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黄汴河泥沙污水处理方案研究刘军杰1史传文1摘要：黄汴河是开封市区自北流向南的一条天然河流，现在黄汴河泥沙淤积严重，河床抬高，所以应建沉沙池；河水发黑，污染严重，所以应作除污处理。Abstract：HuangBianRiverwasthecapitalcityfromthenorthtosouthflowofanaturalriver,HuangBianRiverisnowaserioussedimentation,riverbed,itshouldbebuiltsettlingbasin;riverblack,pollutionisserious,itshouldbedecontaminationtreatment.关键词：河道修复；淤积；污染；沉沙池；专用管道1问题的提出2009年9月，黄河水利职业技术学院黄汴河治理项目组，对黄汴河进行了实地考察。发现黄汴河存在的主要问题有如下两项。第一，泥沙淤积严重，河床抬高迅速，导致清淤工作量巨大。第二，河水发黑，污染严重，臭气熏天。这和开封作为旅游城市很不相配。河道水体基本上属于5类水，，有碍市区景观。2解决方案2.1渠首引水方案考虑到黄汴河的具体情况，黄汴河印的是黄河的水因而含沙量较大，旱期，上游可以利用黄河水进行田间的灌溉，汛期，由于农田不需要大量的水，因而在汛期可将多余的水排放到沉沙池中，这就需要一定的水流速，因而在此处建议用沉沙槽是取水，利用进水闸前的沉沙槽使水流中的粗沙下沉，并由冲沙闸排走，以减少入渠泥沙。1245673河流沉沙池方案在黄汴河上游建一沉沙池，解决泥沙沉积问题（1）沉沙池方案a.沉沙池位置：沉沙池是沉淀水中大于规定粒径的有害泥沙，使水的含沙量符合水质要求并与下游渠道挟沙能力相适应的水池。其断面远大于引水渠道断面，水流至其内流速骤减，挟沙能力降低，泥沙遂沉于池中。进出口常设闸门。应在池中沉淀泥沙的最小粒径及沉于池中泥沙的沉降百分比，由用水性质确定。因黄汴河是自北向南的直线型河流，泥沙的流向是自北向南，故应在黄汴河上游建沉沙池。b.沉沙池设计方案[1]：沉沙池按形式可分为直线形沉沙池、曲线形沉沙池、沉沙条渠形和混合形沉沙池及其它特殊形式的沉沙池等。沉沙池按清淤方式又可分为冲洗式沉沙池，机械清淤沉沙池和淤改式沉沙池；冲洗式沉沙池又可分为自流冲洗和提水冲洗两种。研究沉沙池内泥沙运动规律及淤积分布，对处理工程泥沙问题有重要实践意义,由于黄汴河的河水流速均匀，故可用水力冲洗式沉沙池；根据黄汴河及河道周围的平面，应设计成直线沉沙池。根据黄汴河河道的宽度（10米~15米）来设计沉沙池的大小。因定期冲洗式沉沙池的主要优点是结构简单，运用可靠，不易发生故障；缺点是流速不均匀，当含沙量较大时，冲洗频繁，管理复杂。而且黄汴河流速均匀且含沙量一般，所以应设计成定期冲洗式沉沙池!c.沉沙池建设费用：由河道的尺寸设计成的沉沙池的费用为40万元。d.沉沙池运行费用：运行费用每年为建设费用的1/5.2.2.1沉沙池的水力计算沉沙池尺寸的确定。A=Qmax/vB=A/HpS=KL=KHP其中：A——沉沙池过水断面Qmax——最大供水流量v——纵向平均流速S——工作长度Hp——工作水深————————————————收稿日期：2009-12-20作者简介：王敬争（1988-），男，河南焦作人，水文水资源方向。E-mail:guaiguaichaoli@sohu.comω——纵向平均流速L——泥沙呈直线运动是经过的平均流速K——水流紊动等对泥沙的不利影响而采用的系数，k=1.2～1.5沉沙池的纵向底坡（i），根据冲沙要求的流速（Vc）用明渠均匀流公式确定。沉淀池长度计算简图1-进口控制闸;2-沉淀室；3-廊道闸门；4-出口控制闸；5-冲沙廊道2.2橡胶坝方案在黄汴河沿程布设橡胶坝以提高水位，从而提高黄汴河水流速。由于橡胶坝应建在推移质不严重的河流中，所以，此处建坝应与以上两种配合使用护坦海漫边墙橡胶坝底板水泵护坡机房护坡护坡护坡泄水闸橡胶坝的土建部分可参照水闸设计，坝、机房和供水池等布置需紧凑、协调。橡胶坝可在黄汴河沿程按照水流速具体情况进行布置。2.3关于黄汴河排污的解决方案由于黄汴河当前的使用功能主要为泄洪、农灌、排涝和纳污，经过多年的运用，河槽淤积严重，且呈逐年增多趋势，致使过水断面缩小。主要原因是行洪或排沥水带来的泥砂沉淀，或者是沿途城填排放污水各种污染物质的沉积，特别是河道久不过水，受风蚀作用而沙化，再经风刮、暴雨冲刷堤顶、堤坡、滩地，泥土淤积河床。由于流速降低，沉积到闸上相当长河道主槽内，造成河床升高，致使纵坡变缓，过水断面缩小，过水能力降低。[1]对于此种情况在河道中另外设置污水管道，可在河道出市区后进行交汇。2.3.1具体布置方案在河道左岸布置直径为2-3m的砼管道，将其与生活污水管道相连接，排放生活污水，并定长留口定期进行清理。（2）河道清淤方案清淤费用及不良影响(1)清淤费用：以挖代沉的清淤费为5元/m3，年均50万元左右，管理单位每年用在沉沙上的费用将达200万元。（2）不良影响：每年要耗费大量人力，物力，财力进行清淤，且清淤时噪音大，影响当地居民的生活。若清淤不及时，沉沙池入口壅水，淤积总干输沙渠。泥沙下泄，抬高渠床，阻水壅水，上游水大量浪费，下游无水可引产生水事纠纷。（3）两个方案比较沉沙池a、效果快且好，大大减轻了清淤负担；b、施工操作简单；c、成本费用低；d、对当地居民的生活影响小。人工清淤a、效果慢且差；b、施工操作复杂；c、成本费用高；d、噪音大，影响当地居民的生活。2.2污水集中管道收集方案污水集中管道收集，送污水处理厂。a、方案费用：根据市政管道工程组织设计所需的管道，每公里管道的建设费用为70万元，则根据污水处理厂与黄汴河的距离，则施工建设的总费用为200万元左右。b、方案效益：平均每年净收益为五十万元。3结论：综合各方面因素考虑，在黄汴河上游应建设沉沙池，对泥沙淤积进行处理，对污水应进行管道集收集，送污水厂处理处理。参考文献[1]杨晋营．水利水电工程沉沙池的运行设计和原型观测．水利与建筑工程学报，2004，(3)：35—38。