水资源与取水工程课件

1、水资源与取水工程第三章 水资源与取水工程水资源与取水工程o第一节 水资源水资源与取水工程一、水资源的概况o（一）水资源的定义o 广义的定义o 狭义的定义o 工程上的定义水资源与取水工程o（二）我国水资源现状o人均占有量少人均占有量少o总量位世界总量位世界第第6。o人均占世界平均水准的人均占世界平均水准的1/4，排名排名88。o空间分布不均空间分布不均o81的水资源分布在长江流域及其以南的水资源分布在长江流域及其以南o降水量最高可达降水量最高可达1600mm，少的地区不到少的地区不到200mm o年内及年际变化大年内及年际变化大o6080降水集中在夏季；年际变化差降水集中在夏季；年际变化差36倍

2、倍o许多地区缺水严重许多地区缺水严重o在在640个城市中，个城市中，300多个城市缺水。多个城市缺水。水资源与取水工程v1、水的自然循环水的自然循环v小循环小循环是指由海洋表面蒸发的水汽是指由海洋表面蒸发的水汽 , ,又以降水形又以降水形式落入海洋式落入海洋 ；或者由大陆表面；或者由大陆表面 ( ( 包括陆地水体表包括陆地水体表面、土面及植物叶面等面、土面及植物叶面等 ) ) 蒸发的水气蒸发的水气 , , 仍以降水仍以降水形式落回陆地表面。形式落回陆地表面。 这种发生在局部范围内的水这种发生在局部范围内的水循环过程。循环过程。v大循环大循环是由海洋表面蒸发的水汽是由海洋表面蒸发的水汽 , ,

3、随气流带到随气流带到大陆上空大陆上空 , , 形成降水落回地面形成降水落回地面 , , 再通过径流再通过径流 ( ( 地表的及地下地表的及地下) )返回海洋的过程这种发生在海陆返回海洋的过程这种发生在海陆之间的循环过程之间的循环过程。二、水循环水资源与取水工程水资源与取水工程自然界水循环的意义自然界水循环的意义v 水成为一水成为一种可更新的资源；具有自身净化作种可更新的资源；具有自身净化作用。用。v水循环的特点决定：水存在的形式多样性，分水循环的特点决定：水存在的形式多样性，分布的广泛性，时空变化的随机性，水资源的分布的广泛性，时空变化的随机性，水资源的分配的巨大差异性。配的巨大差异性。v水的

4、循环在地球上起到输送热量和调节气候的水的循环在地球上起到输送热量和调节气候的作用，对地球环境的形成、演化和人类生存都作用，对地球环境的形成、演化和人类生存都有重大的作用与影响。有重大的作用与影响。水资源与取水工程2、水资源社会循环、水资源社会循环 水资源与取水工程 给水系统的水源和排水系统接纳水体的地方大多是邻近的河流。取之于河流，还之于河流，形成一种受人类社会活动作用的水循环。v人为水循环可以严重地改变天然水循环，处人为水循环可以严重地改变天然水循环，处理不好，会产生一系列水问题与生态环境问理不好，会产生一系列水问题与生态环境问题题水资源与取水工程3、水的社会循环对自然循环的影响、水的社会循

5、环对自然循环的影响自然循环平衡破坏取水排放水污染控制工程平衡破坏给水处理社会循环水资源与取水工程三、我国取水工程的历程o（1）远古人类逐水而居，主要利用地表水）远古人类逐水而居，主要利用地表水 与泉水作为供水水源；与泉水作为供水水源；o（2）凿井取水：伯益作井）凿井取水：伯益作井o（3）战国时期魏国：西门豹治邺）战国时期魏国：西门豹治邺 引漳十引漳十二渠二渠o（4）秦朝：李冰父子）秦朝：李冰父子 四川都江堰四川都江堰o（5）现代：水利枢纽：三门峡、葛洲坝、）现代：水利枢纽：三门峡、葛洲坝、 三峡三峡水资源与取水工程四、我国取水工程的发展表现o（1）地表取水技术：取水构筑物；）地表取水技术：取水

6、构筑物；o（2）取水工程结构设计和施工；）取水工程结构设计和施工；o（3）机械化、自动化、信息系统的现代化）机械化、自动化、信息系统的现代化技术。技术。水资源与取水工程三门峡水利枢纽水资源与取水工程葛洲坝水利枢纽水资源与取水工程o第二节 给水水源水资源与取水工程一、水源的类型o1 1、地表水。如江、河、湖、泊、水库及海、地表水。如江、河、湖、泊、水库及海洋等。洋等。 特点：特点：易受污染，一般水量较大，但一般水易受污染，一般水量较大，但一般水质较差，不能直接使用，必须进行适当净化质较差，不能直接使用，必须进行适当净化来改善水质。来改善水质。水资源与取水工程河水取水（小水量）水资源与取水工程湖泊

7、水和水库水取水水资源与取水工程o2、地下水。包括潜水、直流水、泉水。 特点特点：地下水埋藏于地下，流动于地层之中，：地下水埋藏于地下，流动于地层之中，水质常较地面水为佳，有时不经净化或经简水质常较地面水为佳，有时不经净化或经简单净化即可供使用，具有经济安全的特点；单净化即可供使用，具有经济安全的特点；但一般水量较小。但一般水量较小。 种类：潜水（无压地下水）；自流水（承压地下水）；泉水。水资源与取水工程水资源与取水工程真地下水和非真地下水水资源与取水工程回灌地下水水资源与取水工程泉水种类水资源与取水工程水资源与取水工程二、水源的选择o1、水质相当好o2、符合卫生要求的地下水优先o3、合理开采和

8、利用水源选择的依据：水源水质和用水要求。水资源与取水工程水资源与取水工程水质水资源与取水工程水资源与取水工程三、水源的防护o1、水源保护的任务：防止水源枯竭和污染。o2、给水水源的卫生防护 依据：生活饮用水卫生标准 a、地下水源卫生防护 b、地表水源卫生防护 c、国外水源卫生防护的某些规定水资源与取水工程o第三节 地下水取水构筑物水资源与取水工程一、管井o是地下水取水构筑物中用得最多的一种。是地下水取水构筑物中用得最多的一种。o直径：直径：1501000mm D1000mm，大管井大管井o井深：井深：101000mo构造：井室、井管、滤水管、沉沙管、人工构造：井室、井管、滤水管、沉沙管、人工填

9、砾填砾水资源与取水工程水资源与取水工程钻井水资源与取水工程井管安装水资源与取水工程井室水资源与取水工程二、大口井o用于开采浅层地下水和河床渗透水的取水构筑物。o井深：20mo井直径：38mo构造：井筒、井口、进水部分、井底反滤层水资源与取水工程水资源与取水工程三、渗渠o原理： 利用埋设在地下含水层中带孔眼的水平渗水管或渠道，依靠渗透和重力流来集取浅层地下水或地表渗透水。水资源与取水工程o构造： 水平集水管 反滤层 检查井 导水管 集水井水资源与取水工程第四节 地表水取水工程水资源与取水工程一、影响地表水取水的主要因素：一、影响地表水取水的主要因素：o1取水河段的径流特征取水河段的径流特征o2河

10、流的泥沙运动及河床演变河流的泥沙运动及河床演变o3河床与岸坡的岩性和稳定性河床与岸坡的岩性和稳定性o4河流的冰冻情况河流的冰冻情况o5河道中水工构筑物及天然障碍物河道中水工构筑物及天然障碍物 研究冰冻过程对河流正常情况的影响，是正确考虑取水研究冰冻过程对河流正常情况的影响，是正确考虑取水工程设施的重要因素。工程设施的重要因素。 在选择取水口位置时，应避开水工构筑物和天然障碍物在选择取水口位置时，应避开水工构筑物和天然障碍物的影响范围，否则应采取必要的措施。的影响范围，否则应采取必要的措施。 水资源与取水工程二、地表水取水位置的选择：二、地表水取水位置的选择：（1）取水点应设在具有稳定河床、靠近

11、主流和有足够水）取水点应设在具有稳定河床、靠近主流和有足够水深的地段深的地段o不同类型河段适宜的取水位置如下：不同类型河段适宜的取水位置如下： 顺直河段顺直河段 取水点应选在主流靠近岸边、河床稳定、水深较大、流取水点应选在主流靠近岸边、河床稳定、水深较大、流速较快的地段，通常也就是河流较窄处。速较快的地段，通常也就是河流较窄处。 弯曲河段弯曲河段 凹岸泥沙不易淤积，水质较好，且主流靠近河岸，是凹岸泥沙不易淤积，水质较好，且主流靠近河岸，是较好的取水地段。较好的取水地段。 取水点应避开凹岸主流的顶冲点，取水点应避开凹岸主流的顶冲点，在顶冲点下游在顶冲点下游15-20m。 也可在凸岸偏上游处。也可

12、在凸岸偏上游处。水资源与取水工程水资源与取水工程o 游荡型河段游荡型河段 结合河床、地形、地质特点，将取水口布置在主流线密集的河段上。必要时需进行河道整治以保证取水河段的稳定性。 有边滩、沙洲的河段有边滩、沙洲的河段 一般应将取水点设在上游距沙洲500m以远处。 有支流汇入的顺直河段有支流汇入的顺直河段 取水口应离开支流入口处上下游有足够的距离，一般取水口多设在汇入口干流的上游河段上。水资源与取水工程水资源与取水工程o（2）取水点应尽量设在水质较好的地段）取水点应尽量设在水质较好的地段o 供生活用水的取水构筑物应设在城市和工业企供生活用水的取水构筑物应设在城市和工业企业的上游，距离污水排放口上

13、游业的上游，距离污水排放口上游100m以远，并以远，并应建立卫生防护地带。应建立卫生防护地带。o 取水点应避开河流中的回流区和死水区，以减取水点应避开河流中的回流区和死水区，以减少水中泥沙、漂浮物进入和堵塞取水口。少水中泥沙、漂浮物进入和堵塞取水口。o 在沿海地区受潮汐影响的河流上设置取水构筑在沿海地区受潮汐影响的河流上设置取水构筑物时，应考虑到海水对河水水质的影响。物时，应考虑到海水对河水水质的影响。水资源与取水工程o（3）取水点应设在具有稳定的河床及岸边，有良）取水点应设在具有稳定的河床及岸边，有良好的工程地质条件的地段，并有较好的地形及施工好的工程地质条件的地段，并有较好的地形及施工条件

14、条件o（4）取水点应尽量靠近主要用水区）取水点应尽量靠近主要用水区o（5）取水点应避开水工构筑物和天然障碍物的影）取水点应避开水工构筑物和天然障碍物的影响响o（6）取水点应尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、）取水点应尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮等影响冰絮、支流和咸潮等影响 水资源与取水工程o（7）取水点的位置应与河流的综合利用相适应，）取水点的位置应与河流的综合利用相适应，不妨碍航运和排洪，并符合河不妨碍航运和排洪，并符合河 道、湖泊、水库整道、湖泊、水库整治规划的要求；治规划的要求；o（8）供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置，）供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置，应位于城镇

15、和工业企业上游的清洁河段。应位于城镇和工业企业上游的清洁河段。o水资源与取水工程三、取水建筑物的类型o（一）固定式取水建筑物 是各种类型的地表水取水构筑物中应用广泛的一种。是各种类型的地表水取水构筑物中应用广泛的一种。 分类（依据：位置）：岸边式，河床式、斗槽式；（依据：结构）：合建式、分建式、直接吸水式 主要缺点：当河水水位变化较大时，构筑物的高度需主要缺点：当河水水位变化较大时，构筑物的高度需相应地增加，因而工程投资较高，水下工程量较大，相应地增加，因而工程投资较高，水下工程量较大，施工期长，扩建困难。施工期长，扩建困难。o 水资源与取水工程o（二）、移动式取水建筑物 在水流不稳定，河势复

16、杂的河流上取水，修建固定式取水建筑物往往需要进行耗资巨大的河道整治工程，修建取水口会影响航运等。因此，在此条件下修建活动式取水建筑物。o（三）、山区浅水河流取水建筑物 适于山区上游河段；流量和水位变化幅度很大，枯水期的流量和水深很小，甚或局部地段断流 水资源与取水工程四、岸边式取水构筑物o直接从江河岸边渠水的构筑物。由进水间和泵房组成。适于江河岸边较陡，主流近岸，有足够水深，水质和地质条件好，水位变幅不大。水资源与取水工程o按照集水井与泵房是否合建，分为合建和分建式。o集水井：是取水设施，一般由进水间、格网和吸水间三部分组成，顶部设操作平台，安装格栅、格网、闸门等设备的起吊装置。o 进水间前壁

17、设有进水孔，孔上设有格栅及闸门槽，格栅用来拦截水中粗大的漂浮物及鱼类等。进水间和吸水间用纵向隔墙分开，在分隔墙上可以设置平板格网，用以拦截水中细小的漂浮物。o 当采用旋转格网时，应在进水间和吸水间之间设置格网室。o 水流经过装有格栅的进水孔进入集水井的进水间，再经过格网进入吸水间，然后由水泵抽走。水资源与取水工程o（1）合建式岸边取水构筑物 o合建式岸边取水构筑物将集水井和泵房合建在一起所示。其特点是布置紧凑，总建筑面积小，吸水管路短，运行安全，维护方便；但土建结构复杂，施工较困难。适用于河岸坡度较陡、岸边水流较深且地质条件较好、水位变幅和流速较大的河流。在取水量大、安全性要求较高时，多采用此

18、种型式。水资源与取水工程（2）分建式岸边取水构筑物o当河岸处地质条件较差，以及集水井与泵房不宜合建，宜采用分建式岸边取水构筑物，由于将集水井和泵房分开建造，泵房可离开岸边，建于地质条件较好处，因此可使土建结构简单，易于施工；但吸水管较长，增加了水头损失，维护管理不太方便，运行安全性较差。水资源与取水工程河床式取水建筑物 1、取水头部 2、进水管 3、集水井 4、泵房 a为合建式。b为分建式。水资源与取水工程五、河床式取水构筑物o在河心设置进水孔，从河心取水的构筑物。o适于河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，而河中又具有足够水深或较好水质。o河床式取水构筑物，其取水设施包括取水头部、进水管和集水井和泵房。o河水经取水头部上带有格栅的进水孔，沿进水管流入集水井的进水间，然后经格网进入集水井的吸水间，最后由水泵抽走。水资源与取水工程高位进水孔水资源与取水工程水资源与取水工程水资源与取水工程水资源与取水工程六、 移动式取水构筑物o当修建固定式取水构筑物有困难时，可采用活动式取水构筑物。o 例如，在水流不稳定，河势复杂的河流上取水，修建固