其中60口为井底进水。
另据调查,一些地区井壁进水的大口井堵塞严重。例如:甘肃某水源的大口井只有井壁进水,投产二年后,80%的进水孔已被堵塞。辽宁某水源的大口井只有井壁进水,也堵塞严重。而同地另一水源的大口井采用井底进水,经多年运转,效果良好。河南某水源的大口井均为井底井壁同时进水的非完整井,井壁进水孔已有70%被堵塞,其余30%孔进水也不均匀,水量不大,主要靠井底进水。
上述运行经验表明,有条件时大口井宜采用井底进水。
5.2.10 关于大口井井底反滤层做法的规定。根据给水工程实际情况,将滤料粒径计算公式定为d/di=6~8。
根据东北、西北等地区使用大口井的经验,井底反滤层一般设3~4层,大多数为3层,两相邻反滤层滤料粒径比一般为2~4,每层厚度一般为200~300mm,并做成凹弧形。
某市自来水公司起初对井底反滤层未做成凹弧形,平行铺设了二层,第一层粒径20~40mm,厚度200mm;第二层粒径50~l00mm,厚度300mm,运行后若干井发生翻砂事故。后改为三层滤料组成的凹弧形反滤层,刃脚处厚度为1000 mm,井中心处厚度为700mm,运行效果良好。
执行本条文时应认真研究当地的水文地质资料,确定井底反滤层的做法。
5.2.11 关于大口井井壁进水孔的反滤层做法的规定。经调查,大口井井壁进水孔的反滤层,多数采用二层,总厚度与井壁厚度相适应。故规定大口井井壁进水孔反滤层一般可分两层填充。
5.2.12 关于无砂混凝土大口井适用条件及其做法的规定。西北铁道部门采用无砂混凝土井筒,以改善井壁进水,取得了一定经验,并在陕西、甘肃等地使用。运行经验表明,无砂混凝土大口井井筒虽有堵塞,但比钢筋混凝土大口井井壁进水孔的滤水性能好些。西北各地采用无砂混凝土大口井大多建在中砂、粗砂、砾石、卵石含水层中,尚无修建于粉砂、细砂含水层中的生产实例。
根据调查,近年来无砂混凝土大口井使用较少,因此,执行本条文时,应认真研究当地水文地质资料,通过技术经济比较确定。
5.2.13 关于大口井防止污染措施的规定。鉴于大口井一般设在覆盖层较薄、透水性能较好的地段,为了防止雨水和地面污水的直接污染,特制订本条文。
Ⅳ 渗 渠
5.2.14 关于渗渠规模和布置的规定。经多年运行实践,渗渠取水的使用寿命较短,并且出
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水量逐年明显减少。这主要由于水文地质条件限制和渗渠位置布置不适当所致。正常运行的渗渠,每隔7-10年也应进行翻修或扩建,鉴于渗渠翻修或扩建工期长和施工困难,在设计渗渠时,应有足够的备用水量,以备在检修或扩建时确保安全供水。
5.2.15 管渠内水的流速应按不淤流速进行设计,最好控制在0.6~0. 8m/s,最低不得小于0. 5m/s,否则会产生淤积现象。
由于渗渠担负着集水和输水的作用,原条文规定的渗渠充满度0.5偏低,必要时充满度可提高到0.8。
管渠内水深应按非满流进行计算,其重要原因在于控制水在地层和反滤层中的流速,延缓渗渠堵塞时间,保证渗渠出水水质,增长渗渠使用寿命。
根据对东北和西北地区16条渗渠的调查,管径均在600mm以上,最大为l000mm 。 黑龙江某厂的渗渠管径为600mm,因检查井井盖被冲走,涌进地表水和泥砂,淤塞严重,需进人清理,才能恢复使用。吉林某厂渗渠管径为700mm;由于渠内厌气菌及藻类作用,影响了水质,也需进人予以清理。因此本条文制订了“内径或短边长度不小于600mm的规定”。
在设计渗渠时,应根据水文地质条件考虑清理渗渠的可能性。
5.2.16 关于渗渠孔眼水流流速的规定。渗渠孔眼水流流速与水流在地层和反滤层的流速有直接关系。在设计渗渠时,应严格控制水流在地层和反滤层的流速,这样可以延缓渗渠的堵塞时间,增加渗渠的使用年限。因为渗渠进水断面的孔隙率是固定的,只要控制渗渠的孔眼水流流速,也就控制了水流在地层和反滤层中的流速。经调查,绝大部分运转正常的渗渠孔眼水流流速均远小于0.01m/s。因此,本条文制订了“渗渠孔眼的流速不应大于0.01m/s”的规定。
5.2.17 关于渗渠外侧反滤层做法的规定。反滤层是渗渠取水的重要组成部分。反滤层设计是否合理直接影响渗渠的水质、水量和使用寿命。
据对东北、西北等地14条渗渠反滤层的调查,其中5条做四层反滤层,9条做三层反滤层。每层反滤层的厚度大多数为200~300mm,只有少数厚度为400~500mm。
东北某渗渠采用四层反滤层,每层厚度为400mm,总厚度1600mm。同一水源的另一渗渠采用三层反滤层,总厚度为900mm。两者厚度虽差约一倍,而效果却相同。
5.2.18 关于集取河道表流渗透水渗渠阻塞系数的规定。对于集取河道表流渗透水的渗渠,地表水系经原河砂回填层和人工反滤层垂直渗入渗渠中。河道表流水的悬浮物,大部分截留在原河砂回填层中,细小颗粒通过人工反滤层而进入渗渠,水中悬浮物含量越高,渗渠堵塞越快,因此集取河道表流水的渗渠适用于常年水质较清的河道。为保证渗渠的使用年限,减缓渗渠的淤塞
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程度,在设计渗渠时,应根据河水水质和渗渠使用年限,选用适当的阻塞系数。
5.2.19 关于河床及河漫滩的渗渠设置防护措施的规定。河床及河漫滩的渗渠多布置在河道水流湍急的平直河段,每遇洪水,水流速度急剧增加,有可能冲毁渗渠人工反滤层。例如,吉林某市设在河床及河漫滩的渗渠因设计时未考虑防冲刷措施,洪水期将渗渠人工反滤层冲毁,致使渗渠报废和重新翻修。为使渗渠在洪水期安全工作,需根据所在河道的洪水情况,设置必要的防冲措施。
5.2.20 关于渗渠设置检查井的规定。为了渗渠的清砂和检修的需要,渗渠上应设检查井。根据各地经验,检查井间距一般采用50m~100 m,当管径较小时宜采用低值。
5.2.21 为了便于维护管理规定检查井的宽度一般为1~2 m,,并设沉砂坑。
5.2.22 为防止污染取水水质,规定地面式检查井应安装封闭式井盖,井顶应高出地面0.5m。渗渠的平面布置一般有三种情况:平行河流、垂直河流及平行与垂直河流相组合,渗渠的位置应尽量靠近主河道和水位变化较小且有一定冲刷的直岸或凹岸。因此,渗渠有被冲刷的危险,故本条规定应有防冲刷的措施。
5.2.23 渗渠出水量较大时,其集水井一般分成两格,接进水管的一格可作沉砂室,另一格为吸水室。进水管入口处设闸门以利于检修。
5.2.24 关于集水井结构和容积的规定。
5.3 地表水取水构筑物
5.3.1 关于选择地表水取水构筑物位置的规定。
在选择取水构筑物位置时,应重视和研究取水河段的形态特征,水流特征和河床、岸边的地质状况,如主流是否近岸和稳定,冲淤变化,漂浮物、冰凌等状况及水位和水流变化等,进行全面的分析论证。此外,还需对河道的整治规划和航运行情况进行详细调查与落实,以保证取水构筑物的安全。对于生活饮用水的水源,良好的水质是最重要的条件,因此在选择取水地点时,必须避开城镇和工业企业的污染地段,到上游清洁河段取水。
5.3.2 沿海地区的内河水系水质,在丰水期由于上游来水量大,原水含盐度较低,但在枯水期上游径流量大减,引起河口外海水倒灌,使内河水含盐度增高,可能超过生活饮用水水质标准。为此,可采用在沿海地区筑库,利用丰水期和海水低潮位时蓄积淡水,以解决就近取水的问题。
避咸蓄淡水库一般有二种类型:一种是利用现有河道容积蓄水,即在河口或狭窄的海湾入口处设闸筑坝,以隔绝内河径流与海水的联系,蓄积上游来的淡水径流,达到区域内用水量的年度
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或多年调节。近河口段已经上溯的咸水,由于其比重大于淡水而自然分层处于河道底部,待低潮位时通过坝体底部的泄水闸孔排出。这样一方面上游径流量不断补充淡水,另一方面抓住时机向外排咸。浙江省大塘港水库和香港的船湾淡水湖就是这种型式的实例。另一种是在河道沿岸有条件的滩地上筑堤,围成封闭式水库,当河道中原水含盐度低时,及时将淡水提升入库,蓄积起来,备枯水期原水含盐度不符合要求时使用。杭州的珊瑚砂水库、上海宝山钢铁厂的宝山湖水库、上海长江引水工程的陈行水库等,都是采用这种型式取得了良好的经济效益和社会效益。
5.3.3 关于大型取水构筑物进行水工模型试验的规定。
据调查,电力系统进行水工模型试验的项目较多。如泸州电厂长江取水,取水量为7000m3/h,因水文条件复杂,通过模型试验确定取水口位置及取水型式;
宜宾福溪电厂南渡河取水,取水规模为河水流量的36.7%,亦通过模型试验确定取水口位置及型式。
国家现行标准《火力发电厂设计技术规程》DL5000,第14.2.10条,第14.3.2条对需要进行水工模型试验作出了相应规定。
通过水工模型试验达到如下目的:
1 研究河流在自然情况下或在取水构筑物作用下的水流形态及河床变化;拟建取水构筑
物对河道是否会产生影响及采取相应的有效措施;
2 为保证取水口门前有较好的流速流态,讯期能取到含沙量较少的水,冬季能促使冰水
分层,须通过水工模型试验提出河段整治措施;
3 研究取水口门前泥沙冲淤变化规律,提出减淤措施及取水形式;
4 当大型取水构筑物的取水量占河道最枯流量的比例较大时,通过试验,提出取水量与
枯水量的合理比例关系。
5.3.4 关于取水构筑物型式选择的原则规定。
1 河道主流近岸,河床稳定,泥沙、漂浮物、冰凌较严重的河段常采用岸边式取水构筑
物,具有管理操作方便,取水安全可靠,对河流水力条件影响少等优点;
2 主流远离取水河岸,但河床稳定、河岸平坦、岸边水深不能满足取水要求或岸边水质
较差时,可采用取水头部伸入河中的河床式取水构筑物;
3 中南、西南地区水位变幅大,为了确保枯、洪水期安全取水并取得较好的水质,常采
用竖井式泵房;电力工程系统也有采用能避免大量水下工程量的岸边纵向低流槽式取水口;
4 西北地区常采用斗槽式取水构筑物,以克服泥沙和潜冰对取水的威胁;
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5 水利系统在山区浅水河床上采用众多的低坝式或底栏栅式取水构筑物; 6 中南、西南地区采用了能适应水位涨落、基建投资省的活动式取水构筑物。
5.3.5 关于取水构筑物不应影响河床稳定性的规定。取水构筑物在河床上的布置及其形状,若选择不当,会破坏河床的稳定性和影响取水安全。据调查,上海某厂在某支流上建造一座分建式取水构筑物,其岸边式进水间稍微突入河槽,压缩了水流断面,流速增大,造成对面河岸的冲刷,后不得不增做护岸措施。福建省某市取水构筑物,采用自流管引水,自流管伸入河道约80m,当时为了方便清理,在管道上设置了几座高出水面的检查井。建成后,产生丁坝作用,影响主流,洪水后在自流管下游形成大片沙滩,使取水头部有遭遇淤积的危险。上述问题应引起设计部门的注意与重视。必要时,应通过水工模型试验验证。
5.3.6 国家现行标准《城市防洪工程设计规范》CJJ50和《防洪标准》GB50201都明确规定,堤防工程采用“设计标准”一个级别;但水库大坝和取水构筑物采用设计和校核两级标准。
对城市堤防工程的设计洪水标准不得低于江河流域堤防的防洪标准;江河取水构筑物的防洪标准不应低于城市的防洪标准的规定,旨在强调取水构筑物在确保城市安全供水的重要性。
设计枯水位是固定式取水构筑物的取水头部及泵组安装标高的决定因素。
据调查及有关规程、规范的规定(见表7),除个别城市设计枯水位保证率为100%外,其余均在90%~99%范围内,与本规范规定的设计枯水位保证率是一致的。实践证明,90%~99%范围幅度较大的设计枯水位保证率,对各地水源、各种不同工程的建设是恰当的。至于设计枯水位保证率的上限99%高于设计枯水流量保证率上限97%,主要考虑枯水量保证率仅影响取水水量的多少,而枯水位保证率则关系到水厂能否取到水,故其安全要求更高。
表7 设计枯水位保证率调查表
序号 有关单位或标准名称 函调南京、湘潭、合肥、九江、长春各城市水源取水构筑物 《火力发电厂设计技术规程》(DL5000) 《泵站设计规范》(GB/T50265) 《铁路给水排水设计规范》(TB10010) 设计枯水位保证率 90%~100%, 大部分城市为 95%~97% 按97%设计,按99%校核 97%~99%最低日平均水位 90%~98% 备注 合肥、董铺、巢湖取水为90%;南京城南、北河口取水为100% 1 2 3 4 河流、湖泊、水库取水时 5.3.7 规定取水构筑物的设计规模应考虑发展需要。
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