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設(shè)計研究院，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設(shè)計研究院，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)不斷增長的用水需求、改善用水安全問題及水源地污染問題,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?53.23萬人。隨著齊齊哈爾市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，對城市的水量及水質(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)施開始老化，出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)；同時水源受到污染，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)不斷增長的用水需要及改善用水安全問題,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 工程河段河勢分析

齊齊哈爾城區(qū)江段長約20km，河道水流總趨勢由東北流向西南。兩岸地勢西高東低，河灘低洼寬闊，兩岸修有防洪堤，行洪寬度6-7km。受河岸及河灘地勢高低相互交錯的影響，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-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，下游大橋為原有的齊甘公路橋。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)的河道河勢進(jìn)行了對比。

根據(jù)近15a的衛(wèi)星圖片反應(yīng)的河道走勢圖來看，工程所選取斷面處的河道總體走勢及格局沒有大變化，河道的沖淤基本平衡。西汊河的河道及走勢沒有明顯變化；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固、河流彎道的凹岸。

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

3)在沒有適宜彎道而必須從河道直段引水時，取水口應(yīng)選在河岸堅固、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，通過對河道的河勢、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。

以上兩個取水口位置均位于嫩江左岸的同一個汊流上，兩個取水口之間沒有汊流匯入和分出，因此其河道的過流量基本相同；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)計手冊(第3冊)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)計手冊的規(guī)定；同時，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，將直接對水質(zhì)造成不利影響，存在安全隱患；但該方案的優(yōu)點是，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1km，滿足設(shè)計手冊的規(guī)定；同時，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，將不會直接對取水口的水質(zhì)造成不利影響；但該方案的缺點是，取水口距離市區(qū)較遠(yuǎn)，輸水管線距離較長。

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)定堅固，河流彎道凹岸的下游，有利于引水防沙；同時，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。通過歷史衛(wèi)星照片觀察和對當(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，高級工程師，從事水利工程規(guī)劃設(shè)計工作；宋明新(1978-)，男，山東黃縣人，高級工程師，從事水文水資源設(shè)計工作；吳海燕(1976-)，女，黑龍江甘南人，高級工程師，從事水利工程規(guī)劃設(shè)計工作。

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