塔城市阿不都拉河引水工程斗槽取水口设计介绍

2018-06-06刘虎中国市政工程西南设计研究总院有限公司新疆分院新疆乌鲁木齐830002

中国房地产业 2018年11期

关键词：闸板取水口冰凌

文/刘虎中国市政工程西南设计研究总院有限公司新疆分院新疆乌鲁木齐 830002

塔城市现状供水水源均为地下水，但在2010年塔城市人民政府就出了《关于限制开采市域内地下水的公告》，因此寻找地表水源成为塔城市供水的当务之急。

本工程为塔城市的引水工程，水源为拉河二级电站尾水渠，距离塔城市约32公里，取水后输送至下游水厂净化处理，然后供给城区用水。设计总规模为7.2万m3/d，近期设计规模为3.8万m3/d。取水头部已于2012年底建成，试运行良好。

1、水源及水质情况

水源取自阿不都拉河二级电站的尾水，源头来自阿不都拉河，根据水利局提供的数据，阿不都拉河枯水期的数量在1.5～2 m3/s，丰水期的正常水量在20 ～30m3/s，最大的丰水期流量为103.5 m3/s。

根据建设方提供的原水水质化验报告可以看出，水质情况较好，各项指标均优于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），经过常规的混凝、沉淀、过滤及消毒处理即可满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。

2、斗槽取水口设计

2.1 尾水渠情况

取水口的渠道的来水为两部分，一部分来自上游河道，一部分来自于阿不都拉河二级电站的尾水。渠道为梯形渠道，渠道的底宽为2.0米，渠深为1.70米，水深在0.5m～1.6m之间，夏季水位高，冬季水位低。

2.2 斗槽的形式及特点

斗槽式取水口可分为顺流式、逆流式、双流式，三种形式各有特点，适用于不同的情况。

顺流式斗槽内的水流方向与河流方向一致，一般适用于含泥沙量较高、冰凌情况不严重的河流；逆流式斗槽内的水流方向与河流方向相反，一般适用于冰凌情况严重、含泥沙量较少的河流；双流式具有逆流式、顺流式斗槽的特点，当夏季洪水季节河水含泥沙量较高时，开上游端阀门顺流进水。当冬季冰凌情况严重时，开下游端阀门，逆流进水。

本工程因处于寒冷地区，冬季冰凌情况严重，夏季洪水期渠道内泥沙量也较大，故本工程采用双流式，夏季泥沙量大，开上游阀门取水，冬季冰凌严重开下游阀门取水，保证冬季、夏季都能稳定取水。

2.3 斗槽设计

设计取斗槽内流速为0.25m/s,槽底泥沙淤积高度取0.5m，水在流槽内停留时间取1.5min，设计斗槽构筑物总长71.4m，其中斗槽长24m，斗槽的底宽为1.0m，顶宽为3.4m，槽底的坡度取3%。斗槽式取水口平面示意图如下：

剖面示意图如下：

对取水口现状渠道进行整理，长度为140米，两侧采用浆砌石处理，渠底坡度为0.15%。

为了确保枯水季节取水的安全性、可靠性，取水头部的上、下游段各沿垂直渠断面方向设置一道拦水坝，上游滚水坝高0.50米，下游滚水坝高0.95米，坝体厚1.0米，在枯水季节，拦水坝起到挡水作用。在拦水坝与进水口中间设置排砂通道，通道宽度为1.2m，并设置排砂闸，定期排砂。

上下游进水口设置两道流槽，流槽宽度1.2m，深度2m，每道流槽顺水流方向设置一道格栅、一道格网、一道闸板。格栅的栅隙取40mm，格网的网眼尺寸为20×20mm。设计最高水位和最低水位差为1.2m，取水槽的底坡取3%，长度为17米，在取水槽的下游端底部设置排砂管，管径DN400，坡度取2%，排砂管起端设置闸板，定期打开闸板排砂。

斗槽至出水井连接管按远期水量设计，设置2根，单根管径为DN800。出水井至沉砂池连接管设置2根，单根管径为DN800，长度为38米。单管水力要素如下：Q=416.66 L/S，V=0.83 m/s，L=3.9m，I=0.001，H=0.05m。

3、沉砂池设计

考虑到取水含沙量较大，对后续的输水渠道及水厂处理带来困难，在斗槽取水口取水后设置沉砂池，沉砂池采用简易的平流沉砂池。

沉砂池按近期水量先设置一座，为远期预留位置，取1.05的漏损系数，近期水量为Q1＝38000×1.05＝39900m3/d，沉砂池分为两格，两格并联工作，单格流量Q’=831.25m3/h。沉砂池单格长为27.0m，池宽为6.0m，有效水深为2.8m，单格平面积F=27×6=162m2，单格设计停留时间T=F×H÷Q=162×2.8÷831.25=0.54h（约为33分钟）（平流沉砂池规范参考停留时间为15-30分钟），池内水平流速v=Q÷A=0.23÷（6×2.8）=13.69mm/s（平流沉砂池规范参考水平流速为20mm/s）

沉砂池进水采用布水花墙，布水孔尺寸150mm，间距为450mm，池底坡度为2.0%，在出水侧池底设置排砂管，排砂管管径为DN400。排砂管的起端设置闸板，方便定期打开闸板排砂。