皖南山区典型取水工程工艺设计简介.pdf

市政交通水利工程设计l M u n i 删蛳c m rR e s o u r c e s E n g l r M e r l a g D e s 轫l 皖南山区典型取水工程工艺设计简介 B r i e fP r o c e s sD e s i g n i n gI n t r o d u c t i o no fT y p i c a lI n t a k eW a t e rP r o j e c tL o c a t e di n S o u t h e r nA n h u iM o u n t a i n o u sA r e a 许震 ( 安徽省城建设计研究总院有限公司，合肥2 3 0 0 5 1 ) X U Z h e n ( A n h u iU r b a nC o n s t r u c t i o nD e s i g n & R e s e a r c hI n s t i t u t eC o L t d ，H e f e i2 3 0 0 5 1 ，C h i n a ) 【摘要】皖南山区地处安徽省南部山地丘陵地带，区域内河流水库具有鲜明的山区特点，论文重点介绍皖南山区河流水 库作为城市饮用水水源地取水时，常见的低坝底栏栅取水、浮船取水、渗渠取水3 种方式，可供具有类似地域特征的市政净 水厂取水工程设计、建设管理等相关人员参考。 【A b s t r a c t S o u t h e r nA n h u im o u n t a i n o u sa r e ai sl o c a t e di ns o u t h e r nA n h u ih i l l yt e n a i n ，t h er i v e ra n dr e s e r v o i ri nt h eZ o n eh a s d i s t i n c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f m o u n t a i n o u s f i v e r ，t h e p a p e r f o c u s e d t h e t h r e e w a t e r i n t a k e m o d e i n v o l v e d w i t h u s i n g r e s e r v o i r i n S o u t h e r n i n A n h u i a s u r b a n d r i n k i n g w a t e r s o u r c e ，t h e t h r e e w a t e r i n t a k e m o d e w a s g r a t e d - b o R o m i n t a k e w a t e r , p o n t o o n w a t e r ，s e e p a g e d r a i n a g e w a t e r , t h et h r e ei n t a k ew a t e rw a yi n t r o d u c t i o np r o v i d e dr e f e r e n c e sf o rd e s i g n i n g ，c o n s t r u c t i o na n dm a n a g e m e n to f s i m i l a rd r i n k i n g w a t e r t r e a t m e n t p l a n t 【关键词】取水工程；低坝底栏栅取水；浮船取水；渗渠取水 【K e y w o r d s w a t e r i n t a k e e n g i n e e r i n g ；g r a t e d b o t t o m i n t a k e w a t e r ；p o n t o o n w a t e r ；s e e p a g e d r a i n a g e w a t e r 【中图分类号 T U 9 9 1 1【文献标志码I B【文章编号】1 0 0 7 9 4 6 7 ( 2 0 1 7 ) 0 9 0 1 1 5 0 3 D O I 1 0 1 3 6 1 6 0 c n k i g c j s y s j 2 0 1 7 0 9 0 3 6 1 皖南山区河流水库特点 皖南山区位于安徽省长江以南，沿江平原丘陵区以南的 山地丘陵地带，地形地貌类型多种多样，大致分为中低山地、 丘陵、盆( 谷) 地、岗地、平原5 大类型。由于地形地貌的特征， 区域内河流、水库有着显著的山区水系水文特点。 1 1 皖南山区河流主要水文特点 1 ) 河流的流量和水位变化幅度大。洪水期水位猛涨猛落， 峰量大，时间短；枯水期流量很小，水层浅薄，通常洪水流量为 枯水流量的数倍、数百倍或更大。 2 ) 水质变化剧烈。枯水期水质清澈见底，暴雨后水质骤然 浑浊，含沙量大，漂浮物多，雨过天晴，水质又复清澈。 【作者简介】许震( 1 9 7 6 一) ，男，安徽合肥人，高级工程师，从事市政 给排水与环境研究。 3 ) 河床常为砂、卵石或岩石组成，河床坡度陡，比降大，洪 水期流速大，推移质多，粒径大【l 】。 1 。2 皖南山区水库主要水文特点 水库按其构造可分为湖泊型和河川型两种。湖泊型水库 是指被淹没的河谷具有湖泊的形态特征，即面积较宽广，水深 较大，库中水流和泥沙运动都接近于湖泊的状态，具有湖泊的 水文特征。河川型水库是指淹没的河谷较狭窄，库身狭长弯 曲，坝身高，水面比降较大，水库内水流泥沙运动接近于天然 河流状态具有河流的水文特征【2 】。皖南山区由于地形地貌多 样，水库形态多以河川型水库为主，兼有湖泊型水库的特点。 水库一般具有防洪、供水、发电和灌溉等作用，因此，水位变化 幅度较大，死水位和防洪水位高差近几十米。 2 取水方式选择及工艺设计介绍 根据皖南山区河流和水库特点，作为城市饮用水水源地 1 1 5 万方数据 J 工程建设与设计 l C o 舢t n w l 访R D e s 咖F o r P r o j e c t 的河流、水库取水方式通常有以下3 种：( 1 ) 河床较窄，枯水期 水深较浅，河床纵坡较大，大颗粒推移质较多的山溪河流采用 低坝底栏栅取水方式；( 2 ) 在河床稳定，河道顺直，水量较丰 富，河床冲积层、含水层较厚并无透水夹层的河段，可采用渗 渠取水方式；( 3 ) 在水库水位变化幅度为1 0 - - 3 5 m 或更大范 围，水位变化速度不大于2 m h ，枯水期水深大于l m ，且流水 平稳，风浪较小，停泊条件良好的水库岸边，采用浮船式取水 方式，取水点要求无冰凌、漂浮物少，没有浮筏、船只和漂木等 撞击的可能 3 】。取水工程典型案例的工艺设计内容分别介绍如 下： 2 1 低坝底栏栅取水工程 H 市一水厂取水头部设计规模3 x 1 0 5 n 3 d ，净水厂自用水 系数取值为1 0 ，采用底栏坝低栏栅方式取水。 1 ) 低坝 低坝采用重力式低坝，混凝土结构，低坝底栏栅垂直横江 河床，总长度为1 l O m ，坝顶宽度为2 4 m ，坝顶高出现状河床平 均深度为1 4 1 m ，最深处为2 1 0 m ，最浅处为O 7 1 m ，坝体平均 高度为1 6 6 m ( 从河床下部基岩面算起) ，最高处2 5 2 m ，最低 处0 8 2 m ，坝底嵌入下伏基岩内平均约0 5 m 。坝体迎水面、背 水面垂直于河床。 2 ) 底栏栅 底栏栅位于低坝的北端，靠近取水泵房处，长度为3 5 m ， 宽度为1 m ，栅顶低于低坝顶o 1 m 。栏栅顶面向下游倾斜，倾 角取1 2 0 。栅条选用长宽厚= l ll O m m x 7 m m x 3 0 m m 扁钢不 锈钢栅条，平行排列。栅条间隙为1 3 m m 。 3 ) 输水廊道 输水廊道位于低坝内底栏栅下，横断面形式为圆弧形，直 径为0 9 m ，廊道总长为3 5 m ，廊道底纵坡分为两段，第一段前 8 m ，i = 0 0 5 ，第二段2 7 m ，i - - 0 0 2 7 。输水廊道终端接入埋在低坝 中管径为D N 9 0 0 的球墨铸铁管( 扛0 0 0 6 ) ，将取水引入取水泵 房的吸水井中。输水管道采用重力流输水方式，转弯处设置检 查井连接，检查井底部设有高度o 5 m 沉沙井。 2 2 浮船取水工程 黄山市H 区一水厂取水头部设计规模6 x l O M ? d ，净水 厂自用水系数取值为5 ，输水管线漏损系数取值为5 ，采用 摇臂式泵船取水。 取水水源地位于黄山区太平湖龙门湾，太平湖死水位 9 4 m ，设计水位11 9 m ，防洪水位1 2 2 2 m 。取水主体部分主要包 括泵船船体、舱内吊车( 检修时使用) 、进水管、真空泵、水泵、 阀门、伸缩接头、出水管、摇臂装置、摇臂输水管、配电系统、锚 泊系统、消防系统、人行栈桥等组成部分。 1 ) 泵船主尺寸 船体总长3 3 2 m ，水线长3 3 m ，型宽1 0 m ，型深1 5 m ，吃水 0 7 5 m ，干舷0 7 5 m ；主甲板室长度2 7 m ，宽度1 0 m ，高度4 5 m ； 停泊航区为B 级航区。 2 ) 泵船干舷、浮态及稳性要求 泵船稳性满足M S A ( 船舶与海上设施法定检验规范) 内 河船舶法定检验技术规范) ( 2 0 11 ) 对停泊于内河B 级航区取 水泵船的要求。泵船在受风浪冲击、风压作用及船舶移位时， 泵船横倾角小于2 。，并满足在最大横倾角时约有0 5 m 的干 舷，并且，泵船的复原力矩大于风压产生的最大横倾力矩。 3 ) 泵船结构形式 船体结构按B 级航区要求设计，主船体为钢质、全电焊、 横骨架式结构。主船体是1 个3 3 m x l o m x l 5 m 对称的方箱形 结构，艏艉削斜。全船共分为2 0 个水密隔舱，具有良好的抗沉 性，能保证船体在3 舱遭到损坏进水时，仍有足够的浮力。 4 ) 泵船锚泊及系泊设备 泵船配置艏锚2 口，艉锚1 口，系船索4 根。 5 ) 泵房及输水管 浮船按远期供水规模设计，总共设置5 台离心水泵泵位， 近期安装取水水泵3 台，2 用l 备，单台水泵参数：q = 6 8 8 m 3 h ， H = 1 0 2 m ，P = - 3 1 5 k W ，远期增加2 台水泵，4 用1 备。 离心泵采用水环真空泵引水，吸水管端喇叭口位于水面 下1 3 m ，前端设置拦污格栅。单台水泵设有独立的进出水管， 出水管汇集成1 根管径为D N 8 0 0 的输水总管。输水总管连接 泵船和陆岸段采用D 8 2 0 x1 0 钢质管道，长度5 0 m ，两端连接 处各设有1 个万向摇臂接头，输水管上架设人行栈桥，供工作 人员可进出泵船。万向摇臂接头主要由2 个水平布置的 D N 6 0 0 旋转接头及1 个垂直布置的D N 8 0 0 旋转接头组成，通 过水平旋转接头的旋转来补偿水位浮动产生的落差，通过垂 直球形接头的旋转来补偿船体左右方向移动的左右摆幅而产 生的位移。 取水泵房采用钢质泵房，泵房围壁及房顶均采用4 m m 钢板制作。房顶设有航标灯，在夜晚起到警示作用；另设有防 万方数据 雷系统，避免泵船遭雷击，保证泵船运行安全。 6 ) 消防设备 泵船上配有手提干粉灭火器1 5 只、消防水龙带箱3 个 ( 内含消防栓3 只、消防水枪头3 个、2 0 m 消防水龙带3 根) 、 0 0 3 m 3 消防砂箱3 只、消防水桶3 只、太平斧2 把。 2 3 渗渠取水工程 池州市s 县一水厂设计规模为1 0 0 0 0 m 3 d ，净水厂自用 水和输水管线漏损率系数合计取值为1 0 。 取水构筑物主要由渗渠和集水井组成。渗渠平行于河床 布置，与河流流向的夹角1 5 。，渗渠应嵌入基岩，以保证枯水期 最大限度地开采地表水与浅层地下水。渗渠、集水井位于水厂 东侧的果园地段、秋浦河南岸。 渗渠采用完整式渗渠，埋设于河道近