鹊山调蓄水库是济南市最大的城市供水基础设施建设工程项目。水库的水质经检测达到地表水水源国家二级标准,完全符合饮用标准。
该水库位于天桥区黄河北岸济南段北展区末端, 占地7.4平方公里,库围坝长11.6公里,总库容量4600万立方米, 1998年10月5日奠基。工程设计由大王庙引黄闸取水后经一号泵站提水送入沉沙条渠, 黄河水在条渠沉沙后,经地下输水涵洞至2号泵站提水或自流入库。库水经3号泵站提水, 通过10余公里的内经1.8米的输水管道送至黄河南案的沙王庄水厂。 该水厂日生产能力40万立方米, 鹊山调蓄水库蓄水,可保证在黄河断水100天的情况下不间断供水。2000年4月24日,引黄供水工程正式向市区供水。
济南市鹊山调蓄水库工程特色为解决平原地区水库1渗漏量大、周围农田易沼泽化的技术难题,济南市鹊山调蓄水库工程在建设过程中对坝体防渗结构设计进行优化,采用了坝基垂直截渗和排渗减压等综合防渗技术,坝基处理则采用了新型土工格栅合成材料,改善了坝基的受力状况,达到了减少沉降的目的。
工程特色1)总体布局合理
鹊山调蓄水库工程总体设计合理,引黄闸、沉砂条渠、输水涵洞、水库、输水及穿黄管线、3#泵站、生产调度中心等组成了一个功能明确、主次分明、错落有致的建筑群体,达到了经济实用、美观统一的效果。
2)综合防渗技术的应用
解决水库渗漏问题需要分别解决坝体和坝基的防渗问题。鹊山水库工程建设成功的关键是认真分析了工程地质和水文地质条件,对防渗技术方案进行多方面论证,采用了适合工程特点的综合防渗技术,解决了许多平原地区水库存在的渗漏量大、周围村庄和农田易发生浸没或涝渍而形成沼泽化的问题。
①坝体防渗结构及优化
鹊山调蓄水库围坝为均质坝,筑坝材料为取自库区内的土料,根据坝堤库区勘探资料并经多方案经济技术比较,坝体防渗材料采用SIN - 2复合土工膜,它具有良好的防渗隔水和适应变形的性能,造价也低,具有良好的防渗效果。
②坝基垂直铺塑截渗技术
根据水库围坝坝基工程地质条件,必须采取有效的工程垂直截渗措施。经多方案分析比较,决定采用垂直铺塑截渗方案,塑膜为0.4cm厚单层聚乙烯宽幅膜。在施工过程中,克服了槽位控制、下塑膜、机械行走等技术难题,成功地完成了19 m的超深铺塑工作,共完成铺塑长度为10 795.2 m,铺塑面积为98 278.3时。
土工格栅的应用由于鹊山水库位于黄河北展区末端,属黄河下游冲积平原,水库围坝不可避免地要穿越一些鱼塘和沼泽地,能否正确处理这些特殊地段是工程成败的关键问题之一。为确保坝基稳定和施工工期,决定对坝体底部几层填筑土采用加筋措施,即铺设CE 152耐特龙土工格栅,共铺设277 609.09m2,铺设土工格栅后坝基与土体形成一个高模量整体,坝体总沉降减少80一100 mm。工程竣工后,经实测证明各段坝体沉降量均小于20.0 mm,满足设计要求,事实证明应用土工格栅与换土方案相比,既节省了工程投资又保证了工程质量,取得了良好的效果。
扩大鹊山调蓄水库供水能力的可行性分析济南以“泉城”称名于世,泉是济南的“市魂”,“家家泉水,户户垂杨”构成济南独特的城市风貌和历史人文景观2。近几年来,随着城市规模的不断扩大,经济和社会事业的高速发展,城市供水量激增,由于地下水严重开采,造成地下水持续下降,泉水干枯,供水不能满足需要,严重制约了济南市经济发展及人民生活水平的提高,影响了城市环境的改善和旅游事业的发展。为提高城市供水能力,满足城市发展要求,减少地下水开采,恢复泉城景观,在济南黄河北展宽滞洪区末端修建了鹊山调蓄水库。鹊山水库于1999年12月建成蓄水,2000年4月24日正式向济南市供水,目前已累计供水约3. 0亿澎,为济南市经济发展和泉水喷涌起到了重要作用。
工程基本情况济南市引黄供水鹊山调蓄水库工程规模为每日向黄河二水厂供水44万m3,全年供水16060万m3,供水保证率97 %,含沙量小于0. 5 kg/m3,调蓄水库总库容4600万m3,其中调节库容3930万m3,死库容670万m3。
扩大供水能力的可行性1)黄河水源条件分析
由于黄河径流主要来源于中、上游,受人为活动、大气降水、大型水库影响较大,80年代初以前水量较丰,1986年以来水量较枯,工程设计对水文系列选择了具有代表性的1980-1997年水文系列资料进行频率分析,并选择1995年为典型年,考虑黄河连续断流85天。
2)小浪底枢纽工程运行后对涂口河段来水影响
小浪底枢纽已于1999年10月开始蓄水运用,是以防洪、减淤运用为中心,兼顾供水、灌溉、发电等综合利用。其下泄流量按以下原则运用:①提高枯水流量,来水小于400 m3/s时,按400 m3/s下泄;②泄放小流量,来水为400一800 m3/s时,按来水流量下泄;③避免平水流量下泄,来水为800一2000 m3/s时,按800 m3/s。流量下泄,水库蓄水;④泄放大流量,来水为2000一8000 m3/s。时,按来水流量泄流排沙。
小浪底工程建成后,下游总的径流量不会明显变化,但下泄流量趋于均匀,由于小浪底水库调水调沙作用明显,加上黄河水资源统一调度管理的加强,至使黄河下游近年来没有发生断流。按照黄河目前来水来沙情况,黄河全年可引水天数烁口站可达300天以上,平均含沙量较设计典型年下降低30% 。
3)库容分析
鹊山水库位于黄河北展区最未端,东临鹊山一八里庄黄河大堤,北靠北展大堤,西至北展区大吴泄洪闸,南与原津浦铁路相毗邻。水库围坝轴线所围面积6. 197 km2,水库总库容4600万km2,其中有效库容3930万m2,可以保证黄河连续断流85天的情况下确保出库水量44. 4万m3/日。根据近年来黄河实际来水情况及调节计算分析,水库完全有能力承担66万m3/日供水量。
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王宁 - 副教授 - 西南大学