钱江新城二号港水处理工程泥沙沉降分析 3页

第28卷第19期中国给水排水V01．28No．192012年10月CHINAWATER&WASTEWATER0ct．2012钱江新城二号港水处理工程泥沙沉降分析蔡宏伟，王斌，包中进，刘云(1．杭州市钱江新城建设指挥部，浙江杭州310020；2．浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020)摘要：钱江新城二号港水处理工程是将钱塘江原水进行净化处理后引入市区河网，以改善城市水环境质量。由于钱塘江原水受河口水文泥沙条件影响，含沙量较大且颗粒级配不均，对水处理工程的规模设计及工艺选择等带来较大的困难。为此，对引水口的水文泥沙特性进行了统计分析，并对水处理工程设计中的预沉池沉沙效果进行了数值模拟。结果表明：引水口水体的含沙量具有明显的年际、月际及日间变化特点，丰水年的含沙量高于平、枯水年，夏、秋季节高于春、冬季节，涨潮时段高于落潮时段；引水口水体多年平均含沙量约为0．078ks／m，进入内河的多年平均泥沙总量约为8000t，其中，若仅在落潮时段配水，进入内河的泥沙总量将降低30％以上；经模拟计算，设计预沉池中的含沙量沿程降幅约为28％，预沉后进入排灌站的水体含沙量约为0．073ks／m。关键词：钱江新城二号港水处理工程；泥沙沉降；数值模拟中图分类号：TU991文献标识码：C文章编号：1000—4602(2012)19—0066—03SedimentationAnalysisofHangzhouCBDSecondaryPortWaterTreatmentProjectCAIHong—wel一，WANGBin，BAOZhong—jin，LIUYun(1．HangzhouCBDConstructionHeadquarters，Hangzhou310020，China；2．ZhejiangInstituteofHydraulicsandEstuary，Hangzhou310020，China)Abstract：TheHangzhouCBDSecondaryPortwatertreatmentprojectisapurificationeffortoftheQiantangRiverwaterbeforeitflowsintotheurbanriversystem．Affectedbythecomplexhydro-sedimen-taryconditionsintheestuary，thesedimentconcentrationinwaterislargeandtheparticlesizeisuneven，whichcauseddificultyindeterminingthescaleandselectingthetechnologyfortheproject．Statisticala—nalysisofhydro·-sedimentarycharacteristicsandnumericalsimulationofsedimentationeffectwereconduc--ted．Theresultsofthesedimentconcentrationshowedobviousannual，monthlyanddailytrends．Thesedimentconcentrationinhighwaterperiodwashigherthaninnormalwaterandlowwaterperiods，thesedimentconcentrationinsummerandautumnwashigherthaninspringandwinter，andthesedimentconcentrationathightidewashigherthanatlowtide．Theaverageannualsedimentwas0．078ks／m。，thetotalsedimentintheinlandriverwas8000t．Ifwaterwastakenatlowtide，thetotalsedimentcon—centrationwouldbereducedbyatleast30％．Usingsimulation，thesedimentconcentrationinthesettlingbasinwas28％lower，thesedimentconcentrationinwaterintopumpstationwasabout0．073ks／maftersettlement．Keywords：watertreatmentprojectinSecondaryPortofHangzhouCBD；sedimentsettlement；numerica】simU1ation·66·\n蔡宏伟，等：钱江新城二号港水处理工程泥沙沉降分析第28卷第19期钱江新城二号港水处理工程位于钱塘江三堡船可达到1．75kg／m，约为该潮其余时段正常含沙量闸的外江侧引航道内，拟通过对钱塘江原水进行净的15倍左右。含沙量变化过程线与涨、落潮过程具化处理后，引入市区河道，解决现状河道水质差、流有明显的相关性，最大含沙量一般出现在涌潮快水动性不强、水体浑浊、河床淤积严重等问题，以改善时段，在涌潮到达后半小时左右含沙量达到最大。城市水环境，打造亲水型“宜居城市”，提升城市环大、中潮时，涨潮期间含沙量约为全潮平均含沙量的境生活品质。该工程拟采用预沉、加药絮凝沉淀等3～10倍。处理工艺，使出水水质达到《景观娱乐用水水质标2．2配水河道的泥沙条件准》(GBl29411)的C类标准。其中，预沉池的受泵站出水口水流扰动的影响，泵站出水池水主要目的是缩减絮凝沉淀池的设计规模、减少絮凝体非常浑浊，悬移质粒径相对较大，中值粒径约为剂的投加量及降低加药对环境的不利影响。0．042mlTl；至下游610m附近时，粒径有所减小，降笔者通过资料分析及平面二维水流泥沙数学模为0．021—0．0271TIITI之间。型，对钱塘江三堡船闸引航道内的引水口多年水文同时，泵站出水池水体的含沙量较钱塘江引水泥沙特性进行了统计分析，并对水处理系统设计中口原水的明显增大，实测某时刻引水口原水的含沙的预沉池沉沙效果进行了数值模拟计算，以期为水量为0．339km，至泵站出水池时含沙量上升至处理系统的规划及设计提供技术依据。0．656kg／ITI，再到泵站下游610ITI附近时又降至1工程概况0．075—0．084kg／m，沿程降幅约为76％。当钱塘三堡排灌站规划配水规模为28×10m／d，设江原水的含沙量为0．032—0．070kg／ITI时，至泵站计流量为3．2413／s，配水时间为24h／d，改建后仍下游6101TI附近时含沙量降幅仅为11％～20％。从三堡引水工程由钱塘江流人运河的引水廊道中直因此，当钱塘江原水的含沙量较高时，配水河道沿程接取水。设计泵站选择轴流泵，采用4台水泵，三用沉沙效率相应较高；当钱塘江原水的含沙量较低时，一备。沉沙系统的预沉池位于配水河道的起始端，则沉沙效率亦相对较低。长约120m，宽为8．5～17m，平均水深为3．55m，2．3年际及月际含沙量变化为三堡引水工程廊道箱涵至排灌泵站前的引水河为系统地分析钱塘江引水口附近原水的年际及道，总布置见图1。月际含沙量分布特点，参考以往研究经验，建立了引水口含沙量与七堡站潮差的相关关系，并通过七堡站近13年的实测潮汐数据分析引水口多年平均含沙量及多年落潮平均含沙量的分布情况。结果表明：①引水口原水含沙量具有明显的年际分布特点，年际变幅与上游钱塘江的径流特性相似，丰水年偏图1三堡二号港水处理工程布置示意高、枯水年偏低，多年平均含沙量约为0．078kr／m。，Fig．1LayoutofwatertreatmentprojectinSecondaryPort与文献[2]的实测统计值基本一致；其日平均含沙ofHangzhouCBD量约为落潮平均含沙量的1．42倍，丰水年、平水年2含沙量及泥沙总量变化及枯水年间的日平均含沙量比值约为1．68：1．382．1钱塘江的泥沙条件：1。②引水口原水含沙量亦具有明显的月际分布由于水处理工程的引水口位于钱塘江三堡船闸特点，丰水年的月平均含沙量最高为0．156km，的引航道内，其泥沙特性与江道近岸、河道面层以及约为月平均含沙量最低值的2．78倍，秋季约为春季引航道位置等特殊条件密切相关。因此，为切实了的1．29—2．48倍；丰水年、平水年及枯水年的月平解引水口附近的泥沙情况，特对引水口的泥沙条件均含沙量最高值之比为2．14：1．38：1。进行了实测。2．4泥沙总量变化结果表明，取样期间引水口的平均悬沙中值粒根据统计计算的年际及月际含沙量分布情况，径为0．0165mm，平均含沙量约为0．110kg／m，受按照设计引水水量，对1998年_2010年进入三堡过往船舶的影响较为明显，扰动后实测最大含沙量排灌站配水河道的泥沙进行了统计。其中，按照日·67·\n