- 大孔隙介質滲流特性研究
- 李永業
- 7字
- 2021-10-23 01:21:15
1.4 滲流取水工程
1.4.1 滲流取水技術
滲流取水是充分利用自然環境的自我凈化功能,向江河水求取潔凈飲用水的一項凈水技術。該技術是一種因地制宜、生態節能的取水方式。在結合地區水源地形的基礎上開發建設,因地制宜、管理簡單的優勢使得其對當地植被生物的棲息生存環境影響程度小,對于改善地區用水困難的現狀具有較好的調節調度作用。針對我國部分地區水資源短缺,開發利用不足的現狀,挖掘新型的水資源開發方式以及研究水資源的再生利用率是解決該難題開源節流的有效路徑。
滲流取水是一種投資成本低、運行成本低、收益較高、占地較小、污染率低、環保型高科技的綜合取水技術。滲流取水技術被業界公認為是我國給水領域的重大突破,已在我國重慶、四川、湖北、湖南、廣西、江西、遼寧等地被廣泛運用,投建滲濾水廠20余座、總取水規模約60萬t/d,效果良好。
滲流取水工程系統主要由滲濾孔群、反沖系統、水量控制系統、匯水洞室、江底輸水巷道和地面泵站組成。通過在集水豎井中抽水,使得井水位降低,通過壓力傳導作用,河水位與豎井水位之間產生壓力差,在河床底部濾料層內形成低壓區,誘使河水下滲,穿過濾床表層濾膜、砂卵石層和特制過濾器后進入匯水洞室和井巷,河水穿透濾床時,水中的有機污染物和雜質被濾床表層濾膜和砂卵石層吸附和過濾,濾床表層的過濾物又被動態變化的河水沖刷和更新,經過多年滲流后可以保持動態平衡,從而在濾床底部可源源不斷地獲取較高品質的工業、農業用水,甚至水流經消毒后便直接供給用戶。目前海水凈化、污染水源過濾技術等水資源的新型方式的開發和利用在我國產業結構調整和生產生活等方面發揮著重要作用,但由于其開發建設成本高、機械智能化程度高,在廣泛推廣上尚且存在一定難度。而滲流取水技術以傳統的取水方式為基礎,對傳統方式進行改進,具有便于普及,構筑簡單,成型較快等優點,滲流取水技術的主要優點如下:
(1)水質優:取水區位于江河中心地段,流速較大,河道中心地段水質較岸邊好。江河水滲入濾床系統。砂卵石層的凈化過程將產生一系列物理,化學和生物凈化作用,過濾水質得到改善。
(2)水量大:天然濾床的取水面積和表層水頭壓力是決定取水量大小的兩個重要因素。滲濾取水系統由于河流底部的濾床布置,以及滲流孔群的輻射,一方面使取水控制的濾床表面水頭壓力非常大;另一方面可以使得各向滲流同時進行。因此,其取水量較傳統的傍河地下取水方式有了本質的提高,單日取水量有顯著的增加。
(3)運行服務期長:取水過程中砂卵石濾床中水的流速非常緩慢,遠小于江河水平均流速,并且保持了河流天然砂卵石濾床中地下潛流水數萬年的自然平衡滲流狀態。當江河流速大于0.05m/s時,砂卵石濾床表面沉積的細顆粒物被流水沖刷置換,不易形成對砂卵石濾床的堵塞,加之滲濾孔群反沖系統的定期自動反沖洗,所以在正常維護和不出現重大的環境條件變化情況下,滲濾水廠正常服務期可達20年以上。
(4)維護方便:通過地面對井內滲濾孔群產水量的自動控制系統,使豎井中水位快速降至輸水巷道以下,便于人和機具設備直接進入井、巷道和洞室,維護、檢修較為方便。
滲流取水工程主體工程構筑位于地下,對河流生態環境無影響,同時具備良好的防洪,防災和抗震性能。而且解決了北方地區冬季冰封河流取水困難,水量不足,取水成本高等難題。