[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。但是，在水位漲落時，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。其特點是：①施工周期長，圍堰工作量大，費用高；②泵房造價高，水位落差越大，泵房造價越高；③因取水口固定在低水位以下，取出的水永遠是底層的原水，泥砂含量較高；④進水管一直沉在水底，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存在的缺點，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)時的臨時取水設(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)筑物那樣要求嚴格，但如位置選擇不當(dāng)，同樣會給供水安全、運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，除應(yīng)選擇滿足河岸較為穩(wěn)定、沒有嚴重的沖刷或淤積，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：

（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)搖臂輸水管長達到50m時，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，應(yīng)充分考慮到淤積情況和沖淤變化，設(shè)計水深應(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，必須進行強度與剛度計算。如不能滿足設(shè)計要求，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，并應(yīng)根據(jù)搖臂輸水管的具體使用條件進行組合運算：

（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，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的活荷載2。

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

（1）適用于江、河、湖泊邊的各種取水工程，水位漲落變化時，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，滿足三倉進水泵站不沉的設(shè)計理念。

（4）與土建泵房相比，無需圍堰施工，工程進度加快，工期縮短，造價降低（水位落差越大，造價節(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)容貢獻者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)