流域調水工程，輸水線路總長482km。該工程自2015年起應急啟動向煙臺威海供水至今，宋莊分水閘過水量已達11.0億m3，發揮了巨大的經濟效益、生態效益和社會效益。膠東調水輸水明渠工程自渠首引黃濟青宋莊分水閘至龍口黃水河泵站，全線長159.559km。沿線地形復雜，既有丘陵、濱海平原，又有介于丘陵與濱海平原之間的山前崗地。渠床巖性多為黏土、壤土、砂壤土、粉砂土、強風化大理巖、片麻巖等，局部地段為中粗砂、礫質粗砂，土壤滲透系數在0.036～10.8m/d之間。沿線工程地質與水文地質復雜，滲漏較為嚴重，若按不防滲的土渠輸水條件下計算，自宋莊分水閘至黃水河泵站總滲漏流量高達62.98m3/s，宋莊閘設計分水流量22.0m3/s，調引的黃河水、長江水無法輸送到黃水河泵站。因此，渠道必須采取相應的防滲措施，將寶貴的客水輸送到供水區，以滿足膠東社會經濟的可持續發展。

1 渠道防滲漏措施

該工程原設計針對渠道沿線渠床巖性，調查分析了地下水動態埋深與設計水位和設計渠底的關系，研究地下水對渠道輸水和非輸水期的影響，借鑒國內外渠道防滲成熟的實踐經驗，結合膠東地區的實際情況，經技術經濟比較選擇了六種防滲襯砌結構型式。對于渠床滲透系數大于1m/d的渠段，采用塑膜+預制混凝土板全斷面防滲，該類型襯砌的總長度為72.755km，占總襯砌長度的50.5%；對于渠床滲透系數小于1m/d的渠段，采用現澆混凝土大板防滲，該類型襯砌的總長度為71.868km，占總襯砌長度的49.5%。

2 渠道設計預測滲漏量

根據地質勘察結果，輸水明渠自宋莊分水閘～黃水河泵站，線路穿越山前沖積洪積平原、山前沖積平原、山前傾斜平原、剝蝕平原、剝蝕溶蝕丘陵、剝蝕殘丘、海積平原、微弱切割丘陵、河流等諸多地貌單元，沿線地形、地層巖性、地質結構十分復雜，為此將沿線地貌單元類型劃分為14個工程地質段，20個工程地質亞段。根據渠床巖性、滲透系數、地下水埋深及渠道工程設計中確定的斷面尺寸，將渠道分為96段，按考斯加可夫半理論公式計算輸水渠滲漏損失流量。按照不同渠段長度，計算的輸水明渠滲漏量見表1。

表1 宋莊分水閘～黃水河泵站段輸水明渠工程滲漏量計算成果表

3 實際運行滲漏量

根據膠東調水工程2019年10月1日至12月31日實際運行資料，調水時間共92d，向青島平度、煙臺和威海分水11984.18萬m3，其中向新河水庫、西楊村、王河和侯家水庫分水總量1475.49萬m3，渠道輸水損失2596.07萬m3，至黃水河泵站處水量還有7912.62萬m3。根據各泵站水量統計數據計算宋莊分水閘（0+000）～黃水河泵站（159+559）段，損失水量2596.07萬m3，相應損失流量為3.27m3/s；扣除掉渠道槽蓄水量287.51萬m3、沖洗渠道棄水量57.8萬m3后，明渠實際損失水量2250.76萬m3，實際滲漏量為2.83m3/s，相當于設計預測值的89.8%。

4 渠道防滲效果評價及建議

4.1 渠道防滲效果評價

據宋莊分水閘分水量及灰埠、東宋、辛莊三級泵站的量測結果，膠東調水工程輸水明渠全線輸水損失3.27m3/s，扣除渠道槽蓄量及沖洗渠道水量損失后，實際渠道滲漏量為2.83m3/s，相當于設計預測值3.15m3/s的89.8%，比設計預測值節水10.2%，整體防滲效果滿足設計要求。若按照年調水量2.0億m3測算，年節水量達2000萬m3以上，節水效果顯著。

辛莊泵站（116+670）～黃水河泵站（159+559）段42.889km長的輸水渠道，損失水量952.01萬m3，相應損失流量1.2m3/s，扣除該段渠道槽蓄量70.34萬m3后，實際損失881.67萬m3，相應損失流量1.11m3/s，仍然大于設計預測值0.63m3/s。分析原因主要有三個方面：一是該段的渡槽、穿河倒虹、穿路倒虹及輸水暗渠等建筑物多，建筑物施工標和渠道施工標往往不是一個隊伍，在建筑物進出口與渠道相接處沒有銜接好，接縫處往往產生集中滲漏現象，特別該段5座渡槽上下游全部為高填方，漏水現象特別明顯；二是防滲土工膜沒有焊接好，從漏水嚴重的高填方渠段將塑膜表面襯砌板剝離后，發現了很多沒有焊接好的漏點，重新鋪膜焊接好后，渠道運行正常。塑膜全斷面防滲的渠段，渠床的滲透系數較大均大于1m/d，塑膜是防滲的主要措施，塑膜接縫焊接不好也是滲漏量增加的重要原因之一；三是該渠段現澆板伸縮縫填充的聚硫密封膠不密實，再經長時間暴露，形成密封膠干縮裂縫，起不到止水作用，另外，個別現澆板也有不同程度的裂縫，形成漏水通道。

4.2 結論與建議

膠東調水工程自2015年應急啟動向煙臺和威海調水以來，宋莊分水閘累計過水已達11.0億m3，連續5年完成調水任務，渠道防滲采取的襯砌措施是成功有效的，對減少滲漏保證調水量，對煙臺和威海社會經濟的可持續發展起到了重大作用。

為了提高輸水效率、減少滲漏量，將遠距離調來的客水盡可能多的輸送到目的地，必須要解決好建筑物和渠道接縫處的防滲問題，盡可能將建筑物和渠段劃分為一個施工標段，以明確責任、便于管理和質量控制。從節水角度上講全斷面鋪設塑膜防滲的效果要好于現澆混凝土板的襯砌型式，特別是對砂壤土、粉砂土和中粗砂等渠床滲漏量大的渠段，塑膜防滲的效果尤為明顯，但要確保塑膜接縫牢靠無漏點，并要解決好襯砌結構的抗凍脹和防揚壓力問題。