DB14 T 2117-2020 《西山提水工程取水方式及建筑物设计导则》.pdf

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1、ICS 13.060.10P 55 DB14山 西 省 地 方 标 准 DB 14/ T 21172020西山提水工程取水方式及建筑物设计导则 2020-08- 17 发布 2020- 11 -17 实施山西省市场监督管理局 发 布 DB14/T 21172020 I 目 次前言 .II1 范围 .12 规范性引用文件 .13 术语和定义 .14 总则 .25 河床渗透水取水方式及建筑物 .26 地表水取水方式及建筑物 .47 取水防沙措施 .4 附录 A（资料性附录） 黄河大北干流河段设计特征水位参考值 .6附录 B（资料性附录） 黄河大北干流河段特征泥沙参考值 .7 DB14/T 2117

2、2020 II 前 言本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准由山西省水利厅提出并监督实施。本标准由山西省水利标准化技术委员会归口。本标准起草单位：山西省西山提黄灌溉工程建设管理中心本标准参编单位：太原理工大学、山西省汾河灌溉管理局、山西省水利水电勘测设计研究院有限公司 本标准主要起草人：那 巍、王 婧、陈启斌、成接安、傅天清、芦绮玲、杨普义、郝永刚、赵 凯、樊贵盛 DB14/T 21172020 1 西山提水工程取水方式及建筑物设计导则1 范围 本导则规定了西山提水工程取水建筑物设计的术语和定义、总则、河床渗透水取水方式及建筑物、地表水取水方式及建筑物、取水防沙措施。 本导

3、则适用于黄河大北干流河段山西沿黄取水工程，其他类似多泥沙河流（段）可参考执行。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 50027 供水水文地质勘察规范GB 50265 泵站设计规范GB 50296 供水管井技术规范GB/T 50625 机井技术规范SL 269 水利水电工程沉砂池设计规范SL 454 地下水资源勘察规范3 术语和定义 西山提水工程山西省西部忻州、吕梁和临汾等市黄河沿线山丘区提水工程。3.1 黄河大北干流黄河从偏关老牛湾至禹门口河段。3

4、.2 管井井较深、井径较小，由井口、井壁管、过滤器及沉淀管组成的水井。3.3 大口井井深一般不超过15m、井径在2m以上的水井。3.4 渗渠 为拦截并收集重力流动的河床渗透水而水平埋设在含水层中的集水管（涵）。 DB14/T 21172020 2 3.5 沉砂池（渠）用以沉降挟沙水流中泥沙颗粒大于设计沉降粒径的悬移质泥砂，降低水流中含沙量的建筑物。3.6 反滤层在大口井或渗渠进水处铺设，粒径沿水流方向由细到粗的级配砂砾层。3.7 黄河原水未经水处理的黄河河道天然地表水。 4 总则4.1 西山提水工程建设根据当地河床地形地貌、河势变化情况，坚持工程安全、供水可靠、低能耗的原则，实现分区段（库区或

5、河道）、分时段（高、低含沙期）高效取水目标。4.2 取水方式选择应结合经济指标、土地占用、动力资源、施工条件和建设周期、水源的环境保护和泥沙处置、主材消耗等条件多方案比选。4.3 在进行取水位置选择时，按照 GB50265 对不同建筑物的防洪和取水要求，黄河大北干流河段设计特征水位参考值相关信息参见附录 A。5 河床渗透水取水方式及建筑物5.1 一般规定 5.1.1 取水建筑物场地选择应避开滑坡、泥石流、崩塌堆积和边坡不稳定体等不良地质现象分布地段。5.1.2 大、中型河床渗透水取水建筑物，应对拟选水源地进行水文地质勘察，方法及内容应符合 GB50027、SL 454的要求。对于小型取水建筑物

6、，可在水文地质测绘基础上，通过布置勘探生产井，取得相当于详勘阶段的勘察报告，作为设计依据。5.1.3 沿黄河床渗透水取水建筑物型式的选择，应根据取水类型、水位埋深、含水层总厚度及底板埋深、水文地质特征、设计取水量等条件，通过技术经济性比较确定，河床渗透水不同取水建筑物适用范围可参考表 1。5.2 管井5.2.1 规模较小的取水工程由单井供水，出水量按照稳定流完整井公式计算。规模较大取水井群，出水量计算按照稳定流干扰井群公式计算，其最大降深应满足使用要求。5.2.2 管井的结构、过滤器的设计应符合 GB 50296 有关规定。5.2.3 采用管井取水应设备用井，备用井的数量宜按 25%30%的设

7、计水量所需井数确定。 DB14/T 21172020 3 表 1 河床渗透水不同取水建筑物适用范围型 式 规格尺寸 适用范围类型 水位埋深 含水层总厚度 及底板埋深 水文地质特征 设计取水量管 井 井径 200mm800mm 潜水、承压水、裂隙水、孔隙水 各种埋深 含水层总厚度大于5m、底板埋深大于15m 适用于各种透水性良好的含水层 一般500m3/d2000m 3/d大口井 井径 2m12m 潜水、裂隙水 一般10m 含水层总厚度为5m10m、底板埋深小于20m 砂、砾石、卵石、裂隙发育的硬质岩 一般500m3/d5000m3/d渗 渠 渗 管 直 径450mm1500mm或矩形 地表水、

8、潜水 一般在 2m 以内，最大不超8m 含水层厚度小于5m 中、粗砂、砾石、卵石 一般5m3/(dm)30m3/(dm)辐射井 井径 2m6m 潜水 一般10m 含水层有可靠补给水源、底板埋深小于30m 砂、砾石、卵石，裂隙发育的硬质岩等 一般1000m 3/d5000m3/d5.3 大口井5.3.1 大口井取水宜选用圆筒形井底进水的非完整井型式，应将井底设在富水带下部。5.3.2 井底反滤层的滤料级配根据井底含水层情况区别设置。当含水层为卵石时，可不设。当含水层为砾石、中粗砂时，可设两层，总厚 0.4m0.6m。当含水层为细、粉砂时，可设 45 层，总厚 0.7m1.2m。5.3.3 与含水

9、层接触的第一层滤料直径 d 按下式确定： idd 8)(7式中： id 当含水层为细砂或粉砂时 ， 40i dd ；当含水层为中砂时， 30i dd ；当含水层为粗砂时， 20i dd ；当含水层为砾石时， 1510i ddd ；40d 、 30d 、 20d 、 15d 、 10d 指小于这一粒径的含水层颗粒占总重量的百分数。两相邻反滤层的粒径比宜为 35 倍。5.3.4 大口井出水量计算应根据黄河原水含沙量考虑淤塞调整系数，建议选用值 0.60.75。5.4 渗渠5.4.1 渗渠人工滤层的层数、厚度和级配，根据含水层颗粒分析确定，符合本导则第 5.3.2、5.3.3 规定。5.4.2 渗渠

10、中管（渠）的断面尺寸，应按下列要求计算确定：滤速不宜大于 0.01m/s；管内流速建议值 0.2m/s0.3m/s； DB14/T 21172020 4 管（渠）充满度一般采用 0.40.8；管底最小坡度大于 0.3%。5.4.3 考虑枯水期水位变幅、黄河原水泥沙引发淤塞等不利影响，渗渠设计出水量计算应设置调整系数，建议选用值 0.60.75。5.5 辐射井5.5.1 根据集水类型、含水层水文地质条件、设计取水量等确定辐射井布置型式，设计应符合 GB/T50625 有关规定。5.5.2 黄河滩地设置辐射井以水平集水为主，建议通过反冲洗等措施实现滤体重复利用。6 地表水取水方式及建筑物6.1 一

11、般规定 6.1.1 地表水取水建筑物的位置选择应根据取水河段的水质、水文、地形、工程地质、河流综合利用和施工条件等综合考虑，重点从流量、水位、流速等方面进行系统分析。6.1.2 取水口应设在不受冰凌直接冲击的河段，附近不应有易被流冰堵塞的浅滩、回流区。6.2 固定式河道取水建筑物6.2.1 当岸边式、河床式取水方式均可行时，优选岸边式取水建筑物。6.2.2 当河床岸坡较陡，工程地质条件良好，且主流近岸时，宜选用岸边式取水建筑物。一般情况下，建议集水井和泵房分建。6.2.3 当河床较稳定，河岸平坦，枯水期水深不足，宜选用河床式取水建筑物。6.3 移动式河道取水建筑物6.3.1 当水位变幅较大时，

12、建议选用移动式取水建筑物。6.3.2 当移动取水建筑物浮船（桶）型式、缆车型式均可行时，建议优选浮船（桶）式取水建筑物。 7 取水防沙措施7.1 一般规定7.1.1 应遵循错峰避沙、工程沉沙、科学用沙的原则，保障取水系统高效运行。7.1.2 综合考虑水源含沙量年内变化特征确定合理的引水时段，实现避沙引水，黄河大北干流河段泥沙特性参考值相关信息参见附录 B。7.1.3 应设置水源泥沙监测点，取水时定期进行含沙量、悬移质粒径组成等监测，黄河含沙量大时，宜不引或少引水，引水含沙量根据水泵和泵站输水系统要求进行设计。7.1.4 应进行引黄泥沙的平衡计算，提出年引沙量及其处置利用方案。7.1.5 与主体

13、工程同步建设泥沙处理、退水退沙监测等设施。7.2 工程措施 7.2.1 黄河滩洼地具备条件时，建议在取水建筑物附近设置预沉设施。7.2.2 黄河直接取水宜设置沉砂池，应符合 SL269有关规定。当地形条件受限时，宜采用曲线形沉砂池（渠）。 DB14/T 21172020 5 7.2.3 在进水口前宜设置拦沙坎、导沙墙等防沙设施。7.2.4 为取得含沙量较小的表层水，建议引水闸前设置拦沙叠梁闸。7.2.5 当取水规模较小时，宜选用水沙分离器、叠片（筛网）过滤器等组合过滤系统。7.2.6 结合取水方式，建造低扬程临河取水泵站，降低水泵转速和单泵流量等措施减少水泵磨蚀。 DB14/T 2117202

14、0 6 AA附 录 A（资料性附录）黄河大北干流河段设计特征水位参考值A.1 对历史洪水进行重现期分析考证的基础上，以黄河干流府谷、吴堡和龙门 3处水文站实测洪水资料（建站 2016年）进行频率分析计算，得到各频率（p=1%、p=2%、p=3.33%、p=5%）相应的设计洪峰流量。根据相应流量面积关系、各控制断面汇水面积求得相应控制断面不同频率设计流量，作为其下游段设计流量采用值。A.2 水面线计算选用武汉水院编制的天然河道水面线计算软件，得到部分断面的设计水位成果（表A. 1），按桩号内插可得到黄河沿线地区相关设计水位。 表 A.1 西山沿黄提水工程设计特征水位参考值序号 地理位置 不同频率

15、设计洪水位(m) 设计枯水位 （m)p=1% p=2% p=3.33% p=5%1 石圪垯 813.15 812.39 811.91 811.31 801.662 金盆湾 790.20 789.21 788.54 787.60 777.483 黑峪口 773.21 772.47 772.01 771.43 764.554 黄家洼 757.13 756.16 755.67 755.04 746.145 大峪口 733.49 732.49 731.86 731.06 723.22 6 蔡家洼 722.42 721.22 720.42 719.36 707.677 郭家里 705.99 705.13

16、 704.58 703.87 696.518 郭塔家 691.51 690.43 689.76 688.89 679.749 陈家圪垛 670.31 669.42 668.86 668.13 656.0610 港村 659.13 658.00 657.25 656.26 645.1911 上庄 638.72 637.59 636.88 635.97 626.1112 曹家垣 625.48 624.14 623.33 622.29 608.4713 贺家洼 598.16 596.80 595.96 594.80 583.6414 下庄 621.63 620.33 619.54 618.55 60

17、6.7415 后山里 537.22 535.87 535.04 533.89 521.7416 康里 504.63 503.49 502.77 501.77 488.88 17 枣岭 407.68 406.16 405.22 403.93 391.03 DB14/T 21172020 7 BB附 录 B（资料性附录）黄河大北干流河段特性泥沙参考值B.1 河龙区间年均含沙量变化2006-2015 年府谷站、吴堡站和龙门站年均含沙量、汛期多年平均含沙量如表 B.1，断面平均含沙量采用单断沙关系曲线法推求。 表 B.1 多年平均含沙量表 单位： kg/m 3站名 多年平均含沙量 汛期（6-9月）多年

18、平均含沙量府谷站 0.782 0.741吴堡站 2.886 4.648龙门站 4.822 8.425B.2 河龙区间多年月均含沙量变化2006-2015 年府谷站、吴堡站和龙门站多年月均含沙量年内分布如表 B.2，断面平均含沙量采用单断沙关系曲线法推求。 表 B.2 多年月均含沙量表 单位： kg/m 3站名 1 月 2月 3 月 4月 5 月 6月 7月 8月 9 月 10月 11月 12月府谷站 0 0 2.821 0.269 0 0.092 0.826 1.150 0.894 0.046 0 0吴堡站 0.302 0.550 3.583 1.252 0.565 1.160 6.740 6

19、.852 3.841 1.298 0.535 0.761龙门站 0.776 0.933 3.419 1.813 0.685 1.377 12.302 12.841 7.188 2.177 1.038 1.112B.3 河龙区间多年平均悬移质颗粒级配情况黄河吴堡、龙门水文站悬移质泥沙颗粒分配情况如图 B.1。 DB14/T 21172020 8 图 B.1 吴堡-龙门多年平均颗粒级配曲线B.4 河龙区间泥沙特征粒径关系泥沙含量常用参数主要有中值粒径 d50、平均粒径 dcp，府谷站、吴堡站和龙门站 2006-2015 年多年月均中数粒径、多年月均平均粒径如表 B.3、表 B.4。 表 B.3 多

20、年月均中数粒径表 单位为毫米站名 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 府谷站 0 0 0.012 0.007 0 0.011 0.011 0.010 0.012 0.027 0 0吴堡站 0.142 0.102 0.027 0.029 0.068 0.027 0.019 0.014 0.026 0.038 0.049 0.055龙门站 0.099 0.077 0.032 0.025 0.050 0.026 0.016 0.024 0.023 0.037 0.055 0.079表 B.4 多年月均平均粒径表 单位为毫米站名 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月府谷站 0 0 0.021 0.011 0 0.018 0.020 0.016 0.018 0.035 0 0吴堡站 0.169 0.143 0.067 0.068 0.113 0.065 0.043 0.034 0.047 0.073 0.097 0.104龙门站 0.143 0.108 0.069 0.057 0.086 0.060 0.032 0.029 0.038 0.058 0.079 0.111 _