東大宮提水泵站工程設計

王俊鵬

（新鄉市大功引黃供水有限責任公司，河南 新鄉 354000）

1 工程概況

大功引黃灌區為國家特大型引黃灌區，新鄉市大功引黃灌區東大宮提水泵站工程，位于河南省黃河以北的豫北平原，設計灌溉面積16.87 萬hm2；灌區在新鄉市境內灌溉區域全部處于封丘縣境內，設計灌溉面積4.33萬hm2。灌區渠首工程位于封丘縣境內，為多口門引黃河水，現有順河街、三姓莊、東大功閘3處引水口門，3處引水口門可單獨或聯合引水，下接引水渠互相貫通，通過引水渠進入穿堤閘后輸入總干渠，引水條件良好。順河街引水口門設計流量25 m3/s ，三姓莊引水口門設計流量40 m3/s，東大功引水口門設計流量70 m3/s。

2 水文氣象

大功灌區新鄉市封丘縣區域屬黃河支流天然文巖渠流域，為黃河沖積平原，地勢西南高，東北低，高程從87 m 下降到60 m，地面平均坡度為1/6 000。由于歷受黃河遷徙泛濫的影響，遺留故道、竄溝、坡洼、沙丘很多，地形起伏變化較大。灌區屬暖溫帶大陸性季風型氣候，四季分明；冬季寒冷，雨雪稀少，多北風；春季溫暖，干旱、多風，日照時間長，蒸發量大；夏季炎熱，雨水集中，多暴雨，易形成旱澇。秋季涼爽，光熱水均較適中，溫差較大，有利于作物的生長發育。

3 建立提水泵站的必要性

自2002年小浪底水利樞紐開始運行以來，連續十多年的調水調沙，導致黃河主河槽顯著切深，灌區渠首處河床已累計下切達2 m 以上，黃河水位明顯降低，引水口門閘前水位下降造成引水量顯著減小，當黃河流量在1 000 m3/s時，三個引水口門合計可以引水量約10 m3/s，而當在500 m3/s 時，閘前水位已經低于閘底板，造成黃河有水、但引水閘卻引不出來水的極端問題，造成灌溉面積嚴重衰減，給灌區增收增產造成了很大壓力，水源問題已對灌區灌溉產生了嚴重影響，成為制約灌區正常運行最突出的問題。因此，為解決因黃河水位下降造成的引水量不足的問題，在灌區渠首處修建提水泵站是十分必要的。

4 大功引黃灌區東大宮提水泵站工程

4.1 設計標準

通過新鄉市大功引黃灌區東大宮提水泵站工程的建設，可有效提高渠首引水水量和效率，設計總提水流量為30 m3/s，其中第一期工程設計提水流量20 m3/s，二期擴容流量10 m3/s，灌區灌溉設計保證率為50%。

根據《泵站設計規范》的規定，此工程等別為Ⅲ等，工程規模為中型，建筑物級別為3級。工程防洪標準采用當地黃河流量為4 000 m3/s時的標準設防。當黃河發生超過此泵站設計防洪標準的洪水時，按照黃河河務部門的防洪調度指示，以不影響黃河防洪安全為準則，采取防洪安全措施，必要時對泵站進行拆除撤離。

根據《中國地震動參數區劃圖》查得項目區地震動峰值加速度為0.15 g，對應地震基本烈度值為Ⅶ度，此工程抗震設防按Ⅶ度進行設計。

4.2 工程建設內容

此次大功引黃灌區東大宮提水泵站工程新建浮塢式提水泵站1處，主要建設內容包括：新開挖進水前池1處（同時作為浮塢池使用），池內布置3只浮箱體，每只浮箱上布置4臺（套）水泵及配套設施，新開挖前池進水渠150 m 長，新開挖出水池100 m，新建彩鋼板管理房144 m2，鋪設混凝土道路長252 m，鋪設三七灰土道路長332 m，地面硬化2 046 m2，新鑿機井1眼及配套附屬設施，防護網2 000 m2；架設10 kV 電力線路長3 km，鋪設低壓電力線路長900 m，新建配電房80 m2及配套高低壓配電柜、控制柜等；東大宮防沙閘前引水渠清淤427 m，黃河嫩灘疏浚600 m。

4.3 工程總布置

此工程建設地點位于新鄉市大功引黃灌區東大宮引水渠防沙閘上游引水渠約150 m 右岸處。總體布置上主要由引水渠、進水前池（包括浮塢設施設備等）、出水池、輸水渠、管理設施、電力線路等部分組成。

此工程在距離東大宮防沙閘上游約150 m 處的右岸處開挖泵站進水前池、池內設置浮箱、浮箱上設置水泵；在進水前池上游側引水渠右岸開口，新開挖進水渠與前池相連，引水入前池；在進水前池下游側設出水池、水泵出水管通至出水池、出水池出口與防沙閘前引水渠相連、通過防沙閘向下游輸水。當黃河流量水位不能滿足自流引水條件時，在前池進水渠與現狀引水渠開口處下游的引水渠上設置臨時土圍堰，將水引入進水前池、泵站運行、提水灌溉等，而當黃河流量水位滿足自流引水條件時，將引水渠上的土圍堰挖開、并堵住泵站進水渠口，泵站停止運行、來水通過現狀引水渠自流向下游輸水。依據夾河灘水文站近幾年的水文泥沙觀測資料，平均含沙量為3.21 kg/m3，七月調水調沙期間，最大斷面平均含沙量為68.70 kg/m3，為減少水泵設備的磨損，在此期間水泵停止運行，不再抽水。

4.3.1 進水池工程

進水前池特征水位分別為：設計運行水位為74.76 m，最低運行水位為73.99 m，最高運行水位為75.30 m。泵站特征揚程為：設計揚程4.28 m，最高揚程5.00 m。最低揚程3.74 m。設計確定單座浮箱體長20 m，寬7.60 m，高1.30 m。

進水前池同時作為浮塢池，采取梯形斷面形式，池底高程為71.00 m，池底東西方向長68 m、南北方向寬15 m，邊坡在高程75.80處設二級平臺寬3 m，平臺以下邊坡為1∶2，深4.80 m，采用鋼筋混凝土護坡，平臺以上為土質邊坡，邊坡1∶2.50至前池堤頂79 m（現狀地面高程）。前池進水采取從南向北正向進水方式，在引水渠右岸開口，通過新開挖進水渠連接至前池南岸進口，新開挖進水渠底寬11.50～30.00 m、邊坡1:2.50至地面79 m；水泵出水管由南向北、穿過隔堤、出水入出水池。

4.3.2 出水池工程

出水池特征水位分別為：設計運行水位為75.95 m，最低運行水位為75.30 m，最高運行水位為76.45 m。泵站特征揚程為：最高揚程5.00 m，最低揚程3.74 m。

出水池采用輸水明渠形式，與進水前池平行東西走向，橫斷面為梯形斷面，接入東大宮防沙閘前現狀引水渠，底寬為8 m，池底高程為74.80 m，邊坡為1∶2至現狀地面高程79 m，混凝土全斷面護砌。前池進水口以上開挖變底寬進水渠與現狀引水渠右岸開口相連，從前池進水口池底高程71 m開始，按縱坡比降為1/5 000 向上游延伸，進水渠底寬從底寬30 m 漸變至11.50 m，邊坡1∶2.50開挖至原引水渠開口，并順引水渠向上游延伸至黃河主流，對現狀引水渠按底寬11.50 m，老灘邊坡1∶2.50、嫩灘邊坡1∶2進行清淤整修，其中處于老灘內的長度427 m，處于嫩灘上的長度為600 m。

4.3.3 泵站

上下浮箱交通方式采取在出水管道上方設置棧橋，一體式與岸上相連通。單座浮箱泵站裝機選擇4 臺ZL2810C-4 型水泵，單臺水泵設計流量1.67 m3/s，配用電機功率為132 kW，單座浮箱總裝機528 kW。每只浮箱上水泵為一字型布置，為方便泵站運行，在浮箱上設置副廠房，其布置在浮箱一側用來放置電氣控制柜等設施。泵站需架設10 kV 供電線路通到防洪子堤外側的河務管理部門院落內，在該管理院落內布置變壓器，根據泵站的水泵裝機總容量以及管理要求，設置2 臺變壓器，分別為1 600、800 kVA 的油浸變壓器，總容量2 400 kVA，配套高低壓供電設備，從變壓器引出低壓線路至3條浮箱上的現場控制柜，從現控柜在分別連接至各臺水泵電機。

5 大功引黃灌區東大宮提水泵站工程管理

大功灌區東大宮提水泵站工程的實施由新鄉市水利局成立新鄉市引黃灌區水源工程改造項目建設管理局，作為該項目法人，對該工程的建設進行管理。項目實施嚴格實行項目法人責任制、招標投標制、建設監理制三項制度建設，嚴把工程建設質量關和資金使用關，專職專賬，專人負責。

新鄉市成立了大功灌區管理處，統一管理總干渠；封丘縣成立了灌區管理所。管理單位主要是管理維修渠系、建筑物及引水、配水等管理工作。

6 總結

新鄉大功引黃灌區東大宮提水泵站工程是解決因黃河調水調沙、河床下切、水位下降，引水口門無法正常引水的關鍵工程措施，是灌區正常運行、發揮效益的關鍵所在。項目實施后，可有效增加灌區引黃水量，可有效改善灌溉面積0.39 萬hm2，有效補充地下水資源，并可向下游市縣輸水。

大功灌區自恢復開灌以來，封丘縣東、西干渠灌溉堤背洼地，發展水稻，取得了較好的經濟效益；總干渠及各渠系放水后，除正常灌溉外，還兼顧補充地下水功能，為當地農村抗災、減災，改善水利生態環境，改良土壤，發展優質特色經濟，農業逐年增產，促進農民致富和農業發展發揮了重要作用，獲得了較好的經濟效益和社會效益。