南河沿排灌站布置方案优化分析

王琴红

（辽宁省水利工程建设技术审核中心，辽宁沈阳110003）

1 工程概况

南河沿排灌站位于大洼区东风镇境内，距大辽河河口32.8km，处于渤海湾感潮段，是大洼灌区一座历史较长的大型排灌两用泵站。工程灌溉引水与排水承泄河道均为大辽河，担负着2.433万hm2的水田灌溉及100.6km2的排水任务。泵站厂房临大辽河右岸背水坡而立，经穿堤涵与大辽河相通，厂房内设7台立式轴流泵，单机流量8m3/s，设计总流量56m3/s，总装机容量7000kW。

南河沿排灌站建于20世纪六七十年代，又经历过海城地震，水工建筑物损毁严重。近年来各类问题日渐突出，导致泵站建筑主体结构稳定性较差，不均匀沉降造成水泵和电机整体性能下降，机组存在异常停机等问题，整体性能下降，已影响到泵站的安全运行和经济效益的发挥，泵站安全综合评定为四类，拟拆除重建。

2 站址方案

由于南河沿排灌站规模较大，施工复杂，工期较长，如果在原闸址处拆除重建将影响2.433万hm2水田的灌溉及100.6km2的排水任务。因此，除险加固拟对该站进行移址重建，站址的选择遵循以下原则：

1）泵站选址根据工程规模、运行特点和综合利用要求，考虑地形、地质、水源、枢纽布置、对外交通、占地、施工、管理等因素，经技术经济比较确定[1]。

2）新建站应尽量保证原灌区灌溉要求，避免因新建站施工影响灌区灌溉。

3）站址选择要考虑节约土地资源和有利于综合利用[2]。

4）站址宜选择在岩土坚实、抗渗性能良好的天然地基上，不应设在大的活动性断裂构造带及其他不良地质地段。

5）占地选择应尽量选择在交通方便和靠近电源的地方，以方便机械设备、建筑材料的运输和减少输电线路长度。

6）选址时要注意进水水流的平稳、流速分布均匀、不发生流向改变以及形成回流、漩涡等现象。

综合考虑现状南河沿排灌站排涝、灌溉渠道均已形成，为使新建泵站与原有渠系能很好衔接，利用老站已形成的排水渠系、供电体系及管理设施，节省工程投资和减少征地拆迁面积。同时考虑施工期不影响灌溉，拟将站址选择在现有排灌站南侧100m处。

3 平面布置方案比选

该站具有排灌功能，根据站址地形、地质条件和泵站枢纽功能，确定两种布置型式。两方案主要区别在于穿堤箱涵、汇水箱、出水池、灌溉引渠与原渠道衔接等规模与平面形态上的差异。

1）方案一：排灌站顺水流方向轴线与东西方向夹角为0°，顺灌溉进水方向依次布置防洪闸、穿堤箱涵、灌溉进水闸、汇水箱、泵室、出水池、灌溉出水闸、灌溉引渠。其中穿堤箱涵长71.0m，汇水箱为矩形，顺水流方向长度为20.0m，宽度为58.4m，出水池为梯形，顺水流方向长度为28.0m，宽度由58.4m渐变至25.6m，新建灌溉引渠长度为472.0m。

2）方案二：排灌站顺灌溉水流方向轴线的方向角为南偏西65°，顺灌溉进水方向依次布置防洪闸、穿堤箱涵、灌溉进水闸、汇水箱、泵室、出水池、灌溉出水闸、灌溉引渠。其中穿堤箱涵长62.0m，汇水箱在平面上呈梯形结合矩形布置。梯形段顺水流方向长度为11.9m，垂直水流方向宽度由33.6m渐变至58.4m。矩形段顺水流方向长度为8.1m，宽度为58.4m。出水池在平面上呈矩形结合梯形布置，矩形段顺水流方向长度为12.43m，宽度为57.8m，梯形段顺水流方向长度为15.57m，宽度由57.8m渐变为26.8m。新建灌溉引渠长度为128.0m。

4 方案比选

1）技术比选。方案一泵站出水口在原灌溉渠道北侧，若要达到灌溉正向进水、正向出水运行条件，需要新建一段472.0m长灌溉引渠与原有渠道衔接，新建灌溉渠道的位置为鱼塘，地质条件较差。方案二泵站出水口基本在原灌溉渠道上，达到同等运行条件，仅需在原灌溉渠道上拆建128.0m灌溉引渠，渠道堤防基础经过多年沉降固结，安全有保证。

方案一汇水箱为矩形，为适应汇水箱的布置，需要对排水暗沟进行改线，影响排涝水力条件。方案二汇水箱的平面形态有效适应了地形条件，减少占地面积，并且不影响排水暗沟的水力条件，有利于涝水的快速排出。方案一出水池为梯形，大流量时会产生水流集中，影响灌溉进水闸的水力条件。方案二出水池在梯形段采用圆弧与灌溉进水闸边墩相衔接，有效改善了进水闸水流条件。在施工复杂程度上方案二较方案一略复杂。

2）经济比选。方案枢纽主体结构布置基本相同，工程量和投资主要差别是在于灌溉引渠、穿堤箱涵、汇水箱、出水池、临时工程投资等。方案一由于建筑物占用原灌溉渠道范围较大，建筑物体量较大，无法在一个排涝和灌溉间歇期完成全部工程施工并具备运行条件，影响泵站灌溉期的正常运用，施工初期需要先对灌溉渠道进行改线，临时工程费用相对较高。方案二大部分建筑物布置在原灌溉渠道以外，对原泵站运行影响较小，不需要对灌溉河道进行改线，临时工程相对较小。两种方案的可比部分造价见表1。

表1 站身布置方案可比部位投资表 万元

3）方案选定。综上分析，方案一施工期对灌排任务影响较大，临时费用高，总投资也较高。方案二枢纽工程布置合理，工程占地少，减少了开挖量，空间利用率高，有利于工程集中运行管理。另外可保证施工期间的农业灌溉，施工便利，施工干扰小，运行效率高，节约了投资。因此综合方案比较结果，推荐方案二为排灌站的布置方案。

5 结语

南河排灌站布置方案的优化研究综合考虑了运行条件、投资、施工难易程度、施工干扰性等因素，既保证了施工期原有排灌任务不受影响，又节省了工程投资，初设阶段补充的方案二与可研阶段方案一相比具有较大的优势，最终确定采用初设阶段补充方案为除险加固方案是合适的。