胶东调水工程博兴输水河过流能力分析

王治海 卞双武 舒立华

【摘要】水资源短缺已成为我国许多大中城市经济发展的瓶颈。上世纪八十年代引黄济青工程应运而生。自1989年11月25日正式通水以来，逐渐成为青岛市供水的主体工程。近几年来随着胶东调水工程的建成通水，和潍坊市需水量的加大，显的工程整体输水能力不足。为提高供水能力，发掘现有工程的潜力，找出影响供水的关键因素，本文仅分析博兴段河道的过流能力。

【关键词】河道过流能力；现状分析

中图分类号 TV91 文献识别码A

胶东调水因改扩建工程自去年11月1日（水头11月12日到达青岛）恢复送水，至今年8月8日已连续运行312天，向青岛市棘洪滩水库供水3.53亿m3，棘洪滩水库水位从6.69m上涨到8.25m，水位上升1.56m，存水仅增加2200万m3，青岛市平均日用胶东调水工程的水量110万m3，水库还需再纯增加8400万m3才能蓄满。原设计工程运行76天蓄满棘洪滩水库，现在基本是供需平衡，造成水库长期缺水，基本没有储备。造成这种局面的原因很多，主要是，一沿线潍坊、烟台、威海分水较多，供水对象发生了变化；二沿线河道、建筑物过流能力有限，满足不了对供水增长的需要，下游河道最多过流35m3 每秒，博兴泵船最多只能抽水26～27m3/s。

博兴输水河原设计流量38.5 m3/s，加大流量42.4 m3/s，校核流量50 m3/s，設计水深2.5m，加大水深2.64m，校核水深2.91m，边坡1：2，河道糙率0.020，通滨闸至王家闸段河道长4.42Km、底宽18.9m、河道比降1/20000，王家闸至北堤段长13.88Km、底宽14.8m、河道比降1/10000。

本文用水力学公式，根据现有流量、水位、断面条件算出河道的实地糙率；然后用实地的河道糙率，推算出河道在设计水位、加大水位、校核水位时能通过的流量；考虑到温度对水流状态的影响，分别对夏季和冬季进行计算，计算过程用电子表格计算。

因沿线各个节制闸都没节制，渠道水深变化很小，通滨闸至王家闸段在通滨闸下游300左右选取标准断面进行计算；王家闸至北堤段，在顾家闸上游附近选取标准断面进行计算。

冬季输水情况， 根据2016年2月1日的流量、水位和过水断面条件计算出通滨至王家闸段，在设计水位、加大水位和校核水位时所能达到的流量于下表：

根据2016年2月1日的流量、水位和过水断面条件计算出王家闸至北堤段，在设计水位、加大水位和校核水位时所能达到的流量于下表

夏季输水情况，根据2016年8月9日的水位、流量和各自的边界条件分别计算通滨闸至王家闸和王家闸至北堤闸段的流量于下表：

通过以上计算可以看出，渠道的过水能力较原设计有所提高，主要原因是通过大修，渠道的坡和底较原来更光滑了，渠道的糙率降低了造成的。

渡槽的过流能力：北支新河渡槽虽然顶高程比河道顶高程低0.55米，但是在达到校核水位时还有0.54m的超高，且渡槽比降大，有降水曲线，因此通过校核流量没问题。

支脉河倒虹的过流能力：支脉河倒虹为二个3×3.5m的涵洞。倒虹的设计落差为0.57m。

根据水头损失公式： hf=λ·

式中λ为水力摩阻系数

L为管段长

d为管道内径

v为平均流速

g为重力加速度。

从倒虹的水头损失公式可知，倒虹的边界条件一定，过流的水头损失与流速的平方成正比，即水头损失与流量的平方成正比。

2016年2月1日，流量为25.14m3/s时，倒虹的水头损失是0.07m，则此时达到水头损失0.57m时的流量为：71.74m3/s。2016年8月13日，流量为24.04m3/s时水头损失是0.07m，则此时达到水头损失0.57m时的流量为：68.60m3/s。

通过以上对河道和建筑物的过流能力分析，我们可以得出博兴段输水河的过流能力为：设计流量44.2m3/s、加大流量为48.6m3/s、校核流量为57.8m3/s。