滁州市四水厂(水库水)取水口形式选择

滁州市四水厂(水库水)取水口形式选择
摘要：文章对水库取水口形式做了综合比选，为使取到优质水，从取水方式、引水形式以及泵房形式等全面论述，阐述了水库取水的主要形式。

关键词：取水口、分层取水、引水形式
滁州市第四水厂取水于沙河集水库，近期（2015年）5万，远期（2020年）15万；土建及取水口按15万建设，设备按5万安装。

沙河集水库位于滁州市清流河支流大沙河上，距市区约12，大坝顶高程42.69，设计洪水位40.91，兴利蓄水位38.59，死水位29.69，汇水面积300，总库容18500万，调节库容8620万，死库容为1530万，为灌溉，防洪，供水等综合利用的大型水库。

1取水口形式选择
本工程取水口与泵站相隔约500m，中间山体高程在75.0m左右，根据现场踏勘情况及掌握的取水口有关资料，本工程取水限制水位为24.18m，取水口附近库底最低高程为15.0m，该水位线以上山体较陡，以下山体则较为平缓，岩塞爆破主爆方向向上，爆破后大量石碴仍将下落至取水口及周围，影响取水口运行，而取水口施工时无法降低水库水位。

根据库岸地形条件，取水口可采用岸塔式和竖井式两种结构。

方案一：竖井式取水口，该结构取水口布置在水库河床上，为水中竖井结构，采用竖井与隧洞连接，竖井浇筑至43.2m高程，高于校核洪水位0.99m，竖井在23.0m和30.0m高程设置两层取水口，实现分层取水，保证源水质量，每层取水口由4孔组成，90°角等分布置，设旋转式闸门/拦污栅。

连接隧洞在水库下应降坡至13.45m高程。

该取水口可采用钢板桩围堰施工，钢板桩围堰维护后可以将围堰内水抽干进行竖井施工。

钢板桩围堰定型的拉森钢板桩插打而成，直径6.0m，顶高程39.0m，采用作业船水中插打，围堰总耗钢量9.5t，围堰直接费用约50.0万元。

竖井内径2.0m，壁厚0.4m，C25钢筋混凝土结构。

竖井底部0.5m深沉砂池。

顶部悬挑1.2m，保证旋转启闭闸门空间，上设复合不锈钢栏杆，井筒外壁设爬梯上下。

该方案优点是取水口位于水库主河道，且分层取水，能保证取水质量。

闸门/拦污栅交替布置，结构简单，启门力小，人工旋转启闭，不需设置启闭机。

钢板桩围堰施工方便，拉森钢板桩可以租赁使用。

缺点是竖井交通不便，平时维护、管理依靠船只进行。

方案二：岸塔式取水口，岸塔式结构进水口底高程根据供水限制水位（24.18m）确定为22.50m，进水口最小水深1.68m。

取水口由拦污栅井、检修闸
门井和通气进水井组成，顺水流向长6.6m，宽3.2m，前部设拦污栅，孔口尺寸为2.0m×2.5m（宽×高）；中部设检修闸门，孔口尺寸为1.5m×2.0m（宽×高）；后部检修进人井 1.0×2.0m（长×宽）。

启闭平台高程43.2m，高于水库校核洪水位（42.21m）0.99m。

上游布置清污平台宽1.4m，由于沙河集水库水质较好，污物较少，前部设钢筋混凝土框架固定3t电动葫芦提栅清污。

后设启闭机房，启闭机房4.4m×4.3m（长×宽），高4.0m，设置20t电动葫芦启闭检修闸门。

启闭平台两侧各悬挑0.6m，满足日常检修要求。

启闭平台架设1.8m宽的交通桥与岸坡连接，交通桥单跨，跨度15.0m。

清污平台和交通桥上设复合不锈钢栏杆。

取水口底板厚0.6m，边墩厚0.6m，横墙厚0.4m，为C25钢筋混凝土结构，门槽二期混凝土采用C30。

上部启闭排架采用C25钢筋混凝土结构。

启闭机台交通桥采用C30钢筋混凝土板梁结构。

进水口前开挖明渠底高程22.1m，底宽3.2m，两侧开挖边坡1:1.5，采用厚0.15m的C20混凝土护底。

边坡采用喷8cm厚C30混凝土防护，设系统锚杆φ16@3000×3000 L=3000，布置φ50@3000×3000L3000坡面排水孔，已消除库水位骤降时边坡水压力。

进口围堰高程以1987年库水位加安全超高定为39.0m。

顶宽取3.0m。

围堰边坡取1：3，围堰填筑量30.5万m3，围堰填筑拆除费用约1500万元。

该方案优点是岸边布置，有交通直达操作平台，运行管理方便。

缺点是布置库岸，底层取水，取水质量不如方案一；围堰工程量巨大，投资很大，且附近无合适取土料场。

综合比较上述方案，方案一优势较明显，故取水口形式采用竖井式取水口。

2引水形式选择
取水口与泵站相隔约500m，中间山体高程在75.0m左右，输水管道采用明渠、埋管等均不具备施工条件，只有采用隧洞方式引水。

取水泵房形式选择
取水泵房方案包括泵形选择、泵房形式及泵房布置等。

(1)水泵泵型选择
取水泵房常用水泵类形有：离心泵、斜流泵和潜水泵。

三种类型水泵优缺点比较如下：
①离心泵
离心泵是给水工程中广泛采用的一种水泵，其特点是流量、扬程适用范围广，结构简单、体型轻便、效率较高，大型水泵的效率高达86—9l％，并且其使用寿命长、安装检修方便、维护二仁作量相对较小。

缺点是泵房间与吸水井要分开，
泵房施工较复杂，土建投资较高，泵房占地面积较大。

②潜水泵
水泵直接安装在集水池内，不需要吸水管道，泵房占地面积较小。

缺点是潜水泵效率较低，其工作扬程范围较为狭窄，在水位变幅较大的情况下，大流量的潜水泵不能适应扬程的变化，还易出现故障、使用寿命相对较短，设备安装、维护也较复杂。

③斜流泵
与潜水泵房类似，水泵安装在集水池内，不需要吸水管道，泵房占地面积较小，而且，电机不淹没于水中，安全性较潜水泵提高。

斜流泵的性能与离心泵相同，能适应流量、扬程的变化，水泵效率较高，达到80％以上，但较离心泵的效率约低2～3％。

立式斜流泵需要较长的进水流道，设备安装的要求和难度高、检修时需拆除电机后抽轴，工作量较大。

根据我院的工程设计经验，结合国内各类水泵的实际运行状况，并针对本项目的具体情况，我们认为本工程选用卧式离心泵是合适的。

(2)泵房型式选择
取水泵房为岸边固定式泵房，水泵为4台卧式离心泵，泵房有圆形和矩形2种形式，其优缺点见下表。

矩形泵房与圆形泵房方案比较表
综合上述比较，圆形泵房投资省，施工方便，本工程取水泵房推荐采用圆形取水泵房方案。

结论
水库取水应优先取优质水，分层取水，既要考虑取水安全可靠，又要兼顾施工方便，投资合适；还要为今后运营管理提供方便。