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水工建筑物知识点

水工建筑物知识点

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国外工程实例

（1）?日本坂川古崎净化场

位于日本江户川支流坂川古崎净化场，是采用生物－生态方法对河道大水体进行修复的典型工程，从1993年投入运行至今已有8年的运行历史，观测结果表明，河道的微污染水体的水质有了明显改善。江户川是日本东京都和千叶县附近的主要河流，是这个地区的主要水源，从河道中引出70m3/s的流量为城市、农业、工业供水。其中城市供水占60%。靠江户川下游的金町、古崎和栗山三个水厂要为630万人供水。坂川是江户川的一条支流，在金町等三个水厂上游附近汇入江户川。由于坂川河道治理不力，大量生活污水排入坂川，致使水质恶化，BOD等指标严重超标，同时浮游植物繁殖迅速。坂川水质恶化，直接对金町等三个水厂构成威胁，居民对饮用水味道不佳多有怨言。为治理坂川，采取工程设施将坂川改道，先流入古崎净化场。经过古崎净化场后，坂川的污染减少了60-70%，处理过的河水流入称为松户川的新开人工渠道，然后注入江户川。?

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图10-18古崎净化场地下廊道

?1—输水道；2—通气管；3—进水输水渠；4—整流水渠；5—整流墙；6—扩散曝气管；?7—卵石；8—排水渠；9—管道；10—江户川河；10-河漫滩；12—堤防。

古崎净化场是一座利用生物－生态水体修复技术的水净化场。其原理是利用卵石接触氧化法对水体进行净化。古崎净化场建在江户川的河滩地下，充分节省了土地，是地下廊道式的治污设施（图1）。净化场结构十分简单，主体结构是高4.5m，长28m的地下矩形廊道，内部放置直径15-40cm不等的卵石。用水泵将河水泵入栅形进水口，经导水结构后水流均匀平顺流入甬道。另外有若干进气管将空气通入廊道内。净化作用主要由以下三方面组成：1）接触沉淀作用：污水经过卵石与卵石间的间隙，水中的漂浮物触到卵石即沉淀；2）吸附作用：由于污染物自身的电子性质，或由于卵石表面生物膜的微生物群产生的黏性产生吸附作用；3）氧化分解作用：卵石表面形成一种生物膜。生物膜的微生物把污染物作为食物吞噬，然后分解成水和二氧化碳。

表1列出了几项污染主要指标，其中BOD反映有机物的含量。SS反映浮游于水中的固体物，造成水体浑浊。由于该地区的市镇下水设施落后，造成粪便及生活污水排入河道是产生氨的主要原因。MIB反映水中蓝藻类物质，蓝藻类异常繁殖是造成水体腐臭的主要原因。由表10-1可以看出，通过净化场后，水质明显提高，效果十分显著。

表10-1水质变化情况?

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坂川的河水经改道注入古崎净化场后，清洁的水流入新开的人工渠道－松户川。其设计理念颇有新意，它一改传统设计形式，不采用混凝土或砌石衬砌的直线渠道，而以微弯曲的河道形态，岸坡间有大小卵石，植有繁茂的芦苇和其他植物，适于鲫鱼、鱂鱼等鱼类生长，两岸种植树木，适于鸟类栖息。设计者认为这种环境不但可以为居民提供一个与自然相融合的休闲环境，而且对水体也能起进一步的净化作用。

?松户川注入江户川后，大大缓解了江户川的环境压力。在江户川和坂川的控制部位，设置了水量及水质自动监测站，数据通过光缆传输到古崎净化场的操作室，特别是一旦发生水质事故可及时发现处理。

（2）日本渡良濑蓄水池的人工湿地

渡良濑蓄水池位于日本栃木县，是一座人工挖掘的平原水库，总库容2640万m3，水面面积4.5km2?,水深6.5m左右。这座蓄水池平时为茨城县等六县市64万人口供水，日供水量21.6万m3。蓄水池周围是渡良濑川的滞洪区，汛期时洪水由溢流堤流入蓄水池，此时蓄水池用于调洪，提供调洪库容1000万m3。

由于近年来上游用水造成生活污水以及含氮、磷的水流入，致使渡良濑蓄水池出现霉等水质问题。为保护蓄水池的水质，自1993年起在蓄水池一侧滞洪洼地上建人工湿地，这是一座设有人工设施的芦苇荡。将蓄水池的水引到芦苇荡，通过吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，达到对水体进行自然净化的目的。这种净化过程循环进行，确保蓄水池水质洁净。这种净化方式类似医学对病人血液体外透析处理。芦苇具有十分好的净化功能，污染物与其茎部接触产生沉淀作用，芦苇的根部与茎部可吸收某些污染物。另外，附着在茎部上的微生物可对污染物产生吸附分解作用。

图10-19渡良濑蓄水池人工湿地平面图

?1—渡良濑蓄水池；2—蓄水池泵站；3—橡胶坝；4—旁通水渠；5—地下水渠；6—连接渠；7—调节渠；8—取水泵站；9—进水渠；10—荻草荡；10-芦苇荡净化设施；12—出水渠；13—集水池；14—芦苇荡泵站；15—北闸。

人工湿地的平面布置见图2。在蓄水池出水口建高3.5m、宽40m的充气式橡胶坝，用以控制出水口。水流经引水渠到达设于地下的泵站。其所以设于地下，是为