冯士龙

摘要：高浊度水取水工程所处的环境比较复杂，其造价相对较高。一旦失效，其修复困难、成本高，所以高浊度水取水工程设计至关重要。本文针设计中遇到的江河主流游荡和河床的冲淤；流量和水位变化以及河道断流、脱流；漂浮物、杂草、冰凌和冰坝堵塞；含沙量大、泥沙成分复杂等问题，提出了多方面的设计要点，为丰富和完善高浊度水取水工程设计提供依据。

关键词：高浊度水；取水工程

中图分类号：X703 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）003-000-01

由于地下水短缺、环境污染或水质不佳等问题，在取水工程中经常考虑利用高浊度的河水作为水源。高浊度水是指含沙量或浊度较高，水中泥沙具有分选、干扰和约制沉降特征的原水。按照是否出现清晰的沉降界面，又分为界面沉降高浊度水和非界面沉降高浊度水[1]。界面沉降高浊度水含沙量一般大于10kg/m3，典型代表有黄河，非界面沉降高浊度水浊度大于3000NTU，典型的代表有长江。为了保障给水系统具有安全、优质、充足、环保和成本合理的水源，在设计时必须考虑高浊度水取水工程所处环境，采用良好的取水工程的设计，以保证工程的长期正常运行。

一、防江河主流游荡和河床冲淤

游荡性河段长期处于强烈淤积状态，其水流散乱，主流位置迁徙不定。在这样的河段设置取水构筑物时需要充分考虑在使用年限内河床淤积或冲刷的变化。因为取水构筑物的设置与河床演变有着密切的关系，如果不能正确的了解河床演变规律及河床变迁趋势，往往会造成取水口和引水渠的淤积，严重的会因为河道变迁造成脱流，甚至导致取水工程报废。

合理的取水构筑物位置可以有效的减弱因取水构筑物设置而导致的泥沙淤积与河床演变。高浊度水取水口应设置在主流较密集，枯水位有一定水深的位置；远离江河中浅滩、江心洲、岛屿的尾部，并应注意其演变趋势，但当找不到更合适的位置时，可设置两个或多个取水口[1]。取水构筑物的位置应设在局部冲刷和揭河底深度以下，河岸稳定、岩石露头、未风化的基岩上或地质条件较好的河床处。

二、防泥沙淤积堵塞

高浊度水取水工程除了考虑主流游荡和河床冲淤外，还必须要高度重视含沙量大和泥沙组成复杂的问题。因为原水含沙量高，不仅容易造成取水泵壳、叶轮、管件的严重磨损，还容易在取水构筑物的引水渠、进水间、格网间和取水泵房内造成泥沙淤积，影响设备正常运转，轻者需要经常清理，重者造成取水工程失效。合理的取水构筑物形式能够有效的防治泥沙的淤积，减少零件磨损，保证设备的正常运行。

取水构筑物的形式按构造型式可分为固定式取水构筑物、活动式取水构筑物和山区浅水河流取水构筑物三大类。[2]活动式取水构筑物无水下工程、成本低，有较好的适应性，但是易受水流、风浪、航运的影响，取水可靠性差，只适用于水源水位变幅大，供水要求急和取水量不大的工程。对于河岸平缓，枯水期无足够水深的小型取水工程可以考虑采用。相对于活动式取水构筑物而言，固定式取水构筑物虽然水下工程量较大、成本较高，但是取水安全可靠、维修管理较方便，其不受取水量的限制，更适合在高浊度水取水工程应用。

固定式取水构筑物包括取水头部、进水管、集水井和取水泵房。取水头部分又为喇叭管、蘑菇形、鱼形罩、箱式、斜板式与墩桥式等。喇叭管取水头部构造简单、成本低，蘑菇形取水头部带入的泥沙及漂浮物较少都适用于中小型取水构筑物；鱼形罩取水头部适应于水泵直接从河中取水的情况；箱式取水头部能减少泥沙进入量，应用于含沙量不大，水深较小的河流上。斜板取水头部除沙效果好，适用于粗颗粒泥沙较多的河流，但要求河流具有足够的水深和流速。墩桥式取水头部用于中小型的取水构筑物和水深较小、船只通航不频繁的河流。

在高浊度水取水工程的实际应用中，由于原水含沙量大，水流流速一旦小于不淤流速或停止流动，即便是在取水头部做了预沉沙处理，泥沙还是会立即落淤堵塞。例如济南引黄取水工程运行中，在岸边喇叭形进水间时常发生淤泥沉积、攀枝花市502电厂取水工程，井内大量淤积堵塞停产。所以高浊度水取水构筑物宜采取直接取水的方式，不宜设取水头部、单独的集水井，也不宜采用自流管取水。对地质条件较好的河段，应优先选用直接取水的岸边合建式取水构筑物。防泥沙设计可根据淤积高程的变化，分层设置取水口及叠梁闸门，控制取水层次，无论是洪水期还是枯水期，都尽可能的取表层质量较好的水，有效的减少泥沙的淤积。

三、防漂浮物、杂草、冰凌和冰坝堵塞

高浊度水河道中除了大量的泥沙还漂浮着许多漂浮物如杂草、冰凌、冰坝等等，这些漂浮物容易堵塞取水口。一旦堵塞就需要停机清理，这样会浪费大量的人力物力。为了防止各种漂浮物堵塞取水口，在进水口的外侧设置平板格栅，并在栅前设置除渣设施，寒冷地区还需要采取防冻措施。

四、结论

本文针对高浊度水取水工程中可能遇到的江河游荡、含沙量大、漂浮物堵塞等问题提出了几个设计方面的要点，为今后类似的取水工程提供了参考。

参考文献：

[1]CJJ40-2011 高浊度水给水设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社.

[2]董辅祥.给水水源及取水工程[M].北京：中国建筑工业出版社.