英德市江灣取水工程取水構筑物方案比選

張亞彬

摘 要：以英德市江灣取水工程為實例，根據(jù)工程項目具體的水文地理條件，確定了取水口的位置，并提出了三種取水方案設計，包括堤內方案泵站、堤外方案泵站以及浮船式泵站，對三種方案進行分析比選，最終確定了最優(yōu)方案--泵船方案泵站無需施工圍堰，施工工期最短，施工簡單、安全，對周邊環(huán)境影響小，且投資較少。

關鍵詞：供水工程 取水口型式 傳統(tǒng)泵站 浮船式泵站

1.工程概況

英德市江灣取水工程位于廣東省英德市北江右岸，本工程從北江右岸英德北江三橋上游取水引至云山水廠原管道，以滿足英德市城區(qū)供水的需求。工程主要包括取水口、取水泵站及供水管道等。

本工程設計取水流量為1.73m3/ s，日最大取水量14.94萬m3/d，裝機臺數(shù)為3用1備，裝機容量4×315kW。工程為Ⅲ等，設計標準為30年一遇，校核標準為100年一遇。工程所在堤段北江防洪堤，防洪標準為50年一遇。取水口特征水位見表1。工程所在堤段為北江防洪堤江灣段，防洪標準為50年一遇，堤防相應設計洪水位為36.3m。

2.取水口位置研究

取水口位置的選擇涉及水的流態(tài)、河床沖淤規(guī)律、河岸穩(wěn)定、航運、防洪等多項因素，又涉及距離用水中心區(qū)和凈水廠的遠近，以及河道綜合功能安排，還應考慮工程建設場地，施工運輸條件以及管理方便等因素。這些因素相互制約，必須對以上相關因素進行綜合分析，從整體出發(fā)，合理利用水資源，選擇取水口。

英德市江灣取水工程取水口位于北江干流右岸，英德北江三橋上游約1150m處。根據(jù)規(guī)范，非潮汐河段新建取水口上游≥1500m、下游≥100m范圍為一級保護區(qū)；一級保護區(qū)上游邊界外≥2500m、下游邊界外≥200m范圍為二級保護區(qū)。經(jīng)現(xiàn)場查勘，結合飲用水源保護區(qū)要求，確定新建取水口位于英德北江三橋上游；另外，英德北江三橋上游約5200m現(xiàn)狀存在排澇口，新建取水口位置應布置在該排澇口下游4000m以下，結合分析河床地形圖，為保證取水水質和水流流態(tài)平穩(wěn)，新建取水口布置在英德北江三橋上游約1150m處，即英德北江三橋上游右岸第三條短丁壩上游約100m處。該處取水口位置具有以下優(yōu)點：

（1）取水口位于英德市區(qū)上游，原水水質有保證。

（2）該處河段靠近右岸水下地形低，枯水位取水容易保證。

（3）距離上游排澇口>4000m，滿足飲用水源保護區(qū)要求。

3.取水口型式研究

根據(jù)取水口位置地形和地質條件，比較常規(guī)泵站和浮船式泵站，常規(guī)泵站根據(jù)布置位置分為堤內方案和堤外方案。3個方案的取水位置在同一條軸線上，位于河道右側北江三橋上游第3條丁壩上游約100m處。3個方案機組臺數(shù)均為3用1備，機組型式也相同。

3.1方案擬定

（1）堤內方案布置。堤內方案泵站主體工程主要包括進水喇叭口、攔污柵及疊梁閘段、取水管、前池、吸水管、泵房、壓力箱以及出水管。取水管道由北江取水后以有壓流方式穿過堤防流入前池。吸水管在前池吸水送入加壓泵站加壓，進入壓力箱，然后進入輸水管道。

（2）堤外方案布置。堤外方案泵站主體工程與堤內方案相同。吸水管在前池吸水送入加壓泵站加壓，進入壓力箱，然后進入輸水管道。泵站前池和泵房結構布置及尺寸與堤內方案相同。

（3）泵船方案布置。浮船式泵站方案主要包括船體、吸水管、水泵、出水管、搖臂輸水管、錨固系統(tǒng)、棧橋、攔污設施和警示設置等。船體通過錨固系統(tǒng)錨固，通過固定在岸邊支墩上的搖臂隨江水漲落。搖臂之上安裝鋼棧橋和輸水管道，隨搖臂一同旋轉。從堤頂?shù)街Ф罩g布置人行橋，與安裝在搖臂上的棧橋連通。吸水管直接由北江吸水進入加壓泵站加壓，進入壓力箱，然后進入輸水管道。浮船式泵站方案布置見圖1。

3.2方案比選研究

工程所在堤段北江防洪堤，防洪標準為50年一遇。3個方案不同程度上都涉及河道內建筑物，須滿足涉河建筑物相關法律法規(guī)、管理條例和技術規(guī)范等要求。

（1）堤內泵站方案泵站位于堤內，取水管道長且要求在底板高程17.2m處埋設并穿過堤防，該處地層為卵石層，中密～密實狀，頂管難以實施，需破堤防施工，堤防開挖高度約20m，且施工期跨汛期，穿堤段和取水口需設置圍堰，防洪安全影響較大。

（2）堤外泵站方案泵站位于堤外灘地，對北江河道行洪及自身防洪安全均有一定影響。相對于堤內泵站方案，堤外泵站方案取水管道較短，便于清淤，輸水管道可在洪水位以上穿過堤防，對堤防防洪安全影響較小。此外堤外泵站方案施工受汛期影響較大，需設置全年圍堰，工程措施費用最高。

（3）泵船方案不受地形地質條件制約，工程布置簡單，僅需設置人行橋、支墩和防撞墩等，對堤防防洪安全無影響。泵船方案對北江河道阻水面積較小，對堤防和自身防洪安全影響較小。泵船方案搖臂支墩在岸邊灘地上，地勢較高，可在枯水期施工，不需要設置圍堰。

綜合上述比較，堤內泵站方案需征地范圍較大，且取水管道在較低高程穿過北江堤防，汛期需破堤施工，對堤防防洪安全影響較大，施工工期長。堤外泵站方案泵站位于堤外灘地，施工受汛期影響較大，圍堰和防滲措施要考慮洪水期水位較高的情況，施工工期最長，且洪水期泵站占用行洪斷面。泵船方案泵站無需施工圍堰，施工工期最短，施工簡單、安全，對周邊環(huán)境影響小，且投資較少。因此英德市江灣取水工程取水構筑物推薦采用浮船式泵站。

4.結束語

改革開放以來，我國經(jīng)濟社會加速發(fā)展，人民群眾生產(chǎn)生活用水需求逐漸加大，有關供水工程的建設項目越來越多，然而供水泵站型式仍然偏向于使用傳統(tǒng)的混凝土泵站。本文以英德市江灣取水工程為例，結合工程特點，從防洪行洪、地形地質條件、施工布置、征地、預算、環(huán)境保護、水土保持和工程布置等多個方面對傳統(tǒng)泵站和浮船式泵站進行了工程比較，說明了浮船式泵站在供水工程中適用性，對類似的供水項目有一定的借鑒意義和啟發(fā)意義。

參考文獻：

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