山东省胶东调水工程输水明渠防渗效果评价

孙迎松，刘绍伟，郝海涛

（1.山东省调水工程运行维护中心莱州管理站，山东 莱州261400；2.山东省调水工程运行维护中心招远管理站，山东 招远261400）

胶东调水工程是继引黄济青工程后山东省第二个大型跨流域调水工程，输水线路总长482km。该工程自2015年起应急启动向烟台威海供水至今，宋庄分水闸过水量已达11.0亿m3，发挥了巨大的经济效益、生态效益和社会效益。胶东调水输水明渠工程自渠首引黄济青宋庄分水闸至龙口黄水河泵站，全线长159.559km。沿线地形复杂，既有丘陵、滨海平原，又有介于丘陵与滨海平原之间的山前岗地。渠床岩性多为黏土、壤土、砂壤土、粉砂土、强风化大理岩、片麻岩等，局部地段为中粗砂、砾质粗砂，土壤渗透系数在0.036～10.8m/d之间。沿线工程地质与水文地质复杂，渗漏较为严重，若按不防渗的土渠输水条件下计算，自宋庄分水闸至黄水河泵站总渗漏流量高达62.98m3/s，宋庄闸设计分水流量22.0m3/s，调引的黄河水、长江水无法输送到黄水河泵站。因此，渠道必须采取相应的防渗措施，将宝贵的客水输送到供水区，以满足胶东社会经济的可持续发展。

1 渠道防渗漏措施

该工程原设计针对渠道沿线渠床岩性，调查分析了地下水动态埋深与设计水位和设计渠底的关系，研究地下水对渠道输水和非输水期的影响，借鉴国内外渠道防渗成熟的实践经验，结合胶东地区的实际情况，经技术经济比较选择了六种防渗衬砌结构型式。对于渠床渗透系数大于1m/d的渠段，采用塑膜+预制混凝土板全断面防渗，该类型衬砌的总长度为72.755km，占总衬砌长度的50.5%；对于渠床渗透系数小于1m/d的渠段，采用现浇混凝土大板防渗，该类型衬砌的总长度为71.868km，占总衬砌长度的49.5%。

2 渠道设计预测渗漏量

根据地质勘察结果，输水明渠自宋庄分水闸～黄水河泵站，线路穿越山前冲积洪积平原、山前冲积平原、山前倾斜平原、剥蚀平原、剥蚀溶蚀丘陵、剥蚀残丘、海积平原、微弱切割丘陵、河流等诸多地貌单元，沿线地形、地层岩性、地质结构十分复杂，为此将沿线地貌单元类型划分为14个工程地质段，20个工程地质亚段。根据渠床岩性、渗透系数、地下水埋深及渠道工程设计中确定的断面尺寸，将渠道分为96段，按考斯加可夫半理论公式计算输水渠渗漏损失流量。按照不同渠段长度，计算的输水明渠渗漏量见表1。

表1 宋庄分水闸～黄水河泵站段输水明渠工程渗漏量计算成果表

3 实际运行渗漏量

根据胶东调水工程2019年10月1日至12月31日实际运行资料，调水时间共92d，向青岛平度、烟台和威海分水11984.18万m3，其中向新河水库、西杨村、王河和侯家水库分水总量1475.49万m3，渠道输水损失2596.07万m3，至黄水河泵站处水量还有7912.62万m3。根据各泵站水量统计数据计算宋庄分水闸（0+000）～黄水河泵站（159+559）段，损失水量2596.07万m3，相应损失流量为3.27m3/s；扣除掉渠道槽蓄水量287.51万m3、冲洗渠道弃水量57.8万m3后，明渠实际损失水量2250.76万m3，实际渗漏量为2.83m3/s，相当于设计预测值的89.8%。

4 渠道防渗效果评价及建议

4.1 渠道防渗效果评价

据宋庄分水闸分水量及灰埠、东宋、辛庄三级泵站的量测结果，胶东调水工程输水明渠全线输水损失3.27m3/s，扣除渠道槽蓄量及冲洗渠道水量损失后，实际渠道渗漏量为2.83m3/s，相当于设计预测值3.15m3/s的89.8%，比设计预测值节水10.2%，整体防渗效果满足设计要求。若按照年调水量2.0亿m3测算，年节水量达2000万m3以上，节水效果显著。

辛庄泵站（116+670）～黄水河泵站（159+559）段42.889km长的输水渠道，损失水量952.01万m3，相应损失流量1.2m3/s，扣除该段渠道槽蓄量70.34万m3后，实际损失881.67万m3，相应损失流量1.11m3/s，仍然大于设计预测值0.63m3/s。分析原因主要有三个方面：一是该段的渡槽、穿河倒虹、穿路倒虹及输水暗渠等建筑物多，建筑物施工标和渠道施工标往往不是一个队伍，在建筑物进出口与渠道相接处没有衔接好，接缝处往往产生集中渗漏现象，特别该段5座渡槽上下游全部为高填方，漏水现象特别明显；二是防渗土工膜没有焊接好，从漏水严重的高填方渠段将塑膜表面衬砌板剥离后，发现了很多没有焊接好的漏点，重新铺膜焊接好后，渠道运行正常。塑膜全断面防渗的渠段，渠床的渗透系数较大均大于1m/d，塑膜是防渗的主要措施，塑膜接缝焊接不好也是渗漏量增加的重要原因之一；三是该渠段现浇板伸缩缝填充的聚硫密封胶不密实，再经长时间暴露，形成密封胶干缩裂缝，起不到止水作用，另外，个别现浇板也有不同程度的裂缝，形成漏水通道。

4.2 结论与建议

胶东调水工程自2015年应急启动向烟台和威海调水以来，宋庄分水闸累计过水已达11.0亿m3，连续5年完成调水任务，渠道防渗采取的衬砌措施是成功有效的，对减少渗漏保证调水量，对烟台和威海社会经济的可持续发展起到了重大作用。

为了提高输水效率、减少渗漏量，将远距离调来的客水尽可能多的输送到目的地，必须要解决好建筑物和渠道接缝处的防渗问题，尽可能将建筑物和渠段划分为一个施工标段，以明确责任、便于管理和质量控制。从节水角度上讲全断面铺设塑膜防渗的效果要好于现浇混凝土板的衬砌型式，特别是对砂壤土、粉砂土和中粗砂等渠床渗漏量大的渠段，塑膜防渗的效果尤为明显，但要确保塑膜接缝牢靠无漏点，并要解决好衬砌结构的抗冻胀和防扬压力问题。