第六章-取水工程

第六章取水工程图1全球水循环的水量平衡图1我国水资源利用状况图３水的自然、社会循环示意图

图４现代的城市取水不断修建越来越远的引水工程图５新的城市取水模式图６现代不健康的营养物质循环图７创新的现代城市水系统图８流域水健康循环示意图水资源概论水资源问题的产生：水是地球上生物赖以生存的重要物质，随着社会的发展，对水的需求在不断的增加，由此产生了水资源短缺的问题，同时，人类向水体排放的污染物使水质下降，影响了水资源的利用，因此，水资源合理开发利于与保护的问题成为当今全球关注的焦点问题之一。水资源概念的发展水资源(waterresouce)一词很久以前已经地现，随着时代的进步其内涵也在不断地丰富和发展。1.《大不列颠大百科全书》将水资源解释为“全部自然界任何形态的水，包括气态水、液态求和固态水的总量”，为“水资源”赋予十分广泛的含义。2.1963年英国的《水资源法》把水资源定义为：“(地球上)具有足够数量的可用水”。强调了其在量上的可利用性。3.联合团教科文组织(UNESCO)和世界气象组织(WMO)定义水资源为“可以利用或有可能被利用的水源，具有足够数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被用。

4.1988年8月1日施行的《中华人民共和国水法》将水资源认定为“地表水和地下水”。综上所述，一般认为，水资源概念具有广义和狭义之分．狭义的水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水．广义的水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中物质，在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。我国目前水资源现状水资源地区分布不均匀我国水资源地区分布不均匀，水资源的分布与人口、耕地的分布不相适应。我国北方人口占全国总人口的2/5，但水资源占有量不足全国水资源总量的1/5，南方人口占全国的3/5，而水资源总量为全国的4/5。北方人均水资源拥有量仅为南方人均的1/3。在全国人均水量不足1000m3的10个省区中，北方即占了8个。水资源时间分配不均匀我国水资源年内、年际变化大，年内雨季又比较集中，水旱灾害频繁发生，枯水年和枯水季节的缺水矛盾更为突出。长江以南3-6月份的降水占到全年降水的70%以上;长江以北7-10月份的降水占全年

60%左右,给水资源利用带来困难。水污染日趋严重全国水环境总体上近些年仍呈恶化趋势,在全国七大流域中，太湖、淮河、黄河水质最差，约有70%以上的河段受到污染；海河、松辽流域污染也相当严重，污染河段占60%以上。河流污染情况严峻，其发展趋势也令人担忧。从全国情况看，污染正从支流向干流延伸，从城市向农村蔓延，从地表向地下渗透，从区域向流域扩展。由于排入湖库的氮、磷等营养物质的不断增长率加，近年来水体富营养化程度加快。在五大淡水湖中，太湖、洪泽湖和巢湖已达富营养化程度，鄱阳湖、洞庭湖正处于向富营养化过度阶段。城市近郊的湖泊水库富营养化程度普遍偏高，如杭州西湖、南京玄武湖.“污染型”缺水成为限制很多地区发展的一个重要因素.水土流失严重，河湖库泥沙淤积问题突出由于自然条件的限制和长期以来人类活动的结果，我国森林覆盖率很低，水土流失严重。据统计，目前全国森林覆盖率只有12.5%，居世界第120位.水土流失严重，水土流失造成许多河流含沙量增大，泥沙淤积严重，北方河流更为突出。河道功能退化，湖泊面积缩小自1972年到1997年间，黄河下游共有20年发生断流。海河流域由于水资源缺乏，中下游平原地区的河流基本干涸，河口淤积加剧。近30年来，我国湖泊水面面积已缩小了30%。如果按此速率发展，50年内洞庭湖就会消失。我国西北干旱半干旱地区湖泊干涸现象十分严重，部分现存湖泊含盐和矿化度显著升高，咸化趋势明显。近30年中，内蒙古的乌梁素海矿化度增加4.5倍，已变成咸水湖。其它如青海湖、布伦托海等正处于咸化过程中。河道功能退化，湖泊面积缩小地下水是北方地区最重要的供水水源。在一些集中用水区，开采量超过补给量，致使地下水位持续下降。近年来河北平原的地下水位以每年1米的速率下降。北京、太原、石家庄、保定、河北沧州等大中城市地下水位下降更为明显。并由此导致地面沉降、海水入侵、水位急剧下降等后果。第六章取水工程

概述6.1地表水资源供水特征与水源选择6.2地表水取水工程6.3地下水水源地选择6.4地下水取水构筑物的类型和适用条件概述取水工程概况取水工程设计资料地表水水质取水工程概况1.取水工程定义2.取水工程任务3.取水工程范围4.取水工程研究内容5.给水水源分类6.取水工程类型7.取水工程设计要求

取水工程概况1.取水工程定义：为了从河流、湖泊、水库等水源引水，以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活用水等用水部门的需要，而在适当河段附近修建筑物的综合体称为——。2.取水工程任务从水源取水并送往水厂或用户。3.取水工程范围包括自流灌溉与提水灌溉，以及城市工业、生活用水。取水工程概况4.取水工程研究内容：1）水源方面——各种天然水体的存在形式、运动变化规律、作为给水水源的可能性，为供水目的而进行的水源勘查、规划、调节治理与卫生防护等；2）取水构筑物方面——各种水源的选择和利用，从各种水源取水的方法，各种取水构筑物的构造形式，设计计算，施工方法和运行管理等。5.给水水源分类：给水水源地表水地下水江河水湖泊水水库水海水潜水自流水泉水取水工程概况取水工程类型

（1）无坝取水（2）有坝取水（3）水库取水（4）泵站取水

（1）无坝取水定义：当河道枯水时期的水位和流量都能满足灌溉或城市供水要求时，可在岸边选择适宜地点，设置取水构筑物，自流引水灌溉或提水供水，这种取水称为——。特点：工程简单，但不能控制河道水位和流量，枯水期引水保证率低。有时需要修建很长的干渠和较多的渠系构筑物，土石方工程量较大。（2）有坝取水定义：虽然河流水量丰富，但水位较低，当不能进行自流灌溉、引水发电及城市供水时，可以在适当地点，建筑溢流坝或拦河闸，抬高水位以满足各个用水部门的需要，这种取水称为——。特点：增加建坝（或闸）工程费用，距灌溉区较近，可以缩短干渠长度，取水工作可靠。（3）水库取水当河流的年径流量能满足灌溉用水要求，但其流量过程与灌溉季节所需的水量不相适应时，则需筑拦河大坝，形成水库。特点：能进行流量调节；能满足灌溉、发电以及城市生活及工业用水等部门的要求。（4）泵站取水虽然河道水量丰富，但水位较低，又不能拦河筑坝，为了灌溉、排水、城市供水，以及跨流域调水，以满足各个部门用水的需要，故进行泵站取水。取水工程概况7.

取水工程设计要求（1）根据灌溉、发电、生活用水及其他工业用水部门对水质、水量的要求，应保证有计划地进行供水。（2）在多泥沙河流上，应采用有效的防沙措施，防止有害泥沙进入渠道，以免引起渠首淤积，以及对水轮机、水泵叶片的磨损。（3）在有漂浮物的河流上，应采取措施，防止漂浮物及冰凌进入渠道。（4）对于少河沙流综合利用渠首工程，应保证各个建筑物的正常运行，互不干扰，使渠道工程发挥最大的工程效益。但不能忽视泥沙对建筑物运用的影响。（5）对取水工程附近的上下河道，应因地制宜地进行整治，使河床保持稳定，保证取水口引水顺畅。（6）造价低，便于运行管理，并尽可能采用现代化的管理设施。取水工程设计资料1.河流水文、泥沙资料。包括流量、水位、坡降、流速资料；悬移质及推移质泥沙资料，以及漂浮物、封冻、流冰和冰屑等资料。（至少10年）2.有关河床演变的资料。包括河势、河床及河岸的稳定性；泥沙冲淤；有无浅滩、汊道、河湾及它们的演变情况；以及修枢纽前后，对其附近上、下游河道的影响程度。3.水文气象资料。包括温度、降水、蒸发、风、径流情况。（4）地形及地质资料。地形资料主要是枢纽工程附近的地形图，上游测至回水末端以上200m，下游测至建筑物以下200～500m。地质资料包括河床及两岸的地质构造、地层分布、岩石性质及岸坡稳定等。（5）建筑材料资料。枢纽附近的建筑材料分布及其数量、质量、开采条件和运输条件等资料。（6）其他资料。对于农业、城市供水、工业用水的资料及对引水高程的要求，河流及干渠有无航运要求，引水对航运的影响，当河流的水利资源有效综合利用要求时，应在规划阶段加以协调。地表水水质选择给水水源的主要原则：水源的水质良好、水量充沛和便于保护。判别水源是否符合供水工程对地表水水源水质的要求可根据《地表水环境质量标准（GB3838－2002）》地表水环境质量标准（GB3838－2002）Ⅰ类：主要适用于源头水、国家自然保护区。Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水地表水水源地一级保护区、珍贵水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水地表水水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、回游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域6.1地表水资源供水特征与水源选择6.1.1地表水源的供水特征6.1.2水源地选择原则6.1.1地表水源的供水特征⑴水量大，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水源；⑵时空分布不均，受季节影响大；⑶保护能力差；⑷泥沙和悬浮物含量较高，常需净化处理后才能使用；⑸取水条件及取水构筑物一般比较复杂。6.1.2水源地选择原则⑴水源选择前，必须进行水源的勘察。⑵水源的选用应通过技术经济比较后综合考虑确定，应密切结合城市远近期规划和工业总体布局要求确定。⑶用地表水作为城市供水水源时，其设计枯水流量的保证率，应根据城市规模和工业大用户的重要性选定，一般可采用90%~97%；用地表水作为工业企业供水水源时，其设计枯水流量的保证率，应按各有关部门的规定执行。⑷所选水源应该水质良好且稳定、水量充沛并能持续开发利用、易于进行卫生防护、靠近主要用水区域、有利于水资源的综合利用、具有良好的取水构筑物施工条件。⑸符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水的水源；用地下水作为供水水源时，应有确切的水文地质资料，取水量必须小于允许开采量，严禁盲目开采。⑹地下水与地表水联合使用；⑺确定水源、取水地点和取水量等，应取得水资源管理机构以及卫生防疫等有关部门的书面同意。对于水源卫生保护应积极取得环保等部门的支持配合。6.2地表水取水工程6.2.1影响地表水取水的主要因素6.2.2地表水取水位置的选择6.2.3地表水取水构筑物设计的一般原则6.2.4地表水取水构筑物分类及设置原则6.2.5固定式取水构筑物6.2.6活动式取水构筑物6.2.7山区浅水河流取水构筑物6.2.1影响地表水取水的主要因素⒈取水河段的径流特征⒉河流的泥沙运动及河床演变⒊河床与坡岸的岩性和稳定性⒋河流的冰冻情况⒌河道中水工构筑物及天然障碍物⒈取水河段的径流特征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、平均流速及其在河流中的分布情况。

⑷河流历年春秋两季流冰期的最大、最小流量和最高、最低水位。举例：我国山区河流水文复杂。如长江支流的四川釜溪河丰枯流量相差非常悬殊，最大流量为4000m3/s，枯水期仅为0.59m3/s，两者相差达6770倍。如长江重庆段，洪、枯水位差历史上最大达33.3m，一次洪水上涨高度曾达23.56m，历时13天；一日洪水最大上涨高度为9.93m，一小时洪水最大上涨高度为2.0m。辽河流域本溪地区的太子河，最大洪峰流量为14300m3/s，枯水期最小流量仅1.31m3/s，丰枯水量相差竟达10916倍。⒉河流的泥沙运动及河床演变（1）泥沙运动：河流泥沙是指在河流中运动的以及组成河床的泥沙。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％。含沙量：单位体积河水内挟带泥沙的重量，以kg/m3表示。

江河横断面上各点的水流脉动强度不同，含沙量的分布亦不均匀，一般来说，越靠近河床含沙量越大，泥沙粒径较粗；越靠近水面含沙量越小，泥沙粒径较细；河心的含沙量高于两侧。（2）河床演变河床演变：水流与河床相互作用，使河床形态不断发生变化的过程，水流与河床的相互作用通过泥沙运动体现。挟沙能力：水流能够挟带泥沙的饱和数量。水流条件改变时，挟沙能力也随之改变。如果上游来沙量与本河段水流挟沙能力相适应，河床既不外刷，也不淤积，如果来沙量与本河段水流挟沙能力不相适应，河床将发生冲刷或淤积。河床演变的表现形式：①纵向变形：河床沿纵深方向的变化，表现为河床纵剖面上的冲淤变化。如水利枢纽。②横向变形：河床在与水流垂直的方向上，向两侧的变化，表现为河岸的冲刷与淤积，使河床平面位置发生摆动。如弯曲河段。③单向变形：在长时间内，河床缓慢地不间断地冲侧或不间断地淤积，不出现外淤交错。如黄河下游④往复变形：往复变形是指河道周期性往复发展的演变现象。河床纵向变形由水流纵向输沙不平衡引起，而纵向输沙不平衡由来沙量随时间变化和沿程变化、河流比降和河床宽度沿程变化导致。河床横向变形由水流横向输沙不平衡引起，而横向输沙不平衡主要由环流造成。河流的河段四种类型①顺直型河段②弯曲型河段③游荡型河段④汊道型河段影响河床演变的主要因素：

①河段的来水量来水量大，河床冲刷，来水量小，河床淤积；

②河段的来沙量、来沙组成来沙量大、沙粒粗，河床淤积，来沙量少、沙粒细，河床冲刷；

③河段的水面比降水面比降小，河床淤积；水面比降增大，河床冲刷；

④河床地质情况疏松土质河床容易冲刷变形，坚硬岩石河床不易变形。⒊河床与坡岸的岩性和稳定性取水构筑物位置，一般应选在河岸稳定、岩石露头、未风化的基岩上或地质条件较好的河床处。必须防止选在不稳定的岸坡，如崩塌或滑坡的河岸。一般不能建在淤泥、流砂层和岩溶的地区，如因地区条件限制无法避免时，要采取可靠的工程措施。在地震区，还要按照抗震要求进行设计。⒋河流的冰冻情况北方地区大多数河流冰情严重。我国各江河的冰盖厚度为：东北松花江哈尔滨河段可达1m，黑龙江一月间最大可达1.8m，辽河水系为0.6~0.8m，黄河流域包河河段为1.1m。在北方河流选择取水构筑物时，除研究河岸和河道径流条件外，还应该了解河流冻结情况和冰凌资料。要很好的考虑冰凌和冰压对取水构筑物的影响。⒌河道中水工构筑物及天然障碍物在选择取水构筑物位置时，必须对已有的水工构筑物和天然障碍物进行研究，通过实地调查估计其发展趋势，采取适当措施。河道中的水工构筑物一般包括桥梁、拦河坝、丁坝、码头、水库、护岸等水利工程及污水排出口等。选择取水口位置时，一般应避开这些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。返回本节6.2.2地表水取水位置的选择⒈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；⒉取水点应尽量设在水质较好的地段；⒊取水点具有良好的地质、地形及施工条件；⒋靠近主要用水地区；⒌注意人工构筑物或天然障碍物；⒍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；⒎取水点应与河流的综合利用相适应；⒏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上游的清洁河段。⒈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在弯曲河段上，取水构筑物位置宜设在河流的凹岸；如果在凸岸的起点，主流尚未偏离时，或在凸岸的起点或终点；主流虽已偏离，但离岸不远有不淤积的深槽时，仍可设置取水构筑物。在顺直河段上，取水构筑物位置宜设在河床稳定、深槽主流近岸处，通常也就是河流较窄、流速较大，水较深的地点，在取水构筑物处的水深一般要求不小于2.5～3.0m。⒉取水点应尽量设在水质较好的地段⑴为避免污染，取水构筑物宜位于城镇和工业企业上游的清洁河段，在污水排放口的上游100～150m以上；⑵取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区，以减少进水中的泥沙和漂浮物；⑶在沿海地区应考虑到咸潮的影响，尽量避免吸入咸水；⑷污水灌溉农田、农作物施加杀虫剂等都可能污染水源，也应予以注意。⒊取水点具有良好的地质、地形及施工条件取水构筑物应设在地质构造稳定、承载力高的地基上；取水构筑物不宜设在有宽广河漫滩的地方，以免进水管过长；选择取水构筑物位置时，要尽量考虑到施工条件，除要求交通运输方便，有足够的施工场地外，还要尽量减少土石方量和水下工程量，以节省投资，缩短工期。⒋靠近主要用水地区取水构筑物位置选择应与工业布局和城市规划相适应，全面考虑整个给水系统的合理布置。在保证取水安全的前提下，取水构筑物应尽可能靠近主要用水地区，以缩短输水管线的长度，减少输水管的投资和输水电费。此外，输水管的敷设应尽量减少穿过天然或人工障碍物。⒌注意人工构筑物或天然障碍物取水构筑物应避开桥前水流滞缓段和桥后冲刷、落淤段，一般设在桥前0.5～1.0km或桥后1.0km以外；取水构筑物与丁坝同岸时，应设在丁坝上游，与坝前浅滩起点相距一定距离处，也可设在丁坝的对岸；拦河坝上游流速减缓，泥沙易于淤积，闸坝泄洪或排沙时，下游产生冲刷泥沙增多，取水构筑物宜设在其影响范围以外的地段。⒍取水点应尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮等影响在北方地区的河流上设置取水构筑物时，应避免冰凌的影响。取水构筑物应设在水内冰较少和不受流冰冲击的地点，而不宜设在易于产生水内冰的急流、冰穴、冰洞及支流出口的下游，尽量避免将取水构筑物设在流冰易于堆积的浅滩、沙洲、回流区和桥孔的上游附近。在水内冰较多的河段，取水构筑物不宜设在冰水混杂地段，而宜设在冰水分层地段，以便从冰层下取水。⒎取水点应与河流的综合利用相适应选择取水构筑物位置时，应结合河流的综合利用，如航运、灌溉、排洪、水力发电等，全面考虑，统筹安排。在通航河流上设置取水构筑物时，应不影响航船通行，必要时应按照航道部门的要求设置航标；应注意了解河流上下游近远期内拟建的各种水工构筑物和整治规划对取水构筑物可能产生的影响。返回本节6.2.3地表水取水构筑物设计的一般原则⒈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水工模型试验。⑴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；⑵由于河道及水文条件复杂，需采取复杂的河道整治措施时；⑶设置雍水构筑物的情况复杂时；⑷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。⒉城市供水水源的设计枯水流量保证率一般可采用90％～97％；设计枯水位的保证率一般采用90～99％。⒊取水构筑物应根据水源情况，采取防止下列情况发生的相应保护措施：

⑴漂浮物、泥沙、冰凌、冰絮和水生生物的阻塞；

⑵洪水冲刷、淤积、冰冻层挤压和雷击的破坏；

⑶冰凌、木筏和船只的撞击。⒋江河取水构筑物的防洪标准不应低于城市防洪标准，其设计洪水重现期不得低于100年。⒌取水构筑物的冲刷深度应通过调查与设计计算确定，并应考虑汛期高含沙水流对河床的局部冲刷和“揭底”问题。大型重要工程应进行水工模拟试验。⒍在通航河道上，应根据航运部门的要求在取水构筑物处设置标志。⒎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总淤积高度，并考虑淤积引起的水位变化。⒏在黄河河道上设置取水与水工构筑物时，应征得河务及有关部门的同意。返回本节6.2.4地表水取水构筑物分类及设置原则⒈地表水取水构筑物的分类按水源种类可分为河流、湖泊、水库及海水取水构筑物；按取水构筑物的构造形式可分为固定式(岸边式、河床式、斗槽式)和活动式(浮船式、缆车式)及山区浅水河流(有低坝式和低栏栅式取水构筑物)取水构筑物三种。⒉取水构筑物型式的选择取水构筑物型式的选择，应根据取水量和水质要求，结合河床地形及地质、河床冲淤、水深及水位变幅、泥沙及漂浮物、冰情和航运等因素，并充分考虑施工条件和施工方法，在保证安全可靠的前提下，通过技术经济比较确定。取水构筑物在河床上的布置及其形状的选择，应考虑取水工程建成后，不致因水量情况的改变而影响河床的稳定性。在确定取水构筑物型式时，应根据所在地区的河流水文特征及其他一些因素，选用不同特点的取水型式。返回本节6.2.5固定式取水构筑物6.2.5.1固定式取水构筑物的基本型式6.2.5.1固定式取水构筑物主要构造及设计原则6.2.5.1固定式取水构筑物的基本型式固定式取水构筑物与活动式取水构筑物相比具有取水可靠，维护管理简单，适应范围广等优点，但投资较大，水下工程量较大，施工期长，在水源水位变幅较大时尤其突出。固定式取水构筑物设计时应考虑远期发展的需要，土建工程一般按远期设计，一次建成，水泵机组设备可分期安装。

江河固定式取水构筑物主要分为⒈岸边式，⒉河床式，⒊斗槽式等。⒈岸边式取水构筑物的型式直接从江河岸边取水的构筑物，称为岸边式取水构筑物，由进水间和泵房两部分组成。适用于岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深，水质和地质条件较好，水位变幅不大的情况。⑴合建式岸边取水构筑物⑵分建式岸边取水构筑物⑴合建式岸边取水构筑物岸边式取水构筑物(a)底板呈阶梯布置(b)底板呈水平布置(c)底板呈水平布置⒈进水口；⒉格网；⒊集水井；⒋泵房⒌阀门井；⒍引桥流程：合建式岸边取水构筑物进水间与泵房合建，水经进水孔进入进水室，再经格网进入吸水室，然后由水泵抽送至水厂或用户。进水孔上的格栅用以拦截水中粗大的漂浮物。进水间中的格网用以拦截水中细小的漂浮物。合建式的优点是布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便；缺点是土建结构复杂，施工较困难。在岸边水深较大，河岸较陡，同时河岸地质条件良好的地方以及水位变幅和流速较大的河流才可采用。（a）当地基条件较好时，进水间与泵房的基础可以建在不同的标高上，呈阶梯式布置，以利用水泵吸水高度减小泵房深度，有利于施工和降低造价，但水泵启动时需要抽真空。基础呈阶梯式（b）当地基条件较差时，为避免产生不均匀沉降，或者水泵需要自灌启动时，宜将基础呈水平布置，进水间与泵房的基础建在相同标高上，泵房较深，土建费用增加，通风及防潮条件差，操作管理不甚方便。（c）为缩小泵房面积，减小泵房深度，降低泵房造价，可采用立式泵或轴流泵取水。这种布置电机设在泵房上层，操作方便，通风条件较好。但立式泵安装较困难，检修不方便。在水位变化较大的河流上，水中漂浮物不多，取水量不大时，也可采用潜水泵取水。潜水泵和潜水电机可以设在岸边进水间内，亦可设在岸边斜坡上。这种取水方式结构简单，造价低。但水泵电机检修较困难。基础呈水平式⑵分建式岸边取水构筑物当岸边地质条件较差，进水间不宜与泵房合建时，或者分建对结构和施工有利时，宜采用分建式。分建式进水间设于岸边，泵房建于岸内地质条件较好的地点，但不宜距进水间太远，以免吸水管过长。分建式土建结构简单，施工较容易，但操作管理不便，吸水管路较长，增加了水头损失，运行安全性不如合建式。(d)底板呈水平布置⒈进水口；⒉格网；⒊集水井；⒋泵房⒌阀门井；⒍引桥总体看，合建式比分建式较为优越。在地质和施工条件许可下，尤其是对于取水量大，保水安全性要求较高的取水工程，应尽可能采用合建式。但在地质条件差，且施工技术力量薄弱，施工条件差，对水下施工有困难的情况下，宜采用分建式。岸边式取水构筑物一般采用钢筋混凝土结构。构筑物的平面形状有圆形、矩形和椭圆形。采用何种形式，应根据工艺布置方案及其所确定的构筑物尺寸、荷载条件、构造特点以及施工方法等来确定。圆形的取水构筑物其结构性能较好，便于施工，受力条件较好但不便于布置水泵等设备。矩形的取水构筑物则与圆形相反。而椭圆形取水构筑物兼有圆形及矩形取水构筑物的优点。合建式与分建式比较

在水位变幅大的河流，岸边式取水构筑物为了能在洪水位、常水位及枯水位均可取得含砂量较小的河水，一般在进水构筑物的外墙上设置两层或两层以上的进水孔。底层进水孔的下缘一般要高出河底0.5—1.0米．上缘宜低于设计最低水位0.50—1.0米。上层进水口的上缘则要求低于设计洪水位1.00一1.25米以下。为了截留水中粗大的悬浮杂质及漂浮物，须在进水口设置格栅。格栅栅条宽一般采用10毫米，栅条间距为30一50毫米。为了进一步截留水中的细小杂质，可在进水间与吸水间之间的纵向隔墙上设置滤网。⒉河床式取水构筑物的型式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，称为河床式取水构筑物。河床式取水构筑物由取水头部、进水管、集水间和泵房等部分组成。

当河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流远离岸边，岸边水深不够或水质不好，而河中心具有足够的水深或水质较好时，宜采用河床式取水构筑物。⑴自流管式；⑵虹吸管式；⑶水泵直接吸水式；⑷桥墩式；⑸淹没式泵房⑴自流管式自流管淹没在水中，河水靠重力进入集水间，集水间可与泵房合建或分建。特点：自流管取水工作可靠，但敷设自流管时开挖土石方量较大；适用范围：自流管埋深不大或河岸可以开挖敷设自流管时。在河流水位变幅较大，洪水期历时较长，水中含沙量较高时，可在集水间壁上开设进水孔，或设置高位自流管取上层含沙量较少的水。在洪水期容易发生泥砂淤积的河段，如主、支流交汇处，凸岸处或在河水回流区内，均不宜布置自流管取水构筑物。⑵虹吸管式河水通过虹吸管进入集水井中，然后由水泵抽走。河水高于虹吸管顶时可自流进水；河水低于虹吸管顶时需抽真空。适用范围：河滩宽阔，河岸较高，且为坚硬岩石，埋设自流管需开挖大量土石方，或管道需要穿越防洪堤时。

特点：虹吸管取水可减少水下土石方量，缩短工期，节约投资。但对管材及施工质量要求较高，运行管理要求严格，需装置真空设备，工作可靠性不如自流管。分建式虹吸管取水虹吸进水管设计要求为确保安全取水的可靠性，虹吸进水管设计应满足以下要求：(1)总虹吸高度一般采用4～6米；(2)虹吸管末端应伸入集水井最低动水位以下1.0米，否则，虹吸作用易遭破坏，难以保证水泵的连续运行。(3)取水头部应保证足够的淹没水深，以防吸入空气，(4)至少设计二根虹吸进水管，而每根虹吸管都应设置单独的真空管路；(5)虹吸进水管一般采用钢管，管内流速一般应大于0.6米／秒。⑶水泵直接吸水式不设集水间，水泵吸水管直接伸入河中取水。水泵直接吸水可利用水泵吸水高度减小泵房深度，省去集水间，结构简单，施工方便，造价较低。适用于水中漂浮物不多，吸水管不长的中小型取水泵房。在不影响航运时，水泵吸水管可以架空敷设在桩架或支墩上。水泵吸水管直接取水的特点(1)因无滤网设备，同时为防止水泵叶轮磨损过快，延长水泵使用年限，因此只是当河水水质较好，即河水小泥砂(特别是颗粒粗大的泥砂)、漂浮物、青苔均较少时，宜采用之。(2)应尽量采用吸水高度较大的水泵设备，泵房深度可以减少。同时由于不设集水井，施工简单，土建工程造价一般较低。(3)因主流远离取水岸、水泵吸水管路较长，故真空引水的时间也较长。

注意几点（1）从安全取水考虑，只宜采用真空引水方式，不宜采用带底阀的压力灌水引水方式，否则，吸水底阀在洪水期失灵时，检修十分困难。（2）吸水管最好采用钢管，施工要求严密不漏气。（3）吸水管一般埋设在河床下，当河床为非基岩时，最好采用顶管法施工，否则采用明开槽施工。也有不少小型取水工程把水泵吸水管架空在河中桩架之上，吸水头部装栅罩，或在取水口周围拦截漂浮物，布置简单，不造围堰，无水下工程，施工方便，节约投资。但只能在不妨碍水上航运的情况下才允许采用。⑷桥墩式整个取水构筑物建在水中，在进水间的壁上设置进水孔。桥墩式取水构筑物建在河中，缩小了水流过水断面，容易造成附近河床冲刷，基础埋深大，水下工程量大，施工复杂，需要设置较长的引桥与岸边连接，影响航运，只适用于江河断面宽、含沙量高、取水量大、岸边平缓、岸边无条件建泵房的情况。与一般的河床式取水构筑物相比，桥墩式取水可在构筑物两侧壁开设进水孔，以扩大总进水面积，减小进水口的水流速度，或减小构筑物的平面尺寸；省去了取水头部及埋设于河床下的自流进水管，集水井与泵房合建，使整个泵房系统简化，便于集中力量进行突击施工。桥墩式取水构筑物位置的选择：在一般平原河流中宜选在顺直微弯的深槽梢下处，且河床地质条件良好的河段。在有河心洲、河心滩的分汊段的河流中，应选在稳定或发展的一汊道。在游荡性的河流中，宜选择在主流线密集的河段，即河床较窄，变动性较小的河段上。⑸淹没式泵房集水井、泵房位于常年洪水位以下，洪水期处于淹没状态。适用：在河岸地基稳定、水位变幅较大、洪水期历时较短、长时间为洪水期水位、含水量较少的河流取水。特点：泵房深度浅，土石方量小，构筑物所受浮力小，结构简单，造价较低；但泵房的通风和采光条件差，泵房潮湿，对电机运行不利，且噪音大，操作管理及设备检修、运输不方便，结构防渗要求高，洪水期格栅难以起吊、冲洗。⒊斗槽的型式斗槽的类型按其水流补给的方向可分为顺流式斗槽、逆流式斗槽、侧坝进水逆流式斗槽和双向式斗槽。斗槽式取水构筑物的位置应设在凹岸靠近主流的岸边处，以便利用水力冲洗沉积在斗槽内的泥沙。斗槽式取水构筑物施工量大，造价较高，排泥困难，并且要有良好的地质条件，采用较少。⑴顺流式斗槽；⑵逆流式斗槽；⑶双向式斗槽⑴顺流式斗槽顺流式斗槽水流方向与河流一致，但斗槽中流速小于河水流速，一部分动能转化位能，在进口形成壅水和横向环流，进入斗槽的水流主要是河流表层水，适用于含泥沙多，冰凌不严重的河流。⑵逆流式斗槽逆流式斗槽水流方向与河流相反，河水在斗槽进口受到抽吸，形成水位跌落，产生横向环流，进入斗槽的水流主要是河流底层的水，适用于冰凌严重，而泥沙较少的河流。⑶双向式斗槽双流式斗槽适用于河流含沙量和冰凌含量季节性变化的情况。当洪水季节含沙量大时，打开上游端闸门，顺流进水。当冬季冰凌严重时，打开下游端闸门，逆流进水。6.2.5固定式取水构筑物主要构造及设计原则⒈集水井⒉取水泵房⒊取水头部⒋进水管⒈集水井⑴进水间进水间由进水室和吸水室两部分组成，可与泵房分建或合建。分建时平面形状有圆形、矩形、椭圆形等。圆形结构性能较好，水流阻力较小，便于沉井施工，但不便于布置设备。矩形则相反。进水间深度不大，用大开槽施工时可采用矩形。深度较大时宜采用圆形。椭圆形兼有两者优点，可用于大型取水。河流水位变幅在6m以上时，一般设置两层进水孔，上层进水孔的上缘应在洪水位以下1.0～1.25m，下层进水孔的下缘至少应高出河底0.5m，其上缘至少应在设计量低水位以下0.3m。进水孔的高宽比，宜尽量配合格栅和闸门的标准尺寸。进水间上部的操作平台设有格栅、格网、闸门等设备的起吊装置和冲洗系统。进水间通常用横向隔墙分成几个能独立工作的分格。当分格数较少时，设连通管互相连通。分格数应根据安全供水要求、水泵台数及容量、清洗排泥周期、运行检修时间、格栅类型等因素确定。一般不少于两格。大型取水工程最好一台泵一个分格。吸水室用于安装水泵吸水管，其设计要求与泵房吸水井基本相同。吸水室的平面尺寸按水泵吸水管的直径、数量和布置要求确定。合建式进水间为非淹没式，分建式进水间既可是非淹没式，也可是半淹没式。非淹没式进水间的操作平台在设计洪水位时仍露出水面，操作管理方便；半淹没式进水间的操作平台当水位超过设计水位时被淹没，淹没期间格网无法清洗，积泥无法排除，只适用于高水位历时不长，泥沙及漂浮物不多的情况，但投资较省。进水间附属设备---格栅格栅设于进水口(或取水头部)的进水孔上，以拦截水中粗大的漂浮物及鱼类，栅条厚度或直径一般采用10mm，净距通常采用30～120mm。栅条可以直接固定在进水孔上，也可放在进水孔外侧的导槽中，清洗和检修时便于拆卸.（1）格栅面积：K1=b/(b+s)

(2)格栅一般按可拆卸设计，并考虑有人工或机械清除的措施。（3）格栅与水平面最好成65～75度倾角。（4）框架外形应与进水口形状一致。（5）通过格栅的水头损失，一般采用0.05～0.1米。进水间附属设备---格网

格网设在进水间内，用以拦截水中细小的漂浮物。格网分为旋转格网和平板格网两种。旋转格网构造复杂，所占面积大，但冲洗方便，拦污效果好，适用于水中漂浮物较多，取水量较大的取水构筑物。旋转格网面积：平板格网构造简单，所占位置小，可减小进水间尺寸，但网眼不能太小，因而不能拦截较细小漂浮物，且冲洗麻烦，每次冲洗都有部分杂质进入吸水室，适用于中小取水量、漂浮物不多的情况。平板格网面积：⑵排泥、启闭及起吊设备河水进入进水间后流速减小，会有泥沙沉积，需及时排除。常用的排泥设备有排沙泵、排污泵、射流泵、压缩空气提升器等。在进水间的进水孔、格网和横向连通孔上都须设置闸阀、闸板等启闭设备，常用的有平板闸门、滑阀及蝶阀等。为便于格网、格栅的清洗和检修及闸门的启闭和检修，需在操作平台上设置起吊设备。常用的起吊设备有电动卷扬机、电动和手动单轨吊车等。⑶防冰、防草措施在有冰冻的河流上取水时，必须采取防冰措加。常用的防冰措施有降低进水孔流速；利用电、热水或蒸汽加热格栅；在进水孔前引入废热水，在进水孔上游设置挡冰木排；利用渠道引水使水内冰在渠道上浮。防止水草堵塞，可采用机械或水力方法及时清理格栅；在进水孔前设置挡草木排；在压力管中设置除草器等措施。⒉取水泵房⑴水泵选择水泵选择包括水泵型号选择和水泵台数确定。水泵台数过多，将增大泵房面积和土建造价；水泵台数过少，不利于运行调度，一般采用3～4台。水泵型号应尽量相同，以便互为备用。当供水量或扬程变化较大时，可考虑大小水泵搭配，以利调节。选泵时应以近期水量为主，适当考虑远期发展。⑵泵房布置泵房的平面形状有圆形、矩形、椭圆形、半圆形等。矩形便于布置水泵、管路和起吊设备，而圆形受力条件好，当泵房深度较大时，土建费用较低。水泵机组、管路及附属设备布置，既要满足安装、操作、检修的方便，为远期发展留有余地，又要尽量减小泵房面积、减低造价。⑶泵房地面的设计标高岸边式取水构筑物的泵房地面层(又称泵房顶层进口平台)的设计标高，应分别按下列情况确定：

①当泵房位于渠道边时，采用设计最高水位加0.5m；

②当泵房位于江河边时，采用设计最高水位加浪高再加0.5m；

③当泵房位于湖泊、水库或海边时，采用设计最高水位加浪高再加0.5m，并应设有防止风浪爬高的措施。⑷泵房的通风采暖及附属设备泵房应有通风设施，深度不大时采取自然通风；深度较大时可采用机械通风。寒冷地区，泵房应考虑采暖。为便于泵房内设备的安装、检修，需要设置起吊设备。当水泵启动时不能自灌时，应采用真空泵和水射器引水。地下式或半地下式取水泵房须设置集水沟和排水泵，及时排除漏水及渗水。为便于调度、泵房内还应设置通讯、遥控等自动化设施。⑸泵房的防渗和抗浮取水泵房的侧壁及底部，要求在水压作用下不产生渗漏，因此必须注意混凝土的级配及施工质量。取水泵房在岸边时，将会受到河水和地下水的浮力作用，因此在设计时必须考虑抗浮。具体方式可以依靠自重或增加重物抗浮，也可将泵房底板与基岩嵌出或锚固在一起抗浮。⒊取水头部⑴取水头部设计的一般要求①取水头部应设在稳定河床的深槽主流有足够的水深处。②选择合理的外形和较小的体积，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，甚至被冲走。③在可能引起冲刷范围内抛石加固，将取水头部的基础埋在冲刷深度以下。④取水头部宜分设两个或分成两格。⑤取水头部应防止冰块阻塞和冲刷，并防止船只、木筏碰撞。⒊取水头部⑵取水头部的型式和构造

取水头部型式很多，常用的有喇叭管、蘑菇形、鱼形罩、箱式、桥墩式等。①管式取水头部喇叭管取水头部是将设有格栅的金属喇叭管用桩架或支墩固定在河床上。这种头部构造简单，造价较低，施工方便，适宜在中小取水量时采用。喇叭管的布置可以朝向下游、水平式、垂直向上和垂直向下布置。②蘑菇式取水头部蘑菇形取水头部是在向上的喇叭管上加金属帽盖。河水由帽盖底部流入，带入的泥沙及漂浮物较少；但头部高度较大，所以要求设置在枯水期时仍有一定水深，适用于中小型取水构筑物。③鱼形罩取水头部鱼形罩取水头部是一个两端带有圆锥头部的圆筒，在圆筒表面和背水圆锥面上开设圆形进水孔。外形趋于流线型，进水面积大，进水孔流速小，水流阻力小，漂浮物难于吸附在罩上，可减轻水草堵塞，适宜于水泵直接从河中取水时采用。④箱式取水头部箱式取水头部由周边开设进水孔的钢筋混凝土箱和设在箱内的喇叭管组成。由于进水孔总面积较大，能减少冰凌和泥沙进入量。适宜在冬季冰凌较多或含沙量不大，水深较小的河流上采用。中小型取水工程中用得较多。⑤桥墩式取水头部适用中小型取水构筑物，和水深较小，船只通航不频繁的河流。⑥桩架式取水头部适用于流速较小，水位变化不大，有足够水深，河床可打桩且无流冰的河流。⑦斜板取水头部斜板取水头部在取水头部安设斜板，河水经过斜板时，粗颗粒泥沙沉淀在斜板上，沿斜板滑落至河底，除沙效果好，适用于粗颗粒泥沙较多的河流。但要求河流具有足够的水深和流速。⑧活动式取水头部⑶取水头部进水孔的设计最低层进水孔下缘距河床的高度，一般不得小于下列规定：①侧面进水孔下缘应高出河底不小于0.5m；②顶部进水孔应高出河底1.0～1.5m以上。取水头部进水孔的上缘在设计最低水位以下的淹没深度，当顶部进水时不小于0.5m，侧面进水时不小于0.3m，有冰凌时应从冰凌下缘算起。虹吸管和吸水管进水时，其上缘的淹没深度不小于1.0m。从顶部进水时，应考虑进水流速大产生漩涡而影响淹没深度。取水头部进水孔的流速要选择恰当，流速过大，易带入泥沙、杂草和冰凌；流速过小，会增大进水孔和取水头部尺寸，增加造价和水流阻力。进水孔流速可根据河中泥沙及漂浮物的数量、有无冰凌、取水点的水流速度、取水量的大小等确定。一般有冰凌时取0.1～0.3m/s；无冰凌时取0.2～0.6m/s。⒋进水管进水管有自流管、进水暗渠、虹吸管等。自流管一般采用钢管、铸铁管和钢筋混凝土管。虹吸管要求严密不漏气，宜采用钢管，但埋在地下的亦可采用铸铁管。进水暗渠一般用钢筋混凝土。设计要求：（1）为了提高进水的安全可靠性和便于清洗检修，进水管一般不应少于两条。当一条进水管停止工作时，其余进水管通过的流量应满足事故用水要求。（2）进水管的管径应按正常供水时的设计水量和流速决定。管中流速不应低于泥沙颗粒的不淤流速，以免泥沙沉积；但也不宜过大，以免水头损失过大；增加集水间和泵房深度。进水管流速一般不小于0.60m/s，水量较大、含沙量较大、进水管短时，流速可适当增大。一条管线冲洗或检修时，管中流速允许达到1.5～2.0m/s。（3）进水管内易产生淤积，应考虑冲洗措施，冲洗流速采用1.5～2.0m/s。进水管型式

（1）自流管一般埋设在河床下0.5～1.0m，如需敷设在河床上时，须用块石或支墩固定。自流管的坡度和坡向应视具体条件而定，可以坡向河心、坡向集水间或水平敷设。（2）虹吸管的虹吸高度一般不大于4～6m，虹吸管末端至少应伸入集水井最低动水位以下1.0m；虹吸管应朝集水间方向上升，最小坡度为0.003～0.005；每条虹吸管宜设置单独的真空管路，以免互相影响。返回本节固定式取水构筑物施工方法⑴大开槽施工法在开挖的基槽中施工，适合于土质好、构筑物埋深不大，或有岩层、砾石层而不宜采用沉井施工的情况。⑵围堰施工法用堤坝(围堰)将施工区域与水体隔开，将围堰内的水抽干后进行施工，施工技术和设备较简单，但土石方量较大。目前常用的围堰有土围堰、草土混合围堰、钢板桩围堰和橡胶坝活动围堰等。

⑶沉井施工法沉井为开口无底井筒，施工时在井内挖土，井筒在自重或外加荷重下克服四周土壤的摩阻力而下沉至设计标高，最后进行封底，适用于松散土质地层。⑷浮运下沉法预先在河滩上将构筑物装配好，并加以密封，然后移入水中，用船只浮运至安装地点，定位后灌水下沉至预先挖好的基槽中。不需大型起吊设备，施工较简单，但河水流速大时不易定位。⑸气压沉箱法将沉井构筑物下部切土挖土部分作成密闭的气压工作室，室内通以压缩空气，气压略大于室外水压，以阻止河水进入工作室内，在工作室内挖土使沉箱下沉，如遇障碍物则可直接排除。适宜在含有大的漂石、卵石或透水性很强的土层中采用，但需要一套特殊的施工设备和专门的技术工人，施工费用甚高。6.2.6活动式取水构筑物分类：缆车式和浮船式两种。优点：水下工程量小、施工方便、工程投资少、适应性强、灵活性大等，能适应水位的变化。特点：操作管理较复杂，需经常随河水水位的变化将缆车或浮船移位以及更换输水斜管的接头，供水安全性差，特别在水流湍急、河水涨落速度大的河流上设置活动式取水构筑物，尤需慎重。位置：设在水流不急，且水位涨落速度小于2.0

m/h。建设要求：河床比较稳定，岸坡有适宜的倾角，河流漂浮物少、无冰凌，且取水构筑物不易受漂木、浮筏、船只撞击，河段顺直，靠近主流。

6.2.6缆车式取水构筑物一、适用条件1．水文条件适用于水位涨落幅度为10～35米的河道及水库取水。涨落幅度一般在2m/h较好．2．地形地质条件(1)在任何水位情况下取水点应有一定水深。(2)河岸较稳定，工程地质条件较好。应避开回填土及滑坡地段，以免因发生不均匀沉陷、滑坡、断层、流砂等自然现象而受到破坏。(3)岸坡的倾角不宜太大或太小，一般在10度一30度之间为宜。(4)河流漂浮物少，无冰凌，不受漂木、浮筏、船只的撞击。缆车式取水构筑物缆车式取水构筑物缆车取水构筑物的构造及设计要求一、缆车

小型供水一般设置一部缆车。供水量较大，供水安全性要求较高时，缆车应不少于两部，每部缆车上一般不少于两台水泵。但也有一泵一车的。缆车上水泵机组的布置，除满足布置紧凑，操作检修方便外，还应特别注意缆车的稳定和振动问题。小型水泵机组宜采用平行布置，将机组直接布置在泵车的桁架上，使机组重心与泵车轴线重合，运转时振动小，稳定性好。大中型机组宜采用垂直布置，机组重心落在两桁架之间，机组放在短腹杆处，振动较小。缆车的平面布置缆车的平面布置主要是机组(水泵、电机）及管道设备的合理布置，小型缆车的面积约为12—20m2，大、中型缆车的面积约为20一40m2。机组布置应考虑下列几点：(1)为了减少振动，机组布置应满足缆车稳定性的要求。采用对称布置的方式，使机组的中心与轨道相重合，由此可初步决定缆车的轨距。(2)为了降低重心、增加缆车的稳定性、减少桁架腹杆长渡，缆车在竖向上宜布置成阶梯形。(3)备用机组的数量，要考虑操作及检修的因素。机组的布置一般有平行布置、垂直布置两种形式。二、坡道设计

斜坡式及斜桥式两种

坡道坡度

坡道的坡度由自然地形所确定。坡度不宜过大或过小，以免影响取水工作条件。过大时，构筑物的稳定性、安全性都差。一般情况下，垃道的适宜倾角为10～28度。坡度适宜时，采用斜坡式，岸坡较陡或河岸地质条件较差时，采用斜桥式。车道轨距：根据车厢的横向稳定性及泵车机组布置决定。一般情况下，可根据吸水管直径粗略估算轨距：

当吸水管直径DN＝300~500毫米时，轨距Sp＝2.5～4.0米；当吸水管直径DN＜300毫米时，轨距Sp＝1.5～2.5米。三、输水斜管及叉管一般一部缆车布置一条输水管，输水斜管沿坡道设置，在斜管上设置若干叉管，供缆车出水管接管输水之用。叉管沿斜管均匀敷设，叉管间的高差取决于水泵吸水高度，水位涨落速度，接管方式。叉管高差适用范围0.6～3.1米。具体布置形式有：1．一车一管或两车两管，输水管均设在泵车的外侧；2．两车两管或两车四管，输水总管设在两台泵车之间。配置方式有埋地暗装和露天明装两种(1)埋地暗装：适用于地质较好，河岸自然起伏变化不大的地段，管材宜采用铸铁。

优点是不需要经常进行管道维护，移车及拆接连络管方便，坡道整齐。

(2)露天明装：露天明装分为沿地面明装及架空明装两种。沿地面明装适用于大口径输水管，一般采用焊接钢管。适用于地质条件较差的地方，且维护及检修方便，但易受外界物体撞击；架空明装则适用于斜桥式坡道缆车取水，一般采用钢管与铸铁管两种，输水斜管一般置于斜桥间的联系横梁上，且须注意它与人行道一定要放在同侧，以便移车时就近拆接连络管。四、接管方式1.橡胶软管的柔性接头管。寿命3～5年，管径一般<300mm2.球形万向接头3.套管活动接头。用于管径300～600mm4.摇臂接头管。用于管径500～800mm该接管方式加大了泵车适应水位变化的高度，减少更换接头次数，是目前比较先进接管类型五、牵引设备及安全装置由卷扬机及钢丝绳组成。卷扬机是靠电动机传动牵引钢丝绳，以带动泵车上下运行的一个重要机械设备。一般设于岸边最高水位以上，并位于斜坡或斜桥式坡道之中心线上。每部泵车设置一部卷扬机。除农灌用水限于设备及条件，在牵引力小于5吨时可选用手动卷扬机外，一股应采用电动卷扬机。卷扬机上采用的制动设备是电磁铁刹车与手刹并用，泵车上的制动装置较多，有六种。6.2.6.2浮船式取水构筑物一、分类和组成浮船取水按船舶动力分，有自航式和非自航式(即停泊式)两种。自航式为机动船只(多由其他用途的船只改装)，船舱中安装有内燃机联动水泵机组及自航动力设备。亦可将取水设备的动力装置兼作自航动力。自航式浮船取水具有机动．灵活的特点，可适应河道主流的摆动，故多用于游荡性河段取水。

非自航式可用木、钢或水泥等材料制造。舱内安装取水设备，并用联络管与岸上输水管道相连。由浮船、锚固设备、连络管、输水斜管组成。二浮船取水的优缺点优点是无水下工程，投资省，上马快，有较好的适应性。浮船取水也存在如下缺点：

(1)操作管理较麻烦，如随着水位的涨落需要拆换接头，移动船位，收放缆绳和输电线路。船体及其附属设备的维修养护频繁。(2)供水安全性较差，因浮船是漂浮于江河中，受风浪、急流、航运、漂木、浮筏等影响较大。(3)对于阶梯式接头，每次移船更换接头时要停止供水，因此如用于不允许间断供水的厂矿企业，必须设置两条船，以便轮流更换接头供水或在净水厂内需增设蓄水池调节。

三、适用条件

(1)水位变化幅度较大，一般为10一30米左面涨落速度在2米／h以下；枯水期水深一般不小于1.5—2米；水流平稳，流速较缓，风浪较小的河段。

(2)河岸较稳定，河床冲淤变化不大且岸坡有适宜倾角的河段，以及水库和湖泊的水源。当连络管采用阶梯式接头时岸坡倾角一殷为20度一30度；当采用摇臂式接头时岸坡倾角一殷为40度一60度，以缩短连络管的长度。

(3)无漂木、浮筏、行船撞击的河段。（4）浮船设置或移位时，不影响河道的航运。

四、浮船取水位置的选择1.河岸坡度要适宜，2.水流要求平稳，应避开大的回流区、急流和大风浪区，3.不受江河航行、放筏的影响，4.枯水期间应有足够的水深，5.避开分岔流道的汇合口，6.为便于浮船定期检修，应考虑附近有可利用做检修场地的平坦河岸。五、构造及设计要求浮船材料一般采用钢筋混凝土，平底形式，平面为矩形，长宽比一般3：1，吃水深0.6～1m，船体深1.2～1.5m，宽8m。

浮船数量及每船供水能力，应根据供水规模、供水安全程皮及接头形式等因素确定。当取水规模大或必需连续供水时，应不少于二条浮船。当允许间断供水或有调节水池时，可采用一条浮船。浮船与水泵布置（1）设备布置原则船舱内水泵机组的布置除应遵照规范和有关规定外，还要适应取水浮船因漂浮在水面容易摆动及船体构造等方而的特点，力求船体平衡与稳定，并要求操作管理方便，工作安全可靠，布置紧凑，以便缩小船体尺寸，节约投资。(2)平面布置水泵机组的平面布置宜采用单行排列，以免船体太宽，增加水流阻力，其布置形式一般有纵向及横向二种。当泵组轴心与船体纵轴一致时，称纵向布置，具有操作管理方便，管道简单，运行较为经济等优点。但如台数过多，使船体增大，对稳性不利。大型泵组一般采用纵向布置形式。当泵组轴心与船体横轴一致，称横向布置，这种布置管路较复杂，操作不便。为了船体平衡，一般泵组重心应布置偏于吸水管一侧。为适当压缩设备与吸水侧船舱壁之间的距离，而适当加大出水管一侧的通道。3）竖向布置竖向布置可分为上承式与下承式二种。上承式具有通风好，维护管理方见进、出水管因沿甲板而敷设使船体构造较为简单等优点。适用于各种材质的船体，是目前采用较多的一种布置形式。但存在着重心高、稳性较差、振动大等缺点。下承式具有重心低，稳性好，振动小，并可减少上层建筑高度等优点，但通风条件差，安装检修，操作管理均感不便，船体构造较复杂并需增加船舱尺度，对船只的抗沉性能及排水设施要有较高的要求。一般用于钢结构船体。水泵出水管与输水斜管的连接连络管用来连接浮船出水管及岸边输水斜管。为了使联络管能适应船体竖向移动，水平移位，水平摆动及颠簸等情况，在连络管两端，可分别组装橡胶、球形及套筒活络接头，并构成各种活动连接方式。浮船取水最早采用阶梯式活动连接，可随水位涨落而拆换接头，但要移动船位，操作管理麻烦。近几年来，一些大型浮船取水已普遍采用了钢桁架摇臂式连络管，为今后大型取水工程采用浮船取水创造了有利条件。输水斜管1当斜管较长时，为减少泄水量及缩短更换接头时间，宜在斜管上端中部设置单向阀。

2)当采用两条以上输水斜管时，斜管上叉管高程应交错布置，以错开更换接头时间

3)接头处的法兰形式要便于拆装，便于对准，以节省更换接头时间。

4)北方地区要注意防冻。浮船稳定与锚固在浮船设计中，应尽量通过设备及管路布置使浮船达到基本平衡。当浮船已建成，且设备管路也已安装完毕则可根据船只倾斜及吃水情况，采用重物进行舱底压载以调整船体平衡及达到规定的吃水深度，以满足浮船的稳性要求。

(2)浮船在运转中，由于受到某种外力如浮船随水位涨落而升降时受到活动接头的摩擦力、缆绳、电缆等作用力的影响，而产生不平衡时，可根据具体条件采用移动压载及液体压载。(3)浮船在设备与管道安装过程中有可能出现不平衡现象。为使安装工作顺利进行，应对设备管道可能安放的最不利位置进行验算，并提出安装期间注意事项及相应的平衡措施。（4）小倾斜角度不超过15度，在移船和风浪作用时最大横倾角控制在7度以下。浮船锚固浮船锚固关系到船体移位是否困难，操作管理是否方便，运行是否安全等问题。从一些工程的运行事故分析，因锚固出现问题，占有相当比例。例如，流速大而锚链断面选用过小，致使锚链拉断，船只被冲，锚固设施不全，布置不当，船只在风浪作用下被斜管碰撞成洞而沉没，移船时，由于收放缆绳失误，操作不当，船只冲走，有的甚至翻船等。锚固形式一般分为岸边系留、岸边系留与船首尾抛锚、岸边系留与角锚艏艉抛锚式。6.2.7山区浅水河流取水构筑物6.2.7.1山区浅水河流的特性、利用特点及取水方式6.2.7.2低坝式取水构筑物6.2.7.3低栏栅式取水构筑物6.2.7.1山区浅水河流的特性、利用特点及取水方式⒈山区浅水河流的特性⑴山区浅水河流多属河段的上游段，河床坡降大、河狭流急。⑵河流径流量变化及水位变幅很大。⑶河水的水质变化十分剧烈。⒉山区浅水河流的利用特点及取水方式⑴取水量常常占河水枯水径流量的很大比重，有的高达70％～80％。⑵山区浅水河流的枯水期层浅薄，需要在天然河道中修筑低坝抬高水位、增加水深，或者采用底部进水等方式。⑶在山区浅水河流的开发利用中，既要考虑到使河水中的推移质能顺利排除，不致大量堆积，又要考虑到使取水构筑物不被大颗粒推移质损坏。作业1.在支流、干流汇合的河段上取水，为防止所取的水泥沙含量过高或泥沙淤积，取水构筑物取水口位置宜设置在何处？2.岸边式取水构筑物和河床式取水构筑物分别适用于什么情况？3.假设在黄河中上游进行取水，采用哪种取水方式比较合适？并说明原因。4.活动式取水构筑物有哪几种？分别适用于什么情况？5.河床式取水构筑物的取水头部有哪几种形式，分别适用在什么情况？选择题1一般情况下，天然河流（无坝）取水时，取水量占枯水流量的比例控制在以下何项？A5％～10％B15%～25％C25％～35％D35%～45％2下列关于地下取水构筑物的阐述中，何项适用条件是不正确的？A管井用于开采所有含水层地下水B大口井用于取集埋深10m左右的浅层地下水C辐射井用于取集浅层地下水D渗渠取集河床下的地下水3在支流、干流汇合的河段上取水，为防止所取的水泥沙含量过高或泥沙淤积，取水构筑物取水口位置宜设置在以下何处？A靠近支流河道出口处的支流河道上B支流河道出口处的干流河道上C支流河道出口处的上下游足够距离的干流河道上D支流河道和干流河道汇合处夹角最小的地方4选择岸边式取水构筑物的位置，除了水量充沛，水质、地质条件较好，水位变化幅度不大的条件外，还应要求：A江河岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深B江河岸边平坦，风浪不大，河床有足够水深C江河岸边平坦，水流顺直，岸边有足够场地D江河岸边较陡，主流冲顶，岸边有足够水深本节完返回本章目录6.3地下水水源地选择采用地下水源的优点：⑴取水构筑物构造简单，便于施工和运行管理；⑵水处理工艺比地表水简单，处理构筑物投资和运行费用较省；⑶便于靠近用户建立水源，降低给水系统(特别是输水管和管网)投资，节省输水费用，提高给水系统的安全可靠性；⑷便于分期修建；⑸便于建立卫生防护区。6.3.1集中式供水水源地的选择⒈水源地的水文地质条件⒉水源地的地质环境⒊水源地的经济、安全性和扩建前景6.3.2小型分散式水源地的选择在基岩地区，水井布置主要取决于强含水裂隙带及强岩溶发育带的分布位置；布井地段的地下水水位埋深及上游有无较大的汇水补给面积，也是必须考虑的条件。6.4地下水取水构筑物的类型和适用条件6.4.1地下水源概述和取水构筑物分类6.4.2管井构造、施工和管理6.4.3管井的设计与水力计算6.4.4井群互阻计算及分段取水井组6.3.5大口井、辐射井和复合井6.4.1地下水源概述和取水构筑物分类卵石层、砂层和石灰岩层等组织松散，具有众多相互连通的孔隙，透水性能较好，水能在其中流动的岩层叫透水层，透水层又叫含水层。粘土和花岗岩等结构紧密，透水性极差甚至不透水的岩层叫不透水层，不透水层也称隔水层。1.地下水分类：埋藏在地面下第一个隔水层上的地下水叫潜水；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；在自身压力作用下从某一出口涌出的地下水叫泉水。2.地下水取水构筑物分类：管井——井管从地面打到含水层，抽取地下水的井；大口井——由人工开挖或沉井法施工，设置井筒，以截取浅层地下水的构筑物；渗渠——壁上开孔，以集取浅层地下水的水平管渠；泉室——集取泉水的构筑物。3.地下水取水构筑物的适用条件：

⑴管井适用于含水层厚度大于5m，其底板埋藏深度大于15m；

⑵大口井适用于含水层厚度在5m左右，其底板埋藏深度小于15m；

⑶渗渠仅适用于含水层厚度小于5m，渠底埋藏深度小于6m；

⑷泉室适用于有泉水露头，且覆盖层厚度小于5m。返回本节6.4.2管井构造、施工和管理6.4.2.1管井构造管井直径一般在50～1000mm，深度一般在200米以内，通常由井室、井壁管、过滤器、沉淀管组成。

井室：用以安装各种设备，采光、采暖、通风，防水；

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完整井非完整井⒈井室结构：

深井泵房——泵体和扬水管安装在管井内，泵座和电动机安装在井室内；

深井潜水泵房——水泵和电动机安装在管井内，控制设备安装在井室内；

卧式泵房——水泵和电动机安装在井室内；

地面式——便于维护管理，防水、防潮、通风、采光条件好；地下式——便于总体规划，噪声小，防冻条件好。⒉井壁管井壁管应有足够的强度，内壁平整光滑，轴线不弯曲，便于设备安装和管井清洗；可采用钢管、铸铁管、钢筋混凝土管。钢管可用于任意井深的管井；铸铁管适用于井深小于250m的管井；钢筋混凝土管适用于井深小于150m的管井。井壁管内径应比水泵设备的外径大100mm。

过滤器应有足够的强度和良好的透水性。钢筋骨架过滤器：由短管、竖向钢筋、支撑环构成；适用于裂隙岩、砂岩或砾石含水层，或用作缠丝过滤器、包网过滤器的骨架。

圆孔或条孔过滤器：在管壁上钻圆孔或条孔加工而成；适用于砾石、卵石、砂岩或裂隙含水层，亦可用作缠丝过滤器、包网过滤器的骨架。缠丝过滤器：在钢筋骨架过滤器、圆孔或条孔过滤器外缠绕2～3mm的镀锌铁丝构成；适用于粗砂、砾石和卵石含水层。

包网过滤器：在钢筋骨架过滤器、圆孔或条孔过滤器外缠绕0.2～1.0mm的滤网构成；适用于粗砂、砾石和卵石含水层。

填砾过滤器：在各类过滤器的外围填符合一定级配的砾石构成。填砾粒径与含水层粒径比：填砾层厚度可采用75～150mm；高度应超过过滤器顶部8～10m。过滤器进水孔眼数量多，进水性能良好，但强度减小。过滤器的孔隙率取决于管材的强度，各种管材允许孔隙率为：钢管30％～35％；铸铁管18％～25％；钢筋混凝土管10％～15％；塑料管10％。管井施工步骤钻凿井孔管井验收粘土封闭冲孔换浆物探测井井管安装围填砾料抽水试验洗井6.4.2.2管井施工⒈钻凿井孔

冲击钻进法：利用钻头对地层的冲击力钻凿井孔；仅适用于松散岩层；机械设备简单；效率低、速度慢。

回转钻进法：包括一般回转钻进、反循环回转钻进和岩心回转钻进。利用钻头旋转对地层的切削、挤压、研磨破碎作用钻凿井孔；既适用于松散岩层，也适用于基岩；机械设备较复杂；效率高、速度快。

回转钻进过程：钻机的动力通过传动装置使转盘旋转，带动主钻杆旋转，主钻杆接钻杆，钻杆接钻头，从而使钻头旋转切削地层。当钻进—个主钻杆深度后，由钻机的卷扬机提起钻具，将钻杆用卡盘卡在井口，取下主钻杆，接一根钻杆，再接上主钻杆，继续钻进，如此反复进行，直至设计井深。钻头过程中，高压泥浆泵把用粘土调制成的含砂量极低的泥浆经胶管、提引龙头、钻杆腹腔向下喷射至工作面，起到冷却钻头、润滑钻具的作用，同时将被切削下来的岩土碎屑混合在一起，沿着井孔与钻杆之间的环形空间上升至地面，流入泥浆池。

地层被钻成井孔后，破坏了原始应力平