引黄济青调水工程改扩建分析

高汉山，金帮琳

（1.黑龙江省佳木斯市水务局，黑龙江 佳木斯 154002；2.山东省水利勘测设计院，山东 济南 250013）

1 问题的提出

山东省多年来以占全国1.07%的水资源，灌溉着占全国6.17%的耕地，生产了占全国8.1%的粮食，养育了占全国7.1%的人口，支撑了占全国10.08%的经济总量。山东水资源短缺、水生态脆弱、水灾害威胁三大水问题并存，特别是水资源严重匮乏的自然禀赋条件无法改变。全省多年平均降水量为679.5 mm，降水时间主要集中在7，8，9等3个月，降水量占全年的70%多；年际间变化更大，据水文记录，年降水量最大值为1 154 mm，最小值为416 mm；空间分布由南向北逐渐减少，南部800 mm，中部600 mm，鲁北地区400 mm。在水资源总量短缺的情况下，时空分布不均，对水资源利用带来很大的难度，旱时没水可以用，汛期水大不能用、不敢用。单就降水量来说，山东省比欧洲有些国家并不少，如英国伦敦四季降雨基本均衡，而山东降水时空分布严重不均，许多河流源短流急。全省多年平均年水资源总量为303亿m3，人均水资源量为334 m3，不到全国人均占有量的1/6，人均水资源占有量居全国倒数第三，不足世界平均水平的1/25。全省每人每天平均还分不到一立方淡水。远低于国际公认的维持一个地区经济社会发展所必需的人均1 000 m3水资源量的临界值。因此，加快山东省引黄济青调水工程改扩建，减少区域外调入水量损失，实现水资源优化调度和有效保护，真正落实最严格的水资源管理制度，是当前山东省水利工程建设的重中之重。

2 工程现状

山东省引黄济青工程是2003年开工建设的山东省胶东调水工程的重要组成部分，正在建设的南水北调东线一期工程，也需要利用引黄济青工程输水。该工程是为解决青岛城市用水，保证青岛市经济社会可持续发展，兼顾沿线农业用水和人畜饮水的大型跨流域、跨地区、远距离调水工程。目前该工程仅承担着向青岛市输送黄河水的任务，当胶东调水工程和南水北调工程建成后，该工程又将担负着向青岛、潍坊、烟台、威海引江与引黄的任务，年总输水时间243 d，总供水量 48 600万 m3。

引黄济青工程是自黄河打渔张闸引水，途经博兴县、广饶县、寿光市、潍坊寒亭区、昌邑市、高密市、平度市、胶州市、即墨市共9个县（市、区），输水渠全长252.5 km。该工程的渠首和输沙渠是利用新建的打渔张引黄闸及济青工程重建的打渔张一干渠进水闸引水，经沉沙池沉沙后，进入引黄济青输水渠渠首闸（通滨闸），经过宋庄、王耨、亭口、棘洪滩四级泵站提水入棘洪滩水库调蓄，再经22 km暗涵、隧洞至青岛市白沙水厂。打渔张引黄闸设计流量120 m3/s，渠首闸设计流量38.5 m3/s，棘洪滩入库泵站设计流量23.0 m3/s。棘洪滩水库设计最高蓄水位14.2 m，总库容1.58亿m3，相应水面面积14.5 km2，设计死水位6.5 m，死库容4 780万m3，相应水面面积13.66 km2，最大调节库容1.104亿m3，向青岛市日供水规模为33.23万t（净日供水30万t）。该工程自1986年开始建设，1989年11月建成通水，至今累计向青岛供水近15亿m3，年平均供水量6 800万m3，保证了青岛市及沿线县市经济社会发展用水，发挥了巨大的经济效益、社会效益和生态效益，为我国长距离跨流域调水工程的建设和管理提供了宝贵的经验。特别是1997年山东大旱，以及在2008年确保北京奥运会奥帆赛，提供了可靠的水源保障。

引黄济青工程经过20余年的运行，已进入整体老化期。输水渠道、泵站、水闸、水库、桥梁以及金属结构、机电设备等均存在安全隐患，给青岛市及今后向烟台、威海、潍坊的供水安全造成较大威胁。经设计逐段复核，分析引黄济青工程现状的输水能力，现状仅能达到原设计的60%～71%，输水渠输水损失量大，该工程现状已经不能满足青岛供水、胶东调水和南水北调的输水任务。

3 工程质量检测与设计

3.1 质量检测

引黄济青工程自1989年建成至今已运行20余年，部分渠段衬砌在水位变动区因冻胀而产生破坏，衬砌混凝土板坍塌、裂缝严重，杂草丛生，加大了输水糙率，另外渠道也有不同程度的淤积，制约了渠道的过流能力。在地下水位变化大的渠段及水位高的渠段，衬砌渠坡上的排水设施，因透水管淤堵严重，管体周围未设反滤层；集水箱淤堵严重，逆止阀淤堵、老化、失效，排水效果差，排水系统已经失效，不能有效降低渠道外侧地下水位，造成扬压力过大，破坏渠道衬砌。渠坡上最低蓄水位以上采用了聚苯乙烯泡沫板保温措施，因当初的产品质量较差，至今已基本失去保温作用。土工防渗膜局部存在破损，各项物理力学指标合格率在80%左右。

输水渠混凝土板抗冻性、抗压强度不能满足技术规范要求。输水渠混凝土板抗压强度有52.34%达到C18（200号）抗压强度，有0.78%达到C30抗压强度；抗冻性有16%达到F100，均未达到F150。土工膜纵、横向抗拉强度合格率为83.3%；纵向断裂伸长率合格率为33.3%，横向断裂伸长率合格率为50%；纵、横向抗撕裂强度合格率为100%。聚苯乙烯保温板各项物理力学指标均不满足技术规范要求。渠道边坡排水系统淤堵严重，所有检测部位排水系统失效。部分渠段边坡内部已形成空洞、坍陷，表明渠道边坡内部浅层存在掏蚀现象，造成混凝土板隆起、坍塌。

根据相关规范和现场检测结果分析，引黄济青工程经过20余年的运行，已进入整体老化期，部分工程已接近设计使用年限，耐久性损伤较为严重，存在较大的安全隐患。弥河闸等8座闸的闸门及启闭机等金属结构设备达到报废标准。引黄济青进水闸等53座闸闸门面板、主梁、边梁、支臂等主要构件发生锈损，需要更换的构件数达到30%以上，符合闸门报废条件。启闭机主要承重构件发生腐蚀，螺纹牙磨损、折断，螺杆锈蚀严重。53座闸的金属结构设备设施中有77.36%达到报废标准，应报废。三新生产桥等38座桥梁技术状况类别经评定为四类和五类桥梁，其中四类桥梁10座，占26%；五类桥梁28座，占74%。宋庄等4座泵站运用指标达不到设计标准，设备存在一定损坏，需要对主要设备进行大修、更新改造后，才能保证安全运行。桩号为41+144～135+545、225+446～242+726渠段，地下水硫酸根离子含量高，对衬砌混凝土板具有腐蚀作用。桩号105+953～118+394、246+804～248+571、250+986～252+543 输水渠堤防，依据相关规范，部分堤防沉降变形，堤防顶宽度、堤防顶高程已不满足设计要求；部分堤段堤外取土坑较大，堤外坡冲刷破坏严重，已危及到堤防边坡的安全稳定，需要采取堤防加固技术措施。引黄济青输水工程处于偏僻的郊区，而管理机关设在县城或市内，需互相联系的点多且分散，1990年底，引黄济青管理局建立了自己的通信专网。现有的通信专网还算不上调度运行管理系统，仅能进行简单的语音通信及数据传输，自动化程度低，远远达不到实现自动化的调度运行管理模式。该工程点多、线长、面广，工程调度运行管理任务繁重，技术复杂，对管理水平要求高。而现有通信设施陈旧，已超过使用寿命，均属淘汰落后产品，厂家已停产相关配件，无法维修，既有通信与自动化设备设施远远满足不了大型长距离调水工程的调度运行要求。

因此，引黄济青工程应采取必要的除险加固措施，才能满足青岛供水、胶东调水和南水北调的输水任务。

3.2 工程设计

引黄济青工程是实现山东省水资源优化调度的纽带，加快完善该工程改扩建，减少区域外调入水量损失，对落实最严格的水资源管理制度具有重要意义，是当前山东省水利工程建设的重中之重。2010年受山东省胶东调水局委托，承担完成了《山东省引黄济青改扩建工程可行性研究报告》，2011年4月通过了水利部规划设计总院审查。该工程主体建筑工程量为：土方开挖196.86万m3；土方填筑125.15万m3；拆除砌石、混凝土等34.18万m3；浆砌石4.53万m3；混凝土浇筑44.92万m3；钢筋制安4 334 t；水泥搅拌桩截渗墙33.27万m2；保温板铺设489.67万m2。主要材料用量为：水泥20.43万t（其中抗硫酸盐水泥11.36万t）；钢筋 4 621 t；汽油 468 t；柴油 1 967 t；砂子 40.91 万 m3；碎石34.68万m3；块石2.06万m3。主要工日数量为：343.30万工日。该工程总投资为11.76亿元，其中工程部分静态投资11.60亿元，水保及环境保护投资0.16亿元。

4 结语

水是经济社会和人类发展所必须的基础性自然资源和战略性经济资源，是生态环境的控制性因素。实行最严格的水资源管理制度，是促进水资源可持续利用、转变经济发展方式、实现科学发展的重大举措和根本保障。实行水资源的统筹配置必须有工程体系作支撑，不仅供水要有供水工程，解决时间分布不均要靠蓄水工程，而解决空间分布不均则要靠跨区域调水工程。

［1］别大鹏，等.泵站设计规范［M］.中国计划出版社，2011：18，45-46.

［2］金帮琳.引黄济青改建工程桥梁安全鉴定质量检测分析［M］.水利技术监督，2010：30-33，54.