中泉泵站第二批实施方案131024

11 综合说明1.1 项目背景根据省水利厅关于甘肃省大型泵站更新改造规划和大型泵站更新改造可行性研究工作的安排，我院于 2008 年 11 月中旬受景泰县中泉水电管理所委托，深入现场实地勘测，结合灌区泵站实际，进行可行性研究编制工作，于 2009 年 2 月 1 日前完成整个项目可行性研究报告编制工作。随后，中国灌溉排水发展中心对中泉泵站土建工程、抽水装置、输变电系统及其配套设备，又进行了全面的权威性鉴定，完成了相应的建筑工程和机电设备鉴定报告。据此鉴定内容和水利部对泵站更新改造可行性研究要求的变更，我院对已完成的可行性研究报告进行了反复修改，于 2009 年 5 月完成了中泉电力提灌工程大型泵站更新改造可行性研究报告 （以下简称可研报告 ） 。甘肃省发展和改革委员会 2010 年 1 月，以甘肃省发展和改革委员会关于白银市景泰县中泉电力提灌工程大型泵站更新改造项目可行性研究报告的批复 （甘发改农经【2010】13 号） ，对可研报告进行了批复。按照可研报告批复内容，我院及时组织技术力量于 2011年 11 月完成了各泵站的外业测量工作，至 2012 年 3 月完成了相关的地质勘察工作。在此基础上，依据甘肃省水利厅水利管理局关于编制大型泵站更新改造项目初步设计报告的函 （甘水管函发【2010】120 号）的要求，以及可研批复及相关规范要求，编制完成了甘肃省白银市景泰县中泉电力提灌工程大型泵站更新改造项目初步设计报告 。2012 年 10 月我院受景泰县中泉水电管理所委托，根据中泉电力提灌工程大型泵站更新改造项目初步设计报告及相关文件，编制完成了甘肃省白银市中泉电力提灌工程 2013 年实施方案 ，并根据关于抓紧2编制大型泵站更新改造项目 2013 年度实施方案的通知 （甘肃省发展和改革委员会、甘肃省水利厅） ，本次实施方案下达计划资金 1250 万元。1.2 工程概况中泉泵站工程始建于 1972 年，灌区受益范围辖 7 个行政村 37 个自然村 55 个村民小组，灌区人口 2.1 万人。工程从中泉乡境内黄河直接取水，总干渠分 14 级提水，水源 1 级泵站主干设计提水流量 1.99m3/s，实际提水流量 1.68m3/s，14 级泵站干渠末级流量 1.25m3/s，设计灌溉面积 5.15 万亩，现实际灌溉面积 3.5 万亩；1 处独立水源大坪小提灌设计提水流量0.60m3/s，灌溉面积 0.80 万亩。主干最大设计净扬程 423.16m，最高总扬程 511.27m，工程设主干提水泵站 14 座，装机 65 台套，装机容量13555kw；下辖 1 处独立水源小提灌工程泵站，装机 4 台套，装机容量575kw；灌区泵站总计 15 座，总装机 69 台套，总装机容量 14130kw。设主干渠 1 条长 35.5km，支渠 28 条总长度 62.3km，斗渠 119 条总长度65.9km，干渠各类渠系建筑物 256 座，其中渡槽 14 座，总长度 682m，隧洞 59 座，总长度 5714m，干渠分水口 68 处，量水堰 56 座，倒虹吸 2 座总长度 146m，机动车桥 25 座，其它建筑物 32 座。1.3 气象与水文1.3.1 气象工程项目区地处黄土高原与腾格里沙漠的过渡地带，远离海洋，地势较高，气温日差大，降水量稀少，蒸发量大，属典型的大陆性干旱气候。根据资料统计，多年平均气温为 8.2，多年平均降水量 184.7mm，多年平均蒸发量 3040mm，干燥度 3.79，干旱指数为 10，多年平均无霜期 190天，最大冻土层深 0.99m。风向以西北风为最多，多年平均风速 3.5m/s，3多年平均日温差 12.2，年日照时数为 2725.5 小时，日照百分率为 62%，太阳年均辐射总量为 147.79 千卡/cm 2，大于 10的活动积温为 3038.2。1.3.2 水文本地区年降水量不大，且 65%的降水量集中在 7、8、9 三个月，境内脑泉沟为景泰县最大的沟谷，主沟长约 70km，流域面积为1292km2，、级阶地及漫滩不同程度的有沟谷潜水分布，至西番窑以下沟谷潜水开始溢出，脑泉沟潜水为沟谷孔隙水，不但蕴藏量小，而且水质差、硬度大，不适宜作为农田灌溉和人畜饮水水源，唯一可靠的水资源是中泉电力提灌工程提取的黄河水。1.4 工程地质与水文地质中泉川从地形地貌上属于乌鞘岭褶皱山岭南侧的边缘黄土低山丘陵区，地处陇东黄土高原西部。地貌单元属强烈剥蚀的构造石质低山黄土丘陵区。其四面被低缓的石质黄土丘陵所环抱，相对高出川盆地 4080m，东部为黄河河谷平原地貌区，地形东西长，南北稍长窄，地势西高，东低。川地地形自西向东倾斜，地面坡降 1801100。海拔高程 13501750m，川地内主要为冲洪积平原所占据。冲洪积平原内有由于历年的人工压砂造田活动，盆地内广布面积大小不一的砂坑，从几十平方米到几百平方米，深 36m。本区属山间凹陷盆地，在大地构造单元属祁连山褶皱系中间隆起带的北麓，工程区处在北祁连构造分区及走廊构造分区的东段、且靠近走廊构造分区一侧。新生代开始地壳上升运动停止转为相对下降时期，新构造运动为微弱上升区；场地地层主要为第三系基岩和第四系堆积物，第四纪以来中泉川盆地地区经历了几次大的侵蚀堆积旋回，从而形成了目前的这4种复杂的地层结构。在盆地内堆积了以砂碎石为主的夹砾砂、壤土类土的冲洪积堆积物。全新世以来地壳缓慢下降，未发现挽近期活动断裂。故场地地基基底为岩基，稳定坚固；场地及周边无构造线分布和新构造活动，处于相对稳定地带，场地构造特征比较简单。根据 1:400 万中国地震动参数区划图 （GB18306-2001） ，设防水准为 50 年超越概率 10%，地震动峰值加速度为 0.20g，相应地震基本烈度为度。地震动反应谱特征周期为 0.45，建议本工程按 8 度设防。工程区位于陇西黄土高原，因气候干旱，蒸发强烈，降雨量稀少，植被覆盖率低，水土流失严重，地下水水量较为贫乏，本区地下水主要受大气降水补给，因该区气候干旱，地下水资源不丰富，其埋藏条件和水化学类型受地形、地貌、地质条件的制约，变化较大。工程区周边属石质黄土丘陵中低山区，降雨量较较少，但也是地表水及地下水的主要产水区，是地表水入渗补给地下水的主要区域，洪积盆地平原区是地下水的径流区和开采区。工程区地下水以第四系孔隙潜水为主，主要分布于洪积川盆地平原地区，主要接受农田灌溉、大气降水和部分沟谷潜水的侧向补给，并向下游渗流排泄，少量被人工开采利用。其含水层以冲洪积砂砾（碎）石层为主，地下水自西向东泾流，孔隙潜水含水层厚度超过 35m，水位埋深超过412m，单井涌水量 100 300 m3/d，水质类型为 Cl-SO42Na+K+型，水质差，矿化度超过 5g/L，PH 值 7.707.78。1.5 工程任务及规模1.5.1 工程任务根据甘肃省水利厅关于关于抓紧编制大型泵站更新改造项目 20135年度实施方案的通知 ，2012 年下达中泉电力提灌工程总投资 1250 万元，根据投资计划本年度更新改造的项目为总干一泵站主、副厂房土建、机电设备和压力管道、管理房以及附属工程，七泵站机电设备，八泵站副厂房、管理房土建及更换水泵、闸阀、机电设备、压力管道。针对总干一、七、八泵站存在的问题和隐患以及 2013 实施方案下达计划，更新改造的主要任务为：（1）针对泵站主、副厂房破损的程度，拆除重建或加固改造。拆除重建泵站进、出水建筑物等。对泵站的厂区和压力管道管坡等进行改建加固。（2）更换 70 年代安装的水泵及所配电动机，选择性能优、效率高、材质好的新型国产高效节能水泵，附带必需的传感监测元件。所选配的电动机必须选用与新选水泵相配套的新型高效节能电机。（3）更新水泵出口阀门，增设进口阀门。选用性能先进、材质优良、密封可靠的多功能水泵控制阀。（4）将已腐化锈蚀严重压力钢管和预应力砼管拆除，更换为耐磨耐腐蚀性好的钢管或预应力混凝土管；将原简易排污栅拆除更换，将控制、泄水闸门改造为电动操作、启闭灵活、可远程控制的自动闸门。（5）将原来的固定式配少油断路器的高压控制柜更新为带微机综合保护和真空断路器的开关柜，拆除淘汰的控制屏、继电保护屏等；将主电机用油浸纸绝缘高压电缆改换为高阻燃、阻水、低烟无霉交联电力电缆。（6）配变电设施改造：将原高耗能的厂用变改造为 SG10 系列新型高效节能干式变压器，配装必需的传感监测元件。1.5.2 工程规模6本实施方案所列更新改造的泵站有干渠一、七、八泵站，泵站主体及配套建筑物，主机组及附属设备，电气设备，金属结构，根据初设报告确定的方案，2013 年实施方案计划及本次现场实地勘察，现将本次改造的内容陈述如下：（1）总干一泵站土建部分：新建临河泵房 1 座，建筑面积 428.8m2；新建压力管坡 1处；新建出水池 1 座；重建管理房 1 座 183.19m2，防洪工程 170m。机组部分：更换水泵 5 台套，总功率 1075kw；更换进、出水管道；安装进水电动蝶阀 4 个，手动蝶阀 1 个，出水防泥沙多功能控制阀 5 个，出水电动蝶阀 4 个，手动蝶阀 1 个；附属及辅助设备 1 套。电气部分：更新电动机 5 台套；变压器 1 台；高压开关柜 9 面，电容柜 1 面，低压配电柜 4 面；更新电缆 450m。金属结构：更换出水压力管道 2100m；设出口双扇侧开式拍门 2 个。（2）总干七泵站电气部分：更新站用变压器 1 台；高压开关柜 8 面，电容柜 1 面，低压配电柜 3 面；更新电缆 360m。（3）总干八泵站金属结构：更换出水压力管道 220m。1.6 工程规划及主要建筑物1.6.1 工程总体规划中泉电力提灌工程是景泰县的一项中型电力提灌工程，设计灌溉面积5.15 万亩，现状年实灌面积 3.55 万亩。现取水一泵站装机 4 台套，单机流7量 0.56m3/s 共计 3 台套，单机流量 0.31m3/s 共计 1 台套，取水泵可供水流量 1.99m3/s，现状年用水流量 1.68m3/s，能够满足现状年供水需求。中泉灌区唯一可靠的水源是过境黄河水，黄河水年径流量 329 亿 m3，根据取水许可，灌区允许利用黄河水资源为 2409.52 万 m3。根据灌区可供水量和用水量预测，设计水平年，在 P75%设计灌溉保证率时，灌区需水总量 2239.64 万 m3，水利工程供水能力达到1.99m3/s，年供水天数 171 天，年供水量可满足 2239.64 万 m3 的需求。1.6.2 建筑物等别及设计标准中泉电力提灌工程设计灌溉面积 5.15 万亩，根据批复的可研设计（甘发改农经【2010】13 号） ，初步设计对泵站级别进行了复核，根据水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000） 、 灌溉与排水工程设计规范 （GB50288-99） 、 泵站设计规范 （GB/T50265-97）的有关规定，据此确定中泉电力提灌工程泵站系统为等中型工程，干渠一、七、八级泵站、进、出水池等建筑物级别为 3 级，泵站厂区护坡、道路、防洪等建筑物级别为 4 级。1.6.3 更新改造土建设计在初步设计阶段根据可行性研究阶段及安全鉴定结论及建议，本次列入的建设内容：总干一泵站主、副厂房、管理房移址新建，出水建筑物拆除重建，修建一泵站防洪工程，八泵站新建副厂房。（1）厂房型式现状干渠一泵站厂房为砖木干室箱形结构，基础为现浇砼条形基础。初步设计确定泵房为干室型，泵站下部为钢筋砼箱型结构，上部为钢筋砼排架结构。8（2）其它建筑物其它建筑物主要包括副厂房、管理房等，结合实际情况，副厂房单独设置在主厂房一侧，包括电容器室、低压配电间及中控室，地面高程与泵房室内地面保持一致，进深 12m，开间 6m，总高 4.5m，为砖混承重墙结构，梁、板、柱砼等级均采用 C25 钢筋砼现浇。一泵站新建管理房为单层单面砖混结构，建筑面积 183.19m2，平面尺寸：L B24.27.57m，木门、铝合金密闭窗，外墙刷涂料。管理房基础处理采用 C15 素砼垫层 0.10m，C 25 钢筋砼条形基础。（3）压力管道管床本次改建的一、八泵站压力管道均明设，压力管道一泵站、把泵站均采用钢管。压力钢管每隔 5m 设支墩 1 个，支墩为现浇 C15 砼，支墩尺寸为 0.81.81.2m（长宽 高） 。在管道的转弯处和变坡处设镇墩，镇墩为现浇 C15 砼，两镇墩中间设伸缩节一个，压力管道须进行防锈及防腐处理。压力钢管明设在管坡内，管坡宽 4.2m，两侧开挖边坡 1:1.5，边坡用预制 C15 砼格网条护砌。管坡用预制 C15 砼板衬砌，厚 0.05m，左、右侧设人行踏步宽度均为 0.5m。管坡两侧均设 C15 砼矩形排水沟，排水沟尺寸为0.10.1m（高宽） ，厚 0.08m。镇、支墩基础处理原土夯实，厂区边坡及管槽边坡进行砼网格护砌。（4）出水建筑物一泵站出水池确定为矩形钢筋砼结构，通过渐变段连接总干渠。根据工程实际地形，出水池采用正向出水，矩形出水池，为满足泵站正常运行要求，经水力计算确定泵站出水池平面尺寸长宽池深，出水池均采用C20 钢筋砼浇筑，前墙厚 0.6m，池壁厚 0.3m，底板厚 0.3m。基础处理采用9原土上垫 100mm 厚 C10 砼垫层。1.7 水力机械中泉泵站现状安装水泵均为单级双吸旧型号水泵，已属淘汰产品。泵站自 1972 年建成运行到 2007 年底，已运行 240 万台时，早已超过报废时限，机械磨损、气蚀损坏以及机电设备的老化、绝缘强度下降和运行温升较大，水泵运行渗漏严重，从而引起机组装置效率降低等问题，事故、故障频繁，直接影响到机组的安全运行，效率低、能耗高，严重影响着灌溉区的效益发挥，根据泵站安全鉴定结论 ，总干一、八泵站现安装的 6台水泵机组均评价为四类产品，本次实施方案拟对总干一、八泵站的机组全部或部分进行更换。初步设计阶段对各泵站的提水流量重新做了复核，级间流量做了匹配，水泵重新选择。对改造泵站，降低前池池底高程，增加淹没水深，减少气蚀危害。在水泵出水管路上设多功能控制阀，利于泵站安全运行。排水泵使用 QW 型离心式潜水排污泵，按自动操作设计，泵出口汇总管上设电磁流量计。起重机使用电动单梁起重机，可起吊厂房内所有设备，操作方便。泵站更新改造后，流量完全能够满足设计要求，同时主干渠每座泵站均设置 1 台套小流量运行水泵，以满足运行期间各级泵站流量不平衡的调节，满足灌溉保证率，最大限度提高运行效率，节能降耗。根据初步设计报告 ，本次共更新一泵站水泵机组 5 台套，机型选用 S 型单级双吸离心泵。更换一泵站的全部附属设备；进水电动蝶阀 4 台套，手动蝶阀 1 台套；出水电动蝶阀 4 台套，手动蝶阀 1 台套；出水防泥沙多功能控制阀 5 台套，排水泵 2 台套，通风机 5 台套，电动单梁吊车 1台。进水蝶阀选用金属硬密封电动蝶阀及手动蝶阀，出水闸阀选用防泥沙10多功能水泵控制阀和检修用电动、手动蝶阀，排水泵选用 QW 型离心式潜水排污泵，起重机选用 LD 型 5T 电动单梁起重机。1.8 电气设计本次实施计划涉及一、七 2 座泵站的配电，由曾家湾变电所供电，曾家湾变电所装机容量为 10000KVA，分三个回路供中泉泵站工程一六泵，其中 114#回路供一、二泵站， 113#回路供三、四泵站， 112#回路供五、六泵站，本次实施方案总装机容量 1075kw，变电所容量能够满足各泵站更换调整机组后的运行，不再更换变电设备，所以中泉泵站工程各泵站仍采用原 10KV 输电线路供电。总干一、七泵站的电气主接线仍采用单母线、水平排列、不分段接线的方式，进线采用穿墙套管架空进线方式，设置 1 台 10kV 进线柜和一台计量柜。为了改善电压质量和提高功率因数，在泵站高压侧进行无功补偿；采用并联电容器集中补偿的方式。电容柜选用 GR-1 型。本设计中将主、副厂房分开，副厂房分为高压开关柜室、高压电容器室、中控室。高压开关柜室布置高压开关柜，开关柜采用单列布置的形式；高压电容器室布置电容器柜及放电柜；中控室布置低压配电屏、直流屏、LCU 屏以及后台机。布置方式的改变使得电气设备有了一个良好的运行环境，可延长电气设备的使用寿命，布局更加合理，美观大方，运行人员工作环境也能得到改善。泵站计算机监控系统建设任务主要完成建设好一、七泵站计算机监控系统的建设。泵站计算机监控系统要求实现各泵站电机设备的现地和远程操作，运行参数的实时监测、现场运行过程的动态模拟，实现各泵站的遥测遥控及11输配水自动化。系统建成后要求对各泵站进行实时控制，有效地提高系统设备的可靠性和自动化水平，完成对设备参数和运行工况的实时监测，消除设备运行隐患，确保设备的完好率和可用率，减轻运行人员劳动强度。1.9 金属结构泵站金属结构主要包括闸门、拦污栅、拍门、压力管道及其它零星金属结构等，现状存在问题主要是金属结构严重老化，锈蚀、腐蚀严重，造成爆裂隐患，经中国灌溉排水发展中心水机现场检测站的检测，对各处金属结构和压力钢管进行了评定，均存在不同程度的隐患。根据中国灌溉排水发展中心水机现场现场检测站关于金属结构现场安全检测报告 （【2009】检字 第 0904-3 号）的鉴定结论，本次实施的一泵站、八泵站金属结构均为四类设备，应予更换。金属结构主要更换拦污栅、出水压力管道汇总管，拍门、伸缩节及各种管件。1.10 施工组织设计中泉灌区土地集中连片，灌区完整，东西距离 35km，南北距离到17km，干渠及泵站自东向西沿脑泉沟左岸布设于灌区北侧。包兰铁路从灌区西侧经过，省道 217 线纵穿灌区西部，通往龙湾黄河石林的旅游专线公路在灌区内与省道 217 线相接，经过灌区 13km。以省道 217 线公路为骨架，乡村交通道路相连形成了四通八达的道路网络，物资、材料、设备运输便捷。其中，脑泉村至玉泉口乡村公路与一九泵站干渠并行布设，直通黄河岸边一泵站，该路与龙湾旅游专线相接，是灌区主要的交通管理道路。该路是当年建设干渠及干渠泵站施工道路，后经拓宽加固，提高标准成为灌区内主要乡村道路之一。本次 3 座泵站改造所用的天然建筑材料、设备器材、装置等可采用汽12车运输，经由 217 省道、龙湾旅游公路、脑泉村至玉泉口乡村公路运送到各施工点。路线可通行大型载重车辆，材料、物资、设备采用汽车运输，可以不经中转直接运送到各改造泵站。本工程实施更新改造泵站 3 座，改建施工的特点是施工受灌溉时间的制约，每年可供连续施工的天数为 120 天左右，且要经历严寒的冬季，给施工增加了难度。参照水利水电工程建设工期定额 ，确定本工程建设总工期为 1 个年度，为保证泵站施工尽量不影响农田浇灌及当地人口生活，3 座泵站安排在一个非灌溉期内完成。1.11 工程管理中泉电力提灌工程管理范围包括：泵站 15 座，干渠 1 条，分 14 级泵站提水，全长 35.5km；支渠 28 条，总长 62.3km；斗渠 119 条，总长度65.9km；干渠各类渠系建筑物 256 座。按照“构建和谐社会”的总要求，以关于加快水利改革发展的决定（【2011】1 号文）精神为指导，把农田水利作为农村基础设施建设的重点任务，把严格水资源管理作为加快转变经济发展方式的战略举措，注重科学治水、依法治水，大力发展民生水利，加快建设节水型社会，促进水利可持续发展。建立水资源管理责任和考核制度，积极推行用水总量控制、用水效率控制制度。中泉灌区属于准公益性水利工程管理单位，工程主要运行费为人员经费、办公经费、电费支出、机电维修费、渠道维修费等。其运行经费补偿的主要渠道为水费支出，其余为财政对“公益性两费”的定额补贴。工程建设中严格实行项目“三制管理” ，即建设工程实行“项目法人制、招标投标制、工程建设监理制” ，以控制工程投资、施工质量和施工13工期，确保工程顺利完成，充分发挥工程效益，是项目建设的重要保障。1.12 投资概算及资金筹措本工程计划工期从 2013 年 10 月开始，2014 年 4 月结束，完成 3 座泵站的改造任务，计划总工期为 7 个月。本工程总投资 1250.0 万元，其中工程部分投资 1241.68（建筑工程303.61 万元，机电设备及安装工程 518.46 万元，金属结构及安装工程75.66 万元，临时工程 157.56 万元，独立费用 127.26 万元，预备费 59.13万元） 。移民和环境部分投资 8.32 万元（施工临时用地征地费 0.27 万元，水土保持投资 4.43 万元，环境保护投资 3.62 万元） 。本更新改造工程项目建设资金坚持由中央、地方共同承担，考虑到当地经济状况，主要是以改善生态环境和解决农业用水、保障粮食安全等社会效益为主的公益性项目，因此，工程投资由中央和地方配套共同筹措，中央财政资金为 1000 万元，地方财政配套 250.0 万元。1.13 经济评价本工程实施后，可增加灌溉面积 1.65 万亩，使中泉泵站工程有效灌溉面积达到 5.15 万亩。到规划水平年增加粮食 88.53 万，增加经济作物100.97 万，产生的总效益为 203.27 万元，粮食生产自给有余，经济效益显著，为当地人民群众致富实现小康打下坚实的基础，为地方经济发展提供了有力的保证。为当地人畜提供饮用水源，有利于人民群众的身体健康，有利于养殖业进一步发展。为当地乡镇企业提供水源，有利于当地企业的发展。工程建成后，将使 1.65 万亩旱田、荒田变为绿洲。田间林网、林草地、四旁植树的种植，将有效的改善当地的小气侯环境，为农业的可持续发展14提供保障。从国民经济指标看，经济内部收益率 8.2，当社会折现率为 8时，净效益现值 58.3 万元，效益费用比 1.04，静态投资回收年限为 9.73 年（含建设期 1 年） ，满足国民经济评价指标要求。本工程实施，经济效益较好，经济上合理。1.14 分年度更新改造内容根据已经批复的中泉电力提灌工程大型泵站更新改造项目初步设计建设内容，更新改造内容汇总表如表所示。15更新改造内容汇总表项目 初设批复 2012 年度建设内容 2013 年度建设内容泵站主体工程及配套建筑物拆除重建总干一至六泵站、十至十四泵站、大坪泵站共十二座泵站主、副厂房，建筑面积 5083.55m2；扩建七至九泵站副厂房 3 座，建筑面积 345.85m2；重建及新建管理房 7座，建筑面积 1282.33m2；扩建管理房 7 座，建筑面积932.61m2；拆除重建进、出水池 20 座。移址新建总干二泵站主、副厂房509.25m2，新建管理房 1 座133.23m2，新建进水池、出水池各 1座；移址新建总干三泵站主、副厂房509.25m2；新建管理房 1 座133.23m2；新建进水池、出水池各 1座；移址新建总干五泵站主、副厂房509.25m2；新建管理房 1 座133.23m2；新建进水池、出水池各 1座；扩建总干七泵站副厂房204.62m2。移址新建总干一泵站主、副厂房428.8m2；重建管理房 1 座 183.19m2；新建出水池 1 座。机电设备及附属设备更换总干一至十四泵站、大坪泵站等 15 座泵站主水泵 64台，主电机 64 台，阀门 201 台，变压器 28 台，高低压开关柜 294 面，增加计算机控制系统及设备。其中：总干一泵站更换主水泵 5 台，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 2台，高低压开关柜 21 面，起重机 1 台；总干二泵站更换主水泵 5 台，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 2 台，高低压开关柜 21 面，起重机 1 台；总干三泵站更换主水泵 5 台，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 2 台，高低压开关柜 21面，起重机 1 台；总干四泵站更换主水泵 5 台，主电机 5台，阀门 15 台，变压器 2 台，高低压开关柜 21 面，起重机 1 台；总干五泵站更换主水泵 5 台，主电机 5 台，阀门15 台，变压器 2 台，高低压开关柜 21 面，起重机 1 台；总干五泵站更换主水泵 5 台，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 2 台，高低压开关柜 21 面，起重机 1 台；总干六泵站更换主水泵 5 台，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 2 台，高低压开关柜 21 面，起重机 1 台；总干七泵站电机水泵各1 台，更换阀门 12 台，变压器 1 台，高低压开关柜 18 面；总干八泵站更换主水泵 5 台，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 2 台，高低压开关柜 21 面；总干八泵站更换主水泵 5台，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 2 台，高低压开关柜21 面；总干九泵站更换主水泵 4 台，主电机 4 台，阀门 12台，变压器 2 台，高低压开关柜 20 面；总干十泵站更换主总干二泵站更换主水泵 5 台套，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 2 台，高低压开关柜 19 面，起重机 1 台；总干三泵站更换机组部分更换主水泵 5 台套，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器2 台，高低压开关柜 19 面，起重机 1台；总干五泵站更换主水泵 5 台套，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 2 台，高低压开关柜 19 面，起重机 1 台；总干七泵站更换阀门 12 台。总干一泵站更换主水泵 5 台套，主电机 5 台，阀门 15 台，变压器 1 台，高低压开关柜等 14 面，起重机 1 台；总干七泵站更新站用变压器 1 台，高低压开关柜 12 面。16水泵 4 台，主电机 4 台，阀门 12 台，变压器 2 台，高低压开关柜 20 面，起重机 1 台；总干十一泵站更换主水泵 4 台，主电机 4 台，阀门 12 台，变压器 2 台，高低压开关柜 20面，起重机 1 台；总干十二泵站更换主水泵 4 台，主电机4 台，阀门 12 台，变压器 2 台，高低压开关柜 20 面，起重机 1 台；总干十二泵站更换主水泵 4 台，主电机 4 台，阀门 12 台，变压器 2 台，高低压开关柜 20 面，起重机 1台；总干十三泵站更换主水泵 4 台，主电机 4 台，阀门 12台，变压器 2 台，高低压开关柜 20 面，起重机 1 台；总干十四泵站更换主水泵 4 台，主电机 4 台，阀门 12 台，变压器 2 台，高低压开关柜 20 面，起重机 1 台；大坪泵站更换主水泵 4 台，主电机 4 台，阀门 12 台，变压器 2 台，高低压开关柜 9 面，起重机 1 台。金属结构更换总干一至六泵站、八至十四泵站、大坪泵站出水压力管道 7388m，设出口双扇侧开式拍门 27 个，新建拦污栅10 座。其中：总干一泵站更换出水压力管道 200m，设出口双扇侧开式拍门 2 个；总干二泵站更换出水压力管道500m，设出口双扇侧开式拍门 2 个，新建拦污栅 1 座；总干三泵站更换出水压力管道 160m，设出口双扇侧开式拍门2 个，新建拦污栅 1 座；总干四泵站更换出水压力管道216m，设出口双扇侧开式拍门 2 个，新建拦污栅 1 座；总干五泵站更换出水压力管道 430m，设出口双扇侧开式拍门2 个，新建拦污栅 1 座；总干六泵站更换出水压力管道966m，设出口双扇侧开式拍门 2 个，新建拦污栅 1 座；总干八泵站更换出水压力管道 568m，设出口双扇侧开式拍门2 个；总干九泵站更换出水压力管道 1142m，设出口双扇侧开式拍门 2 个；总干十泵站更换出水压力管道 176m，设出口双扇侧开式拍门 2 个，新建拦污栅 1 座；总干十一泵站更换出水压力管道 288m，设出口双扇侧开式拍门 2 个，新建拦污栅 1 座；总干十二泵站更换出水压力管道1236m，设出口双扇侧开式拍门 2 个，新建拦污栅 1 座；总干十三泵站更换出水压力管道 386m，设出口双扇侧开式拍门 2 个，新建拦污栅 1 座；总干十四泵站更换出水压力管道 350m，设出口双扇侧开式拍门 2 个，新建拦污栅 1 座；总干二泵站更换出水压力管道2250m，设出口双扇侧开式拍门 2个，新建拦污栅 1 座；总干三泵站更换出水压力管道 280m，设出口双扇侧开式拍门 2 个，新建拦污栅 1 座；总干五泵站更换出水压力管道2215m，设出口双扇侧开式拍门 2个，新建拦污栅 1 座。总干一泵站更换出水压力管道2100m；设出口双扇侧开式拍门 2个；总干八泵站更换出水压力管道220m。17大坪泵站更换出水压力管道 800m，设出口双扇侧开式拍门1 个。182 水文2.1 概况中泉泵站工程位于景泰县东南部，地理位置为东经 1040510422，北纬 36473653 ，灌区海拔高程在 13501770m 之间。灌区气候干燥，多年降水量为 184.8mm，年内分布很不均匀，64% 的降水量集中在7、8、9 三个月，蒸发量为降水量的 16.5 倍。灌区境内脑泉沟为景泰县最大的沟谷，主沟长约 78km，流域面积 1226km2，下游、级阶地及漫滩不同程度的有沟谷潜水出露，至西番窑以下沟谷潜水开始溢出，小股泉水溢出形成地表径流，但脑沟泉潜水为沟谷孔隙水，水质差，硬度大，不适宜农田灌溉和人畜饮水，境内又无其它地下水资源。灌区唯一可靠的水资源是中泉泵站工程提取的黄河水，黄河水年径流量 327 亿 m3。中泉泵站工程由黄河左岸一泵站取水，现状提水流量 1.68m3/s。中泉主干一泵站上游有龙羊峡、李家峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、小峡、大峡等大中型水电站，距中泉主干一泵站上游约 29.6km 处设有安宁渡水文站（旧址） ，集水面积为 243868km2，该站位于平川区黄湾中村。安宁渡水文站自 1953 年 7 月设站，资料连续观测至今，已有较长的水文实测资料系列。安宁渡水文站至中泉主干一泵站区间没有较大支流汇入，不影响黄河的径流，可做为本次设计的代表站。2.2 气象工程项目区地处黄土高原与腾格里沙漠的过渡地带，远离海洋，地势较高，气温日差大，降水量稀少，蒸发量大，属典型的大陆性干旱气候。根据景泰县气象站 1956 年1980 年共 24 年的观测资料统计，多年平均气温为 8.2，极端最高气温 36.6，极端最低气温-27.3。多年平均降水19量 184.8mm，最大降水量 295.7mm，最小降水量 115.1mm。多年平均蒸发量 3039mm，最大 3566mm，最小 2227mm。干燥度 3.79，干旱指数为10，多年平均无霜期 190 天，最大冻土层深 0.99m。结冻日期一般开始于11 月下旬，融冻日期一般结束于翌年 3 月上旬，历年最大积雪深度11.0cm，降雪日期一般在 10 月下旬至次年 4 月下旬。风向以西北风为最多，出现频率 28%，多年平均风速 3.5m/s，其次是北风，月平均最大风速出现在 4 月为 4.2m/s，月平均最小风速出现在 12月为 2.8m/s，春季（35 月）风速最大，冬季（111 月）风速最小，历年沙尘暴最多日数为 47 天，大多发生在春季与春夏交界之际。多年平均日温差 12.2，年日照时数为 2725.5 小时，日照百分率为 62%，太阳年均辐射总量为 147.79 千卡/cm 2，大于 10的活动积温为 3038.2。气象要素如表 2-1 所示。2.3 径流中泉主干一泵站取水泵站工程河段径流，由于河段上游修建了多级水库电站，使河川径流发生了很大变化，改变了河川径流的天然状态。特别是龙羊峡和刘家峡两座大型水库的联合运用，使汛期洪峰流量和径流明显减小，非汛期径流增大。20景泰县气象站气象要素表表 2-1项目 单位 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 全年历年各月的平均气温 -7.7 -4.1 3.3 10.4 15.9 20.2 22 20.5 15.1 8.8 0.5 -5.9 8.2历年各月的最高气温 -0.3 3.3 10.5 17.6 22.7 27 28.6 26.4 21.4 15.8 7.4 1.4 15.2历年各月的最低气温 -13.5 -9.9 -2.5 4 9.5 13.4 16 15.1 10 3.4 -4.8 -11.5 2.4历年各月极端最高气温 12.9 16.6 25.4 30.5 33.3 36.6 36.5 36.3 32.2 26.1 20.7 13.3 36.6历年各月极端最低气温 -27.3 -23 -17.6 -11.6 -2.8 3.2 8.8 5.7 -1.9 -10.4 -23.3 -24.1 -27.3历年各月平均降水量 mm 0.7 1 3.4 9.6 18.7 18.7 37.4 49.5 31.3 11.8 2.3 0.3 184.8历年各月一日最大降雨量 mm 2.9 4 20.5 12.2 28.8 22.3 40.3 57.1 42.3 20.8 8.5 2.3 57.1历年各月最大积雪深度 cm 8 3 10 11 0 0 0 0 0 5 7 4 11历年各月平均日照时数 h 217 203 219 223 249 264 252 243 204 222 209 219 2726历年各月平均蒸发量 mm 68 101 225 344 425 452 429 373 248 193 115 67 3039历年各月平均相对温度 % 43 40 37 37 40 41 52 57 58 53 49 47 46历年各月最大冻土深度 cm 90 99 79 11 0 0 0 0 0 11 34 72 99历年各月的平均风速 m/s 3 3.5 3.9 4.2 4 3.7 3.6 3.5 3.1 3.2 3.2 2.8 3.5历年各月的最大风速 m/s 21 18 18 20 16 16 16 18 15 18 18 19 21极其相应的风向 W W N N WNW WNW S SSE S W W W W212.3.1 天然设计年径流安宁渡水文站自 1953 年 7 月设站，资料连续观测至今，已有较长的水文资料系列。依据兴电大型泵站更新改造工程初步设计 （2011 年甘肃省水利水电勘测设计研究院） ，本次设计年径流系列采用 19192000 年共 81 年的资料。其中 1919 年1963 年 6 月历年各月平均流量是通过安宁渡站与兰州站相关插补而得。1968 年 10 月 28 日以后刘家峡水库开始蓄水、1986 年 10 月龙羊峡水库蓄水，使水库下游各水文站（如兰州、安宁渡、下河沿等站）实测径流资料不再是天然径流，因此对安宁渡水文站系列资料进行水库及灌溉水还原计算，使之成为天然径流系列。根据安宁渡水文站还原后 1919 年2000 年共 81 年天然年径流系列资料，进行频率分析计算，经 P-型曲线适线，得安宁渡站多年平均流量1050m3/s、C V=0.23、 CS=2Cv，设计年径流及各月平均流量成果见表 2-2 及表 2-3。安宁渡站天然设计年径流成果表 表 2-2频率 P（） 10 20 50 75 80 90 99径流（m 3/s） 1370 1250 1030 879 843 754 571安宁渡站天然月、年平均流量成果表 表 2-3月 份 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 年平均流量（m 3/s） 1987 1992 1992 1576 815 413 321 302 401 549 879 1327 10502.3.2 调蓄后的设计年径流经龙羊峡、刘家峡联合调蓄的年径流与天然情况不同，年径流的年内分配趋于均匀。依据经龙羊峡、刘家峡联合调蓄后大峡下泄（西北水电勘测设计院规划处水能组“黄河青段梯级水电站群水能计算” ）的年径流系列分析计算出安宁渡水文站设计年径流成果表见 2-4，安宁渡水文站调蓄后的各月平均流量成果见表 2-5。22安宁渡（调蓄后）设计年径流成果表流量单位：m 3/s 表 2-4统 计 参 数 设 计 频 率 P（）Q Cv Cs 10 20 50 75 80 90 95 99920 0.22 2Cv 1190 1085 905 777 713 672 614 515安宁渡（调蓄后）月、年平均流量成果表 表 2-5月份 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 年平均流量（m 3/s） 1280 1230 1290 872 720 608 606 732 540 680 1140 1330 9202.4 洪水根据泵站设计规范 （GB 50265-2010）的规定，中泉主干一泵站等别为等中型泵站，主要建筑物级别为 3 级，次要建筑物级别为 4 级，临时性建筑物级别为 5 级。根据泵站防洪建筑物防洪标准确定：3 级主要建筑物的防洪标准为 30 年一遇洪水设计，100 年一遇洪水校核；4 级次要建筑物的防洪标准为 20 年一遇洪水设计，50 年一遇洪水校核。根据西北院黄河大峡水电站初步设计成果，天然情况下，本段黄河百年一遇的设计洪峰流量为 8110m3/s，五十年一遇设计洪峰流量为7410m3/s，二十年一遇设计洪峰流量为 6440m3/s。黄河中泉一泵站断面设计洪水为龙刘两库调节后的刘家峡下泄流量与上诠至安宁渡区间洪水的集合，安宁渡为中泉一泵站的代表站。本次设计洪水采用安宁渡水文站近 30 年（1980 年2009 年）的年最大洪峰流量，利用矩法进行频率分析计算。通过历史洪水调查安宁渡水文站 1964 年的最大洪峰流量为 6100m3/s，1967 年的最大洪峰流量为5470m3/s，1976 年的最大洪峰流量为 3840m3/s，1978 年的最大洪峰流量为234100m3/s，并把这些洪峰流量加入频率计算。中泉一泵站断面洪水分析成果见表 2-6。中泉一泵站设计洪水成果表 表 2-6频率 P（） 1% 2% 3.33% 5% 10% 20%流量（m 3/s） 6282 5568 5038 4615 3887 3146设计水位 1356.55 1356.01 1355.64 1355.34 1354.80 1354.192.5 灌溉期特征水位2.5.1 实测断面水位计算灌溉期特征水位通过 2013 年 8 月 7 日实测河道大断面进行计算来确定。在泵站所临河道上下游各测一个断面，上游断面距离泵站 760m，下游断面距离泵站 1400m，测时流量 1540m3/s，泵站处河道断面的同期水位1352.44m，进行计算。实测断面图见图册 一泵站河道大断面实测图 。（1）计算水面比降 i根据实测水面线计算相应河段的水面比降，取其平均值。Lh21inIi经计算，该河段平均坡降 9.0。（2）计算设计水深 设H对于两岸有明显河滩的复式断面河道，采用滩槽垂直分割法进行计算。24如图所示，将河道断面划分为左滩、主槽、右滩三个部分，用各自的糙率和水力特性参数（面积和湿周） ，分别计算边滩和主槽流量后，叠加成断面总流量。复式断面可按面积和水面宽度相等的原则，简化为由三个矩形组成的复式断面，简化计算如图所示，断面水力要素取值见表。垂直分割法水力特性参数取值表位置 左滩 主槽 右滩面积 BLHL BCHC BRHR水力特性取值湿周 BL+HL BC+2HCH L-HR BR+HR在已知断面流量的情况下，由曼宁公式通过试算确定水深，计算过程如下：当河道断面通过总流量 Q 时 ，假设对应于此流量的左滩水深为 ，L主槽水深为 ，右滩水深为 。CHRH因此，通过复式断面河道的总流量： RCLQ其中， 为通过河道左滩流量， 为通过河道主槽流量， 为通过LQC R河道右滩流量。由假设的左滩水深为 计算通过河道左滩流量：LHiCALL其中，河道左滩面积： ，LBA左 滩 河 底 高 程设 计 水 位 河道左滩湿周： L河道左滩水力半径：R河道左滩谢才系数：61LnC对于该段河道的糙率 n，选择断面一至泵站段河道，此段河道比较顺直、断面形状变化不大，测量流量 Q 和河段长度，并从实测水文资料中求得平均断面、平均底坡或水面坡度，利用均匀流公式反求 n 值。经过反算，综合河段平面及水流状态，河床组成及河床情况以及岸壁及滩地植被等情25况下的经验值，该河段河滩糙率选取 n0.038，河槽糙率选取 n0.030。用相同的步骤计算可得通过河道主槽流量 和通过河道右滩流量 。CQRQ通过试算，当经过计算的河道总流量 Q 等于设计流量 时，对应的设水深即为设计水深 。设H（3）计算设计水位 设 计 水 位通过试算，当计算的河道总流量 Q 等于设计流量 时，对应的水深设即为设计水深 ，因此可得设计水位：设 河 底 高 程设设 计 水 位 H2.5.2 设计平均水位根据泵站设计规范 （GB 50265-2010）的规定，从河流取水时，平均水位取历年灌溉期多年日平均水位。因泵站提水量远远小于黄河流量，可直接采用梯级调节后灌溉期 3 月至 11 月的安宁渡水文站多年日平均流量相应的水位作为平均水位。该工程河段的多年日平均流量为 898m3/s，相应的中泉一泵站断面的平均水位为 1351.70m。2.5.3 设计运行水位根据泵站设计规范 （GB 50265-2010）的规定，从河流取水时，设计运行水位取历年灌溉期满足灌溉保证率的日平均或旬平均水位。设计水位一般选择用水量较大而外河水位较低时的水位，但中泉泵站提水量小，因此以满足设计灌溉期保证率 75%的旬平均流量相应的水位来确定。该工程段的灌溉期保证率 75%的旬平均流量为 700m3/s，相应的中泉一泵站断面的设计运行水位为 1351.27m。2.5.4 设计枯水位设计枯水位或最低运行水位是确定水泵安装高程的依据。由于黄河水26源泵站上游梯级水电站日调节的影响，引起下游水位的日变化很大，为了保证泵站的正常运行，避免水泵的气蚀、振动，并使泵站正常工作达到设计保证率的要求，根据泵站设计规范 （GB 50265-2010）的规定，从河流、湖泊湖水库取水时，最低运行水位应取历年灌溉期水源保证率为95% 97%的最低日平均水位。中泉电力提灌工程的灌溉期定为 3 月 21 日至 11 月 11 日，本次设计采用灌溉期保证率为 95%的最小日平均流量对应的水位作为设计枯水位。该工程河段灌溉期保证率为 95%的最小日平均流量 276m3/s，相应的中泉一泵站断面的设计枯水位为 1349.84m。中泉一泵站泵址所在河道断面水位流量关系图1349135013511352135313541355135613570 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500流量（m/s）水位（m）2.6 施工洪水中泉主干一泵站的施工期为十一月至次年五月，施工洪水标准为十年一遇。龙羊峡水库为多年调节水库，在初期运行阶段有较大的库容可供调节洪水，但在非汛期龙、刘等梯级水库其下泄主要考虑满足发电要求。本次设计采用龙、刘两库正常运用情况下的洪水位中泉主干一泵站的分期洪水。27