水资源利用与保护6取水工程

1、 取水工程是水资源利用与保护的重要组取水工程是水资源利用与保护的重要组成部分。本章将就成部分。本章将就水源特征水源特征、取水点的布置取水点的布置原则原则、取水构筑物的类型取水构筑物的类型、结构及取水量计结构及取水量计算算给予讨论。给予讨论。 第六章 取水工程&1 地表水资源供水特征与水源选择地表水资源供水特征与水源选择&2 地表水取水工程地表水取水工程&3 地下水水源地选择地下水水源地选择&4 地下水取水构筑物的类型和适用条件地下水取水构筑物的类型和适用条件第六章 取水工程地表水作为供水水源，其特点主要表现为：地表水作为供水水源，其特点主要表现为： （1）水量大

2、水量大，总溶解固体含量较低，硬度一，总溶解固体含量较低，硬度一般较小，适合于作为大型企业大量用水的供水般较小，适合于作为大型企业大量用水的供水水源；水源； （2）时空分布时空分布不均，受季节影响大；不均，受季节影响大； （3）保护能力差保护能力差，容易受污染；，容易受污染； （4）泥沙和悬浮物泥沙和悬浮物含量较高，常需净化处理含量较高，常需净化处理后才能使用；后才能使用； （5）取水条件取水条件及取水构筑物一般比较复杂。及取水构筑物一般比较复杂。 第六章 取水工程 （1）水源选择前，必须进行水源的勘察必须先）水源选择前，必须进行水源的勘察必须先对水源进行对水源进行详细勘察和可靠性综合评价详细勘

3、察和可靠性综合评价。 应确定可利用的水资源量，避免与工农业应确定可利用的水资源量，避免与工农业用水及环境用水发生矛盾；兴建水库作为水源用水及环境用水发生矛盾；兴建水库作为水源时，应对水库汇水面积进行勘察，确定水库的时，应对水库汇水面积进行勘察，确定水库的蓄水量。蓄水量。第六章 取水工程（2）水源的选用应通过）水源的选用应通过技术经济比较技术经济比较后综合考后综合考虑确定虑确定 水源选择必须在对各种水源进行全面分水源选择必须在对各种水源进行全面分析研究，掌握其基本特征的基础上，综合考析研究，掌握其基本特征的基础上，综合考虑各方面因素，并经过技术经济比较后确定。虑各方面因素，并经过技术经济比较后确

4、定。 作为生活饮用水的水源应符合作为生活饮用水的水源应符合生活饮生活饮用水卫生标准用水卫生标准中关于水源的若干规定；中关于水源的若干规定； 国民经济各部门的其他用水，应满足其国民经济各部门的其他用水，应满足其工艺要求。确定水源时，要统一规划，合理工艺要求。确定水源时，要统一规划，合理分配，综合利用。分配，综合利用。第六章 取水工程（3）用地表水作为城市供水水源时，其）用地表水作为城市供水水源时，其设计枯设计枯水流量的保证率水流量的保证率，应根据城市规模和工业大，应根据城市规模和工业大用水户的重要性选定，一般可采用用水户的重要性选定，一般可采用9097。（4）地下水与地表水联合使用地下水与地表水

5、联合使用（5）确定水源、取水地点和取水量等，应取得）确定水源、取水地点和取水量等，应取得水资源管理机构水资源管理机构以及以及卫生防疫卫生防疫等有关部门的等有关部门的书面同意。对于水源卫生防护应积极取得环书面同意。对于水源卫生防护应积极取得环保等有关部门的支持配合。保等有关部门的支持配合。 第六章 取水工程1 取水河段的取水河段的径流径流特征特征2 河流的河流的泥沙泥沙运动及运动及河床河床演变演变3 河床与岸坡的河床与岸坡的岩性岩性和稳定性和稳定性4 泥沙和漂浮物泥沙和漂浮物5 河流的河流的冰冻冰冻情况情况6 河道中河道中水工构筑物水工构筑物及及天然障碍物天然障碍物 取水河段的取水河段的径流特征

6、值径流特征值（水位、流量、流速等）是确定取（水位、流量、流速等）是确定取水构筑物设置位置、构筑物型式及结构尺寸的主要依据。水构筑物设置位置、构筑物型式及结构尺寸的主要依据。第六章 取水工程取水河段的取水河段的径流特征值径流特征值包括：包括： （1）河流历年的）河流历年的最小流量最小流量和和最低水位最低水位； （2）河流历年的）河流历年的最大流量最大流量和和最高水位最高水位； （3）河流历年的）河流历年的月平均月平均流量、月平均水位以及流量、月平均水位以及年平年平均均流量和流量和年平均年平均水位；水位； （4）河流历年）河流历年春秋两季流冰期春秋两季流冰期的最大、最小流量和的最大、最小流量和最高

7、、最低水位；最高、最低水位； （5）其他情况下，如）其他情况下，如潮汐、形成冰坝冰塞潮汐、形成冰坝冰塞时的最高时的最高水位及相应流量；水位及相应流量； （6）上述相应情况下河流的最大、最小和平均）上述相应情况下河流的最大、最小和平均水流水流速度速度及其在河流中的分布情况。及其在河流中的分布情况。 第六章 取水工程取水构筑物的设置与河床演变有着密切的关系，如果不取水构筑物的设置与河床演变有着密切的关系，如果不了解河床演变的规律及河床变迁的趋势，往往会造了解河床演变的规律及河床变迁的趋势，往往会造成成取水口和渠道的严重淤积，或河道变迁造成取水取水口和渠道的严重淤积，或河道变迁造成取水脱流，甚至导致

8、取水工程报废。脱流，甚至导致取水工程报废。 第六章 取水工程河流泥沙河流泥沙是指在河流中运动的以及组成河床的泥是指在河流中运动的以及组成河床的泥沙，所有在河流中运动及静止的粗细泥沙、大沙，所有在河流中运动及静止的粗细泥沙、大小石砾都称为小石砾都称为河流泥沙河流泥沙。 根据泥沙在水中的，运动状态，可将泥沙根据泥沙在水中的，运动状态，可将泥沙分为分为床沙、推移质床沙、推移质及及悬移质悬移质三类。三类。 （1）泥沙运动）泥沙运动第六章 取水工程床沙：床沙：组成河床表面的组成河床表面的静止静止泥沙。泥沙。推移质：推移质：推移质泥沙粒径推移质泥沙粒径较大较大，不能悬浮在水，不能悬浮在水中，只能沿河床滑动

9、、滚动及跳动前进，推中，只能沿河床滑动、滚动及跳动前进，推移质运动具有明显的间歇性，运动时是推移移质运动具有明显的间歇性，运动时是推移质，静止时为床沙。质，静止时为床沙。 悬移质：悬移质：悬移质粒径悬移质粒径较小较小，在紊动扩散作用下，在紊动扩散作用下可以悬浮在水中，被水流挟带前进，远离床可以悬浮在水中，被水流挟带前进，远离床面，其运动速度与水流基本一致，维持泥沙面，其运动速度与水流基本一致，维持泥沙悬浮的能量来自水流的紊动动能。悬浮的能量来自水流的紊动动能。第六章 取水工程启动流速启动流速：静止的泥沙开始由静止的状态转变为：静止的泥沙开始由静止的状态转变为运动的状态时的流速。运动的状态时的流

10、速。泥沙的启动意味着河床冲刷的开始，在河渠设计泥沙的启动意味着河床冲刷的开始，在河渠设计中应使设计流速小于启动流速。中应使设计流速小于启动流速。止动流速止动流速：当水流速度逐渐减小到泥沙的启动流：当水流速度逐渐减小到泥沙的启动流速时，河床上运动着泥沙并不静止下来。当流速时，河床上运动着泥沙并不静止下来。当流速继续减小到某个值时，才停止运动。速继续减小到某个值时，才停止运动。不淤流速参照相应颗粒的止动流速。不淤流速参照相应颗粒的止动流速。启动流速一般为止动流速的启动流速一般为止动流速的1.2-1.4倍。倍。第六章 取水工程河床演变河床演变：河流的挟沙能力不断变化，在各个时期和河流的不：河流的挟沙

11、能力不断变化，在各个时期和河流的不断地点产生冲刷和淤积，从而引起河床形状的变化。断地点产生冲刷和淤积，从而引起河床形状的变化。河床演变是水流和河床相互作用的结果。河床演变是水流和河床相互作用的结果。河流中水流的运动包括河流中水流的运动包括纵向水流纵向水流运动和运动和环流环流运动。运动。纵向水流运动：纵向水流运动：水流在水流在重力重力作用下不断向下游流动；作用下不断向下游流动； 使河床沿纵深方向不断变化。使河床沿纵深方向不断变化。环流运动：环流运动：由于受到由于受到惯性离心力惯性离心力、机械摩擦力机械摩擦力等作用，产生的等作用，产生的各种各样的环流运动。各种各样的环流运动。 产生横向输沙不平衡。

12、凹岸受冲刷，凸岸产生淤积。产生横向输沙不平衡。凹岸受冲刷，凸岸产生淤积。第六章 取水工程河段的来水量及其变化河段的来水量及其变化河段的来沙量、来沙组成及其变化河段的来沙量、来沙组成及其变化河段的水面坡降河段的水面坡降河床地质情况河床地质情况水土保持和水工建筑物的修建水土保持和水工建筑物的修建第六章 取水工程 纵向变形纵向变形 在纵的方向上（主流运行方向上）由在纵的方向上（主流运行方向上）由于输沙不平衡发生冲刷或淤积而引起的河床沿纵深方于输沙不平衡发生冲刷或淤积而引起的河床沿纵深方向的变化。向的变化。 横向变形横向变形 河床在与主流向垂直的方向上的变化，河床在与主流向垂直的方向上的变化，表现为河

13、岸的冲刷或淤积，使河床平面位置发生摆动。表现为河岸的冲刷或淤积，使河床平面位置发生摆动。 单向变形单向变形 长时间内河床缓慢地朝一个方向冲刷长时间内河床缓慢地朝一个方向冲刷或淤积，不出现冲淤交错。或淤积，不出现冲淤交错。Eg：黄河下游多年来一直：黄河下游多年来一直不断淤积，抬高成为不断淤积，抬高成为“悬河悬河”。 往复变形往复变形 河道周期性往复发展的演变现象。河道周期性往复发展的演变现象。Eg：洪水期河床冲刷，枯水期河床淤积，冲、淤交替进行。洪水期河床冲刷，枯水期河床淤积，冲、淤交替进行。 河床演变一般表现为：河床演变一般表现为：第六章 取水工程悬河悬河第六章 取水工程 顺直型河段顺直型河段

14、 在平面上基本保持顺直或略有弯曲的河段。在平面上基本保持顺直或略有弯曲的河段。 弯曲型河段弯曲型河段 河段河道蜿蜒曲折，由一系列弯曲段和直段连河段河道蜿蜒曲折，由一系列弯曲段和直段连接而成。接而成。 游荡型河段游荡型河段 游荡型的河段内汊道众多，洲滩星罗棋布，水游荡型的河段内汊道众多，洲滩星罗棋布，水流散乱。流散乱。 汊道型河段汊道型河段 在较大的河流中常常有汊道型河段。在较大的河流中常常有汊道型河段。 河段类型：河段类型：第六章 取水工程第六章 取水工程河床与岸坡稳定性对取水构筑物的位置选择有重要的河床与岸坡稳定性对取水构筑物的位置选择有重要的影响。影响。 坚硬的岩石坚硬的岩石河床不易被冲刷

15、，而平原上的河段，河床不易被冲刷，而平原上的河段，抗冲刷能力差。抗冲刷能力差。 不稳定的河段不稳定的河段，一方面河流水力冲刷会引起河岸，一方面河流水力冲刷会引起河岸崩塌，导致取水构筑物倾覆和沿岸滑坡，另一方面，崩塌，导致取水构筑物倾覆和沿岸滑坡，另一方面，还可能出现河道淤塞、堵塞取水口等现象。还可能出现河道淤塞、堵塞取水口等现象。 取水构筑物的位置应选在取水构筑物的位置应选在河岸稳定、岩石露头、河岸稳定、岩石露头、未风化的基岩未风化的基岩上或上或地质条件较好地质条件较好的河床处。的河床处。第六章 取水工程对取水工程的安全和水质有很大影响。对取水工程的安全和水质有很大影响。泥沙和水草堵塞取水头部

16、，严重影响取水，甚至泥沙和水草堵塞取水头部，严重影响取水，甚至造成停水事故。造成停水事故。了解漂浮物的种类、数量和分布。了解漂浮物的种类、数量和分布。第六章 取水工程为正确考虑取水工程设施情况，研究冰冻过程对河流正常为正确考虑取水工程设施情况，研究冰冻过程对河流正常情况的影响，需了解下列冰情资料：情况的影响，需了解下列冰情资料： 每年每年冬季流冰冬季流冰期出现和延续的时间，水内冰、底冰期出现和延续的时间，水内冰、底冰的组成、大小、粘结性、上浮速度及其在河流中的分布，的组成、大小、粘结性、上浮速度及其在河流中的分布，流冰期气温及河水温度变化情况；流冰期气温及河水温度变化情况； 每年河流的每年河流

17、的封冻封冻时间、封冻情况、冰层厚度及其在时间、封冻情况、冰层厚度及其在河段上的分布情况；河段上的分布情况； 每年每年春季流冰春季流冰期出现和延续的时间，流冰在河流中期出现和延续的时间，流冰在河流中的分布运动情况，最大冰块面积、厚度及运动情况；的分布运动情况，最大冰块面积、厚度及运动情况； 其他特殊冰情。其他特殊冰情。第六章 取水工程 引起河流水力条件的变化，造成河床冲引起河流水力条件的变化，造成河床冲积、冲刷、变形，并影响水质积、冲刷、变形，并影响水质 。 在选择取水口位置时，应在选择取水口位置时，应避开避开水工构筑水工构筑物和天然障碍物的影响范围，否则应采取必物和天然障碍物的影响范围，否则应

18、采取必要的措施。要的措施。 已建和拟建构筑物都应分析其影响。已建和拟建构筑物都应分析其影响。 第六章 取水工程开发利用河水资源时，取水地点的选择是否恰当，开发利用河水资源时，取水地点的选择是否恰当，直接影响取水的直接影响取水的水质、水量、安全可靠性及工程水质、水量、安全可靠性及工程的投资、施工、管理的投资、施工、管理等。等。需要根据取水河段的需要根据取水河段的水文、地形、地质及卫生防护、水文、地形、地质及卫生防护、河流规划和综合利用河流规划和综合利用等条件全面分析，综合考虑。等条件全面分析，综合考虑。地表水取水构筑物位置的选择，应根据下列地表水取水构筑物位置的选择，应根据下列8项基项基本要求，

19、通过技术经济比较确定。本要求，通过技术经济比较确定。第六章 取水工程 顺直河段顺直河段 取水点应选在取水点应选在主流靠近岸边、河床稳定、水深较大、主流靠近岸边、河床稳定、水深较大、流速较快流速较快的地段，通常也就是河流较窄处。水深不小于的地段，通常也就是河流较窄处。水深不小于2.5-3.0m。 弯曲河段弯曲河段 凹岸凹岸泥沙不易淤积，水质较好，较好的取水地段。泥沙不易淤积，水质较好，较好的取水地段。但取水点应避开凹岸主流的顶冲点，且需要护岸工程。但取水点应避开凹岸主流的顶冲点，且需要护岸工程。第六章 取水工程 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。

20、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以上处。 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。第六章 取水工程第六章 取水工程 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业的上游上游，距离污水排放口，距离污水排放口上游上游100m以上或以上或下游下游1000m以上，并应建立卫生防护地带。以上，并应建立卫生防护地带。 取水点应取水点应避开避开河流中的河流中的回流区和死水区回流区和死水区，以减，以减少水中泥沙、漂浮物进入和堵塞取水口。少水中泥沙

21、、漂浮物进入和堵塞取水口。 在沿海地区在沿海地区受潮汐影响受潮汐影响的河流上设置取水构筑的河流上设置取水构筑物时，应考虑到物时，应考虑到海水海水对河水水质的影响。对河水水质的影响。第六章 取水工程（3）取水点应设在具有）取水点应设在具有稳定的河床及岸边稳定的河床及岸边，有良好的，有良好的工程地质条件的地段，并有较好的地形及施工条件工程地质条件的地段，并有较好的地形及施工条件（4）取水点应尽量靠近）取水点应尽量靠近主要用水区主要用水区（5）取水点应）取水点应避开人工构筑物和天然障碍物避开人工构筑物和天然障碍物的影响的影响 桥梁、丁坝、码头、拦河闸坝、陡崖、石嘴桥梁、丁坝、码头、拦河闸坝、陡崖、石

22、嘴第六章 取水工程（6）取水点应尽可能）取水点应尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮流和咸潮等影响等影响（7）取水点的位置应与河流的）取水点的位置应与河流的综合利用相适应综合利用相适应，不妨碍航，不妨碍航运和排洪，并符合河运和排洪，并符合河 道、湖泊、水库整治规划的要求；道、湖泊、水库整治规划的要求；（8）供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置，应位于城）供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置，应位于城镇和工业企业镇和工业企业上游的清洁河段上游的清洁河段。第六章 取水工程在地表水取水构筑物的设计中，应遵守以下原则：在地表水取水构筑物的设计中，应遵守以下原则

23、： (1) 从江河取水的大型取水构筑物，在下列情况下应在设从江河取水的大型取水构筑物，在下列情况下应在设计前进行计前进行水工模型试验水工模型试验。 当大型取水构筑物的取水量占河道最枯流量的当大型取水构筑物的取水量占河道最枯流量的比例较大时；比例较大时； 由于河道及水文条件复杂，需采取复杂的河道由于河道及水文条件复杂，需采取复杂的河道整治措施时；整治措施时； 设置壅水构筑物的情况复杂时；设置壅水构筑物的情况复杂时； 拟建的取水构筑物对河道会产生影响，需采取拟建的取水构筑物对河道会产生影响，需采取相应的有效措施时。相应的有效措施时。第六章 取水工程(2) 城市供水水源的城市供水水源的设计枯水流量设

24、计枯水流量保证率一般可采保证率一般可采用用9097，设计枯水位设计枯水位的保证率一般可采的保证率一般可采用用9099。(3) 取水构筑物应根据水源情况，采取取水构筑物应根据水源情况，采取防止下列情防止下列情况况发生的相应保护措施：发生的相应保护措施： 漂浮物、泥沙、冰凌、冰絮和水生生物的阻塞；漂浮物、泥沙、冰凌、冰絮和水生生物的阻塞； 洪水冲刷、淤积、冰冻层挤压和雷击的破坏；洪水冲刷、淤积、冰冻层挤压和雷击的破坏； 冰凌、木筏和船只的撞击。冰凌、木筏和船只的撞击。 第六章 取水工程 (4) 江河取水构筑物的防洪标准江河取水构筑物的防洪标准不应低于城市防洪不应低于城市防洪标准标准，其，其设计洪水

25、重现期不得低于设计洪水重现期不得低于100年年。 (5) 取水构筑物的取水构筑物的冲刷深度冲刷深度应通过调查与计算确应通过调查与计算确定，并应考虑汛期高含沙水流对河床的局部冲刷和定，并应考虑汛期高含沙水流对河床的局部冲刷和“揭底揭底”问题。大型重要工程应进行水工模型试验。问题。大型重要工程应进行水工模型试验。第六章 取水工程(6) 在在通航河道上通航河道上，应根据航运部门的要求在取水构筑物，应根据航运部门的要求在取水构筑物处处设置标志设置标志。 (7) 在黄河下游淤积河段设置的取水构筑物，应预留设计在黄河下游淤积河段设置的取水构筑物，应预留设计使用年限内的使用年限内的总淤积高度总淤积高度，并考

26、虑淤积引起的，并考虑淤积引起的水位变化水位变化。 （8）在黄河河道上设置取水构筑物时，要征得河务及有）在黄河河道上设置取水构筑物时，要征得河务及有关部门同意。关部门同意。第六章 取水工程地表水取水构筑物的型式应适应特定的地表水取水构筑物的型式应适应特定的河流水文、河流水文、地形及地质条件地形及地质条件，同时应考虑到取水构筑物的，同时应考虑到取水构筑物的施工条件和技术要求施工条件和技术要求。 地表水取水构筑物按构造型式可分为地表水取水构筑物按构造型式可分为固定固定式取水构筑物式取水构筑物、活动式取水构筑物活动式取水构筑物和和山区浅水山区浅水河流取水构筑物河流取水构筑物三大类。三大类。 第六章 取

27、水工程（1）按照取水点的位置）按照取水点的位置 可分为岸边式、河床式和斗槽式；可分为岸边式、河床式和斗槽式；（2）按照结构类型）按照结构类型 可分为合建式和分建式；可分为合建式和分建式；（3）按照进水管的型式）按照进水管的型式 可分为自流管式、虹吸管式、水泵可分为自流管式、虹吸管式、水泵直接吸水式、桥墩式；直接吸水式、桥墩式；（4）按照取水泵型及泵房的结构特点）按照取水泵型及泵房的结构特点 可分为干式、湿式泵可分为干式、湿式泵房和淹没式、非淹没式泵房；房和淹没式、非淹没式泵房；（5）按照斗槽的类型）按照斗槽的类型 可分为顺流式、逆流式、侧坝进水逆可分为顺流式、逆流式、侧坝进水逆流式和双向式。流

28、式和双向式。1固定式取水构筑物固定式取水构筑物第六章 取水工程活动式取水构筑物可分为活动式取水构筑物可分为缆车式缆车式和和浮船式浮船式。缆车式按坡道种类可分为缆车式按坡道种类可分为斜坡式和斜桥式斜坡式和斜桥式。浮船式按水泵安装位置可分为浮船式按水泵安装位置可分为上承式和下承式上承式和下承式； 按接头连接方式可分为按接头连接方式可分为阶梯式连接和摇臂式连接阶梯式连接和摇臂式连接。 2活动式取水构筑物活动式取水构筑物第六章 取水工程山区浅水河流取水构筑物包括山区浅水河流取水构筑物包括底栏栅式底栏栅式和和低坝式低坝式。低坝式可分为固定低坝式和活动低坝式（橡胶坝、低坝式可分为固定低坝式和活动低坝式（橡

29、胶坝、浮体闸等）。浮体闸等）。第六章 取水工程构造型式构造型式取水点的位置取水点的位置结构类型结构类型进水管的型式进水管的型式取水泵型及泵房取水泵型及泵房斗槽的类型斗槽的类型坡道种类坡道种类接头连接接头连接第六章 取水工程固定式取水构筑物：固定式取水构筑物：不经过筑坝拦蓄河水、而在岸不经过筑坝拦蓄河水、而在岸边或河床上直接修建的固定的取水设施。是应用边或河床上直接修建的固定的取水设施。是应用最广泛最广泛的一种。的一种。优点：优点：取水安全可靠、维修管理方便、适应范围较取水安全可靠、维修管理方便、适应范围较广广主要缺点：主要缺点：当河水水位变化较大时，构筑物的高度当河水水位变化较大时，构筑物的高

30、度需相应地增加，因而工程投资较高，水下工程量需相应地增加，因而工程投资较高，水下工程量较大，施工期长，扩建困难。较大，施工期长，扩建困难。 固定式取水构筑物按取水点的位置和特点，可固定式取水构筑物按取水点的位置和特点，可分为岸边式、河床式及斗槽式。分为岸边式、河床式及斗槽式。第六章 取水工程固定式取水构筑物包括固定式取水构筑物包括取水设施取水设施和和泵房泵房两部分，取水设施两部分，取水设施将河流中的水引入吸水间，泵房作为给水系统的一级提将河流中的水引入吸水间，泵房作为给水系统的一级提升泵房，通过水泵将水提升进入输水管线，送至给水处升泵房，通过水泵将水提升进入输水管线，送至给水处理厂或用户。理厂

31、或用户。 第六章 取水工程（1）岸边式取水构筑物）岸边式取水构筑物 取水设施和泵房都建在岸边取水设施和泵房都建在岸边，直接从岸边取水的，直接从岸边取水的固定式取水构筑物。固定式取水构筑物。 岸边式取水构筑物由岸边式取水构筑物由集水井集水井和和泵房泵房两部分组成，其两部分组成，其基本构造如图所示。基本构造如图所示。 第六章 取水工程第六章 取水工程集水井：集水井：是取水设施，一般由进水间、格网和吸水间是取水设施，一般由进水间、格网和吸水间三部分组成。三部分组成。进水间进水间前壁设有进水孔，孔上设有格栅及闸门槽。进前壁设有进水孔，孔上设有格栅及闸门槽。进水间和吸水间用纵向隔墙分开，在分隔墙上可以设

32、置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平板格网。当采用。当采用旋转格网旋转格网时，应在进水间和吸水间时，应在进水间和吸水间之间设置之间设置格网室格网室。 水流经过装有格栅的进水孔进入集水井的进水间，水流经过装有格栅的进水孔进入集水井的进水间，再经过格网进入再经过格网进入吸水间吸水间，然后由水泵抽走。，然后由水泵抽走。第六章 取水工程在在河心设置进水孔河心设置进水孔，从河心取水的构筑物。，从河心取水的构筑物。 河床式取水构筑物，其取水设施包括河床式取水构筑物，其取水设施包括取水头部、取水头部、进水管和集水井。进水管和集水井。河水经河水经取水头部取水头部上带有格栅的进水孔，沿上带

33、有格栅的进水孔，沿进水管进水管流入集流入集水井的进水间，然后经水井的进水间，然后经格网格网进入集水井的吸水间，进入集水井的吸水间，最后由水泵抽走。最后由水泵抽走。差别只是岸边式取水构筑物的进水间前壁不设进水孔或差别只是岸边式取水构筑物的进水间前壁不设进水孔或只设高水位进水孔，代之以进水管。只设高水位进水孔，代之以进水管。第六章 取水工程按照集水井和泵房的相对位置，岸边式取水构筑物可分为按照集水井和泵房的相对位置，岸边式取水构筑物可分为合建合建式和分建式式和分建式两类。两类。（1）合建式岸边取水构筑物）合建式岸边取水构筑物 将集水井和泵房合建在一起。将集水井和泵房合建在一起。特点特点:布置紧凑，

34、总建筑面积小，吸水管路短，运行安全，维护布置紧凑，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。方便；但土建结构复杂，施工较困难。适用于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幅和流速较大的河流。在取水量大、安全性要求较高时，多。在取水量大、安全性要求较高时，多采用此种型式。采用此种型式。第六章 取水工程（2）分建式岸边取水构筑物）分建式岸边取水构筑物 当河岸处当河岸处地质条件较差地质条件较差，以及集水井与泵房不宜，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。合建，宜采用分建式

35、岸边取水构筑物。优点优点：由于将集水井和泵房分开建造，泵房可离开岸边，：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，易建于地质条件较好处，因此可使土建结构简单，易于施工；于施工；缺点缺点：吸水管较长，增加了水头损失，维护管理不太方：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。便，运行安全性较差。第六章 取水工程第六章 取水工程 与岸边式取水构筑物一样，河床式取水构筑物的集与岸边式取水构筑物一样，河床式取水构筑物的集水井和泵房可以合建，也可以分建。水井和泵房可以合建，也可以分建。第六章 取水工程第六章 取水工程高位进水孔第六章 取水工程

36、第六章 取水工程第六章 取水工程第六章 取水工程第六章 取水工程第六章 取水工程4斗槽的型式斗槽的型式 斗槽的类型按其斗槽的类型按其水流补给的方向水流补给的方向可分为顺流式斗可分为顺流式斗槽、逆流式斗槽、侧坝进水逆流式斗槽和双向式斗槽、逆流式斗槽、侧坝进水逆流式斗槽和双向式斗槽。槽。（1）顺流式斗槽）顺流式斗槽 斗槽中水流方向与河流流向基本一致，称为顺流斗槽中水流方向与河流流向基本一致，称为顺流式斗槽，如图式斗槽，如图612(a)所示。顺流式斗槽适用于所示。顺流式斗槽适用于含沙量较高但冰凌不严重的河流。含沙量较高但冰凌不严重的河流。第六章 取水工程（2）逆流式斗槽）逆流式斗槽 逆流式斗槽中水流

37、方向与河流流向相反，如图逆流式斗槽中水流方向与河流流向相反，如图612（b）所示。这种型式的斗槽适用于冰凌情）所示。这种型式的斗槽适用于冰凌情况严重、含沙量较少的河流。况严重、含沙量较少的河流。 （3）侧坝进水逆流式斗槽）侧坝进水逆流式斗槽 在逆流式斗槽渠道的进口端建两个斜向的堤坝，在逆流式斗槽渠道的进口端建两个斜向的堤坝，伸向河心，如图伸向河心，如图612（c）所示。这种型式的斗槽）所示。这种型式的斗槽适用于含沙量较高的河流。适用于含沙量较高的河流。第六章 取水工程(4）双向式斗槽）双向式斗槽 双向式斗槽是顺流式和逆流式的组合，兼有二者双向式斗槽是顺流式和逆流式的组合，兼有二者的特点，如图的

38、特点，如图612（d）所示。这种型式的斗槽适用）所示。这种型式的斗槽适用于冰凌严重且泥沙含量高的河流。于冰凌严重且泥沙含量高的河流。第六章 取水工程第六章 取水工程按照斗槽伸入河岸的程度，可分为以下几种：按照斗槽伸入河岸的程度，可分为以下几种： 斗槽全部设置在河床内。斗槽全部设置在河床内。适用于河岸较陡或主流离适用于河岸较陡或主流离岸较远以及岸边水深不足的河流。岸较远以及岸边水深不足的河流。 斗槽全部设置在河岸内。斗槽全部设置在河岸内。这种型式适用于河岸平缓、这种型式适用于河岸平缓、河床宽度不大、主流近岸或岸边水深较大的河流。河床宽度不大、主流近岸或岸边水深较大的河流。 斗槽部分伸入河床。斗槽

39、部分伸入河床。其适用特点和水流条件介于以其适用特点和水流条件介于以上二者之间。上二者之间。 第六章 取水工程第六章 取水工程 在固定式取水构筑物中，一般包括在固定式取水构筑物中，一般包括集水井和泵房、取集水井和泵房、取水头部和进水管水头部和进水管等。等。第六章 取水工程1集水井集水井（1）集水井平台）集水井平台 取水构筑物集水井平台上应设置便于操作取水构筑物集水井平台上应设置便于操作的闸阀启闭设备和格栅、格网起吊设备；必的闸阀启闭设备和格栅、格网起吊设备；必要时还应设清除泥沙的设施。集水井有半淹要时还应设清除泥沙的设施。集水井有半淹没式和非淹没式两种。没式和非淹没式两种。 集水井的平台上缘应在

40、设计最高水位以上集水井的平台上缘应在设计最高水位以上0.5m第六章 取水工程（2）进水间）进水间 进水间通常用隔墙分成可独立工作的若干分进水间通常用隔墙分成可独立工作的若干分格，其分格数目应按水泵的台数和容量大小以格，其分格数目应按水泵的台数和容量大小以及格网的类型确定，一般不少于及格网的类型确定，一般不少于两格两格。进水间。进水间的平面尺寸应根据进水孔、格网和闸板的尺寸的平面尺寸应根据进水孔、格网和闸板的尺寸及安装、检修和清洗等要求确定，同时应保证及安装、检修和清洗等要求确定，同时应保证进水均匀、平稳。进水均匀、平稳。第六章 取水工程（3）进水孔）进水孔 取水构筑物的进水孔应设置格栅，栅条间

41、净距应取水构筑物的进水孔应设置格栅，栅条间净距应根据取水量大小、冰絮和漂浮物等情况确定，小型根据取水量大小、冰絮和漂浮物等情况确定，小型取水构筑物一般为取水构筑物一般为3050mm，大、中型取水构，大、中型取水构筑物一般为筑物一般为80120mm。第六章 取水工程（4）格栅的防冰措施）格栅的防冰措施 在北方有冰冻的河流上取水时，为防止进水孔格栅堵塞，在北方有冰冻的河流上取水时，为防止进水孔格栅堵塞，可采取下列措施：可采取下列措施： 降低进水孔流速；降低进水孔流速； 加热格栅；加热格栅； 利用废热水；利用废热水； 其他其他 如：机械清除、反冲洗、在进水孔上游设挡冰木排等。如：机械清除、反冲洗、在

42、进水孔上游设挡冰木排等。（5）集水井的排泥和冲洗）集水井的排泥和冲洗第六章 取水工程2取水泵房取水泵房 取水泵房又称一级泵房或水源泵房，可与集水井、取水泵房又称一级泵房或水源泵房，可与集水井、出水闸门井合建或分建。取水泵房常常建得较深，以出水闸门井合建或分建。取水泵房常常建得较深，以保证枯水位时水泵能吸水，而洪水位时不被淹没。保证枯水位时水泵能吸水，而洪水位时不被淹没。（1）取水泵房的平面形状）取水泵房的平面形状 泵房平面有圆形、矩形、椭圆形等。泵房平面有圆形、矩形、椭圆形等。第六章 取水工程（2）取水泵房的平面布置）取水泵房的平面布置 泵房中取水泵的台数一般采用泵房中取水泵的台数一般采用34

43、台台（包括备用泵）。泵房内除水泵机组外，（包括备用泵）。泵房内除水泵机组外，还有变配电、控制、采暖通风、起重、排还有变配电、控制、采暖通风、起重、排水等附属设备。水等附属设备。第六章 取水工程（3）取水泵房高程布置）取水泵房高程布置 当泵房在渠道边时，为设计最高水位当泵房在渠道边时，为设计最高水位加加0.5m； 当泵房在江河边时，为设计最高水位当泵房在江河边时，为设计最高水位加浪高再加加浪高再加0.5m； 当泵房在湖泊、水库或海边时，为设当泵房在湖泊、水库或海边时，为设计最高水位加浪高再加计最高水位加浪高再加0.5m。 第六章 取水工程3取水头部取水头部（1）取水头部设计的一般要求）取水头部设

44、计的一般要求 取水头部应设在稳定河床的取水头部应设在稳定河床的主流深槽处主流深槽处，有，有足够的取水深度；足够的取水深度； 选择合理的选择合理的外形和较小的体积外形和较小的体积，以避免对周，以避免对周围水流产生大的扰动，同时防止取水头部受冲刷，围水流产生大的扰动，同时防止取水头部受冲刷，甚至被冲走；甚至被冲走； 第六章 取水工程 在可能的在可能的冲刷范围内抛石加固冲刷范围内抛石加固，并将取水头部，并将取水头部的基础埋在冲刷深度以下；的基础埋在冲刷深度以下； 取水构筑物的取水头部宜分设取水构筑物的取水头部宜分设两个或分成两格两个或分成两格。 取水头部应取水头部应防止冰块堵塞和冲击防止冰块堵塞和冲

45、击，并防止船只、，并防止船只、木筏碰撞。木筏碰撞。第六章 取水工程（2）取水头部的型式和构造）取水头部的型式和构造 管式取水头部管式取水头部管式取水头部是一个设有格栅的金属喇叭管，管式取水头部是一个设有格栅的金属喇叭管，安装在虹吸管、自流管或水泵吸水管上。安装在虹吸管、自流管或水泵吸水管上。第六章 取水工程泥沙多、漂浮物多泥沙多、漂浮物多水深较浅、纵坡降较小水深较浅、纵坡降较小水深无冰凌、漂浮物较少水深无冰凌、漂浮物较少小型取水构筑物的小型取水构筑物的泵房直接取水泵房直接取水第六章 取水工程第六章 取水工程 鱼形罩式取水头部鱼形罩式取水头部 鱼形罩式取水头部是由钢板卷焊、两端带鱼形罩式取水头部

46、是由钢板卷焊、两端带有圆锥体的圆筒，圆筒表面和背水的圆锥体表面有圆锥体的圆筒，圆筒表面和背水的圆锥体表面上开设圆形进水孔。上开设圆形进水孔。第六章 取水工程 箱式取水头部箱式取水头部由钢筋混凝土箱和设在箱内的金属管组成，箱的由钢筋混凝土箱和设在箱内的金属管组成，箱的侧面或顶部开设进水口，进水口上设格栅侧面或顶部开设进水口，进水口上设格栅.第六章 取水工程 桥墩式取水头部桥墩式取水头部 用于中小型的取水构筑物和水深较小、船只用于中小型的取水构筑物和水深较小、船只通航不频繁的河流。所示为淹没式取水头部。通航不频繁的河流。所示为淹没式取水头部。第六章 取水工程 桩架式取水头部桩架式取水头部 这种型式

47、的取水头部适用于流速较小、这种型式的取水头部适用于流速较小、水位变化不大、有足够水深、河床可打桩且水位变化不大、有足够水深、河床可打桩且无流冰的河流，在长江下游以及中小型取水无流冰的河流，在长江下游以及中小型取水构筑物中应用较多。构筑物中应用较多。第六章 取水工程 斜板式取水头部斜板式取水头部 在取水头部上设置斜板。在我国西在取水头部上设置斜板。在我国西南地区采用较多，对从山区河流取水的小型南地区采用较多，对从山区河流取水的小型工程也较适用。工程也较适用。第六章 取水工程第六章 取水工程4进水管进水管进水管有自流管和虹吸管两种。进水管有自流管和虹吸管两种。(1) 自流管自流管 自流管一般采用钢

48、管、铸铁管或钢筋混凝土管。自流管一般采用钢管、铸铁管或钢筋混凝土管。自流管管顶应在河床冲刷深度以下自流管管顶应在河床冲刷深度以下0.250.3m，不易冲刷的河床，管顶最小埋深应在河床以下不易冲刷的河床，管顶最小埋深应在河床以下0.5m。第六章 取水工程（2）虹吸管）虹吸管 虹吸管宜采用钢管，以保证密封不漏气。虹吸管宜采用钢管，以保证密封不漏气。 虹吸管的进水端在设计最低水位下的淹没深虹吸管的进水端在设计最低水位下的淹没深度应不小于度应不小于1.0m，出水端应伸入集水井最低，出水端应伸入集水井最低动水位以下动水位以下1.0m。第六章 取水工程 当修建固定式取水构筑物有困难时，可采用当修建固定式取

49、水构筑物有困难时，可采用活动式取活动式取水构筑物。水构筑物。 1)在水流不稳定，河势复杂的河流上取水，修建固在水流不稳定，河势复杂的河流上取水，修建固定式取水构筑物往往需要进行耗资巨大的河道整治工程，定式取水构筑物往往需要进行耗资巨大的河道整治工程，对于中小型水厂建设常带来困难。对于中小型水厂建设常带来困难。 2)河流水深不足，修建取水口会影响航运河流水深不足，修建取水口会影响航运 3)修建固定式取水口水下工程量大，施工困难，投修建固定式取水口水下工程量大，施工困难，投资较高，而当地施工条件及资金不允许资较高，而当地施工条件及资金不允许第六章 取水工程4）河水水位变幅较大而取水量较小）河水水位

50、变幅较大而取水量较小5）供水要求紧迫，要求施工周期短，艰涩固定式取水构）供水要求紧迫，要求施工周期短，艰涩固定式取水构筑物赶不上需要筑物赶不上需要6）水文资料不全、河岸不稳定）水文资料不全、河岸不稳定7）建设临时性的供水水源）建设临时性的供水水源第六章 取水工程6.2.6.1 缆车式取水构筑物缆车式取水构筑物第六章 取水工程6.2.6.1 缆车式取水构筑物缆车式取水构筑物（1）缆车）缆车 用于安装水泵机组的车辆。用于安装水泵机组的车辆。第六章 取水工程6.2.6.1 缆车式取水构筑物缆车式取水构筑物（2）坡道）坡道 坡道上设有供缆车升降的轨道，以及输水斜坡道上设有供缆车升降的轨道，以及输水斜管

51、、安全挂钩座、电缆沟、接管平台及人行道管、安全挂钩座、电缆沟、接管平台及人行道等。等。第六章 取水工程6.2.6.1 缆车式取水构筑物缆车式取水构筑物（3）输水斜管及活动接头）输水斜管及活动接头 输水斜管沿斜坡或斜桥敷设，通常一部输水斜管沿斜坡或斜桥敷设，通常一部缆车设一条输水斜管；缆车设一条输水斜管；输水斜管输水斜管一般采用铸一般采用铸铁管。铁管。 在水泵压水管与叉管的连接处需设置活在水泵压水管与叉管的连接处需设置活动接头，活动接头有以下几种：动接头，活动接头有以下几种： 橡皮软管柔性接头；橡皮软管柔性接头； 球形万向接头球形万向接头 套筒活动接头；套筒活动接头；曲臂式活动接头曲臂式活动接头

52、第六章 取水工程第六章 取水工程6.2.6.2 浮船式取水构筑物浮船式取水构筑物 浮船式取水构筑物由浮船、锚固设备、连浮船式取水构筑物由浮船、锚固设备、连络管及输水斜管等部分组成。络管及输水斜管等部分组成。第六章 取水工程第六章 取水工程6.2.6.2 浮船式取水构筑物浮船式取水构筑物1适用条件适用条件 河流水位变幅在河流水位变幅在1040m或更大，水位变或更大，水位变化速度不大于化速度不大于2mh，取水点有足够的水深，取水点有足够的水深，河道水流平稳、流速和风浪较小、停泊条件好，河道水流平稳、流速和风浪较小、停泊条件好，河床较稳定、岸坡有适当的倾角。河床较稳定、岸坡有适当的倾角。 优点：优点

53、：浮船式取水构筑物的特点是无水下浮船式取水构筑物的特点是无水下工程、投资省、上马快，有较高的适应性，工程、投资省、上马快，有较高的适应性， 缺点：缺点：船体受风浪影响大，操作管理不便，船体受风浪影响大，操作管理不便，安全性差。安全性差。 第六章 取水工程6.2.6.2 浮船式取水构筑物浮船式取水构筑物2浮船的锚固浮船的锚固 浮船采用锚、缆索、撑杆等加以固定，称为锚固。浮船采用锚、缆索、撑杆等加以固定，称为锚固。锚固方式有以下几种：锚固方式有以下几种：（1）岸边系留加支撑杆）岸边系留加支撑杆 浮船用系留缆索和撑杆固定在岸边。浮船用系留缆索和撑杆固定在岸边。（2） 船首尾抛锚与岸边系留结合船首尾抛

54、锚与岸边系留结合 浮船用锚和系留缆索固定。浮船用锚和系留缆索固定。（3）船首尾抛锚，增设外开锚，并与岸边系留结合。）船首尾抛锚，增设外开锚，并与岸边系留结合。第六章 取水工程第六章 取水工程6.2.7.1 山区浅水河流的特性、利用特点及取水山区浅水河流的特性、利用特点及取水方式方式 1特性特性 （1）山区浅水河流多属河流的）山区浅水河流多属河流的上游段上游段，河河床坡降大、河狭流急床坡降大、河狭流急。河床多为粗颗粒的卵石、。河床多为粗颗粒的卵石、砾石或基岩，稳定性较好。砾石或基岩，稳定性较好。 第六章 取水工程（2）河流）河流径流量变化及水位变幅很大径流量变化及水位变幅很大。洪、枯水。洪、枯水

55、期径流量之比常达数十倍、数百倍甚至更大。期径流量之比常达数十倍、数百倍甚至更大。（3）河水的）河水的水质变化十分剧烈水质变化十分剧烈。枯水和一般平水。枯水和一般平水季节水质清澈见底，含泥沙量较小。降雨时，季节水质清澈见底，含泥沙量较小。降雨时，河水水质骤然变浑浊，含沙量大，漂浮物多。河水水质骤然变浑浊，含沙量大，漂浮物多。第六章 取水工程6.2.7.1 山区浅水河流的特性、利用特点及取水方式山区浅水河流的特性、利用特点及取水方式2利用特点及取水方式利用特点及取水方式开发利用有如下特点：开发利用有如下特点： （1）取水量常常占河水）取水量常常占河水枯水径流量的很大比重枯水径流量的很大比重，有的，

56、有的高达高达70一一80； （2）山区浅水河流的）山区浅水河流的枯水期水层浅薄枯水期水层浅薄，需要在天然河，需要在天然河道中修筑低道中修筑低坝抬高水位、增加水深，或者采用底部进水坝抬高水位、增加水深，或者采用底部进水等方式。等方式。 第六章 取水工程（3）既要考虑到使河水中的）既要考虑到使河水中的推移质能顺利排除推移质能顺利排除，不致大量堆积，又要考虑到使取水构筑物不被不致大量堆积，又要考虑到使取水构筑物不被大大颗粒推移质损坏颗粒推移质损坏。 适合于山区浅水河流的取水构筑物型式有：适合于山区浅水河流的取水构筑物型式有：低坝取低坝取水、底栏栅取水、渗渠取水以及开渠引水水、底栏栅取水、渗渠取水以及

57、开渠引水等。等。第六章 取水工程6.2.7.2 低坝式取水构筑物低坝式取水构筑物 低坝式取水构筑物有低坝式取水构筑物有固定坝固定坝和和活动坝活动坝两两种型式。种型式。1固定式低坝固定式低坝 固定式低坝取水构筑物通常由固定式低坝取水构筑物通常由拦河低坝、拦河低坝、冲沙闸、进水闸冲沙闸、进水闸或或取水泵房取水泵房等部分组成。等部分组成。 第六章 取水工程第六章 取水工程6.2.7.2 低坝式取水构筑物低坝式取水构筑物2活动式低坝活动式低坝 活动式低坝是枯水期能挡水和抬高上游的水活动式低坝是枯水期能挡水和抬高上游的水位，洪水期可以开启，减少上游淹没的面积，位，洪水期可以开启，减少上游淹没的面积，并能

58、冲走坝前沉积的泥沙；但并能冲走坝前沉积的泥沙；但维护管理较复杂维护管理较复杂。近些年来广泛采用的新型活动坝有橡胶坝、浮近些年来广泛采用的新型活动坝有橡胶坝、浮体闸等。体闸等。第六章 取水工程第六章 取水工程第六章 取水工程第六章 取水工程6.2.7.3 底栏栅式取水构筑物底栏栅式取水构筑物适用于河床较窄、水深较浅、河床纵坡降较大、大粒径推适用于河床较窄、水深较浅、河床纵坡降较大、大粒径推移质较多、取水百分比较大的山区河流取水移质较多、取水百分比较大的山区河流取水第六章 取水工程 地下水水源地的选择，对于大中型集中供水，地下水水源地的选择，对于大中型集中供水，关键是确定取水地段的位置与范围；对于

59、小型关键是确定取水地段的位置与范围；对于小型分散供水，则是确定水井的井位。它关系到建分散供水，则是确定水井的井位。它关系到建设投资，也关系到是否能保证水源地长期的经设投资，也关系到是否能保证水源地长期的经济和安全运转，以及避免产生各种不良的环境济和安全运转，以及避免产生各种不良的环境地质问题。地质问题。第六章 取水工程 选择时，既要充分考虑能否满足长期持续选择时，既要充分考虑能否满足长期持续稳定开采的需水要求，也要考虑它的地质环境稳定开采的需水要求，也要考虑它的地质环境和利用条件。和利用条件。第六章 取水工程1水源地的水文地质条件水源地的水文地质条件(1)首选条件首选条件:取水地段含水层的取水

60、地段含水层的富水性富水性。(2)其次其次:补给条件补给条件第六章 取水工程2水源地的地质环境水源地的地质环境(1) 新建水源地应新建水源地应远离原有的取水点远离原有的取水点或排水点，或排水点，减少相互干扰。减少相互干扰。(2) 为保证地下水的水质，水源地应选在为保证地下水的水质，水源地应选在远离城远离城市或工矿排污区的上游市或工矿排污区的上游；(3) 远离已污染远离已污染(或天然水质不良或天然水质不良)的地表水体的地表水体或或含水层的地段；含水层的地段；第六章 取水工程2水源地的地质环境水源地的地质环境(4)避开避开易于易于使水井淤塞使水井淤塞、涌砂或水质长期、涌砂或水质长期混浊的沉砂层和岩溶充填带；混浊的沉砂层和岩溶充填