大刀沙配水工程建筑布置方案探讨

摘　要：大刀沙配水工程是钱塘江引水入城为杭州市十一五期间重点工程，也是一项生态建设工程。工程从钱塘江引水至杭州城西，可有效改善杭州市城西特别是运西片水环境，并为西溪国家湿地公园提供优质水源，在水工模型试验的基础上，通过设计优化，考虑了等二个主体工程布置方案，通过对比论证确定方案一为推荐方案，为相似工程提供参考。

关键词：大刀沙配水工程；建筑物布置； 方案
一、工程概况
　　工程主要由取水枢纽、上游输水渠道、倒虹吸、输水隧洞、出口节制闸与泵站、下游输水渠道、连接河道等建筑物组成，工程线路总长约12km，引用流量为25m3/s，引水方式为重水流(无压流)，多年平均引水量3.9亿m3。
大刀沙泵站工程位于西湖区转塘镇龙心村、龙王沙村境内，紧邻杭州市引水入城工程沉沙调节池北侧和钱塘江堤后，作为闲林水库向珊瑚沙水库供水的加压泵站，取水流量26m3/s。
　　2010年钱塘江水位较低，杭州市引水入城工程配水流量不足，影响工程应有的效益，对下游的水环境影响较大，为解决此问题， 2010年9月提出通过大刀沙泵站加压提升沉沙调节池水位，从而使引水入城工程在钱塘江低水位时能配水。我院对大刀沙泵站进行增加配水功能的方案设计，利用大刀沙泵站抽提江水至引水入城工程的调节池，抬高调节池的水位，从达到钱塘江引水入城工程，设计引水流量25m3/s的要求。
　　二、工程任务和规模
　　2.1工程任务
　　杭州市自上世纪80年代以来，随着国名经济迅猛发展，大量未经处理的生活污水、工业废水直接排入河网，严重污染河网谁环境，水质情况逐渐恶化，河水开始发黑变臭。目前，杭州市城西河网水质大部分处于V~劣V类，与杭州市提出建生态城市、国际花园城市是极不相符的。
　　为改变现状，杭州市已投入大量资金和人力、物力，通过截污、疏浚等综合措施来解决水污染问题。通过多年努力，已取得很大的成效，中不、东部城区的水质得到有效改善。但城西河网由于面广量大，点、面污染众多，截污措施又难以在短期内覆盖大部分地域、加上水体长期受到深度污染。苕溪流域涞水较少，无法容纳城西污染物总量，靠上诉总额和治理措施已经很难再短期内改变水污染严重的现状。
　　杭州市引水入城工程低水位配水工程，工程任务是对大刀沙泵站原有的抗咸取水与应急供水功能增加配水功能，以满足钱塘江水位较低时，通过大刀沙泵站副取水口引水至杭州市引水入城工程沉沙调蓄池，使杭州市引水入城工程达到设计引用流量，发挥工程应有的效益。
　　2.2工程规模
　　大刀沙泵站的流量设计流量为26m3/s，杭州市引水入城工程设计引水流量25m3/s。杭州市引水入城工程低水位配水工程，其规模取决于杭州市引水入城工程设计流量，即为25m3/s。工程实施后，杭州市引水入城工程引水量工程规模仍不突破总配水量3.9亿m3。
　　三、工程总布置及主要建筑物
大刀沙配水工程建筑布置，在水工模型试验的基础上，通过设计优化，考虑了等二个主体工程布置方案，分别为下面的方案一和方案二。
根据大刀沙泵站施工图设计，出水池预留D2600mm钢管长度为14.0m，阀门井外侧预留长度为1.75m。
　　3.1方案一
　　通过对其预留钢管切除钢管封头，延长41.0m至桩号为0+045.00m(大刀沙泵站预留阀门井中心为桩号0+000.0)并设封头，重设阀门井A，阀门井A中心桩号为0+045.00m。钢管延长段范围内于桩号0+031.0m处设管道岔口通向引水入城工程沉沙调蓄池，角度为60度，延长钢管至桩号0+048.0m接出水消能池，出水消能池主要由分水导墙，消能池底板、扶壁式挡墙、消能坎及下游护坦组成。
　　3.2方案二
　　通过对其预留钢管切除钢管封头，延长41.0m至桩号为0+045.00m(大刀沙泵站预留阀门井中心为桩号0+000.0)并设封头，重设阀门井A，阀门井A中心桩号为0+045.00m。钢管延长段范围内于桩号0+031.15m处设管道岔口通向引水入城工程沉沙调蓄池，角度为111度，延长钢管至桩号0+051.00m后再分4根D1400mm钢管伸至沉沙调蓄池。桩号0+040.0m处设阀门井B，阀门井内设D941X-2.5 D2600mm蝶阀及伸缩节。
　　本工程主要由输水管道、阀门井、镇墩、出水消能池及大刀沙泵站取水池、出水池改建及廊桥组成。
　　根据大刀沙泵站施工图设计，出水池预留D2600mm钢管长度为14.0m，阀门井外侧预留长度为1.75m。通过对其预留钢管切除钢管封头，延长41.0m至桩号为0+045.00m(大刀沙泵站预留阀门井中心为桩号0+000.0)并设封头，重设阀门井A，阀门井A中心桩号为0+045.00m。钢管延长段范围内于桩号0+031.0 m处设管道岔口通向引水入城工程沉沙调蓄池，角度为60度，延长钢管至桩号0+048.0m，其中桩号0+045.33~0+048.0mD2600~3600mm渐变段。桩号0+040.0m处设阀门井B，阀门井内设D941X-2.5 D2600mm蝶阀及伸缩节。出水消能池布置于桩号0+048.0~0+071.79m，出水消能池主要由分水导墙，消能池底板、扶壁式挡墙、消能坎及下游护坦组成。大刀沙泵站廊桥布置于泵站主厂房与管理房之间，建筑面积132m2。
　　四、工程布置方案对比

　　从大刀沙配水工程建筑布置，在水工模型试验的结果和理论及技术上看，两方案均能满足工程要求，相比较之下，方案一比方案二投资省184.38万元，施工期围堰填筑及拆除虽对水质有一定的影响，但经过技术处理，可适当降低影响。因此本工程推荐方案一。方案一可以满足在引水入城工程投入运行后，大大缓解了杭州西部地区的环境用水问题，今年汛期钱塘江洪水较大，出海口沙坎冲开，江道地形随之改变较大，洪水过后钱塘江水位较低，与致于引水入城工程引水流量不足，严重影响了杭州西部地区环境用水问题，根据“引水入城工程”设计，钱塘江水位低于4.0m，引水流量达不到25 m3/s，据1991年到2010年的闸口水位历时统计，钱塘江水位低于1.8m，20年中出现了一年，历时4个小时，发生于1995年；水位在1.8m至4.0m，每年都有发生，年均历时4103小时，折合天数171天，占全年46.8%的时间。最少年份发生于1997年，历时109天，最多年份发生于1999年，历时240天，今年1至10月，此水位区间历时204天。从统计数据来看，每年都会发生低于4.0m水位的情况，即“引水入城工程”每年会发生引水流量不足之情况，平均每年发生天数为171天，占近半年时间，引水入城工程从引水总量来看，能解决城西环境用水问题，但时程分配来看，不能很好配合用水问题。因此带来问题是：钱塘江低水位时“引水入城工程”引用的流量不足，满足不了杭州城西环境用水。
　　五、结语
　　杭州市现辖上城区、下城区、拱墅区、西湖区和江干区共5个区和余杭区的部分区域。2006年杭州市主城区土地面积683 km2，耕地面积11.44万亩，总人口213.75万人(不包括流动人口)。随着经济的发展城市人口不断增多，城市的用水压力越来越大，所以从大刀沙配水工程中选择一个好的方案不仅可以做到满足项目原计划目标，还可以突出生态建设工程有效改善杭州市城西特别是运西片水环境，并为西溪国家湿地公园提供优质水源。 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/slgc/250904.html