DB14∕T 2117-2020 《西山提水工程取水方式及建筑物设计导则》

ICS13.060.10

P55

DB14

山西省地方标准

DB14/T2117—2020

西山提水工程取水方式及建筑物设计导则

2020-08-17发布2020-11-17实施

山西省市场监督管理局发布

DB14/T2117—2020

目  次

前言.....................................................................................................................................................................II

1范围.................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件.............................................................................................................................................1

3术语和定义.....................................................................................................................................................1

4总则.................................................................................................................................................................2

5河床渗透水取水方式及建筑物.....................................................................................................................2

6地表水取水方式及建筑物.............................................................................................................................4

7取水防沙措施.................................................................................................................................................4

附录A（资料性附录）黄河大北干流河段设计特征水位参考值...............................................................6

附录B（资料性附录）黄河大北干流河段特征泥沙参考值.......................................................................7

I

DB14/T2117—2020

前  言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由山西省水利厅提出并监督实施。

本标准由山西省水利标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：山西省西山提黄灌溉工程建设管理中心

本标准参编单位：太原理工大学、山西省汾河灌溉管理局、山西省水利水电勘测设计研究院有限公

司

本标准主要起草人：那巍、王婧、陈启斌、成接安、傅天清、芦绮玲、杨普义、郝永刚、赵凯、

樊贵盛

II

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西山提水工程取水方式及建筑物设计导则

1范围

本导则规定了西山提水工程取水建筑物设计的术语和定义、总则、河床渗透水取水方式及建筑物、

地表水取水方式及建筑物、取水防沙措施。

本导则适用于黄河大北干流河段山西沿黄取水工程，其他类似多泥沙河流（段）可参考执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB50027供水水文地质勘察规范

GB50265泵站设计规范

GB50296供水管井技术规范

GB/T50625机井技术规范

SL269水利水电工程沉砂池设计规范

SL454地下水资源勘察规范

3术语和定义

西山提水工程

山西省西部忻州、吕梁和临汾等市黄河沿线山丘区提水工程。

3.1

黄河大北干流

黄河从偏关老牛湾至禹门口河段。

3.2

管井

井较深、井径较小，由井口、井壁管、过滤器及沉淀管组成的水井。

3.3

大口井

井深一般不超过15m、井径在2m以上的水井。

3.4

渗渠

为拦截并收集重力流动的河床渗透水而水平埋设在含水层中的集水管（涵）。

1

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3.5

沉砂池（渠）

用以沉降挟沙水流中泥沙颗粒大于设计沉降粒径的悬移质泥砂，降低水流中含沙量的建筑物。

3.6

反滤层

在大口井或渗渠进水处铺设，粒径沿水流方向由细到粗的级配砂砾层。

3.7

黄河原水

未经水处理的黄河河道天然地表水。

4总则

4.1西山提水工程建设根据当地河床地形地貌、河势变化情况，坚持工程安全、供水可靠、低能耗的

原则，实现分区段（库区或河道）、分时段（高、低含沙期）高效取水目标。

4.2取水方式选择应结合经济指标、土地占用、动力资源、施工条件和建设周期、水源的环境保护和

泥沙处置、主材消耗等条件多方案比选。

4.3在进行取水位置选择时，按照GB50265对不同建筑物的防洪和取水要求，黄河大北干流河段设计

特征水位参考值相关信息参见附录A。

5河床渗透水取水方式及建筑物

5.1一般规定

5.1.1取水建筑物场地选择应避开滑坡、泥石流、崩塌堆积和边坡不稳定体等不良地质现象分布地段。

5.1.2大、中型河床渗透水取水建筑物，应对拟选水源地进行水文地质勘察，方法及内容应符合GB

50027、SL454的要求。对于小型取水建筑物，可在水文地质测绘基础上，通过布置勘探生产井，取得

相当于详勘阶段的勘察报告，作为设计依据。

5.1.3沿黄河床渗透水取水建筑物型式的选择，应根据取水类型、水位埋深、含水层总厚度及底板埋

深、水文地质特征、设计取水量等条件，通过技术经济性比较确定，河床渗透水不同取水建筑物适用范

围可参考表1。

5.2管井

5.2.1规模较小的取水工程由单井供水，出水量按照稳定流完整井公式计算。规模较大取水井群，出

水量计算按照稳定流干扰井群公式计算，其最大降深应满足使用要求。

5.2.2管井的结构、过滤器的设计应符合GB50296有关规定。

5.2.3采用管井取水应设备用井，备用井的数量宜按25%～30%的设计水量所需井数确定。

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表1河床渗透水不同取水建筑物适用范围

适用范围

型式规格尺寸含水层总厚度

类型水位埋深水文地质特征设计取水量

及底板埋深

含水层总厚度大于一般

井径200mm～潜水、承压水、适用于各种透水

管井各种埋深5m、底板埋深大于500m3/d～

800mm裂隙水、孔隙水性良好的含水层

15m2000m3/d

含水层总厚度为5m砂、砾石、卵石、一般

大口井井径2m～12m潜水、裂隙水一般≤10m〜10m、底板埋深小裂隙发育的硬质500m3/d～

于20m岩5000m3/d

渗管直径一般在2m以一般

含水层厚度中、粗砂、砾石、

渗渠450mm～1500mm地表水、潜水内，最大不超5m3/(d·m)～

小于5m卵石

或矩形8m30m3/(d·m)

含水层有可靠补给砂、砾石、卵石，一般

辐射井井径2m～6m潜水一般≤10m水源、底板埋深小裂隙发育的硬质1000m3/d～

于30m岩等5000m3/d

5.3大口井

5.3.1大口井取水宜选用圆筒形井底进水的非完整井型式，应将井底设在富水带下部。

5.3.2井底反滤层的滤料级配根据井底含水层情况区别设置。当含水层为卵石时，可不设。当含水层

为砾石、中粗砂时，可设两层，总厚0.4m～0.6m。当含水层为细、粉砂时，可设4～5层，总厚0.7m～

1.2m。

5.3.3与含水层接触的第一层滤料直径d按下式确定：

~8)(7ddi

式中：

di——当含水层为细砂或粉砂时，dd40i；

当含水层为中砂时，dd30i；

当含水层为粗砂时，dd20i；

当含水层为砾石时，~ddd1510i；

d40、d30、d20、d15、d10指小于这一粒径的含水层颗粒占总重量的百分数。

两相邻反滤层的粒径比宜为3～5倍。

5.3.4大口井出水量计算应根据黄河原水含沙量考虑淤塞调整系数，建议选用值0.6～0.75。

5.4渗渠

5.4.1渗渠人工滤层的层数、厚度和级配，根据含水层颗粒分析确定，符合本导则第5.3.2、5.3.3

规定。

5.4.2渗渠中管（渠）的断面尺寸，应按下列要求计算确定：

——滤速不宜大于0.01m/s；

——管内流速建议值0.2m/s～0.3m/s；

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——管（渠）充满度一般采用0.4～0.8；

——管底最小坡度大于0.3%。

5.4.3考虑枯水期水位变幅、黄河原水泥沙引发淤塞等不利影响，渗渠设计出水量计算应设置调整系

数，建议选用值0.6～0.75。

5.5辐射井

5.5.1根据集水类型、含水层水文地质条件、设计取水量等确定辐射井布置型式，设计应符合GB/T

50625有关规定。

5.5.2黄河滩地设置辐射井以水平集水为主，建议通过反冲洗等措施实现滤体重复利用。

6地表水取水方式及建筑物

6.1一般规定

6.1.1地表水取水建筑物的位置选择应根据取水河段的水质、水文、地形、工程地质、河流综合利用

和施工条件等综合考虑，重点从流量、水位、流速等方面进行系统分析。

6.1.2取水口应设在不受冰凌直接冲击的河段，附近不应有易被流冰堵塞的浅滩、回流区。

6.2固定式河道取水建筑物

6.2.1当岸边式、河床式取水方式均可行时，优选岸边式取水建筑物。

6.2.2当河床岸坡较陡，工程地质条件良好，且主流近岸时，宜选用岸边式取水建筑物。一般情况下，

建议集水井和泵房分建。

6.2.3当河床较稳定，河岸平坦，枯水期水深不足，宜选用河床式取水建筑物。

6.3移动式河道取水建筑物

6.3.1当水位变幅较大时，建议选用移动式取水建筑物。

6.3.2当移动取水建筑物浮船（桶）型式、缆车型式均可行时，建议优选浮船（桶）式取水建筑物。

7取水防沙措施

7.1一般规定

7.1.1应遵循错峰避沙、工程沉沙、科学用沙的原则，保障取水系统高效运行。

7.1.2综合考虑水源含沙量年内变化特征确定合理的引水时段，实现避沙引水，黄河大北干流河段泥

沙特性参考值相关信息参见附录B。

7.1.3应设置水源泥沙监测点，取水时定期进行含沙量、悬移质粒径组成等监测，黄河含沙量大时，

宜不引或少引水，引水含沙量根据水泵和泵站输水系统要求进行设计。

7.1.4应进行引黄泥沙的平衡计算，提出年引沙量及其处置利用方案。

7.1.5与主体工程同步建设泥沙处理、退水退沙监测等设施。

7.2工程措施

7.2.1黄河滩洼地具备条件时，建议在取水建筑物附近设置预沉设施。

7.2.2黄河直接取水宜设置沉砂池，应符合SL269有关规定。当地形条件受限时，宜采用曲线形沉砂

池（渠）。

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7.2.3在进水口前宜设置拦沙坎、导沙墙等防沙设施。

7.2.4为取得含沙量较小的表层水，建议引水闸前设置拦沙叠梁闸。

7.2.5当取水规模较小时，宜选用水沙分离器、叠片（筛网）过滤器等组合过滤系统。

7.2.6结合取水方式，建造低扬程临河取水泵站，降低水泵转速和单泵流量等措施减少水泵磨蚀。

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AA

附录A

（资料性附录）

黄河大北干流河段设计特征水位参考值

A.1对历史洪水进行重现期分析考证的基础上，以黄河干流府谷、吴堡和龙门3处水文站实测洪水资

料（建站—2016年）进行频率分析计算，得到各频率（p=1%、p=2%、p=3.33%、p=5%）相应的设计洪峰

流量。根据相应流量面积关系、各控制断面汇水面积求得相应控制断面不同频率设计流量，作为其下游

段设计流量采用值。

A.2水面线计算选用武汉水院编制的天然河道水面线计算软件，得到部分断面的设计水位成果（表A.

1），按桩号内插可得到黄河沿线地区相关设计水位。

表A.1西山沿黄提水工程设计特征水位参考值

不同频率设计洪水位(m)设计枯水位

序号地理位置

p=1%p=2%p=3.33%p=5%（m)

1石圪垯813.15812.39811.91811.31801.66

2金盆湾790.20789.21788.54787.60777.48

3黑峪口773.21772.47772.01771.43764.55

4黄家洼757.13756.16755.67755.04746.14

5大峪口733.49732.49731.86731.06723.22

6蔡家洼722.42721.22720.42719.36707.67

7郭家里705.99705.13704.58703.87696.51

8郭塔家691.51690.43689.76688.89679.74

9陈家圪垛670.31669.42668.86668.13656.06

10港村659.13658.00657.25656.26645.19

11上庄638.72637.59636.88635.97626.11

12曹家垣625.48624.14623.33622.29608.47

13贺家洼598.16596.80595.96594.80583.64

14下庄621.63620.33619.54618.55606.74

15后山里537.22535.87535.04533.89521.74

16康里504.63503.49502.77501.77488.88

17枣岭407.68406.16405.22403.93391.03

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BB

附录B

（资料性附录）

黄河大北干流河段特性泥沙参考值

B.1河龙区间年均含沙量变化

2006-2015年府谷站、吴堡站和龙门站年均含沙量、汛期多年平均含沙量如表B.1，断面平均含沙

量采用单断沙关系曲线法推求。

表B.1多年平均含沙量表

单位：kg/m3

站名多年平均含沙量汛期（6-9月）多年平均含沙量

府谷站0.7820.741

吴堡站2.8864.648

龙门站4.8228.425

B.2河龙区间多年月均含沙量变化

2006-2015年府谷站、吴堡站和龙门站多年月均含沙量年内分布如表B.2，断面平均含沙量采用单

断沙关系曲线法推求。

表B.2多年月均含沙量表

单位：kg/m3

站名1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月

府谷站002.8210.26900.0920.8261.1500.8940.04600

吴堡站0.3020.5503.5831.2520.5651.1606.7406.8523.8411.2980.5350.761

龙门站0.7760.9333.4191.8130.6851.37712.30212.8417.1882.1771.0381.112

B.3河龙区间多年平均悬移质颗粒级配情况

黄河吴堡、龙门水文站悬移质泥沙颗粒分配情况如图B.1。

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图B.1吴堡-龙门多年平均颗粒级配曲线

B.4河龙区间泥沙特征粒径关系

泥沙含