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        齊齊哈爾市新建水廠取水口工程位置初選分析

        2017-03-03 03:12:38陳佰福宋明新吳海燕
        黑龍江水利科技 2017年3期
        關(guān)鍵詞:嫩江齊齊哈爾市取水口

        陳佰福,宋明新,吳海燕

        (齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)

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        齊齊哈爾市新建水廠取水口工程位置初選分析

        陳佰福,宋明新,吳海燕

        (齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)

        齊齊哈爾市中心城區(qū)原水廠建設(shè)年代久遠(yuǎn),原始設(shè)施開(kāi)始老化,出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo),居民用水安全存在嚴(yán)重的隱患。為了解決齊齊哈爾市北三區(qū)不斷增長(zhǎng)的用水需求、改善用水安全問(wèn)題及水源地污染問(wèn)題,滿足淡水水量和水質(zhì)的要求,進(jìn)一步增強(qiáng)城市的載體功能,擬在現(xiàn)有水廠以上嫩江段選擇水廠取水口。文章對(duì)取水口位置初選進(jìn)行分析。

        新建水廠;取水口;工程位置;取水?dāng)嗝?/p>

        齊齊哈爾市域位于黑龍江省西部,是我國(guó)最早興建的老工業(yè)基地之一,市轄1市8縣以及7區(qū),總?cè)丝?53.23萬(wàn)人。隨著齊齊哈爾市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,對(duì)城市的水量及水質(zhì)提出了更高的要求。齊齊哈爾市中心城區(qū)原水廠建設(shè)年代久遠(yuǎn),原始設(shè)施開(kāi)始老化,出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo);同時(shí)水源受到污染,水源地也得不到有效的保護(hù)。由于齊齊哈爾市的水質(zhì)及水源地等情況存在問(wèn)題,居民用水安全存在嚴(yán)重的隱患。為了保證城市的供水安全,要從根本上解決目前供水總量不足的問(wèn)題,并在一定程度上改善齊齊哈爾市的供水水質(zhì),保障城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

        為了解決齊齊哈爾市北三區(qū)不斷增長(zhǎng)的用水需要及改善用水安全問(wèn)題,滿足淡水水量和水質(zhì)的要求,擬在現(xiàn)有水廠以上嫩江段選擇水廠取水口。

        1 工程河段河勢(shì)分析

        齊齊哈爾城區(qū)江段長(zhǎng)約20km,河道水流總趨勢(shì)由東北流向西南。兩岸地勢(shì)西高東低,河灘低洼寬闊,兩岸修有防洪堤,行洪寬度6-7km。受河岸及河灘地勢(shì)高低相互交錯(cuò)的影響,控制了江道的水流方向及平面布置,河流類型屬寬灘性不穩(wěn)定的多汊河段。

        現(xiàn)有水廠上游的河段歷史上主要由東西兩股河槽組成,在距現(xiàn)有取水口約4km處形成一座江心島,即為齊齊哈爾市的著名旅游景點(diǎn)-明月島。兩股汊河的主槽基本沿著兩岸堤防前行,在汊河中間形成廣闊的河灘地。其中西股汊河臨近梅里斯堤防,河道彎曲,在工程斷面范圍內(nèi)形成多個(gè)獨(dú)立小島,分汊較多;東股汊河臨近城防西堤,河道彎曲,孤島很少,主槽清晰。

        明月島上、下游現(xiàn)各有一座跨江大橋,上游為新修建的高速跨江大橋,下游大橋?yàn)樵械凝R甘公路橋。嫩江主流在明月島上游位于右岸雅爾塞一側(cè),然后在明月島上下分出兩股橫貫河灘岔流匯入左岸汊流,使左汊成為主流,即在明月島下游靠近城區(qū)段,嫩江主流位于左岸汊流,現(xiàn)有水廠位于左岸主流上。

        水廠下游江段由三股水流組成,按照水流方向從左到右排序,即一、二、三道江。一道江在水文站下游2km處的冬泳場(chǎng)附近,有一自然分流汊道,分向二道江。二道江流向西南,在梅里斯區(qū)化木村下游與三道江匯合。一道江沿主城區(qū)在城防堤外側(cè)由北向南流,在老嫩江橋上游3km處與二、三道江的合流匯合為一主流。

        通過(guò)衛(wèi)星圖片繪制了2000年、2004年、2009年、2013年和2015年本工程斷面選取范圍內(nèi)的河道河勢(shì)進(jìn)行了對(duì)比。

        根據(jù)近15a的衛(wèi)星圖片反應(yīng)的河道走勢(shì)圖來(lái)看,工程所選取斷面處的河道總體走勢(shì)及格局沒(méi)有大變化,河道的沖淤基本平衡。西汊河的河道及走勢(shì)沒(méi)有明顯變化;只有東汊河新建高速路下游局部的淤積沙丘,由于多年的河水沖刷現(xiàn)已消失;同時(shí)由于近幾年的采沙,導(dǎo)致東股汊河的主槽變寬,部分淤積段已經(jīng)消失;其他河道變化不大,總體河道河床穩(wěn)定。

        2 取水?dāng)嗝嫖恢玫倪x擇

        2.1 取水口位置選擇的原則

        1)利用彎道環(huán)流的原理,將取水口選在河岸堅(jiān)固、河流彎道的凹岸。

        2)在分汊河道上設(shè)置取水口時(shí),選擇比較穩(wěn)定的汊道,并對(duì)河道進(jìn)行整治,將主流控制在汊道上。

        3)在沒(méi)有適宜彎道而必須從河道直段引水時(shí),取水口應(yīng)選在河岸堅(jiān)固、主流靠近取水口、河床穩(wěn)定、水位較高和流速較大地段。

        4)取水口不宜選在游蕩性河段,以免河床發(fā)生變遷而被淤塞[1]。

        5)統(tǒng)籌考慮附近的人工和天然障礙物的影響。

        6)取水口應(yīng)盡量選在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定,承載力高的地基上。

        2.2 取水口位置選擇

        現(xiàn)有齊齊哈爾市瀏園水廠位于齊齊哈爾市瀏園碼頭附近,明月島位于水廠取水口上游3km處,明月島碼頭位于其上游約1.2km處。新建水廠位置根據(jù)取水口位置選擇的原則,通過(guò)對(duì)河道的河勢(shì)、水深、水質(zhì)等方面的分析和有關(guān)部門的要求,取水口位置宜選擇在受水區(qū)的上游、河床穩(wěn)定、水源可靠、水質(zhì)良好,取水方便的河段,初步擬定2個(gè)取水口位置方案。

        方案1新建水廠取水口位置位于新建的G10高速路與嫩江東股汊河相交處大橋的下游750m處,勞動(dòng)湖進(jìn)水閘引渠口上游500m。該處位于河道凹岸的下游,河床穩(wěn)定,河底高程略有抬高,水深條件一般,岸邊距離堤防250m,距離現(xiàn)有水廠3.8km,堤防外側(cè)為廠區(qū)。

        方案2位于新建的G10高速路與嫩江東股汊河相交處大橋的上游2200m處,曙光泵站引渠口下游550m。該處位于河道凹岸的下游,河床穩(wěn)定,河底高程無(wú)變化,水深條件一般,岸邊距離堤防310m,距離現(xiàn)有水廠6.8km。

        以上兩個(gè)取水口位置均位于嫩江左岸的同一個(gè)汊流上,兩個(gè)取水口之間沒(méi)有汊流匯入和分出,因此其河道的過(guò)流量基本相同;均位于河道的凹岸下游,河岸比較穩(wěn)定,地質(zhì)條件較好;同時(shí)根據(jù)多年的地形資料分析,該處河道河底高程變化不大。

        根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3冊(cè))城鎮(zhèn)給水》的規(guī)定,應(yīng)該考慮上下游構(gòu)筑物的影響,方案選取的取水口位置附近的主要構(gòu)筑就是跨江大橋。由于橋孔縮減了水流斷面,而使橋梁上游水流滯緩,造成淤積,抬高河床,冬季產(chǎn)生冰壩,故取水口應(yīng)設(shè)置在滯流區(qū)以上約0.5-1.0km;由于橋梁附近造成的沖刷區(qū)和下游形成的沉積區(qū),故橋梁下游的取水口應(yīng)設(shè)在這些區(qū)域以外,如無(wú)資料,可取1km以外。

        方案1的取水口位置位于大橋下游750m處,不足1km,不滿足設(shè)計(jì)手冊(cè)的規(guī)定;同時(shí),由于該位置位于大橋下游,如遇高速上車輛運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)品等有害物質(zhì)下瀉到江中,將直接對(duì)水質(zhì)造成不利影響,存在安全隱患;但該方案的優(yōu)點(diǎn)是,取水口距離市區(qū)較近,輸水管線距離短。

        方案2的取水口位置位于大橋上游2200m處,超過(guò)1km,滿足設(shè)計(jì)手冊(cè)的規(guī)定;同時(shí),該位置位于大橋上游,如遇高速上車輛運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)品等有害物質(zhì)下瀉到江中,將不會(huì)直接對(duì)取水口的水質(zhì)造成不利影響;但該方案的缺點(diǎn)是,取水口距離市區(qū)較遠(yuǎn),輸水管線距離較長(zhǎng)。

        綜合以上分析,在保證水質(zhì)安全的前提下,充分考慮各種制約因素,推薦取水口位置選用方案2。

        3 結(jié) 論

        新建水廠取水口選在G10高速路與嫩江東股汊河相交處大橋的上游2200m處,該處位于河岸穩(wěn)定堅(jiān)固,河流彎道凹岸的下游,有利于引水防沙;同時(shí),該位置河床穩(wěn)定,上下游現(xiàn)狀已經(jīng)進(jìn)行了工程防護(hù),河底高程變化不大,暢流期水深條件較好,枯水期水深偏低。通過(guò)歷史衛(wèi)星照片觀察和對(duì)當(dāng)?shù)貪O民的調(diào)查,此位置封凍期很短,局部常年不結(jié)冰,有利于取水。因此從工程的角度看,該位置適合取水,位置選擇是合理的。

        [1]宋祖詔,張思俊,詹美禮.取水工程[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2002:36-40.

        1007-7596(2017)03-0053-02

        2017-02-22

        陳佰福(1976-),男,遼寧康平人,高級(jí)工程師,從事水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作;宋明新(1978-),男,山東黃縣人,高級(jí)工程師,從事水文水資源設(shè)計(jì)工作;吳海燕(1976-),女,黑龍江甘南人,高級(jí)工程師,從事水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。

        TU

        B

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