柳林县黄河提水工程取水构筑物方案比选

秦国强

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

柳林县黄河提水工程取水构筑物方案比选

秦国强

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

黄河提水工程取水口主要任务是为高红工业园区供水，其取水方式的选择直接关系到供水的稳定性和可靠性。介绍了取水口的工程概况和地质条件，对移动式取水构筑物和固定式取水构筑物两种方案的技术经济指标进行比选，推荐采用固定式泵站取水方案。

取水口；取水构筑物；移动式取水；固定式取水；方案比选

1 工程概况

柳林县位于吕梁山脉西侧，晋陕峡谷的黄河东岸，北与临县为邻，东与吕梁市、中阳县接壤，南与石楼县交界，西隔黄河与陕西省相望。黄河提水工程取水口位于柳林县西部，距县城约26km，取水水源为黄河水，由一二级泵站、沉沙池、输水隧洞和倒虹等组成。主要为高红工业园区及沿线133.33hm2枣树供水，设计流量1.12m3/s。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》及《泵站设计规范》，确定工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，泵站、输水隧洞等建筑物级别为3级，洪水标准为30年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。由于取水口至高红工业园区高差在110m左右，因而黄河水不能从水源地自流到工业园区，需要设置具有提升功能的取水建筑物将水送至工业园区。

2 取水口地质条件

取水口位于军渡村下游约2.0km的黄河左岸河漫滩上，站址区地形较平缓。左侧紧靠黄河岸边基岩边坡，坡高24m，坡度近于直立，坡顶为沿黄公路。

站址左侧紧靠山坡坡脚处堆积有人工堆积物（QS），岩性为砂岩、泥岩碎块石，属沿黄公路筑路时开挖的石渣。中部为第四系全新统洪冲积物（Q4pal），岩性为级配不良砾、卵石混合土，结构松散，卵砾石磨圆度较好，主要成分为砂岩、灰岩等，厚3.0～6.7m。下部基岩为三叠系下统刘家沟组第一岩组（T1l-1）岩性上部紫红、浅紫色细—中细粒中厚层砂岩夹两层紫红色泥岩，中部为中厚层紫红色厚层砂岩、泥岩互层，底部紫红、浅紫色细—中细粒中厚层砂岩。

3 取水构筑物比选

根据地形条件，针对工程实际情况，拟定移动式取水构筑物和固定式取水构筑物两种形式进行比选。

3.1 工程布置

移动式取水构筑物主要分缆车式取水、浮船式取水和潜水泵直接取水三种形式。相比其他两种形式，浮船式取水构筑物具有工程用材少、投资小、无复杂水下工程、施工简单、工期短等优点，采用摇臂式连接时，不需更换接头，移动船位，管理简便。故选用浮船式取水构筑物作为比选形式。

泵房布置在河面非主流上，距岸边约40m，平面尺寸36.2m×14.4m（长×宽）。泵站是一组圆形的曲柄连杆运动机构，其旋臂是巨型曲柄，浮船系连杆，主要由岸坡旋转支承座、浮船旋转支承座，浮船、潜水供水泵、安装系统输水管等构成，岸坡旋转支承座固定在岸坡基础上。浮船式泵站利用浮船随水位同步下降或上升形成自然浮力，驱动旋臂曲柄在岸坡旋转支承座中作角向旋转，浮船随水位同步上升或下降而作角向旋转，浮船（连杆）自身也作旋转运动自然调整自身平衡，并保证水泵正常工作吸水。通过摇臂式联络管引水进入埋设的压力管道，穿越公路后沿公路内侧向下游进入沉沙池。

固定式取水构筑物取水口站址所处位置地形较平缓，地面高程约639m。经取水泵站提水后，通过566m长的压力管道进入沉沙池。泵站由主厂房、进水塔、压力管道等建筑物组成。主厂房为岸塔式圆形结构，内径14.0～16.26m，基础座落于基岩上，安装4台立式斜流水泵，设计扬程32m，大小泵单机流量分别为0.71m3/s，0.5m3/s，总装机容量 1210kW。

进水闸布置于泵房前，进口设叠梁门拦沙兼取表层水，根据河道水位及泥沙淤积高度，调整叠梁门放置数量，并在叠梁门顶部放置拦污栅拦截污物，避免污物进入泵站进水池，其后设平板钢闸门。

3.2 方案比选

浮船式泵站位于河道，固定式泵站位于河岸，都受洪水、泥沙对建筑物的直接影响，需适应河道水位变化。固定式泵站及取水口建在河岸，水位陡涨陡落对其影响不大，且泵站紧靠河堤公路，交通和运行管理方便，但围堰工作量大、施工周期长。浮船式泵站不需要施工围堰，建造简单方便、周期短，但站址处黄河河谷宽270m，根据实测资料，在遭遇30年一遇洪水时，水位涨幅33min达1.99m，流速达12.8m/s，不利于浮船的稳定，且泵房距河堤较远，交通不便，需利用水路交通，不便于泵站的运行管理，运行维护费用高。

为使方案更加合理，对两种取水方案的技术经济指标进行比较，见表1。根据表1可知，浮船方案比固定泵站方案可节省投资128.8万元，但由于黄河水位涨落幅度大、流冰期长、流速大，不利于浮船的稳定和正常取水；而固定式泵站可有效解决水位变动取表层水问题，又避免了流冰对泵站的取水影响，且能与沿黄公路有效结合，因此选择固定式泵站为推荐方案。

TV671

C

1004-7042（2011）09-0039-01

表1 取水方案技术经济指标比较表

秦国强（1979-），男，2002年毕业于华北水利水电学院水利水电建筑工程专业，工程师。

2011-07-19；

2011-08-23