[科普中國]-移動式取水

移動式取水又稱活動式取水。在水位漲落幅度較大(10m以上)的河流中取水而設(shè)置的可移動取水。主要有浮船取水和纜車取水兩種，個別的還有浮吸式和井架式。它具有投資少、建設(shè)快、易施工(無復(fù)雜的水下工程和大量的土石方工程)、有較大的適應(yīng)性和靈活性、能經(jīng)常取得含砂量較少的表面水等特點(diǎn)。但是，在水位漲落時(shí)，需要做相應(yīng)移動，操作管理較繁雜，且易受水流、風(fēng)浪、航運(yùn)等因素的影響，取水的安全可靠性較差。

簡介在江河湖泊或山區(qū)水庫邊建造汲水泵站，傳統(tǒng)辦法是先圍堰筑壩，將圍堰區(qū)域內(nèi)的水全部抽干，建造泵房，再安裝水泵、閥門、管路、控制等。其特點(diǎn)是：①施工周期長，圍堰工作量大，費(fèi)用高；②泵房造價(jià)高，水位落差越大，泵房造價(jià)越高；③因取水口固定在低水位以下，取出的水永遠(yuǎn)是底層的原水，泥砂含量較高；④進(jìn)水管一直沉在水底，如遇污物堵塞，無法發(fā)現(xiàn)且清理困難；⑤泵站建設(shè)時(shí)對環(huán)境影響大，安全系數(shù)低。

為了克服傳統(tǒng)汲水泵站建造使用時(shí)存在的缺點(diǎn)，針對不同特殊取水要求，研發(fā)出現(xiàn)了移動式取水泵站。移動式取水泵站適合在江、河、湖泊、水庫邊汲水，制造簡單方便，周期短，造價(jià)低；取水效率高，水質(zhì)好，安全可靠；不受水位變化、漲落頻率變化等因素的影響。主要應(yīng)用作為自來水廠、電廠、化工廠、生物制藥廠、造紙廠、水利灌溉、礦場等工程的永久性取水設(shè)施及各類大型工程建設(shè)時(shí)的臨時(shí)取水設(shè)施。移動式取水泵站是個系統(tǒng)工程，涉及到船舶、電氣、給排水、高低壓控制系統(tǒng)、PLC 自控系統(tǒng)、防腐學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)等多門專業(yè)1。

移動式取水泵站取水位置的選擇移動式取水泵站取水雖有較強(qiáng)的適應(yīng)性，位置選擇不像固定式取水構(gòu)筑物那樣要求嚴(yán)格，但如位置選擇不當(dāng)，同樣會給供水安全、運(yùn)行管理帶來不良的后果。在確定移動式取水泵站取水位置時(shí)，除應(yīng)選擇滿足河岸較為穩(wěn)定、沒有嚴(yán)重的沖刷或淤積，并能保證取得所需要的水量和良好的水質(zhì)，離用水單位近，施工方便等一些基本條件外，尚應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）河岸坡度要適宜。主要是指位于洪水位以下既不過緩、也不太陡的河岸。坡度過緩會增加搖臂輸水管的長度，當(dāng)搖臂輸水管長達(dá)到50m時(shí)，則不適宜用1 根搖臂輸水管；坡度過陡雖可縮短搖臂輸水管的長度，但也會給移船操作、上下交通及搖臂輸水管施工帶來困難，工人上下船操作管理很不方便。河床中有突出河底的礁石等障礙物處，不宜選作移動式取水泵站取水位置。

（2）水流要求平穩(wěn)，應(yīng)避開大的洄流、急流和大風(fēng)浪區(qū)。在大洄流區(qū)，洪水期有大量漂浮物聚集，易堵塞吸水頭，廢水在洄流區(qū)也不易排走，水質(zhì)不良，同時(shí)也常有泥沙沉積，影響取水。急流區(qū)，流速大，浮船不易錨固，易被漂木、行船碰撞，常發(fā)生纜索被撞斷，船體被撞壞、沖走等事故。因此，取水位置宜選在水流平穩(wěn)、河道平直的河段上。

（3）不受江河航行、放筏的影響。移動式取水泵站位置要與航道保持一定距離，以免相互碰撞。

（4）枯水期間應(yīng)有足夠的水深。水深應(yīng)根據(jù)浮船噸位、吃水深度確定。對于一般浮船水深最好為2m或更大些，如水深不足，稍有淤積，浮船將會擱淺。因此，在決定浮船取水所在位置的水深時(shí)，應(yīng)充分考慮到淤積情況和沖淤變化，設(shè)計(jì)水深應(yīng)留有余地2。

搖臂輸水管一般情況下，搖臂輸水管較長，自重大，受力復(fù)雜，必須進(jìn)行強(qiáng)度與剛度計(jì)算。如不能滿足設(shè)計(jì)要求，就須加固。加固后，按新的組合斷面重新復(fù)核。

作用于搖臂輸水管的載荷，一般考慮以下7 項(xiàng)，并應(yīng)根據(jù)搖臂輸水管的具體使用條件進(jìn)行組合運(yùn)算：

（1）垂直方向均布荷載，如：搖臂輸水管自重、水重。

（2）水平方向均布荷載，如：風(fēng)力、水流對搖臂輸水管的作用力。

（3）加速附加應(yīng)力，即：在風(fēng)浪的作用下，船體突然起伏產(chǎn)生的加速對搖臂輸水管造成慣性作用而產(chǎn)生的一種彎曲應(yīng)力。

（4）管內(nèi)水壓力。

（5）船受風(fēng)浪、水流作用產(chǎn)生的推拉力，當(dāng)錨纜失效且風(fēng)向、水流方向與搖臂輸水管一致時(shí)，作用于搖臂輸水管的力為風(fēng)力與水流作用阻力之和。

（6）船體縱向顛簸產(chǎn)生的扭矩，其值等于套筒接頭的摩擦力矩。

（7）活動荷載，聯(lián)絡(luò)管作為交通或考慮檢修時(shí)的活荷載2。

移動式取水泵站的優(yōu)點(diǎn)通過對不同工況移動式取水泵站的設(shè)計(jì)、應(yīng)用實(shí)踐，總結(jié)出移動式取水泵站有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）適用于江、河、湖泊邊的各種取水工程，水位漲落變化時(shí)，浮動泵站隨著水位漲落而自動升降，水泵與吸水口的位置始終保持不變；水泵吸水口一直保持在液面以下1～2m 的位置，取出的水泥砂含量低，污物少。

（2）不論取水口是否需具備通航條件，都能建造浮動泵站。

（3）泵站穩(wěn)性提高，滿足三倉進(jìn)水泵站不沉的設(shè)計(jì)理念。

（4）與土建泵房相比，無需圍堰施工，工程進(jìn)度加快，工期縮短，造價(jià)降低（水位落差越大，造價(jià)節(jié)省越明顯），且施工簡單、安全，對周邊環(huán)境影響小。

（5）解決了固定泵站進(jìn)水管埋在水底易堵塞且難清理的問題。

（6）安全設(shè)施齊全，使用放心可靠。

（7）配備起吊設(shè)施，檢修保養(yǎng)方便。

（8）搖臂接頭密封可靠，轉(zhuǎn)動靈活3。

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本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)