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，對周邊環境影響小，且投資較少。

關鍵詞：供水工程 取水口型式 傳統泵站 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、河床沖淤規律、河岸穩定、航運、防洪等多項因素，又涉及距離用水中心區和凈水廠的遠近，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，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。根據規范，非潮汐河段新建取水口上游≥1500m、下游≥100m范圍為一級保護區；一級保護區上游邊界外≥2500m、下游邊界外≥200m范圍為二級保護區。經現場查勘，結合飲用水源保護區要求，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平穩，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點：

（1）取水口位于英德市區上游，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要求。

3.取水口型式研究

根據取水口位置地形和地質條件，比較常規泵站和浮船式泵站，常規泵站根據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、棧橋、攔污設施和警示設置等。船體通過錨固系統錨固，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。從堤頂到支墩之間布置人行橋，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、管理條例和技術規范等要求。

（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，我國經濟社會加速發展，人民群眾生產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、環境保護、水土保持和工程布置等多個方面對傳統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意義。

參考文獻：

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