吳旭凌，熊思竹

（1.安徽省銅陵市義安區(qū)機電管理站，安徽 銅陵 244000；2.中國礦業(yè)大學(xué)，北京 100083）

0 引言

金寨縣某農(nóng)村供水水廠供水規(guī)模為3000m3/d，工程類型為III 型[1]，工程采取毛坦河山邊堰上水作為取水水源，取水口位于山邊堰上游約130m 河道右岸。鑒于取水口所在河段屬于典型山區(qū)河道，洪水期流速大，洪水沖刷容易影響河道內(nèi)取水工程安全，且山洪泥沙含量較高，容易引起取水口淤積，為解決以上問題，設(shè)計中采用滲渠方案，有效確保了工程安全、有效運行。

1 河道概況

毛坦河位于響洪甸水庫上游，屬于淠河水系，河道蜿蜒曲折，坡陡流急，屬于典型的山區(qū)河道。

取水口位于山邊堰上游約130m 河道右岸。山邊堰堰身采用C25 鋼筋混凝土寬頂堰結(jié)構(gòu)，堰頂凈寬60m，堰高1.25m，堰頂高程為46.35m。

取水口所在河段寬約60m，左右岸均建有堤防，堤頂高程約50.8m，河道右岸現(xiàn)狀堤防迎水側(cè)采用格賓石籠護(hù)岸，右岸現(xiàn)狀有灘地，寬約5～10m，灘地高程46.8m，河槽寬約45m，河底最低高程44.2m。

取水口所處河道斷面20 年一遇洪水位49.36m，50 年一遇洪水位50.5m。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），項目區(qū)抗震設(shè)防烈度為6 度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計地震分組為第一組。地質(zhì)勘察顯示取水工程所在河床主要分布③層卵石夾砂、④層強風(fēng)化泥巖、⑤層中風(fēng)化泥巖，其中③層卵石夾砂層底高程約42.38m，層厚度約4.5m，屬于透水性較強土層，④層強風(fēng)化泥巖層底高程約42.18m，層厚度0.2m，屬于基巖，⑤層中風(fēng)化泥巖層未揭穿，屬于基巖。

2 設(shè)計取水規(guī)模

工程供水范圍涉及安元等共計13 個行政村4992戶、18902 人。根據(jù)項目區(qū)群眾意愿及財政實際情況并結(jié)合地方政府的意見，近期管網(wǎng)僅覆蓋12 個行政村4652 戶、17636 人，取水工程、凈水廠工程以及供水范圍內(nèi)主管道按照設(shè)計規(guī)模一次性建成。

工程設(shè)計年限取15 年，項目區(qū)近年來人口現(xiàn)狀自然增長率為1‰～3‰，人口增長率取3‰，至規(guī)劃年2035 年總?cè)丝跒?9701 人。供水規(guī)模（即最高日供水量）=居民生活用水量+村鎮(zhèn)企業(yè)和專業(yè)戶飼養(yǎng)畜禽用水量+公共建筑用水量+管網(wǎng)漏失水量及其他未預(yù)見用水量=2944m3/d。根據(jù)水量預(yù)測、資金、建設(shè)等方面因素的綜合考慮，以及需水量預(yù)測中存在一些不確定的因素，從水源地的取水能力、資金、工程建設(shè)等方面考慮，確定工程供水規(guī)模為3000m3/d，工程類型為III 型。

3 設(shè)計難點及解決策略

3.1 確保河道內(nèi)取水工程安全

根據(jù)計算，20 年一遇、50 年一遇洪水條件下河道內(nèi)洪水流速分別為3.8m/s、4.1m/s，流速較大，容易導(dǎo)致河床產(chǎn)生較大自然沖刷，影響取水工程安全，以上幾種常見取水型式均無法確保取水安全。

設(shè)計中考慮在右岸河灘地設(shè)置兩座直徑1.5m 滲渠井，滲渠井深20m，避免在河床內(nèi)設(shè)置阻水建筑物，同時強化河道內(nèi)滲渠井四周抗沖設(shè)計，有效確保井安全。

3.2 減輕取水口淤積

毛坦河屬于典型的山區(qū)河道，具有山區(qū)河道普遍的特性，汛期山洪暴發(fā)，河道內(nèi)泥沙含量較高，導(dǎo)致河道內(nèi)普遍產(chǎn)生淤積，取水口也不可避免會產(chǎn)生淤積，若采用明渠取水，必然導(dǎo)致洪水期淤積十分嚴(yán)重，給后續(xù)取水工程的正常使用及管護(hù)帶來較大困難。

為解決以上問題，取水工程設(shè)計中避免采用常規(guī)的明渠取水。結(jié)合實地地質(zhì)條件，通過在河道灘地上設(shè)置兩座直徑1.5m 滲渠井作為取水工程，充分利用了現(xiàn)有③層卵石夾砂層對原水進(jìn)行過濾，有效的減輕取水口淤積。

3.3 確保取水量滿足要求

水廠供水規(guī)模為3000m3/d，取水規(guī)模3300m3/d。山邊堰堰頂高程為46.35m，河底最低高程44.2m，③層卵石夾砂層底高程約42.38m，枯水位時段，堰上最小水深約1m，相應(yīng)透水層厚度僅約3m，透水層厚度不足，如何確保取水量滿足要求，是取水工程成功的關(guān)鍵。

設(shè)計中一方面設(shè)置兩座滲渠井，增加取水量，為進(jìn)一步提高取水保障，設(shè)置84m 長滲渠管與兩座滲渠井連接，通過滲渠管擴大井進(jìn)水能力。

4 取水口設(shè)計

4.1 平面布置

在河道灘地設(shè)置2 座滲渠井，井外徑2.3m，內(nèi)徑1.5m，井深20m。為提高供水保障率及水質(zhì)，在滲渠井與河道之間鋪設(shè)DN1000 雙層鋼筋混凝土穿孔管作為滲渠管進(jìn)行取水。滲渠管中心設(shè)計高程42.5m，滲渠管總長84m，設(shè)置φ50mm 梅花孔口，孔口間距30cm。

4.2 工藝設(shè)計

滲渠井深20m，河道灘地高程約46.8m，砂礫石層底高程約42.5m，42.5～46.8m 之間均為砂礫石層，通過砂礫石層滲水，每座井內(nèi)設(shè)置取水泵2 個（一用一備）。井設(shè)計流量采用無壓完全井滲流計算，經(jīng)計算，單口井滲流流量為2335m3/d，則兩口井滲流流量為4670m3/d ＞3300m3/d，滿足設(shè)計要求。

單個井設(shè)置一道24m 長DN1000 雙層鋼筋混凝土滲渠管，順河岸布置，并垂直開設(shè)18m 長支管。滲渠管中心設(shè)計高程42.5m，滲渠管總長84m，設(shè)置φ50mm 梅花孔口，孔口間距30cm。取水井工藝剖面圖如圖1 所示。

圖1 取水井工藝剖面圖

4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

取水井外徑2.3m，內(nèi)填反濾材料，內(nèi)徑1.5m，深水井深20m 頂部2m 范圍內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)石籠加固防止沖刷，頂部設(shè)置鋼筋混凝土蓋板，板厚30cm，頂部設(shè)置檢修洞口供水泵檢修，如圖2。

圖2 取水井結(jié)構(gòu)剖面圖

每口深水井沿河床灘地及河心伸出2 根D1000雙層鋼筋混凝土導(dǎo)流管，管底標(biāo)高42.00m，管道頂部壓1m×1m×1m 格賓網(wǎng)石籠，防止河道沖刷，頂部采用不同級配砂礫石回填至河底標(biāo)高[2]，依次由0.2m80mm 礫石、0.2m50mm 礫石、0.1m32mm 礫石構(gòu)成，管道每節(jié)交口處采用鋼筋混凝土抱箍澆筑。

深水井出水管道沿邊坡至堤頂，沿長度設(shè)置80m×80cmC25 混凝土包管沿邊坡至坡頂，包管兩側(cè)各10m 范圍內(nèi)采用12cm 厚20m×20cm 六角形C25實心混凝土砌塊硬化，邊坡系數(shù)1∶2。滲渠管回填剖面圖如圖3。

圖3 滲渠管回填剖面圖

5 結(jié)語

山區(qū)取水工程設(shè)計階段普遍需要面臨的問題是：如何解決取水口的抗沖刷問題及取水口的可能泥沙淤積問題，確保取水工程自身安全以及后續(xù)使用過程中的水質(zhì)安全問題。該項目取水工程采用滲渠方案，建成運行以來，歷經(jīng)汛期洪水考驗，取水口并未出現(xiàn)水毀，泥沙淤積不明顯，實踐證明該取水方案較為合理，滲渠取水方案可為解決山區(qū)類似問題提供參考■