河道综合治理工程设计论文.doc

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1、河道综合治理工程设计论文一、项目概况北川河由于河床比降大，水流湍急，洪水因暴雨形成，陡涨陡落，峰量高，历时短，又多发生在夜晚，防不胜防。本次北川河治理防洪标准采用百年一遇，百年一遇洪峰流量430m3/s。查阅北川河多年的泥沙统计资料可知，北川河泥沙含量并不大，但是泥沙颗粒非常细，小于0.05mm细颗粒占65.7%，夏季水色黄浊，感官较差，影响景观效果。而这一季节正是人们渴望亲水的季节，水质制约着西宁市人居环境的改善，也不利于提升城市品位和旅游形象。因此，市委市政府提出了“清水入城”的总体要求。对于超细颗粒泥沙的沉淀处理方案也成为本项目的一个难点和挑战。二、工程设计总体

2、方案1.泥沙沉淀方案5学海无涯从项目基本情况可以看出，要实现“清水入城”的总体目标，核心是解决水色黄浊的问题，也就是超细颗粒的沉淀问题。北川河水量丰沛，多年平均流量17.4m3/s，汛期7—9月，月平均流量大于30m3/s，若对全部天然来水进行沉淀处理后再进入城区，难度非常大。因此，对泥沙的处理方案总体思路确定为“以排为主、按需处理”，在工程总体布局上，将河道分为内河和外河，内河是城区的生态景观核心，外河在城区外侧，肩负着防洪保安的作用，根据河道位置和功能的不同区别对待，仅对内河所需的生态水量进行沉沙处理，保证内河为清水，外河仍然以泄洪排沙为主。经计算，从水环境角度，

3、内河所需生态水量为2.7m3/s。也就是说，只对这一部分水量进行泥沙处理，其余水量通过外河排走。根据工程实际情况，对常规泥沙处理方法、排沙漏斗、超磁工艺等泥沙处理方案进行了比较。（1）常规沉沙池方案常规沉沙池多用于灌溉、供水、引水发电等，为减少田间淤积或降低水轮机、水泵磨蚀而设，多用于处理0.05mm以上的泥沙。沉沙条渠可根据进出口建筑物控制，对泥沙沉降进行一定调节，使沉降效果较好，但长度大、占地大。经初步计算，本工程若采用传统沉沙条渠，处理2.7m3/s的流动水量，需要池长8.1km、水深2.5m、宽200m。针对西宁市区用地紧张的情况，常规沉沙条渠池是不适用的。（

4、2）排沙漏斗清水分离装置排沙漏斗对粒径大于0.5mm的泥沙排除率接近100%，对粒径为0.5～0.05mm的泥沙可排除90%以上。排沙耗水量平均仅占总引水量的3%～5%，但是常规排沙漏斗对小于0.05mm的泥沙沉降率不理想。近年，周著教授等科技工作者在常规排沙漏斗的基础上，针对小于0.05mm以下粒径的泥沙，进一步研制出了排沙漏斗清水分离装置，可对超细颗粒的浑水进行沉淀、分离，达到很好的效果，但仅在农村饮水等少量工程中应用，还没有较大流量的实际工程经验。排沙漏斗清水分离装置的优点：占地小，无须外加动力，运行管理简单，排除泥沙直接冲走，不需清淤。缺点是需要较大的高差，对

5、本工程而言，需要8m左右的高差。（3）超磁工艺处理高浊度水超磁工艺处理高浊度水的工作原理是：浑水经提升至混凝反应池，与一定浓度磁粉均匀混合，形成以磁粉为“核”的微磁絮团；混凝反应池出水流入超磁分离设备，在高强度磁场作用下，磁性微絮团吸附在磁盘上，磁盘在旋转过程中絮团被带出水面，通过位于水面之上的刮渣条将吸附的絮团从磁盘上刮离，实现微磁絮团与水体的分离，出水返回景观水体。由磁盘打捞出来的微磁絮团经磁回收系统实现磁粉和非磁性污泥的分离，磁粉循环使用，污泥进入污泥池，处理或外运。本处理方案的优点是占地小，处理效果好，且有保证。缺点是投资大，后期运行费较高。（4）沉沙方案及建

6、议根据以上比较分析，沉沙条渠占地大，不适用于本工程，本工程可以采用湖泊形沉沙池，通过对沉沙池出口节制闸进行控制，采用静置沉沙的方式，以利于细颗粒悬移质的沉淀，当分水闸放水入沉沙池沉淀至水变清后，再向景观水系内河放水。根据工程实际情况推荐方案：主沉沙池选用静置沉沙方案，同时在岸边建设1个1m3/s的排沙漏斗浑水分离清水装置试验工程，进行悬移质泥沙处理实验，若实验效果较好，可在大沉沙池淤积满后不进行清淤，作为后期利用土地。2.工程总体布局5学海无涯从防洪角度来讲，汛期时应以“泄”为主，最好保持河道通畅，排泄泥沙，安全度汛，但是汛期水量大、不稳定，水质浑浊，景观效果差。如果

7、主河道多级蓄水形成水面，汛期运行操作复杂，存在安全隐患，水质问题同样难以处理。项目组通过对泄洪、景观河道结合的方案，双层河道方案，河道分槽方案，分离河道方案进行了多方位比选，选择了分离河道方案，即泄洪与生态景观河道分离布置，分为内河和外河。外河在城区外侧，以泄洪功能为主；内河布置在主城区侧，以生态景观功能为主。三、外河设计西宁市地形呈现“四山夹三河”的“十”字形分布，市区位于河谷地带，市区的土地资源非常紧张。外河设计防洪标准为100年一遇，流量为430m3/s。为防洪安全，外河需要足够大的过流断面。但洪水是有一定几率的，北川河多年平均流量仅17.4m