5 取水
5.1 水源選擇
5.2 地下水取水構(gòu)筑物
5.3 地表水取水構(gòu)筑物
5.1 水源選擇
5.1.1 水源選擇前的水資源勘察和論證應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)范》GB 50788的有關(guān)規(guī)定。
5.1.2 水源的選用應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后綜合確定,并應(yīng)滿足下列條件:
1 位于水體功能區(qū)劃所規(guī)定的取水地段;
2 不易受污染,便于建立水源保護(hù)區(qū);
3 選擇次序宜先當(dāng)?shù)厮⒑筮^境水,先自然河道、后需調(diào)節(jié)徑流的河道;
4 可取水量充沛可靠;
5 水質(zhì)符合國(guó)家有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn);
6 與農(nóng)業(yè)、水利綜合利用;
7 取水、輸水、凈水設(shè)施安全經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便;
8 具有交通、運(yùn)輸和施工條件。
5.1.3 供水水源采用地下水時(shí),應(yīng)有與設(shè)計(jì)階段相對(duì)應(yīng)的水文地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告,取水量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)范》GB50788的有關(guān)規(guī)定。
5.1.4 供水水源采用地表水時(shí)的設(shè)計(jì)枯水流量年保證率和設(shè)計(jì)枯水位的保證率應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)范》GB50788的有關(guān)規(guī)定。
5.1.5 備用水源或應(yīng)急水源的選擇與構(gòu)建應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源狀況、常用水源特點(diǎn)以及備用或應(yīng)急水源的用途,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。
條文說明
5.1.1 現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)范》GB50788規(guī)定:
城鎮(zhèn)給水水源的選擇應(yīng)以水資源勘察評(píng)價(jià)報(bào)告為依據(jù),應(yīng)確保取水量和水質(zhì)可靠,嚴(yán)禁盲目開發(fā)。
據(jù)調(diào)查,一些項(xiàng)目由于在確定水源前,對(duì)選擇的水源沒有進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研、勘察和論證,以致造成工程失誤,有些工程在建成后發(fā)現(xiàn)水源水量不足或與農(nóng)業(yè)用水發(fā)生矛盾,不得不另選水源。有的工程采用興建水庫作為水源,而在設(shè)計(jì)前沒有對(duì)水庫匯水情況進(jìn)行詳細(xì)勘察,造成水庫蓄水量不足。一些擬以地下水為水源的工程,由于沒有進(jìn)行詳細(xì)的地下水資源勘察,取得必要水文資料,而盲目興建地下水取水構(gòu)筑物,以致取水量不足,甚至完全失敗。
因此在水源選擇前,必須進(jìn)行水資源的勘察、論證。
5.1.2 全國(guó)大部分地表水及地下水都已劃定功能區(qū)劃及水質(zhì)目標(biāo),因而是水源選擇的主要依據(jù)。具體水源點(diǎn)選擇時(shí)不僅要符合功能區(qū)劃要求,而且要考慮到水源保護(hù)區(qū)的易于建立。
水源水量可靠和水質(zhì)符合要求是水源選擇的重要條件?紤]到水資源的不可替代和充分利用,飲用水、環(huán)境用水、中水回用以及各工業(yè)企業(yè)對(duì)用水水質(zhì)的要求都不相同,近年來有關(guān)國(guó)家部門對(duì)水源水質(zhì)的要求頒布了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),因此將水源水質(zhì)的要求明確為符合有關(guān)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求。采用地下水為生活飲用水水源時(shí),水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T14848的規(guī)定;采用地表水為生活飲用水水源時(shí),水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838的規(guī)定。選用水源除考慮基建投資外,還應(yīng)注意經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)。當(dāng)有幾個(gè)水源可供選擇時(shí),應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。
水是不可替代的資源,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,用水量上升很快,不少地區(qū)和城市,特別是水資源缺乏的北方干旱地區(qū),生活用水與工業(yè)用水、工業(yè)與農(nóng)業(yè)用水的矛盾日趨突出,不少城市的地下水已過量開采,造成地面沉降,也有一些地區(qū)由于水源的污染,加劇了水資源緊缺的矛盾。由于水資源的缺乏或污染,出現(xiàn)了不少跨區(qū)域跨流域的引水、供水工程。因此對(duì)水資源的選用要統(tǒng)一規(guī)劃、合理分配、優(yōu)水優(yōu)用、綜合利用,科學(xué)確定城市供水水源的開發(fā)次序,宜先當(dāng)?shù)厮、后過境水或調(diào)水,先自然河道、后需調(diào)節(jié)徑流的河道。此外,選擇水源時(shí)還需考慮施工和運(yùn)輸交通等條件。
5.1.3 現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)范》GB50788規(guī)定:
當(dāng)水源為地下水時(shí),取水量必須小于允許開采量。
鑒于國(guó)內(nèi)部分城市和地區(qū)盲目建井,長(zhǎng)期過量開采地下水,造成區(qū)域地下水位下降或管井阻塞事故,甚至引起地面下沉、井群附近建筑物的開裂,因此地下水取水量必須限制在允許的開采量以內(nèi)。對(duì)地下水已經(jīng)嚴(yán)重超采的城市,嚴(yán)禁新建取用地下水的設(shè)施。在確定地下水允許開采量時(shí),應(yīng)有確切的水文地質(zhì)資料,并對(duì)各種用途的水量進(jìn)行合理分配,與有關(guān)部門協(xié)商并取得同意。在設(shè)計(jì)井群時(shí),可根據(jù)具體情況,設(shè)立觀察孔,以便積累資料,長(zhǎng)期觀察地下水的動(dòng)態(tài)。
5.1.4 現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)給水排水技術(shù)規(guī)范》GB50788規(guī)定:
當(dāng)水源為地表水時(shí),設(shè)計(jì)枯水流量保證率和設(shè)計(jì)枯水位保證率不應(yīng)低于90%。
大中城市的公共供水極為重要,供水一旦不足將成為嚴(yán)重的公共事件,影響社會(huì)穩(wěn)定,故大中城市的地表水水源設(shè)計(jì)枯水量保證率不宜低于95%。設(shè)計(jì)枯水位是固定式取水構(gòu)筑物的取水頭部及泵組安裝標(biāo)高的決定因素,設(shè)計(jì)枯水位保證率宜取不低于90%的較大值。據(jù)調(diào)查及有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定(見表8),除個(gè)別城市設(shè)計(jì)枯水位保證率為100%外,其余均在90%~99%范圍內(nèi)。
5.1.5 考慮到備用水源主要是應(yīng)對(duì)極端氣候條件或因常用水源相對(duì)單一、安全性偏低所引起的取水不足問題,具有影響時(shí)間較長(zhǎng)的特點(diǎn),因此備用水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于常用水源,可取水量應(yīng)滿足備用供水期間的水量需求,并可結(jié)合當(dāng)?shù)氐叵、地表水源或行政區(qū)劃外的鄰近區(qū)域水源條件以及與城市給水系統(tǒng)的聯(lián)通條件等做綜合比較后確定。
應(yīng)急水源主要是應(yīng)對(duì)水源突發(fā)污染或水源設(shè)施事故的狀況,具有影響時(shí)間短的特點(diǎn)。因此在采取應(yīng)急處理后可滿足要求的條件下,應(yīng)急水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)可適度低于常用水源,可取水量應(yīng)滿足供水期間的水量需求,并可結(jié)合當(dāng)?shù)胤浅S盟椿蛐姓䥇^(qū)劃外的鄰近區(qū)域水源條件以及與城市給水系統(tǒng)的聯(lián)通條件做綜合比較后確定。
5.2 地下水取水構(gòu)筑物
5.2 地下水取水構(gòu)筑物
I 一般規(guī)定
5.2.1 地下水取水構(gòu)筑物的位置應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件綜合選擇確定,并應(yīng)滿足下列條件:
1 位于水質(zhì)好、不易受污染且可設(shè)立水源保護(hù)區(qū)的富水地段;
2 盡量靠近主要用水地區(qū)城市或居民區(qū)的上游地段;
3 施工、運(yùn)行和維護(hù)方便;
4 盡量避開地震區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害區(qū)、礦產(chǎn)采空區(qū)和建筑物密集區(qū)。
5.2.2 地下水取水構(gòu)筑物形式的選擇應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定,并應(yīng)滿足下列條件:
1 管井適用于含水層厚度大于4m,底板埋藏深度大于8m;
2 大口井適用于含水層厚度在5m左右,底板埋藏深度小于15m;
3 滲渠僅適用于含水層厚度小于5m,渠底埋藏深度小于6m;
4 泉室適用于有泉水露頭,流量穩(wěn)定,且覆蓋層厚度小于5m;
4 泉室適用于有泉水露頭,流量穩(wěn)定,且覆蓋層厚度小于5m;
5 復(fù)合井適用于地下水位較高、含水層厚度較大或含水層透水性較差的場(chǎng)合。
5.2.3 地下水取水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 應(yīng)有防止地面污水和非取水層水滲入的措施;
2 取水構(gòu)筑物周圍的水源保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)志;
3 過濾器應(yīng)有良好的進(jìn)水條件,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,抗腐蝕性強(qiáng),不易堵塞;
4 大口井、滲渠和泉室應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施。
Ⅱ 管井
5.2.4 從補(bǔ)給水源充足、透水性良好,且厚度在40m以上的中、粗砂及礫石含水層中取水。經(jīng)分段或分層抽水試驗(yàn)并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,可采用分段取水。
5.2.5 管井結(jié)構(gòu)和過濾器設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《管井技術(shù)規(guī)范》GB50296的有關(guān)規(guī)定。
5.2.6 管井井口應(yīng)加設(shè)套管,并填入優(yōu)質(zhì)黏土或水泥漿等不透水材料封閉。封閉厚度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件確定,并應(yīng)自地面算起向下不小于5m。當(dāng)井上直接有建筑物時(shí),應(yīng)自基礎(chǔ)底起算。
5.2.7 采用管井取水時(shí)應(yīng)設(shè)至少1口備用井,備用井的數(shù)量宜按10%~20%的設(shè)計(jì)水量所需井?dāng)?shù)確定。
Ⅲ 大口井
5.2.8 大口井的深度不宜大于15m。大口井的直徑應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)水量、抽水設(shè)備布置和便于施工等因素確定,但不宜大于10m。
5.2.9 大口井應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件,確定采用井底進(jìn)水、井底井壁同時(shí)進(jìn)水或井壁加輻射管等進(jìn)水方式。
5.2.10 大口井井底反濾層宜成凹弧形。反濾層可設(shè)3層~4層,每層厚度宜為200mm~300mm。與含水層相鄰一層的反濾層濾料粒徑可按下式計(jì)算:
5.2.11 大口井井壁進(jìn)水孔的反濾層可分兩層填充,濾料粒徑的計(jì)算應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.10條的規(guī)定。
5.2.12 無砂混凝土大口井適用于中、粗砂及礫石含水層時(shí),井壁的透水性能、阻砂能力和制作要求等,應(yīng)通過試驗(yàn)或參照相似條件下的經(jīng)驗(yàn)確定。
5.2.13 大口井應(yīng)采取下列防止污染水質(zhì)的措施:
1 人孔應(yīng)采用密封的蓋板,蓋板頂高出地面不得小于0.5m;
2井口周圍應(yīng)設(shè)不透水的散水坡,寬度宜為1.5m;在滲透土壤中散水坡下應(yīng)填厚度不小于1.5m的黏土層,或采用其他等效的防滲措施。
1 人孔應(yīng)采用密封的蓋板,蓋板頂高出地面不得小于0.5m;
2井口周圍應(yīng)設(shè)不透水的散水坡,寬度宜為1.5m;在滲透土壤中散水坡下應(yīng)填厚度不小于1.5m的黏土層,或采用其他等效的防滲措施。
Ⅳ 滲渠
5.2.14 滲渠的規(guī)模和布置應(yīng)保證在檢修時(shí)仍能滿足取水要求。
5.2.15 滲渠中管渠的斷面尺寸應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算確定:
1 水流速度宜為0.5m/s~0.8m/s;
2 充滿度宜為0.4~0.8;
3 內(nèi)徑或短邊長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm;
4 管底最小坡度不應(yīng)小于0.2%。
5.2.16 水流通過滲渠孔眼的流速不應(yīng)大于0.01m/s。
5.2.17 滲渠外側(cè)應(yīng)做反濾層,層數(shù)、厚度和濾料粒徑的計(jì)算應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.10條的規(guī)定,但最內(nèi)層濾料的粒徑應(yīng)略大于進(jìn)水孔孔徑。
5.2.18 集取河道表流滲透水的滲渠阻塞系數(shù)應(yīng)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)并結(jié)合使用年限等因素選用。
5.2.19 位于河床及河漫灘的滲渠,反濾層上部應(yīng)根據(jù)河道沖刷情況設(shè)置防護(hù)措施。
5.2.20 滲渠的端部、轉(zhuǎn)角和斷面變換處應(yīng)設(shè)置檢查井。直線部分的檢查井間距,應(yīng)視滲渠的長(zhǎng)度和斷面尺寸確定,宜采用50m。
5.2.21 檢查井宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),寬度宜為1m~2m,井底宜設(shè)0.5m~1.0m深的沉沙坑。
5.2.22 地面式檢查井應(yīng)安裝封閉式井蓋,井頂應(yīng)高出地面0.5m,并應(yīng)有防沖設(shè)施。
5.2.23 滲渠出水量較大時(shí),集水井宜分成兩格,進(jìn)水管入口處應(yīng)設(shè)閘門。
5.2.24 集水井宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),容積可按不小于滲渠30min出水量計(jì)算,并可按最大一臺(tái)水泵5min抽水量校核。
V 復(fù)合井
5.2.25 復(fù)合井底部過濾器直徑宜為200mm~300mm。
5.2.26 當(dāng)含水層較厚時(shí),宜采用非完整過濾器,且過濾器有效長(zhǎng)度應(yīng)比管井稍長(zhǎng),過濾器長(zhǎng)度與含水層厚度的比值應(yīng)小于0.75。
5.2.27 復(fù)合井上部大口井部分可按本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.8條~第5.2.13條確定,下部管井部分的結(jié)構(gòu)、過濾器的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《管井技術(shù)規(guī)范》GB50296的有關(guān)規(guī)定。
條文說明
條文說明
I 一般規(guī)定
5.2.1 由于地下水水質(zhì)較好,且取用方便,因此不少城市取用地下水作為水源,尤其宜作為生活飲用水水源。但長(zhǎng)期以來,許多地區(qū)盲目擴(kuò)大地下水開采規(guī)模,致使地下水水位持續(xù)下降,含水層貯水量逐漸枯竭,并引起水質(zhì)惡化、硬度提高、海水入侵、水量不足、地面沉降,以及取水構(gòu)筑物阻塞等情況時(shí)有發(fā)生,部分城市水源位于城市下游,水質(zhì)受到污染。因此本條規(guī)定了選擇地下水取水構(gòu)筑物位置的必要條件,著重做了取水構(gòu)筑物位置應(yīng)“不易受污染”、在“城市或居民區(qū)的上游”的規(guī)定。此外,為了確保水源地運(yùn)行后不發(fā)生安全問題,還要避開對(duì)取水構(gòu)筑物有破壞性的強(qiáng)震區(qū)、洪水淹沒區(qū)、礦產(chǎn)資源采空區(qū)和易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害(包括滑坡、泥石流和坍陷)及建筑物密集地區(qū)。近年來這方面問題較多,同時(shí)也為了防止地下水過量開采,影響取水構(gòu)筑物和水源地的壽命,不引起區(qū)域漏斗和地質(zhì)災(zāi)害。因此條文規(guī)定了相關(guān)內(nèi)容。
5.2.2 地下水取水構(gòu)筑物的形式主要有管井、大口井、滲渠、復(fù)合井和泉室等。正確選擇取水構(gòu)筑物的形式,對(duì)于確保取水量、水質(zhì)和降低工程造價(jià)影響很大。
取水構(gòu)筑物的形式除與含水層的巖性構(gòu)造、厚度、埋深及其變化幅度等有關(guān)外,還與設(shè)備材料供應(yīng)情況、施工條件和工期等因素有關(guān),故應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。但首先要考慮的是含水層厚度和埋藏條件,為此,本條規(guī)定了各種取水構(gòu)筑物的適用條件。
管井是廣泛應(yīng)用的一種取水方式。由于我國(guó)地域廣闊,不僅江河地區(qū)廣泛分布砂、卵石含水層,而且在平原、山地和西部廣大地區(qū)分布有裂隙、巖溶含水層和深層地下水。管井不但可從埋藏上千米的含水層中取水,也可在埋藏很淺的含水層中取水。例如,吉林新中國(guó)糖廠和樺甸熱電廠的傍河水源,其含水層厚度僅為3m~4m,埋藏深度也僅為6m~8m,而單井出水量達(dá)到100m/d左右,類似工程實(shí)例很多。故本次對(duì)管井適用條件做了修改。將原來的“管井適用于含水層厚度大于5m,其底板埋藏深度大于15m”修改成“管井適用于含水層厚度大于4m,其埋藏深度大于8m”。
工程實(shí)踐中,因?yàn)楣芫梢圆捎脵C(jī)械施工,施工進(jìn)度快、造價(jià)低,因而在含水層厚度、滲透性相似條件下大多采用管井,而不采用大口井。但若含水層顆粒較粗又有充足河水補(bǔ)給時(shí),仍可考慮采用大口井。當(dāng)含水層厚度較小時(shí),因不易設(shè)置反濾層,故宜采用井壁進(jìn)水,但井壁進(jìn)水常常受堵而降低出水量,當(dāng)含水層厚度大時(shí),不但可以井底進(jìn)水,也可以井底、井壁同時(shí)進(jìn)水,是大口井的最好選擇方式。
滲渠取水因施工困難,并且出水量易逐年減少,只有在其他取水形式無條件采用時(shí)方才采用。因此本條對(duì)滲渠取水的含水層厚度、埋深做了相應(yīng)規(guī)定。
復(fù)合井是由非完整式大口井和井底以下設(shè)置一根至數(shù)根管井過濾器所組成的地下水取水構(gòu)筑物。通常適用于地下水位較高、含水層厚度較大或含水層透水性較差的場(chǎng)合。由于地下水的過量開采,人工抽降取代了自然排泄,致使泉水流量大幅度減少,甚至干涸廢棄。因此本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)泉室只做了適用條件的規(guī)定,而不另列具體條文。
5.2.3 地下水取水構(gòu)筑物一般建在市區(qū)附近、農(nóng)田中或江河旁,這些地區(qū)容易受到城市、農(nóng)業(yè)和河流污染的影響。因此必須防止地面污水不經(jīng)地層過濾直接流入井中。另外,在多層含水層取水時(shí),有可能出現(xiàn)上層地下水受到地面水的污染或者某層含水層所含有害物質(zhì)超過允許標(biāo)準(zhǔn)而影響相鄰含水層等情況。例如,在黑龍江省某地,有兩層含水層,上層水含鐵量高達(dá)15mg/L~20mg/L,而下層含水層含鐵量只有5mg/L~7mg/L,且水量充沛,因此封閉上層含水層,取用下層含水層,取得了經(jīng)濟(jì)合理的效果。為合理利用地下水資源,提高供水水質(zhì),條文規(guī)定了應(yīng)有防止地面污水和非取水層水滲入的措施。
為保護(hù)地下水開采范圍內(nèi)不受污染,規(guī)定在取水構(gòu)筑物的周圍應(yīng)設(shè)置水源保護(hù)區(qū),在保護(hù)區(qū)內(nèi)禁止建設(shè)各種對(duì)地下水有污染的設(shè)施。
過濾器是管井取水的核心部分。根據(jù)各地調(diào)查資料,由于過濾器的結(jié)構(gòu)不適當(dāng),強(qiáng)度不夠,耐腐蝕性能差等,使用壽命多數(shù)在5年~7年。黑龍江省某市采用鋼筋骨架濾水管,因強(qiáng)度不夠而壓壞;有的城市地下水中含鐵,腐蝕嚴(yán)重,管井使用年限只有2年~3年;而在同一個(gè)地區(qū),采用混合填礫無纏絲濾水管,管井使用壽命增長(zhǎng)。因此按照水文地質(zhì)條件,正確選用過濾器的材質(zhì)和形式是管井取水成敗的關(guān)鍵。
需進(jìn)入檢修的取水構(gòu)筑物,都應(yīng)考慮人身安全和必需的衛(wèi)生條件。某市曾發(fā)生大口井內(nèi)由火災(zāi)引起的人身事故,其他地方也曾發(fā)生大口井內(nèi)使人發(fā)生窒息的事故。由于地質(zhì)條件復(fù)雜,地層中微量有害氣體長(zhǎng)期聚集,如不及時(shí)排除,必將造成危害。據(jù)此本條規(guī)定了大口井、滲渠和泉室應(yīng)有通氣設(shè)施。
Ⅱ 管井
5.2.6 為防止地面污水直接流入管井,各地采用不同的不透水性材料對(duì)井口進(jìn)行封閉。調(diào)查表明,最常用的封閉材料有水泥和黏土。封閉深度與管井所在地層的巖性和土質(zhì)有關(guān),絕大多數(shù)在5m以上。
5.2.7 據(jù)調(diào)查,各地對(duì)管井水源備用井的數(shù)量意見較多,普遍認(rèn)為10%備用率的數(shù)值偏低,認(rèn)為井泵檢修和事故較頻繁,每次檢修時(shí)間較長(zhǎng),10%的備用率顯得不足。因此本條對(duì)備用井的數(shù)量規(guī)定為10%~20%,并提出不少于1口井的規(guī)定。
Ⅲ 大口井
5.2.8 經(jīng)調(diào)查,近年來由于鑿井技術(shù)的發(fā)展和大口井過深造成施工困難等因素,設(shè)計(jì)和建造的大口井井深均不大于15m,使用普遍良好。據(jù)此規(guī)定大口井井深“不宜大于15m”。
根據(jù)國(guó)內(nèi)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),大口井直徑為5m~8m時(shí),在技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面較為適宜,并能滿足施工要求。據(jù)此規(guī)定了大口井井徑不宜大于10m。
5.2.9 據(jù)調(diào)查,遼寧、山東、黑龍江等地多采用井底進(jìn)水的非完整井,運(yùn)轉(zhuǎn)多年,效果良好。鐵道部某設(shè)計(jì)院曾對(duì)東北、華北鐵路系統(tǒng)的63個(gè)大口井進(jìn)行調(diào)查,其中60口為井底進(jìn)水。
另據(jù)調(diào)查,一些地區(qū)井壁進(jìn)水的大口井堵塞嚴(yán)重。例如,甘肅某水源的大口井只有井壁進(jìn)水,投產(chǎn)2年后,80%的進(jìn)水孔已被堵塞。遼寧某水源的大口井只有井壁進(jìn)水,也堵塞嚴(yán)重。而同地另一水源的大口井采用井底進(jìn)水,經(jīng)多年運(yùn)轉(zhuǎn),效果良好。河南某水源的大口井均為井底井壁同時(shí)進(jìn)水的非完整井,井壁進(jìn)水孔已有70%被堵塞,其余30%進(jìn)水孔進(jìn)水也不均勻,水量不大,主要靠井底進(jìn)水。
上述運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,有條件時(shí)大口井宜采用井底進(jìn)水。
5.2.10 根據(jù)給水工程實(shí)踐情況,將濾料粒徑計(jì)算公式定為d/di=6~8。
根據(jù)東北、西北等地區(qū)使用大口井的經(jīng)驗(yàn),井底反濾層一般設(shè)3層~4層(大多數(shù)為3層),兩相鄰反濾層濾料粒徑比一般為2層~4,每層厚度一般為200mm~300mm,并做成凹弧形。
某市自來水公司起初對(duì)井底反濾層未做成凹弧形,平行鋪設(shè)了2層,第一層粒徑為20mm~40mm,厚度為200mm;第二層粒徑為50mm~100mm,厚度為300mm,運(yùn)行后若干井發(fā)生翻砂事故。后改為3層濾料組成的凹弧形反濾層,刃腳處厚度為1000mm,井中心處厚度為700mm,運(yùn)行效果良好。執(zhí)行本條時(shí)應(yīng)認(rèn)真研究當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)資料,確定井底反濾層的做法。
5.2.11 經(jīng)調(diào)查,大口井井壁進(jìn)水孔的反濾層多數(shù)采用2層,總厚度與井壁厚度相適應(yīng)。故規(guī)定大口井井壁進(jìn)水孔反濾層可分兩層填充。
5.2.12 西北鐵道部門采用無砂混凝土井筒以改善井壁進(jìn)水,取得了一定經(jīng)驗(yàn),并在陜西、甘肅等地區(qū)使用。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,無砂混凝土大口井井筒雖有堵塞,但比鋼筋混凝土大口井井壁進(jìn)水孔的濾水性能好些。西北各地區(qū)采用無砂混凝土大口井大多建在中砂、粗砂、礫石、卵石含水層中,尚無修建于粉砂、細(xì)砂含水層中的生產(chǎn)實(shí)例。
根據(jù)調(diào)查,近年來無砂混凝土大口井使用較少,因此執(zhí)行本條時(shí),應(yīng)認(rèn)真研究當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。
5.2.13 鑒于大口井一般設(shè)在覆蓋層較薄、透水性能較好的地段,為了防止雨水和地面污水的直接污染,特制定本條。
IⅣ 滲渠
5.2.14 經(jīng)多年運(yùn)行實(shí)踐,滲渠取水的使用壽命較短,并且出水量逐年明顯減少。其主要原因是由于水文地質(zhì)條件限制和滲渠位置布置不適當(dāng)所致。正常運(yùn)行的滲渠,每隔7年~10年也應(yīng)進(jìn)行翻修或擴(kuò)建,鑒于滲渠翻修或擴(kuò)建工期長(zhǎng)和施工困難,在設(shè)計(jì)滲渠時(shí),應(yīng)有足夠的備用水量,以備在檢修或擴(kuò)建時(shí)確保安全供水。
5.2.15 管渠內(nèi)水的流速應(yīng)按不淤流速進(jìn)行設(shè)計(jì),最好控制在0.60m/s~0.8m/s,最低不得小于0.5m/s,否則會(huì)產(chǎn)生淤積現(xiàn)象。
由于滲渠擔(dān)負(fù)著集水和輸水的作用,原規(guī)范規(guī)定的滲渠充滿度為0.5偏低,必要時(shí)充滿度可提高到0.8。
管渠內(nèi)水深應(yīng)按非滿流進(jìn)行計(jì)算,其主要原因在于控制水在地層和反濾層中的流速,延緩滲渠堵塞時(shí)間,保證滲渠出水水質(zhì),增長(zhǎng)滲渠使用壽命。
黑龍江某廠的滲渠管徑為600mm,因檢查井井蓋被沖走,涌進(jìn)地表水和泥沙,淤塞嚴(yán)重,需進(jìn)入清理,才能恢復(fù)使用。吉林某廠滲渠管徑為700mm,由于渠內(nèi)厭氧菌及藻類作用,影響了水質(zhì),也需進(jìn)人予以清理。根據(jù)對(duì)東北和西北地區(qū)16條滲渠的調(diào)查,管徑均在600mm以上,最大為1000mm。因此本條制定了“內(nèi)徑或短邊長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm”的規(guī)定。
在設(shè)計(jì)滲渠時(shí),應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件考慮清理滲渠的可能性。
5.2.16 滲渠孔眼水流流速與水流在地層和反濾層的流速有直接關(guān)系。在設(shè)計(jì)滲渠時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制水流在地層和反濾層的流速,這樣可以延緩滲渠的堵塞時(shí)間,增加滲渠的使用年限。因?yàn)闈B渠進(jìn)水?dāng)嗝娴目紫堵适枪潭ǖ模灰刂茲B渠的孔眼水流流速,也就控制了水流在地層和反濾層中的流速。經(jīng)調(diào)查,絕大部分運(yùn)轉(zhuǎn)正常的滲渠孔眼水流流速均遠(yuǎn)小于0.01m/s。因此本條制定了“滲渠孔眼的流速不應(yīng)大于0.01m/s”的規(guī)定。
5.2.17 反濾層是滲渠取水的重要組成部分。反濾層設(shè)計(jì)是否合理直接影響滲渠的水質(zhì)、水量和使用壽命。
據(jù)對(duì)東北、西北等地區(qū)14條滲渠反濾層的調(diào)查,其中5條做4層反濾層,9條做3層反濾層。每層反濾層的厚度大多數(shù)為200mm~300mm,只有少數(shù)厚度為400mm~500mm。
東北某滲渠采用四層反濾層,每層厚度為400mm,總厚度1600mm。同一水源的另一滲渠采用3層反濾層,總厚度為900mm。兩者厚度雖差約1倍,而效果卻相同。
5.2.18 對(duì)于集取河道表流滲透水的滲渠,地表水是經(jīng)原河沙回填層和人工反濾層垂直滲入滲渠中。河道表流水的懸浮物,大部分截留在原河沙回填層中,細(xì)小顆粒通過人工反濾層而進(jìn)入滲渠,水中懸浮物含量越高,滲渠堵塞越快,因此集取河道表流水的滲渠適用于常年水質(zhì)較清的河道。為保證滲渠的使用年限,減緩滲渠的淤塞程度,在設(shè)計(jì)滲渠時(shí),應(yīng)根據(jù)河水水質(zhì)和滲渠使用年限,選用適當(dāng)?shù)淖枞禂?shù)。
5.2.19 河床及河漫灘的滲渠多布置在河道水流湍急的平直河段,每遇洪水,水流速度急劇增加,有可能沖毀滲渠人工反濾層。例如,吉林某市設(shè)在河床及河漫灘的滲渠因設(shè)計(jì)時(shí)未考慮防沖刷措施,洪水期將滲渠人工反濾層沖毀,致使?jié)B渠報(bào)廢和重新翻修。為使?jié)B渠在洪水期安全工作,需根據(jù)所在河道的洪水情況,設(shè)置必要的防沖刷措施。
5.2.20 為了滲渠的清砂和檢修的需要,滲渠上應(yīng)設(shè)檢查井。根據(jù)各地經(jīng)驗(yàn),檢查井間距可采用50m~100m,當(dāng)管徑較小時(shí)宜采用低值。
5.2.21 為了便于維護(hù)管理,規(guī)定檢查井的寬度(直徑)一般為1m~2m,并設(shè)井底沉沙坑。
5.2.22 為防止污染取水水質(zhì),規(guī)定地面式檢查井應(yīng)安裝封閉式井蓋,井頂應(yīng)高出地面0.5m。滲渠的平面布置形式一般有三種情況:平行河流、垂直河流及平行與垂直河流相組合,滲渠的位置應(yīng)盡量靠近主河道和水位變化較小且有一定沖刷的直岸或凹岸。
因此滲渠有被沖刷的危險(xiǎn),故本條規(guī)定應(yīng)有防沖刷的措施。
5.2.23 滲渠出水量較大時(shí),其集水井一般分成兩格,接進(jìn)水管的一格可作沉沙室,另一格為吸水室。進(jìn)水管入口處設(shè)閘門以利于檢修。
V 復(fù)合井
5.2.25 復(fù)合井的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)具體的水文地質(zhì)條件確定,增加復(fù)合井的過濾器直徑,可加大管井部分的出水量,但管井部分的水量增加則對(duì)大口井井底進(jìn)水量的干擾程度也將增加,故為了減少干擾,管井的井徑不宜大于300mm。
5.2.26 復(fù)合井中管井與大口井在取水的過程中是相互干擾的,在此情況下過濾器下端過濾強(qiáng)度較大,為減少干擾,復(fù)合井內(nèi)管井的過濾器比單獨(dú)設(shè)置管井的過濾器要稍長(zhǎng)一些,一般增長(zhǎng)20%,同時(shí)靠大口井底下5m范圍內(nèi)的過濾器不宜考慮進(jìn)水。
5.2.27 復(fù)合井中大口井的設(shè)計(jì)與單獨(dú)設(shè)置大口井相同。復(fù)合井的施工可以參照大口井進(jìn)行施工。
其下部管井的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《管井技術(shù)規(guī)范》GB50296的有關(guān)規(guī)定。復(fù)合井的施工可以參照管井進(jìn)行施工。
5.3 地表水取水構(gòu)筑物
5.3 地表水取水構(gòu)筑物
5.3.1 地表水取水構(gòu)筑物位置的選擇應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合確定,并應(yīng)滿足下列條件:
1 位于水質(zhì)較好的地帶;
2 靠近主流,有足夠的水深,有穩(wěn)定的河床及邊岸,有良好的工程地質(zhì)條件;
3 盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮等影響;
4 不妨礙航運(yùn)和排洪,并應(yīng)符合河道、湖泊、水庫整治規(guī)劃的要求;
5 盡量不受河流上的橋梁、碼頭、丁壩、攔河壩等人工構(gòu)筑物或天然障礙的影響;
6 靠近主要用水地區(qū);
7 供生活飲用水的地表水取水構(gòu)筑物的位置,位于城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)上游的清潔河段,且大于工程環(huán)評(píng)報(bào)告規(guī)定的與上下游排污口的最小距離。
5.3.2 在沿海地區(qū)的內(nèi)河水系取水,應(yīng)避免咸潮影響。當(dāng)在咸潮河段取水時(shí),應(yīng)根據(jù)咸潮特點(diǎn)對(duì)采用避咸蓄淡水庫取水或在咸潮影響范圍以外的上游河段取水,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 避咸蓄淡水庫的有效調(diào)節(jié)容積,可根據(jù)歷年咸潮入侵?jǐn)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析所得出的原水氯化物平均濃度超過250mg/L時(shí)的連續(xù)不可取水天數(shù),并應(yīng)考慮連續(xù)不可取水期間必需的原水供應(yīng)量,計(jì)算得出;
2 避咸蓄淡水庫可利用現(xiàn)有河道容積蓄淡,也可利用沿河灘地筑堤修庫蓄淡等,并應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w條件確定;
3 可能發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)問題的避咸蓄淡水庫,應(yīng)采取增加水庫水流動(dòng)性和控藻、除藻措施。
5.3.3 在含藻的湖泊、水庫或河流取水時(shí),取水口位置的選擇應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《含藻水給水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ32的有關(guān)規(guī)定;在高濁度水源取水時(shí),取水口位置的選擇及避沙、避凌調(diào)蓄水池的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高濁度水給水設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ40的有關(guān)規(guī)定。
5.3.4 寒冷地區(qū)取水口應(yīng)設(shè)在水內(nèi)冰較少和不易受冰塊撞擊的地方,不宜設(shè)在流冰容易堆積的淺灘、砂洲和橋孔的上游附近;嚴(yán)寒地區(qū)的取水口不應(yīng)設(shè)在陡坡、流急、水深小的河段。
5.3.5 從江河取水的大型取水構(gòu)筑物,當(dāng)河道及水文條件復(fù)雜,或取水量占河道的最枯流量比例較大時(shí),應(yīng)采用計(jì)算機(jī)仿真模擬、水工模型試驗(yàn)或兩者相結(jié)合的方法,對(duì)取水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)做環(huán)境影響與設(shè)施安全可靠性的驗(yàn)證與優(yōu)化。
5.3.6 取水構(gòu)筑物的形式應(yīng)根據(jù)取水量和水質(zhì)要求,結(jié)合河床地形及地質(zhì)、河床沖淤、水深及水位變幅、泥沙及漂浮物、冰情和航運(yùn)等因素以及施工條件,在保證安全可靠的前提下,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。
5.3.7 江河、湖泊取水構(gòu)筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城市防洪標(biāo)準(zhǔn)。水庫取水構(gòu)筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與水庫大壩等主要建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)相同,并應(yīng)采用設(shè)計(jì)和校核兩級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
5.3.8 固定式取水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮發(fā)展的需要與銜接。
5.3.9 取水構(gòu)筑物應(yīng)根據(jù)水源情況,采取相應(yīng)保護(hù)措施防止下列情況發(fā)生:
1 漂浮物、泥沙、冰凌、冰絮和水生物的阻塞;
2 洪水沖刷、淤積、冰蓋層擠壓和雷擊的破壞;
2 洪水沖刷、淤積、冰蓋層擠壓和雷擊的破壞;
3 冰凌、木筏和船只的撞擊;
4 通航河道上水面浮油的進(jìn)入。
5.3.10 在通航水域中,取水構(gòu)筑物應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《內(nèi)河交通安全標(biāo)志》GB13851的規(guī)定并結(jié)合航運(yùn)管理部門的要求設(shè)置警示標(biāo)志。
5.3.11 岸邊式取水泵房進(jìn)口地坪的設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 當(dāng)泵房在渠道邊時(shí),應(yīng)為設(shè)計(jì)最高水位加0.5m;
2 當(dāng)泵房在江河邊時(shí),應(yīng)為設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m,必要時(shí)尚應(yīng)采取防止浪爬高的措施;
3 泵房在湖泊、水庫或海邊時(shí),應(yīng)為設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m,并應(yīng)采取防止浪爬高的措施。
5.3.12 位于江河上的取水構(gòu)筑物最底層進(jìn)水孔下緣距河床的高度,應(yīng)根據(jù)河流的水文和泥沙特性以及河床穩(wěn)定程度等因素確定,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 側(cè)面進(jìn)水孔不得小于0.5m;當(dāng)水深較淺、水質(zhì)較清、河床穩(wěn)定、取水量不大時(shí),其高度可減至0.3m;
2 頂面進(jìn)水孔不得小于1.0m;
3 在高濁度江河取水時(shí),應(yīng)在最底層進(jìn)水孔以上不同水深處設(shè)置多個(gè)可交替使用的進(jìn)水孔。
5.3.13 當(dāng)湖泊或水庫的取水構(gòu)筑物所處位置水深大于10m時(shí),宜采取分層取水方式。
5.3.14 位于湖泊或水庫的取水構(gòu)筑物最底層進(jìn)水孔下緣距水體底部的高度,應(yīng)根據(jù)水體底部泥沙沉積和變遷情況等因素確定,不宜小于1.0m;當(dāng)水深較淺、水質(zhì)較清,且取水量不大時(shí),可減至0.5m。
5.3.15 取水構(gòu)筑物淹沒進(jìn)水孔上緣在設(shè)計(jì)最低水位下的深度,應(yīng)根據(jù)水域的水文、冰情、氣象和漂浮物等因素通過水力計(jì)算確定,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 頂面進(jìn)水時(shí),不得小于0.5m;
2 側(cè)面進(jìn)水時(shí),不得小于0.3m;
2 側(cè)面進(jìn)水時(shí),不得小于0.3m;
3 湖泊、水庫取水或虹吸進(jìn)水時(shí),不宜小于1.0m;當(dāng)水體封凍時(shí),可減至0.5m;
4 水體封凍情況下,應(yīng)從冰層下緣起算;
5 湖泊、水庫、海邊或大江河邊的取水構(gòu)筑物,應(yīng)考慮風(fēng)浪的影響。
5.3.16 取水構(gòu)筑物的取水頭部宜分設(shè)兩個(gè)或分成兩格。漂浮物多的河道,相鄰頭部在沿水流方向宜有較大間距。
5.3.17 取水構(gòu)筑物進(jìn)水孔應(yīng)設(shè)置格柵,柵條間凈距應(yīng)根據(jù)取水量、冰絮和漂浮物等確定。小型取水構(gòu)筑物宜為30mm~50mm,大、中型取水構(gòu)筑物宜為80mm~120mm。當(dāng)江河中冰絮或漂浮物較多時(shí),柵條間凈距宜取大值。
5.3.18 進(jìn)水孔的過柵流速,應(yīng)根據(jù)水中漂浮物數(shù)量、有無冰絮、取水地點(diǎn)的水流速度、取水量、水環(huán)境生態(tài)保護(hù)要求以及檢查和清理格柵的方便等因素確定。計(jì)算進(jìn)水孔的過柵流速時(shí),格柵的阻塞面積應(yīng)按25%確定,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 岸邊式取水構(gòu)筑物,有冰絮時(shí)宜為0.2m/s~0.6m/s,無冰絮時(shí)宜為0.4m/s~1.0m/s;
2 河床式取水構(gòu)筑物,有冰絮時(shí)宜為0.1m/s~0.3m/s,無冰絮時(shí)宜為0.2m/s~0.6m/s;
3 鄰近魚類產(chǎn)卵區(qū)域時(shí),不應(yīng)大于0.1m/s。
5.3.19 當(dāng)需要清除通過格柵后水中的漂浮物時(shí),在進(jìn)水間內(nèi)可設(shè)置平板式格網(wǎng)、旋轉(zhuǎn)式格網(wǎng)或自動(dòng)清污機(jī)。平板式格網(wǎng)的阻塞面積應(yīng)按50%確定,通過流速不應(yīng)大于0.5m/s;旋轉(zhuǎn)式格網(wǎng)或自動(dòng)清污機(jī)的阻塞面積應(yīng)按25%確定,通過流速不應(yīng)大于1.0m/s。
5.3.20 進(jìn)水自流管或虹吸管的數(shù)量及其管徑應(yīng)根據(jù)最低水位,通過水力計(jì)算確定,其數(shù)量不宜少于兩條。當(dāng)一條管道停止工作時(shí),其余管道的通過流量應(yīng)滿足事故用水要求。
5.3.21 進(jìn)水自流管和虹吸管的設(shè)計(jì)流速,不宜小于0.6m/s。必要時(shí),應(yīng)有清除淤積物的措施。虹吸管宜采用鋼管。
5.3.22 取水構(gòu)筑物進(jìn)水間平臺(tái)上應(yīng)設(shè)便于操作的閘閥啟閉設(shè)備和格網(wǎng)起吊設(shè)備。必要時(shí),應(yīng)設(shè)清除泥沙的設(shè)施。
5.3.23 當(dāng)水位變幅大,水位漲落速度小于2.0m/h,且水流不急、要求施工周期短和建造固定式取水構(gòu)筑物有困難時(shí),可采用纜車或浮船等活動(dòng)式取水構(gòu)筑物。
5.3.24 活動(dòng)式取水構(gòu)筑物的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)供水規(guī)模、聯(lián)絡(luò)管的接頭形式及有無安全貯水池等因素,綜合考慮確定。
5.3.25 活動(dòng)式取水構(gòu)筑物的纜車或浮船應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性和剛度,機(jī)組、管道等的布置應(yīng)考慮纜車或船體的平衡。機(jī)組基座的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮減少機(jī)組對(duì)纜車或船體的振動(dòng),每臺(tái)機(jī)組均宜設(shè)在同一基座上。
5.3.26 纜車式和浮船式取水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50265的有關(guān)規(guī)定。
5.3.27 山區(qū)淺水河流的取水構(gòu)筑物可采用低壩式(活動(dòng)壩或固定壩)或底欄柵式。低壩式取水構(gòu)筑物宜用于推移質(zhì)不多的山區(qū)淺水河流;底欄柵式取水構(gòu)筑物宜用于大顆粒推移質(zhì)較多的山區(qū)淺水河流。
5.3.28 低壩位置應(yīng)選擇在穩(wěn)定河段上。壩的設(shè)置不應(yīng)影響原河床的穩(wěn)定性。取水口宜布置在壩前河床凹岸處。
5.3.29 低壩的壩高應(yīng)滿足取水深度的要求。壩的泄水寬度,應(yīng)根據(jù)河道比降、洪水流量、河床地質(zhì)以及河道平面形態(tài)等因素,綜合考慮確定。沖沙閘的位置及過水能力應(yīng)按將主槽穩(wěn)定在取水口前,并能沖走淤積泥沙的要求確定。
5.3.30 底欄柵的位置應(yīng)選擇在河床穩(wěn)定、縱坡大、水流集中和山洪影響較小的河段。
5.3.31 底欄柵式取水構(gòu)筑物的欄柵宜采用活動(dòng)分塊形式,間隙寬度應(yīng)根據(jù)河流泥沙粒徑和數(shù)量、廊道排沙能力、取水水質(zhì)要求等因素確定。欄柵長(zhǎng)度應(yīng)按進(jìn)水要求確定。底欄柵式取水構(gòu)筑物應(yīng)有沉沙、沖沙以及必要的防冰絮堵塞設(shè)施。
條文說明
此外,還應(yīng)注意河流上的人工構(gòu)筑物或天然障礙物對(duì)取水的影響,取水構(gòu)筑物布置需滿足以下要求:
(1)取水構(gòu)筑物宜設(shè)在橋前0.50km~1.00km或橋后1.00km以外的地方。
(2)取水構(gòu)筑物如與丁壩同岸時(shí),則應(yīng)設(shè)在丁壩上游,與壩前淺灘起點(diǎn)相距一定距離(岸邊式取水構(gòu)筑物不小于150m~200m,河床式取水構(gòu)筑物可以小些)。取水構(gòu)筑物也可設(shè)在丁壩的對(duì)岸,但不宜設(shè)在丁壩同一岸側(cè)的下游。
(3)取水構(gòu)筑物應(yīng)離開碼頭一定距離,如必須設(shè)在碼頭附近時(shí),最好伸入江心取水。此外,還應(yīng)考慮航行安全,與碼頭的距離應(yīng)征求航運(yùn)部門的意見。
(4)攔河壩由于水流流速減緩,泥沙容易淤積,故取水構(gòu)筑物宜設(shè)在其影響范圍以外。
5.3.2 沿海地區(qū)的內(nèi)河水系水質(zhì),在豐水期由于上游來水量大,原水含鹽度較低,但在枯水期上游徑流量大減,引起河口外海水倒灌,使內(nèi)河水含鹽度增高,可能超過生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為此,可采用在河道、海灣地帶筑庫,利用豐水期和低潮位時(shí)蓄積淡水,以解決就近取水的問題。
避咸蓄淡水庫的容積不僅決定了工程投資,還關(guān)系到供水保證率和水庫富營(yíng)養(yǎng)問題。過小了影響供水安全,過大了不僅增加工程投資,而且會(huì)引起水庫富營(yíng)養(yǎng)而導(dǎo)致新的水質(zhì)問題。因此以生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氯化物的限值為基準(zhǔn)進(jìn)行連續(xù)不可取水天數(shù)的分析,將使水庫容積確定的科學(xué)性更高,故做出了規(guī)定。避咸蓄淡水庫一般有兩種類型:一種是利用現(xiàn)有河道容積蓄水,即在河口或狹窄的海灣入口處設(shè)閘筑壩,以隔絕內(nèi)河徑流與海水的聯(lián)系,蓄積上游來的淡水徑流,達(dá)到區(qū)域內(nèi)用水量的年度或多年調(diào)節(jié)。近河口段已經(jīng)上溯的成水,由于其比重大于淡水而自然分層處于河道底部,待低潮位時(shí)通過壩體底部的泄水閘孔排出。這樣一方面上游徑流量不斷補(bǔ)充淡水,另一方面抓住時(shí)機(jī)向外排咸。浙江省大塘港水庫和香港的船灣淡水湖就是這種形式的實(shí)例。另一種是在河道沿岸有條件的灘地上筑堤,圍成封閉式水庫,當(dāng)河道中原水含鹽度低時(shí),及時(shí)將淡水提升入庫,蓄積起來,以備枯水期原水含鹽度不符合要求時(shí)使用。杭州的珊瑚沙水庫、上海寶山鋼鐵廠的寶山湖水庫、上海長(zhǎng)江引水工程的陳行水庫和青草沙水庫等,都是采用這種形式取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
5.3.3 大部分湖泊、水庫或流動(dòng)性低的河流會(huì)出現(xiàn)藻類,藻類爆發(fā)時(shí)會(huì)嚴(yán)重威脅供水安全,F(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《含藻水給水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ32對(duì)含藻水取水口的選擇做了詳細(xì)規(guī)定。而在高濁度水源取水時(shí),取水口位置的選擇面臨避沙問題,且在嚴(yán)寒地區(qū)還將面臨避凌問題,現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高濁度水給水設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ40對(duì)此也做了詳細(xì)規(guī)定。
5.3.4 寒冷地區(qū)在選擇取水口位置時(shí),必須了解河流的結(jié)冰情況和收集冰凌資料,如流冰期河流產(chǎn)生大量的岸底冰和水內(nèi)冰,經(jīng)常堵塞取水口,有的河流由于流速較大無法形成冰蓋而產(chǎn)生冰穴,而有的河流產(chǎn)生冰壩及冰塞。以上情況均威脅取水口的安全,所以取水口應(yīng)設(shè)在水內(nèi)冰較少和不受冰塊撞擊的地點(diǎn),在易于產(chǎn)生水內(nèi)冰的急流,冰穴冰洞河段及支流入?yún)R口的下游處均不宜設(shè)置取水口。取水口應(yīng)盡量避免設(shè)在流冰易于堆積的淺灘、沙洲和橋孔的上游附近.一般布置在淺灘、沙洲上游150m,橋孔上游500m以外的地方。
嚴(yán)寒地區(qū)的取水口不應(yīng)設(shè)在陡坡、流急、水深小的河段。一般要求河流速度不宜過大(2m/s~3m/s)、水深不宜過小(0.5m~0.6m),否則在這種河段水內(nèi)冰不能浮起,結(jié)不成冰蓋,不封凍,河水中大量的冰花呈冰絮狀或冰球,威脅取水安全。
5.3.5 通過水工模型試驗(yàn)可達(dá)到如下目的:
(1)研究河流在自然情況下或在取水構(gòu)筑物作用下的水流形態(tài)及河床變化;擬建取水構(gòu)筑物對(duì)河道是否會(huì)產(chǎn)生影響及采取相應(yīng)的有效措施。
(2)為保證取水口門前有較好的流速流態(tài),汛期能取到含沙量較少的水,冬季能促使冰水分層,須通過水工模型試驗(yàn)提出河段整治措施。
(3)研究取水口門前泥沙沖淤變化規(guī)律,提出減淤措施及取水構(gòu)筑物形式。
(4)當(dāng)大型取水構(gòu)筑物的取水量占河道最枯流量的比例較大時(shí),通過試驗(yàn),提出取水量與枯水量的合理比例關(guān)系。
近年來隨著計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)的日益先進(jìn),在水工模型試驗(yàn)之前先進(jìn)行仿真模擬將有效提高工作效率,節(jié)約工程前期研究工作時(shí)間。一定條件下,可直接采用仿真模擬指導(dǎo)設(shè)計(jì)而省去水工模型試驗(yàn)。
5.3.6 本條是關(guān)于取水構(gòu)筑物形式選擇的原則規(guī)定。
(1)河道主流近岸,河床穩(wěn)定且較陡,岸邊有足夠水深。泥沙、漂浮物、冰凌較嚴(yán)重的河段常采用岸邊式取水構(gòu)筑物,具有管理操作方便,取水安全可靠,對(duì)河流水力條件影響小等優(yōu)點(diǎn)。
(2)主流遠(yuǎn)離取水河岸,但河床穩(wěn)定、河岸平坦、岸邊水深不能滿足取水要求或岸邊水質(zhì)較差時(shí),可采用取水頭部伸入河中的河床式取水構(gòu)筑物,通過自流或虹吸管流至岸邊取水泵房或進(jìn)水井。
(3)中南、西南地區(qū)水位變幅大,為了確?、洪水期安全取水并取得較好的水質(zhì),常采用豎井式泵房;電力工程系統(tǒng)也有采用能避免大量水下工程量的岸邊縱向低流槽式取水口。
(4)西北地區(qū)常采用斗槽式取水構(gòu)筑物,以克服泥沙和潛冰對(duì)取水的威脅;在高濁度河流中取水,可根據(jù)沙峰特點(diǎn),經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證采用避沙蓄清水庫或采取其他避沙措施。
(5)水利系統(tǒng)在山區(qū)淺水河床上采用低壩式或底欄柵式取水構(gòu)筑物較多。
(6)中南、西南地區(qū)采用有能適應(yīng)水位漲落、基建投資省的活動(dòng)式取水構(gòu)筑物。
5.3.7 本條為強(qiáng)制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行,F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50805和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201都明確規(guī)定,堤防工程采用“設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”一個(gè)級(jí)別;但水庫大壩和取水構(gòu)筑物采用設(shè)計(jì)和校核兩級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。原規(guī)范中“其設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期不得低于100年”與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50265中規(guī)定不一致,據(jù)了解,有些中小城市(鎮(zhèn))很難達(dá)到100年標(biāo)準(zhǔn),故本次刪除了此條內(nèi)容.設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50265和《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50805執(zhí)行。
江河取水構(gòu)筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于城市的防洪標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,旨在強(qiáng)調(diào)取水構(gòu)筑物在確保城市安全供水的重要性。
5.3.8 根據(jù)我國(guó)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),考慮到固定式取水構(gòu)筑物工程量大,水下施工復(fù)雜,擴(kuò)建困難等因素,設(shè)計(jì)時(shí),一般結(jié)合發(fā)展需要統(tǒng)一考慮,如有些工程土建按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì),設(shè)備分期安裝。
5.3.9 據(jù)調(diào)查,漂浮物、泥沙、冰凌、冰絮等是危害取水構(gòu)筑物安全運(yùn)行的主要因素,設(shè)計(jì)必須慎重,并應(yīng)采取相應(yīng)措施。
(1)防沙、防漂浮物。
(1)防沙、防漂浮物。
應(yīng)從取水河段的形態(tài)特征和岸形條件及其水流特性,選擇好取水構(gòu)筑物位置,重視人工構(gòu)筑物和天然障礙物對(duì)取水構(gòu)筑物的影響。很多實(shí)例由于取水口的河床不穩(wěn)定,處于回水區(qū),河道整治時(shí)未考慮已建取水口等原因,引起取水口堵塞、淤積,需進(jìn)行改造,甚至報(bào)廢。
取水頭部的位置及選型不當(dāng),也會(huì)引起頭部堵塞。
大量泥沙及漂浮物從頭部進(jìn)入引水管、進(jìn)水間,會(huì)引起管道和進(jìn)水間內(nèi)淤積,給運(yùn)行造成困難。引水管設(shè)計(jì)應(yīng)滿足初期不淤流速要求,進(jìn)水間內(nèi)要有除草、沖淤、吸沙等措施。
(2)洪水沖刷危及取水構(gòu)筑物的安全是設(shè)計(jì)必須重視的問題。
如四川省1981年7月曾發(fā)生特大洪水沖毀取水構(gòu)筑物、沖走取水頭、沖斷引水管等事故,應(yīng)予避免。
(3)在海灣、湖泊、水庫取水時(shí),要調(diào)查水生物生長(zhǎng)規(guī)律,設(shè)計(jì)要有防治水生物滋生的措施。
(4)在通航水域上船只漏油時(shí)有發(fā)生,油一旦進(jìn)入水廠將很難處理,嚴(yán)重影響出廠水的感官指標(biāo),故必須采取措施。對(duì)于水源存在油污染風(fēng)險(xiǎn)的水廠,應(yīng)在取水口處儲(chǔ)備攔阻浮油的圍欄。北方寒冷地區(qū)河流冬季一般可分為三個(gè)階段:河流凍結(jié)期、封凍期和解凍期。河流凍結(jié)期,水內(nèi)冰、冰絮、冰凌會(huì)凝固在取水口攔污柵上,從而增加進(jìn)水口的水頭損失,甚至?xí)氯∷,故需考慮防冰措施,如取水口上游設(shè)置導(dǎo)凌設(shè)施、采用橡木格柵、用蒸汽或電熱進(jìn)水格柵等。河流在封凍期能形成較厚的冰蓋層,由于溫度的變化,冰蓋膨脹所產(chǎn)生的巨大壓力使取水構(gòu)筑物遭到破壞,如某水庫取水塔因冰層擠壓而產(chǎn)生裂縫。為了預(yù)防冰蓋的破壞,可采用壓縮空氣鼓動(dòng)法、高壓水破冰法等措施或在構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)考慮冰壓力的作用。根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)院的經(jīng)驗(yàn),斗槽式取水構(gòu)筑物能減少泥沙及防止冰凌危害,如建于黃河某工程的雙向斗槽式取水構(gòu)筑物,在冬季運(yùn)行期間,水由斗槽下游閘孔進(jìn)水,斗槽內(nèi)約99%面積被封凍,冰厚達(dá)40mm~50mm,河水在冰蓋下流入泵房進(jìn)水間,槽內(nèi)無冰凌現(xiàn)象。
5.3.10 通常在取水口上游1000m和下游100m的范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)志牌。有航運(yùn)的河道上還應(yīng)在取水口上裝設(shè)信號(hào)燈,移動(dòng)式取水口應(yīng)加設(shè)防護(hù)樁及信號(hào)燈或其他形式的明顯標(biāo)志,以避免來往船只沖擊取水口的事故發(fā)生。
5.3.11 泵房建于堤內(nèi),由于受河道堤岸的防護(hù),取水泵房不受江河、湖泊高水位的影響,進(jìn)口地坪高程可不按高水位設(shè)計(jì),因此本標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)確定泵房地面層高程的幾條規(guī)定僅適用于修建在堤外的岸邊式取水泵房。泵房進(jìn)口地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高在有關(guān)規(guī)程、規(guī)范中均有規(guī)定,現(xiàn)對(duì)比見表9。
從表9中可以看出,泵房進(jìn)口地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高確定原則基本一致,本標(biāo)準(zhǔn)分三種情況更為合理。
5.3.12 江河進(jìn)水孔下緣離河床的距離取決于河床的淤積程度和河床質(zhì)的性質(zhì)。根據(jù)對(duì)中南、西南地區(qū)60余座固定式泵站取水頭部及全國(guó)100余個(gè)地面水取水構(gòu)筑物進(jìn)行的調(diào)查,現(xiàn)有江河上取水構(gòu)筑物進(jìn)水孔下緣距河床的高度,一般都大于0.5m,而水質(zhì)清、河床穩(wěn)定的淺水河床,當(dāng)取水量較小時(shí),其下緣的高度為0.3m。當(dāng)進(jìn)水孔設(shè)于取水頭部頂面時(shí),由于淤積有造成取水口全部堵死的危險(xiǎn),因此規(guī)定了較大的高程差。對(duì)于斜板式取水頭部,為使從斜板滑下的泥沙能隨水沖向下游,確保取水安全,不被泥沙淤積,要加大進(jìn)水口距河床的高度。
在高濁度江河取水時(shí),為防止底部進(jìn)水口淤積后無法正常取水,應(yīng)采用設(shè)置多層進(jìn)水窗口的方式。
5.3.13 湖泊、水庫水的水質(zhì)隨季節(jié)和水深有較大的變化。夏秋季表層水溫高,藻含量很高。湖泊、水庫底的水,含氧量不足,F(xiàn)e2+、Mn2+、硫化氫含量增加。汛期、洪水期或暴雨后,湖泊、水庫水的渾濁度常常增高,不同深度的渾濁度也不同。因此采用分層取水時(shí),在不同季節(jié),可從不同水深取得較好水質(zhì)的原水。
5.3.14 據(jù)調(diào)查,某些湖泊水深較淺,但水質(zhì)較清,故湖底泥沙沉積較緩慢,對(duì)于小型取水構(gòu)筑物,取水口下緣距湖底的高度可從一般的1.0m減小至0.5m。
5.3.15 進(jìn)水口淹沒水深不足,會(huì)形成漩渦,帶進(jìn)大量空氣和漂浮物,使取水量大大減少。根據(jù)調(diào)查已建取水頭部進(jìn)水孔的淹沒水深,一般都在0.45m~3.2m,其中大部分在1.0m以上。為了避免湖泊、水庫取水時(shí)挾帶表層水中大量的藻、浮游生物和漂浮生物免受冰層妨礙取水,同時(shí),為了保證虹吸進(jìn)水時(shí)虹吸不被破壞,規(guī)定最小淹沒深度不宜小于1.0m,但考慮到河流封凍后,水面不受各種因素的干擾,故條文中規(guī)定“當(dāng)水體封凍時(shí),可減至0.5m”。
水泵直接吸水的吸水喇叭口淹沒深度與虹吸進(jìn)水要求相同。在確定通航區(qū)進(jìn)水孔的最小淹沒深度時(shí),應(yīng)注意船舶通過時(shí)引起波浪的影響以及滿足船舶航行的要求。進(jìn)水頭部的頂高,同時(shí)應(yīng)滿足航運(yùn)零水位時(shí),船舶吃水深度以下最小富裕水深的要求,并征得航運(yùn)部門的同意。
5.3.16 據(jù)調(diào)查,為取水安全,取水頭部常設(shè)置2個(gè)。有些工程為減少水下工程量,將2個(gè)取水頭部合成1個(gè),但分成2格。另外,相鄰頭部之間不宜太近,特別在漂浮物多的河道,因相隔過近,將加劇水流的擾動(dòng)及相互干擾,如有條件,應(yīng)在高程上或伸入河床的距離上彼此錯(cuò)開。某工學(xué)院為某廠取水頭部進(jìn)行的水工模型試驗(yàn)指出:“一般兩根進(jìn)水管間距宜不小于頭部在水流方向最大尺寸的3倍”。由于各地河道水流特性的不同及挾帶漂浮物等情況的差異,頭部間距應(yīng)根據(jù)具體情況確定。
5.3.17 據(jù)調(diào)查,柵條凈距大都在40mm~100mm,個(gè)別最小為20mm(南京城北水廠,1996年建成),最大為120mm(湘潭一水廠)。據(jù)水利系統(tǒng)排灌泵站調(diào)查數(shù)據(jù),柵距一般在50mm~100mm。
現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50265-2010對(duì)攔污柵柵條凈距規(guī)定:對(duì)于軸流泵,可取 D0/20;對(duì)于混流泵和離心泵,可取 D0/30, D0為水泵葉輪直徑。最小凈距不得小于50mm。
根據(jù)上述情況,原規(guī)范制定的柵條間凈距是合理的。
據(jù)調(diào)查反映,手工清除的岸邊格柵,在漂浮物多的季節(jié),因清除不及時(shí),柵前后水位差可達(dá)1m~2m,影響正常供水,故應(yīng)采用機(jī)械清除措施,確保供水安全。
5.3.18 過柵流速是確定取水頭部外形尺寸的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。如流速過大,易帶入泥沙、雜草和冰凌;流速過小,會(huì)加大頭部尺寸,增加造價(jià)。因此過柵流速應(yīng)根據(jù)條文規(guī)定的諸因素決定。如取水地點(diǎn)的水流速度大,漂浮物少,取水規(guī)模大,則過柵流速可取上限,反之,則取下限。
據(jù)調(diào)查,淹沒式取水頭部進(jìn)水孔的過柵流速(無冰絮)多數(shù)在0.2m/s~0.6m/s,最小為0.02m/s(九江河?xùn)|水廠,取水規(guī)模只有188m³/h),最高為2.0m/s(南京上元門水廠)。東北地區(qū)淹沒式取水頭部的過柵流速多數(shù)在0.1m/s~0.3m/s(無冰絮),對(duì)于岸邊式取水構(gòu)筑物,格柵起吊、清渣都很方便,故過柵流速比河床式取水構(gòu)筑物的規(guī)定略高。
考慮到水生態(tài)保護(hù)的需要,過柵流速過大可能導(dǎo)致魚卵或魚苗吸入,參照國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),對(duì)鄰近魚類產(chǎn)卵區(qū)域提出了不宜大于0.1m/s的過柵流速要求。
5.3.19 本條是關(guān)于格網(wǎng)(柵)形式及過網(wǎng)流速的規(guī)定。
(1)關(guān)于格網(wǎng)(柵)形式。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的去除漂浮物的新型設(shè)備及供應(yīng)情況,規(guī)定中除平板式格網(wǎng)、旋轉(zhuǎn)式格網(wǎng)外,增加了自動(dòng)清污機(jī)。
據(jù)調(diào)查,平板式格網(wǎng)因清洗勞動(dòng)強(qiáng)度大,特別在較深的豎井泵房進(jìn)水間,起吊清洗難度更大,因此在漂浮物較多的取水工程中采用日趨減少。
板框旋轉(zhuǎn)式濾網(wǎng)在電力系統(tǒng)使用較多,但存在維修工作量大,去除漂浮物效率不高等問題。雙面進(jìn)水轉(zhuǎn)鼓濾網(wǎng)應(yīng)用于大流量,維修工作少,去除漂浮物效率高,在電力及核電系統(tǒng)的大型取水泵站已有應(yīng)用。
各種形式的自動(dòng)清污機(jī)除用于污水系統(tǒng)外,也大量應(yīng)用于給水取水工程中。如成都各水廠都改用了回轉(zhuǎn)式自動(dòng)清污機(jī),其中設(shè)計(jì)取水規(guī)模為每天180萬立方米的六水廠共安裝10臺(tái)。由于清污機(jī)的柵條凈距可根據(jù)用戶需要制造,小的可到幾個(gè)毫米,可以滿足去除細(xì)小漂浮物的工藝要求。
現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50265將耙斗(齒)式、抓斗式、回轉(zhuǎn)式等清污機(jī)已列入條文中。
(2)關(guān)于過網(wǎng)(柵)流速。
根據(jù)電力系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn),旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)采用過網(wǎng)流速為1.0m/s,自動(dòng)清污機(jī)也都采用1.0m/s過柵流速,考慮平板格網(wǎng)清污困難,原定流速0.5m/s是合理的。
5.3.20 考慮到進(jìn)水管部分位于水下,易受洪水沖刷及淤積,一旦發(fā)生事故,修復(fù)困難,時(shí)間也長(zhǎng),為確保供水安全,要求進(jìn)水管設(shè)置不宜少于兩條,當(dāng)一條發(fā)生事故時(shí),其余進(jìn)水管仍能繼續(xù)運(yùn)行,并滿足事故用水量的要求。
5.3.21 進(jìn)水管的最小設(shè)計(jì)流速不應(yīng)小于不淤流速。四川某電廠取水口原設(shè)有三條進(jìn)水管,同時(shí)運(yùn)行時(shí)平均流速為0.37m/s,進(jìn)水管被淤,而當(dāng)兩條進(jìn)水管工作,管內(nèi)流速上升至0.55m/s時(shí)則運(yùn)轉(zhuǎn)正常。因此為保證取水安全,應(yīng)特別注意進(jìn)水管流速的控制。在確定進(jìn)水管管徑及根數(shù)時(shí),需考慮初期取水規(guī)模小的因素,采取措施,使管內(nèi)初期流速滿足不淤流速的要求。據(jù)調(diào)查進(jìn)水管流速一般都大于0.6m/s,常采用1.0m/s~1.5m/s。實(shí)踐證明,在原水濁度大、漂浮物多的河流取水,頭部被堵,進(jìn)水管被淤,時(shí)有發(fā)生,設(shè)計(jì)應(yīng)有防堵、清淤的措施。
根據(jù)國(guó)內(nèi)實(shí)踐,虹吸管管材一般采用鋼管,防止漏氣,以確保虹吸管的正常運(yùn)行。
5.3.22 根據(jù)國(guó)內(nèi)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),進(jìn)水間平臺(tái)上一般設(shè)有閘閥的啟閉設(shè)備、格網(wǎng)的起吊設(shè)備、平板格網(wǎng)的清洗設(shè)施等。泥沙多的地區(qū)還設(shè)有沖動(dòng)泥沙或吸泥裝置。
5.3.23 當(dāng)建造固定式取水構(gòu)筑物有困難時(shí),可采用活動(dòng)式取水構(gòu)筑物。在水流不穩(wěn)定、河勢(shì)復(fù)雜的河流上取水,修建固定式取水構(gòu)筑物往往需要進(jìn)行耗資巨大的河道整治工程,對(duì)于中、小型水廠常帶來困難,而活動(dòng)式(特別是浮船)具有適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性大的特點(diǎn),能適應(yīng)水流的變化。此外,某些河流由于水深不足,若修建取水口會(huì)影響航運(yùn)或者當(dāng)修建固定式取水口有大量水下工程量、施工困難、投資較高,而當(dāng)?shù)赜质苁┕ぜ百Y金的限制時(shí),可選用纜車或浮船取水。
根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),活動(dòng)式取水構(gòu)筑物存在操作、管理麻煩及供水安全性差等缺點(diǎn),特別在水流湍急、河水漲落速度大的河流上設(shè)置活動(dòng)式取水構(gòu)筑物時(shí),尤需慎重。故本條強(qiáng)調(diào)了“水位漲落速度小于2.0m/h,且水流不急”的限制條件,并規(guī)定“要求施工周期短和建造固定式取水構(gòu)筑物有困難時(shí),可考慮采用活動(dòng)式取水構(gòu)筑物”。
據(jù)調(diào)查,已建纜車取水規(guī)模有達(dá)每天10余萬立方米,水位變幅為20m~30m的;已建單船取水能力最大達(dá)每天30萬立方米,水位變幅為20m~38m,聯(lián)絡(luò)管直徑最大達(dá)1200mm。目前,浮船多用于湖泊、水庫取水,纜車多用于河流取水。由于活動(dòng)式取水構(gòu)筑物本身特點(diǎn),目前設(shè)計(jì)采用已日趨減少。
5.3.24 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,決定活動(dòng)式取水構(gòu)筑物個(gè)數(shù)的因素很多,如供水規(guī)模、供水要求、接頭形式、有無調(diào)節(jié)水池、船體是否進(jìn)塢修理等.但主要取決于供水規(guī)模、接頭形式及有無安全貯水池。根據(jù)國(guó)內(nèi)使用情況,過去常采用階梯式活動(dòng)連接,在洪水期間接頭拆換頻繁,拆換時(shí)迫使取水中斷,一般設(shè)計(jì)成一座取水構(gòu)筑物再加調(diào)節(jié)水池。隨著活絡(luò)接頭的改進(jìn),搖臂式聯(lián)絡(luò)管、曲臂式聯(lián)絡(luò)管的采用,特別是浮船取水中鋼行架搖臂聯(lián)絡(luò)管實(shí)踐成功.使拆換接頭次數(shù)大為減少,甚至不需拆換,供水連續(xù)性較前有了大的改進(jìn),故有的浮船取水工程僅設(shè)置一條浮船。由于受到纜車牽引力、接頭形式、材料等因素的影響,因此活動(dòng)式取水構(gòu)筑物的個(gè)數(shù)又受到供水規(guī)模的限制,本條文僅做原則性規(guī)定。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況,在保證供水安全的前提下確定取水構(gòu)筑物的個(gè)數(shù)。
5.3.25 當(dāng)泵車穩(wěn)定性和剛度不足時(shí),會(huì)由于軌道不均勻沉降產(chǎn)生縱向彎曲,而使部分支點(diǎn)懸空,引起車架桿件內(nèi)力劇變而變形;車架承壓豎桿和空間剛度不夠而變形;平臺(tái)梁懸過長(zhǎng),結(jié)構(gòu)又按自由端處理,在動(dòng)荷載作用下,使泵車平臺(tái)可能產(chǎn)生共振;機(jī)組布置不合理,車體施工質(zhì)量不好等原因引起振動(dòng)。因此條文中強(qiáng)調(diào)了泵車結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度的要求。車架的穩(wěn)定性和剛度除應(yīng)通過泵車結(jié)構(gòu)各種受力狀態(tài)的計(jì)算以保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生共振現(xiàn)象外,還應(yīng)通過機(jī)組、管道等布置及基座設(shè)計(jì),采取使機(jī)組重心與泵車軸線重合或降低機(jī)組、桁架重心等措施,以保持纜車平衡,減小車架振動(dòng),增加其穩(wěn)定性。
為保證浮船取水安全運(yùn)行,浮船設(shè)計(jì)應(yīng)滿足有關(guān)平衡與穩(wěn)定性的要求。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),首先應(yīng)通過設(shè)備和管道布置來保持浮船平衡并通過計(jì)算驗(yàn)證。當(dāng)浮船設(shè)備安裝完畢,可根據(jù)船只傾斜及吃水情況,采用固定重物艙底壓載平衡;浮船在運(yùn)行中,也可根據(jù)具體條件采用移動(dòng)壓載或液壓壓載平衡。
浮船的穩(wěn)定性應(yīng)通過驗(yàn)算確定。在任何情況下,浮船的穩(wěn)定性衡準(zhǔn)系數(shù)不應(yīng)少于1.0,即在浮船設(shè)計(jì)時(shí),回復(fù)力矩M。與傾覆力矩M,的比值K≥1.0,以保證在風(fēng)浪中或起吊聯(lián)絡(luò)管時(shí)能安全運(yùn)行。
機(jī)組基座設(shè)計(jì)要減少對(duì)船體的振動(dòng),對(duì)于鋼絲網(wǎng)水泥船尤應(yīng)注意。
5.3.27 山區(qū)河流水量豐富,但屬淺水河床,水深不夠使取水困難。
推移質(zhì)不多的山區(qū)河流常采用低壩取水形式。低壩可分活動(dòng)壩及固定壩。活動(dòng)壩除一般的攔河閘外還有橡膠壩、浮體閘、水力自動(dòng)翻板閘等新型活動(dòng)壩,洪水來時(shí)能自動(dòng)迅速開啟泄洪、排沙,水退時(shí)又能迅速關(guān)閉蓄水,以滿足取水要求。
山溪河道,河床坡度較陡,當(dāng)水流中帶有大量的卵石、礫石及粗沙推移質(zhì)時(shí),常采用底欄柵取水形式。取水流量最大已達(dá)35m³/s,據(jù)統(tǒng)計(jì),使用于灌溉及電力系統(tǒng)已達(dá)到70余座,其中新疆已建近50座。
5.3.28 為確保壩基的安全穩(wěn)定,低壩應(yīng)建在河床穩(wěn)定、地質(zhì)較好的河段,并通過一些水工設(shè)施,使壩下游處的河床保持穩(wěn)定。選擇低壩位置時(shí),尚應(yīng)注意河道寬窄要適宜,并在支流入口上游,以免泥沙影響。
取水口設(shè)在凹岸可防止泥沙淤積,確保安全取水。寒冷地區(qū)修建取水口應(yīng)選在向陽一側(cè),以減少冰凍影響。
有些地區(qū)山溪河岸不穩(wěn)定,夏季易發(fā)洪水和泥石流,應(yīng)考慮取水口防沖和盡快恢復(fù)的措施。
5.3.29 低壩取水樞紐一般由溢流壩、進(jìn)水閘、導(dǎo)沙坎、沉沙槽、沖沙閘、導(dǎo)水墻及防洪堤等組成。
溢流壩主要為抬高水位滿足取水要求,同時(shí)也應(yīng)滿足泄洪要求,因此壩頂應(yīng)有足夠的溢流長(zhǎng)度。如其長(zhǎng)度受到限制或上游不允許壅水過高時(shí),可采用帶有閘門的溢流壩或攔河閘,以增大泄水能力,降低上游壅水位。如成都六水廠每天180萬m取水口就采用了攔河閘形式。
進(jìn)水閘一般位于壩側(cè),其引水角對(duì)含沙量小的河道為90°。新建灌溉工程一般采用30°~40°,以減少進(jìn)沙量。沖沙閘布置在壩端與進(jìn)水閘相鄰,其作用是滿足沖沙及穩(wěn)定主槽。據(jù)統(tǒng)計(jì),運(yùn)用良好的沖沙閘總寬約為取水工程總寬的1/10~1/3。
5.3.30 根據(jù)新疆的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),底欄柵式取水構(gòu)筑物宜建在山溪河流出口處或出山口以上的峽谷河段。該處河床穩(wěn)定,水流集中,縱坡較陡(要求在1/50~1/20),流速大,推移質(zhì)顆粒大,含細(xì)顆粒較少,有利于引水排沙。曾有初期修建在出口以下沖積扇河段上的底欄柵,由于泥沙淤積被迫上遷至出口處后運(yùn)行良好的實(shí)例。
5.3.31 底欄柵式取水構(gòu)筑物一般有溢流壩、進(jìn)水欄柵及引水廊道組成的底欄柵壩、進(jìn)水閘、由導(dǎo)沙坎和沖沙閘及沖沙廊道組成的泄洪沖沙系統(tǒng)以及沉沙系統(tǒng)等組成。
柵條做成活動(dòng)分塊形式,便于檢修和清理,便于更換。為減少卡塞及便于清除,柵條一般做成鋼制梯形斷面,順?biāo)鞣较虿贾,柵面向下游傾斜,底坡為0.1~0.2。柵隙根據(jù)河道沙礫組成確定,一般為10mm~15mm。
沖沙閘在汛期用來泄洪排沙,穩(wěn)定主槽位置,平時(shí)關(guān)閉壅水。故沖沙閘一般設(shè)于河床主流,其閘底應(yīng)高出河床0.5m~1.5m,防止閘板被淤。
設(shè)置沉沙池可以去除進(jìn)入廊道的小顆粒推移質(zhì),避免集水井淤積,改善水泵運(yùn)行條件。