20万立方米每天河流取水工程工艺设计(5)
2.3.1取水河段径流特征
地表水水位、流量和流速等径流特征值的变化规律是河流特征之一，也是河流其他水文变化特征现象产生的重要基础。径流变化规律是考虑取水工程设施的重要依据。我国某些地区，特别是山区河流水文特征较为复杂，如长江支流的四川釜漠坷丰枯流量相差非常悬殊，最大流量为4000m3 /8 ，而枯水流量仅为O. 59m3 /8 ，两者相差竟达6770 倍。又如长江重庆段，洪、枯水位差历史上最大达33. 3m ，一次洪水上涨高度曾达23. 56m ，历时13 天;一日洪水最大上涨高度为9.93m ，一小时洪水最大上涨高度为2.0m 。因此，河道中的流速变化很大。在这种情况下确定水源时，首先应根据河道的特征值判断该河流作为给水水源的可能性和安全性，并且考虑建设水源工程所应采取的措施。还有辽河流域本澳地区的太子河，最大洪峰流量为14300m3 /s ，枯水期最小流量仅1. 31m3 /s ，丰枯水量两者相差竟达10916 倍。因此，在这种河流中要进行大量取水时，只有采用筑低坝的蓄水方案，才能保证取水量。所以，确定取水构筑物的位置、形式、尺寸和高程等，都有赖于对各种径流特征值的分析，同时与水文资料中的泥砂分布和河床演变也有着直接的关系。影响河流径流的因素很多，情况十分复杂，同一条河流每年的径流特征值各不相同，设计取水构筑物时，应按各种特征值出现可能性的大小，即频率(或保证率〉进行考虑。
在取水工程中，常常由于洪、枯水位频率计算或水位调查不正确，而发生在特大洪水时淹没和冲毁取水构筑物;最枯水位时使进水窗口露出水面，出现取水量不足，更严重的有时根本取不上水，只得重新修建水源工程。在正常条件下，取水构筑物的频率应根据2003年出版的《城镇给水手册》和2004 年颁发的《室外给水工程设计规范)) ，并参照2004 年中国电力工程协会发行的《火力发电厂水工技术规程》来确定。
通常为了取得一定保证率的各种径流特征值，应根据河道径流的长期观测资料，用数理统计的方法计算或进行调查研究分析确定。一般取水工程设计中比较重要的径流特征值，如最小流量、最低水位及流冰的各种特殊值多属非畅流期的河道径流情况，应特别重视。若取水工程处于河口(入海或入湖泊处)的河段时，应注意海水的潮沙、台风以及湖泊的水面波浪等影响;在沿海地区应考虑到潮沙对取水水质的影响，尽量避免吸入咸水。
此外，人类活动也是影响河道径流的重要因素。
2.3.2泥砂运动和河床演变
地表水一般常挟带一定数量的泥砂。这些泥砂主要来源于地表，也有少部分来源于河床本身冲刷、风砂沉积以及地下水的补给时而形成的。通常河流中由于泥砂的运动而引起河水含砂量及河床形态的各种变化，这些变化往往对于取水构筑物的正常运行有着重大的影响，也关系到修建取水工程的成败。因此，河床演变是设计取水工程设施时必须研究的重要特征之一。为了取得较好的水质，并防止泥砂、漂浮物、水生物等对取水构筑物与管道的危害，以及避免河道变迁，在选择取水构筑物位置、形式时，必须了解取水问段泥砂运动状态和分布规律，并且观测和推算河床演变的规律和可能出现的不利因素。河流中的泥砂，一般以水中悬移和河底推移的形式运动着。河水挟带泥砂的多少与流域特性、地表径流以及季节性变化有很大关系。冬季河流主要靠地下水补给，河水一般较清。但北方河流因冬季地表土壤中的孔隙水结冰，使土壤遭到破坏，故在春季融雪时，泥
砂被融化水带入河中，使含砂量骤增。在夏季地表因风化遭到破坏，故暴雨时河水也较浑浊。特别是易被山区河流流经冲刷的黄土地区，河流的含砂量更高。如黄河中游地区龙门干流含砂最高达993kg/m3 ，由于挟带大量泥砂，使河床不稳定，河底冲淤变化很大选择取水构筑物位置时就要十分慎重。