给排水管道工程2

取水系统123取水系统概述地表水取水构筑物地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业取水系统概述检测技术学院环境监测与治理技术专业一、取水系统的任务它的任务是从水源地取水，安全可靠的输送到给水处理厂或直接输送给用户由于水源不同，使取水工程部分对整个给水系统的组成、布局、投资及维护运行等的经济性和安全可靠性产生重大的影响研究取水系统通常从给水水源和取水构筑物两方面着手取水系统概述检测技术学院环境监测与治理技术专业二、给水水源1、给水水源分类及特点地下水源地表水源水源水质较好、水温相对稳定，径流量小水质较差、水温变化显著、水位变化，分布较广取水系统概述检测技术学院环境监测与治理技术专业二、给水水源2、给水水源选择及水源合理利用原则：（1）取水选地合理（2）水量充沛可靠（3）水质符合要求（4）考虑综合利用（5）成本低易维护（6）具有施工条件取水系统概述检测技术学院环境监测与治理技术专业二、给水水源水源保护一级保护区（标准）二级保护区（标准）卫生防护防护距离：取水点上游1000m，清水出周围30m3、给水水源保护与卫生防护取水系统概述检测技术学院环境监测与治理技术专业三、取水构筑物取水构筑物是指取集原水而设置的构筑物的总称。水源不同，我们选择的取水构筑物也不一样。采用地下水源时，取水条件及取水构筑物构造简单，便于施工和运行管理。地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业卵石层、砂层等松散，具有众多相互连通的孔隙，透水性能较好的岩层叫透水层，也称含水层。粘土和花岗岩等结构紧密，透水性极差叫不透水层，也称隔水层。地下水资源的存在形式一、地下水地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业埋藏在地面下第一个隔水层上的地下水叫潜水，有自由表面；两个不透水层间的地下水叫层间水；具有自由水面的层间水称无压地下水；承受有压力的层间水称承压地下水；

在适当地形下，在某一出口处涌出的地下水叫泉水。地下水分类一、地下水地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业一、地下水地下含水层的类型与特点潜水含水层开采方便，但容易受到污染。在城市化地区一般不能用作饮用水水源。承压含水层，由于不透水层的隔离，水质相对潜水含水层较好，是城市供水的主要水源。上海第一承压含水层已经受到污染。深层地下水（承压水）通常补给条件不太好，开采之后不能得到充分补给，容易耗竭。部分深层地下水可能含盐量偏高，不适于作为饮用水水源。地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式1、管井管井是用井管从地面深入到含水层抽取地下水的构筑物，由于管井的井壁和含水层中进水部分均为管状结构，所以俗称管井。管井的构造一般由井室、井壁管、过滤器及沉淀管所组成。当有几个含水层、且各层水头相差不大时、可用多层过滤器管井。当抽取结构稳定的岩溶裂隙水时，管井也可不装井壁管和过滤器。地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式1、管井

管井直径一般在50～1000mm，深度一般在200m以内，但也可达1000m以上。

井室：用以安装各种设备的空间；

井壁管：加固井壁，隔离水质不良或水头较低的含水层；

过滤器：集水，保持填砾与含水层的稳定，防止漏砂及堵塞；

沉淀管：沉淀进入管井的砂粒地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式1、管井

（a）单过滤器管井(b)双过滤器管井地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式2、大口井

大口井与管井一样，也是一种垂直建造的取水井，由于井径较大，故名大口井。大口井直径应根据设计水量、抽水设备布置和便于施工等因素确定，一般5-8m，最大不宜超过10m。井深一般不宜大于15m。用于开采浅层地下水，完整井只有井壁进水，适用于颗粒粗、厚度薄(5～8m)、埋深浅的含水层。含水层厚度较大(＞10m)时，应做成不完整大口井。地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式2、大口井

地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式2、大口井

大口井主要由井筒、井口和进水部分组成：

块石砌筑的大口井地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式3、辐射井辐射井是由集水井与很多辐射状铺设的水平或倾斜的辐射集水管组合而成，如图所示。它是一种进水面积大、出水量高、适应性强的取水构筑物。特点：辐射井适用于大口井不能开采的、厚度较薄的含水层以及不能用渗渠开采的厚度薄、埋深大的含水层。地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式3、辐射井地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式4、复合井构造如图所示，由大口井和管井的组合而成，是大口井和管井上下重合分层或分段取水的构筑物。由于复合井下部分的管井进水和大口井井底进水相互干扰，所以管井过滤器直径一般取200-300mm，过滤器长度l不大于含水层厚度m的75%，过滤器根数一般取1-3根。地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式5、渗渠渗渠即水平铺设在含水层中的集水管渠。渗渠可用于集取浅层地下水，如图所示。也可铺设在河流、水库等地表水体之下或旁边，集取河床地下水或地表渗透水。由于集水管是水平铺设的，也称水平式地下水取水构筑物。地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式5、渗渠地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、地下水取水构筑物形式5、渗渠

集水管外需铺设人工滤层，铺设在河滩下和河床下渗渠反滤层构造如图（a）、（b）所示。反滤层的层数、厚度和滤料粒径计算和大口井井底反滤层相同。最内层填料粒径应比进水孔略大。各层厚度可取200-300mm。地下水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业三、地下水取水构筑物的适用条件地下取水构筑物型式的选择，应根据水文地质条件，通过技术经济比较确定。各种地下水取水构筑物型式一般适用下列地层条件。1、管井管井适用于含水层厚度大于4m，底板埋藏深度大于8m;2、大口井大口井适用于含水层厚度5m左右，底板埋藏深度小于15m；3、渗渠渗渠适用于含水层厚度小于5m，渠底埋藏深度小于6m；地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业由于地表水水源的种类、性质和取水条件各不相同。因而地表水取水构筑物形式也不同。按取水构筑物的构造型式分固定式（岸边式、河床式、斗槽式）和活动式（浮船式、缆车式）两种。山区河流则有带低坝的取水构筑物和低栏栅式取水构筑物。一、影响地表水取水构筑物设计的主要因素1、江河的径流特征与取水构筑物的关系2、江河中泥沙、漂浮物及冰冻对取水构筑物的影响地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业1

江河的径流特征与取水构筑物的关系

江河径流特征主要是指水位、流量和流速等因素的变化特征。

设计取水构筑物时应收集的有关资料：(1)河段历年最高水位和最低水位、逐月平均水位和常年水位；(2)河段历年最大流量和最小流量；(3)河段取水点历年的最大流速、最小流速速、平均流速。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业2江河中泥沙、漂浮物及冰冻对取水构筑物的影响

江河中的泥沙，按运动状态可分为推移质和悬移质两大类。

在水流的作用下，沿河床滚动、滑动或跳跃前进的泥沙、称为推移质(又称底沙)；这类泥沙一般粒径较粗，通常占江河总合沙量的5％～10％。

悬浮在水中，随水流前进的泥沙，称为悬移质(也称悬沙)。这类泥沙一般颗粒较细。在冲积平原河流中约占总含沙量的90％～95％。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业二、江河取水构筑物位置的选择

在选择江河取水构筑物位置时，应考虑以下基本要求：1、位于水质良好地带2、靠近主流，有足够的水深，有稳定的河床及岸边，有良好的工程地质条件3、尽量靠近主要用水地区4、应注意避开河流上的人工构筑物或天然障碍物5、尽可能不受冰凌、冰絮等影响6、不妨碍航运和排洪，并符合河道、湖泊、水库整治规划的要求。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业三、江河固定式取水构筑物由于地表水源的种类较多，地表水取水构筑物型式也有多种。按地表水种类划分可分为：江河取水构筑物、湖泊取水构筑物、水库取水构筑物、山区取水构筑物、海水取水构筑物。按取水构筑物的构造划分，可分为固定式取水构筑物和移动式取水构筑物。固定式取水构筑物取水可靠，维护管理简单，适应范围较广，但造价高、水下工程量较大、施工工期长。江河固定式取水构筑物主要分为岸边式和河床式两种，如图所示，另外还有斗槽式等形式。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业岸边式取水构筑物河床式取水构筑物地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业1、岸边式取水构筑物定义：取水设施和泵房都建在岸边，直接从江河岸边取水的构筑物设施称为岸边式取水构筑物。组成：进水间、泵房适用条件：江河岸边较陡；主流近岸，岸边有足够水深；水质和地质条件较好；水位变幅不大。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业1、岸边式取水构筑物基本型式基本依据：进水间与泵房是合建还是分建合建式：进水间与泵房合建。优点：布置紧凑、占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便。缺点：结构复杂，施工较困难。适用性：岸边地质条件良好的情况。分建式：进水间与泵房分建优点：土建结构简单，施工较容易。缺点：操作管理不便，吸水管路长，水头损失大，安全性稍差。适用性：岸边地质条件稍差的情况。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业岸边式取水构筑物的构造与设计1)、进水间组成：进水室、吸水室；形状及其特性：圆形、矩形、椭圆形考虑施工条件2）泵房的设计水泵选择：水泵型号及台数不宜过多，否则将增大泵房面积，增加土建造价。但水泵台数过少，又不易调度，一般常采用三到四台(包括备用泵)。选泵时要以近期取水量为主，适当考虑远期可能的取水量，预留一定的位置。泵房的平面布置：泵房形状有圆形、矩形、椭园形、半圆形等。矩形便于布置水泵、管道和起吊设备，而圆形则相反。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业岸边式取水构筑物的构造与设计2）泵房的设计泵房的高程布置岸边式取水构筑物的泵房地面层,应分别按下列情况确定：当泵房位于渠道边时，为设计最高水位加0.5米。当泵房位于江河边时，为设计最高水位加浪高再加0.5米。当泵房位于湖泊、水库或海边时，为设计最高水位加浪高再加0.5米，并应设有防止波浪爬高的措施。◆泵房的起吊、通风、交通和电气设施。起吊：有一段起吊和二级起吊两种。起吊设备有卷扬机、单机吊车、桥式吊车等。通风：自然通风和机械通风。深度不大的泵站，可采用自然通风，深度较大，气候炎热地区的泵站宜采用机械通风。交通：深度较大(一般大于25米)的大型泵房，上、下交通除设置楼梯外，还应设置电梯。自控：取水泵房宜采用自动控制的遥控，以节省人力和提高取水的安全可靠性。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业岸边式取水构筑物的构造与设计2）泵房的设计◆泵房的抗浮与防渗防渗：泵房壁是否抗渗，主要在于混凝土是否密实，所以在施工时须注意混凝土的级配和浇捣质量。抗浮：岸边式取水泵房常会受到河水或地下水的浮力作用，因此在设计时要考虑抗浮。抗浮的措施。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业2、河床式取水构筑物

河床式取水构筑物是利用伸入江河中心的进水管和固定在河床上的取水头部取水的构筑物。它由取水头部、进水管、集水间和泵房等部分组成。当河床稳定，河岸平坦，枯水期主流远离取水岸，岸边水深不够或水质较差，而河中心具有足够的水深或水质较好时可以采用这种形式。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业2、河床式取水构筑物按照进水方式的不同，有以下四种类型：自流管取水：适用于埋深小，开挖方便处。虹吸管取水优点：减少土石方量，缩短工期，节约投资；缺点：管材和施工质量要求高，运行管理要求严格，并需装置真空设备，工作可靠性不如自流管。水泵直接吸水：不设集水间，泵吸水管直接深入江心取水。优点：省去集水间，结构简单，施工方便，造价较低；缺点：可靠性稍差一些。桥墩式取水：整个取水构筑物建在水中，在进水间的壁上设置进水孔。适用条件：适用于大河、含沙量高、取水量大、岸坡平缓、岸边无建泵房条件时。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业四、江河移动式取水构筑物

地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业四、江河移动式取水构筑物

地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业四、江河移动式取水构筑物

当水源水位变化幅度较大，水流不急，水位涨落速度小于2.0m/h，要求施工周期短和建造固定式取水构筑物有困难时，可考虑采用移动式取水构筑物。1、浮船式取水构筑物具有投资少、建设快、易于施工、有较大的适应性和灵活性、能经常取得含沙量少的表层水等优点2、缆车式取水构筑物缆车取水是利用安装有水泵机组的车辆，随着江河水位的涨落，通过牵引设备在岸坡轨道上移动的取水构筑物。地表水取水构筑物检测技术学院环境监测与治理技术专业五、湖泊与水库取水构筑物

湖泊、水库的补水主要来源于河水、地下水及降雨，因此其水质与补充水的水质有关。湖泊、水库中的浮游生物较多，多分布于水体上