6.1取水工程-地表水.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,6 取水工程,教学要求：,掌握水资源及取水位置选择的原则与依据，各种取水构筑物的构造形式和,适用条件,，取水工程设计原理及原则。了解施工与运行管理基本知识。,取水工程任务,取水工程是给水工程的重要组成部分之一。它的,任务,是把水,从水源中取出，并送至水厂和用户,。,取水工程包括给水,水源的选择,和,取水构筑物的建设,两个方面。,问题1：取水工程任务是(,?)。,A,从水源取水，并送往水厂或用户,B,按照用户的各种要求对水质进行处理,C,将处理好的水通过管网输送到各个用户,D.,将未处理的水直接输送给用户,答：,A,取水工程研究内容,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；,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。,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,地表水,以液态或固态的形式存在于江河、湖泊、海洋、南北两极以及高山地区的水称为地表水。,长江和黄河,塔里木河和湘江,新疆博斯腾湖(维尔语也称草原上的绿洲，“西塞明珠”,“绿色走廊”,-从内蒙古的鄂尔多斯到新疆,湘江，,长江,中游南岸重要,支流,。又称,湘水,。主源海洋河，源出,广西,临桂,县海洋坪的龙门界，于全州附近，汇灌江和罗江，北流入,湖南省,，经17县市，在湘阴濠河口分为东西两支，至芦林潭又汇合注入,洞庭湖,。,中国五大淡水湖是:,江西,的,鄱阳湖,(“枯水一线，洪水一片”的自然景观,“白鹤世界”、“珍禽王国”)、,湖南,的,洞庭湖,(湖区位于荆江南岸，跨湘、鄂两省)、,江苏与浙江,的交界处,太湖,(“鱼米之乡”)、,江苏,的,洪泽湖,(曾有“鸡头、菱角半年粮”的说法。)、,安徽,的,巢湖,(千里江淮，巢湖最美。)。,洞庭湖,鄱阳湖,(1)水源水量充沛可靠,给水水源的选择原则,水源水质应根据地表水环境质量标准(,GB3838-2002),判别水源水质优劣及是否符合要求。,作为生活饮用水,水源，其水质应符合生活饮用水水质卫生规范(卫生部，2006)中对生活饮用水水源的水质要求；,工业企业生产用水,的水源水质则根据各种生产工艺的要求确定。,水源水质不仅要考虑现状，还要考虑远期变化趋势。,(2),原水水质符合要求,给水水源的选择原则,(4),与农业、水利综合利用,(5),取水、输水、净水设施安全经济和维护方便,一般情况下，采用地下水源的取水构筑物构造简单，便于施工和运行管理；地表水的取水构筑物较之复杂一些。但是，开发地下水源的勘察工作量较大。,(3),符合卫生要求的,地下水宜优先作为生活饮用水的水源,给水水源的选择原则,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。,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,9097。,小城镇或小企业可酌情降低设计标准。,(6),具有施工条件,问题2：水源选择时，应通过技术经济比较综合考虑确定，并(?,)。,A,应为了防止地面沉降，不采用地下水,B,为了控制地面沉降，不宜优先采用地下水,C,宜优先采用地下水作为工业用水水源,D,宜优先选用符合卫生要求的地下水作为生活饮用水水源,答：,D,问题3：用地表水作为城市供水水源时，其设计,枯水量,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(,?)。,A8590,B9097,C97,D90,答：,B,问题4：下面关于水源选择的说法错误的是(,?,)。,A,水源选择前，必须进行水资源的勘察,B,确定水源、取水地点和取水量等，应取得有关部门同意。生活饮用水水源的水质和卫生防护，还应符合现行的生活饮用水卫生标准的要求,C,设计枯水流量保证率，任何情况下都不得降低,D,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,答：,C,合理规划城市居住区和工业区，应尽量将容易造成,污染的工厂布置,在城市及,水源地的下游,；,加强水源水质监督管理，,制定污水排放标准,并切实贯彻实施；,勘察新水源时，应从防止污染角度，提出卫生防护条件与防护措施；,注意,地下水开采,引起的咸水入侵、与水质不良含水层发生水力联系等问题；,进行水体污染调查研究，建立水体污染,监测网,。,防止水源水质污染措施,地表水源卫生防护,取水点周围半径100,m,的水域内严禁捕捞、停靠船只、游泳和从事可能污染水源的任何活动，并应设有明显的范围标志和严禁事项的告示牌；,河流,取水点上游1000,m,至,下游100,m,的水域内，,不得排入,工业,废水,和生活,污水,；饮用水水源的,水库和湖泊,，应根据情况将取水点周围部分水域或整个水域及其沿岸列入,防护范围,；受潮汐影响的河流取水点的防护范围，由水厂会同卫生防疫站、环境卫生监测站研究确定。,地下水源卫生防护,取水构筑物的防护范围应根据水文地质条件、取水构筑物形式和附近地区的卫生状况进行确定；,在单井或井群影响半径范围内，,不得,使用工业,废水,或生活,污水灌溉,和施用有持久性,毒性,或剧毒的,农药,，不得修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺设污水渠道，并不得从事破坏深层土层的活动。如取水层在水井影响半径内不露出地面或取水层与地面水没有互相补充关系时，可根据具体情况设置较小的防护范围。,6.2.1 影响地表水取水的主要因素,(3)河床的岩性、稳定性,(4)河流冰冻情况,(5)水工构筑物和天然障碍物,(2)泥砂运动和河床演变,(1)河流的径流变化,6.2 地表水取水工程,1 河流的径流变化,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,。,6.2.1 影响地表水取水的主要因素,例1：,鄱阳湖,多年平均水位为12.86米，,最高水位为1998年7月31日的22.59米，最低水位为1963年2月6日的5.90米（湖口水文站，吴淞基面）。,年内水位变幅在9.7915.36米,，绝对水位变幅达16.69米。随水量变化，鄱阳湖水位升降幅度较大，具有天然调蓄洪的功能。由于水位变幅大，所以湖泊面积变化也大。,汛期水位上升，湖面陡增，水面辽阔；枯期水位下降，洲滩裸露，水流归槽，湖面仅剩几条蜿蜒曲折的水道。具有,“枯水一线，洪水一片”,的自然景观。,1 河流的径流变化,例2：,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4000,m,3,/s，,而枯水流量仅为,0.59 m,3,/s，,两者相差竟达6770倍。,例3：,长江重庆段，洪、枯水位差历史上最大达33.3,m，,一次洪水上涨高度曾达23.56,m。,1 河流的径流变化,2 泥沙运动和河床演变,（1）泥沙运动,根据泥沙在水中的运动状态，可将泥沙分为床沙、推移质（粒径较大）、悬移质（粒径较小）三类。,6.2.1 影响地表水取水的主要因素,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，通常占江河总含沙量的510。,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9095。,含沙量：单位体积河水内挟带泥沙的重量，以,kg/m,3,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,。,河流纵成的形态持征。从平面、纵断面和横断面三个方面表现出来,6.2.1 影响地表水取水的主要因素,(1)河流的平面形态：,在平原河道，河床深度的分布与河流平面形态有着密切的关系。由于河中环流的作用、泥沙的冲刷与淤积，使平原河道具有,蜿蜒曲折的形态,。,了解一些,相关的专业术语,：,岸,是指河、渠、湖、库和海正常水位以上邻接部分的滩、壁和高地；面向河流下游时，其边界的左方称为,左岸,，右方称为,右岸,；弯曲河段沿流向的平面水流形态呈凹形的岸称为,凹岸,，相反呈凸形的岸称为,凸岸,。在河流凹岸，水深较大，称为,深槽,。两反向河湾之间的直段，水深相对较浅，称为,浅槽,。深槽与浅槽沿水流流向交替出现，具有一定的规律。河槽中沿流向各最大水深点的连线，叫做,溪线,，也称为,深泓线,。河道各横断面表面最大流速点的连线则称为,中泓线,。,河流纵成的形态持征。从平面、纵断面和横断面三个方面表现出来,6.2.1 影响地表水取水的主要因素,河流中水流的运动包括纵向水流运动（重力作用）和环流运动（惯性离心力、机械摩擦力等作用）,黄河,(2)河流的纵断面：,河流从上游至下游沿深泓线所切取的河床和自由水面间的剖面,中泓线：河道中各横断面水流最大流速点的连线。,深泓线(溪线)：河道中各横断面最大水深点的连线。,环流运动：,水平轴环流 竖直轴环流,水平轴环流,图 弯段横断面的河床变形,水平轴环流,黄河乾坤湾,（陕西延川县土岗乡）黄河在这里陡然急转，形成320度的大转弯，被称为天下黄河第一湾。形成巨大的“,S”,形乾坤大转弯，遂得名“乾坤湾”，象征天地、日月、阴阳、刚柔、乾坤之象。,伏羲先祖在这里仰观天象，俯察地理，创造了太极八卦。伏羲曾在此驯兽打猎，教民捕鱼，制定婚约，发明琴瑟，教民稼穑。,水平轴环流,水平轴环流,水平轴环流,竖直轴环流,图 展宽段竖直轴环流,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,既不冲刷，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,。,（2）河床演变(,river channel process),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。,（2）河床演变(,river channel process),“黄河难治，根在泥沙。”黄河流经黄土高原，是世界上含沙量最大的河流，素有,“斗水七沙”,之称。每年进入黄河下游的泥沙多达,16亿吨,，其中有,4亿吨淤积在河床,，致使下游河段平均,每年以10厘米的速度淤积抬升,。目前，下游河床平均高出临河地面4-6米，形成举世闻名的,“地上悬河”,。这犹如一把“悬剑”，严重威胁着沿黄地区的生命财产安全。,单向变形：,指在长时间内，河床缓慢地不间断地,冲刷,或不间断地,淤积,，不出现冲淤交错。例：黄河下游淤积。,（2）河床演变(,river channel process),黄河壶口瀑布,往复变形：,指河道周期性往复发展的演变现象。例：洪、枯水期河床冲、淤交替进行,（2）河床演变(,river channel process),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。,（2）河床演变(,river channel process),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。,横向变形：,是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。,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。,河段四种类型河道的平面形态,顺直型河段内的浅滩一般由上边滩、上深槽、沙埂、下边滩、下深槽等组成。浅滩通常在枯水季露出水面，洪水期被水淹没，汛期淤积，枯水期冲刷。而深槽则相反。沙质河床的犬牙交错的边滩，间歇地向下游移动，河床也同时周期地展宽。浅滩的多年变化主要与特大洪水有关，每遇特大洪水，浅滩或明显淤高，或向下游扩展，洪水河床平面形态也随之明显改变。,顺直型河段河床的演变,河段四种类型河道的平面形态,这种河段演变的根本原因是弯道环流。弯道环流使,含沙量较小,的,表层水流流向凹岸,，使,含沙量较大,的底层水流流向,凸岸,，引起横向输沙不平衡，使凹岸冲刷崩退，凸岸淤积扩展，导致河道蜿蜒曲折，经常蠕动。,万里长江，险在荆江。,从湖北枝城至湖南城陵矶的荆江，是万里长江上最为险要的河段。,荆江大堤,河段四种类型河道的平面形态,河段四种类型河道的平面形态,黄河支流,(3)河床与岸坡的岩性、稳定性,P133：,对于不稳定的河段，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，还可能出现河道淤塞、堵塞取水口等。,取水构筑物的位置应选在,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。,6.2.2 地表水取水构筑物位置的选择,(4)河流冰冻情况,P134：,流冰期、封冻期,需了解资料：,流冰期出现和延续的时间，水内冰、底冰的组成、大小、粘接性、上浮速度及分布，温度变化等；,封冻期封冻时间、冰层厚度等。,6.2.2 地表水取水构筑物位置的选择,例：南方地区,地表水比较丰富，且冬季没有出现冰封和流冰现象，最低水温一般为24，修建取水工程十分有利。根据调查资料，南方地区城市和工业企业给水采用地表水作水源的约占总水源工程的,90,以上。,北方地区,河流冬季结冰封冻，有时形成底冰，使取水构筑物的进水口变狭或堵塞，造成维护管理困难。根据初步统计，北方地区城市和工业企业采用,地表水水源的仅占1520,。,(5)水工构筑物和天然障碍物,6.2.1 影响地表水取水的主要因素,6.2.2 地表水取水构筑物位置的选择,1),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。,（1）顺直河段：,选在主流靠近岸边、河床稳定、水深较大、流速较快的地段河流较窄处。取水口处水深要求不小于2.5-3.0,m。,（2）,弯曲河段：,凹岸，顶冲点下游15-20,m。,（3）,游荡型河段：,主流密集的河段上；河道整治,（4）,有边滩、沙洲的河段：,上游500,m,以远处。,（5）,有支流汇入的河段：,大于400,m,或干流上游,36,下列弯曲河段中(见图1)，哪个取水口的位置最合适 (,)。,答：,C,图 1,2),位于水质较好的地段,（1）生活和生产污水排入河流将直接影响取水水质。供生活饮用水时，,取水口,位置应选在最靠近城镇和工业区的上游清洁河段。在污水排放口的上游,100150,m,以上。,（2）,避开回流区和死水区，以减少进水中的泥沙和漂浮物。,（3）沿海地区，考虑海水的影响，尽量避免吸入咸水。,（4）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。,6.2.2 地表水取水构筑物位置的选择,6.2.2 地表水取水构筑物位置的选择,3)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。,4),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。,6.2.2 地表水取水构筑物位置的选择,5),注意避开河流上的人工构筑物或天然障碍物。,人工构筑物,-如桥梁、码头、丁坝、拦河坝等,P137,（1）桥梁：,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0.51.0,km,或桥后1.0,km,以外,；,（2）丁坝：,本岸丁坝的上游或对岸,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。,（3）码头：,距码头边缘至少100,m,处，并征求航运部门的同意,（4）拦河闸坝：,闸坝附近、距坝底防渗铺砌起点约100-200,m,处。,（5）陡崖、石嘴：,不宜设置取水口,5),注意避开河流上的人工构筑物或天然障碍物。,人工构筑物,-如桥梁、码头、丁坝、拦河坝等,P137,6),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,。,6.2.2 地表水取水构筑物位置的选择,7),应与河流的综合利用相适应,不妨碍航运和排洪，并符合河道、湖泊、水库整治规划的要求。,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。,8),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,。,6.2.2 地表水取水构筑物位置的选择,6.2.3 地表水取水构筑物的布置要求（设计的一般原则）,3),当自然状态下河流不能取得所需设计水量时，应修拦河坝或其他确保可取水量的措施。,2),对于河道条件复杂，或取水量占河道的最枯流量比例较大的大型取水构筑物，应进行水工模型试验。,1),取水构筑物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的,设计水量,9097,。,5),在洪水季节取水构筑物应不受冲刷和淹没。设计最高水位和最大流量一般按,100年一遇,的频率确定(小型取水构筑物按供水对象可适当降低标准)。,4),取水构筑物位置的选择应全面掌握河流的特性，根据取水河段的水文、地形、地质、卫生防护、河流规划和综合利用等条件进行综合考虑。,6.2.3 地表水取水构筑物的布置要求（设计的一般原则）,7),作为生活饮用水水源的水质，应满足处理后达到生活饮用水水质标准。,6),在取水构筑物进水口处，一般要求,不小于2.53.0,m,的水深；对小型取水口，水深可降低到,1.52.0,m,，,当河道最低水位的水深较浅时，应选用合适的取水物筑物形式和设计数据。,8),水源、取水地点和取水量等的确定，应取得有关部门同意。水源应按生活饮用水卫生标准采取相应的卫生防护措施。,6.2.3 地表水取水构筑物的布置要求（设计的一般原则）,6.2.4 地表水取水构筑物的类型,(3)山区浅水河流取水构筑物,（低坝式和底栏栅式）,(1),固定式取水构筑物,（岸边式、河床式和斗槽式）,按,取水构筑物,的构造形式分：,按照,水源,分:可分为河流、湖泊、水库、海水取水构筑物；,（2)移动式取水构筑物,（浮船式和缆车式）,取水构筑物型式的选择,取水构筑物形式的选择，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、冰情和航运等因素以及施工条件，在保证安全可靠的前提下，通过技术经济比较确定。,表2 江河水取水构筑物分类,类 型,适用条件,固定式取水构筑物,全国各地使用较多，不同取水量均可采用。,岸边式和河床式,比较普遍，,桥墩式,使用较少,移动式取水构筑物,有,浮船式和缆车式,。适用于,水位变化幅度在1035,m,之间,，建造固定式取水构筑物困难，以及,中、小型取水量,时。在长江中、上游和南方水库取水中采用较普遍,山区浅水河流取水构筑物,有,低坝式和底栏栅式,。一般适用于流量和水位变化幅度很大，枯水期流量很小，取水深度不够的山区上游河段取水,(1)固定式取水构筑物,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。,(1)固定式取水构筑物,河床式取水构筑物,Riverbed intake structure,斗槽式取水构筑物,岸边式取水构筑物,Riverside intake structure,问题：,地表水取水构筑物分为固定式和活动式两类，固定式取水构筑物可分为(,)。,A,岸边式、河床式、浮船式,B,岸边式、河床式、水泵直接吸水式,C,河床式、斗槽式、水泵直接吸水式,D,岸边式、河床式、斗槽式,答：,D,采用岸边式取水一般应符合如下条件,(1)河水,主流靠近取水岸,，或靠取水岸有稳定的主流深槽，即岸边有足够的水深，能保证在最低水位时也可安全取水。,(2),具有稳定的河床和河岸,，避免取水构筑物建成后，改变主流位置，而使取水地段产生淤积。,(3),岸边为地质条件较好的陡坡,，如岩石陡坡，这样，取水构筑物设在陡岸可减少连接堤岸的工程量，同时岸堤对河流水力条件影响较小，不致引起河床变形。,(4)在,水位变幅大,，特别是急涨快落且流速大的取水河段上，采用,竖井式岸边取水构筑物,，具有管理操作方便、取水安全可靠等优点。,(5)水中泥沙、漂浮物和冰凌较严重的河流上,不适宜采用自流管取水时,。,岸边式取水构筑物,问题：,(),对取水工程的安全性和取水水质的好坏影响很大,。,A,河床,B,河岸,C,泥砂和漂浮物,D,流量,答：,C,问题：岸边式取水物筑物适用于(,),和地质条件较好，水位变化幅度不大的取水河段。,A,岸边平坦，主流近岸，岸边有足够水深,B,岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深,C,岸边较陡，主流近岸，岸边有足够场地,D,岸边平坦，主流近岸，岸边有足够场地,答：,B,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,。,按照进水间与泵房的合建与分建，岸边式取水构筑物的基本型式可分为,合建式,和,分建式,。,岸边式取水构筑物,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,。,按照进水间与泵房的合建与分建，岸边式取水构筑物的基本型式可分为,合建式,和,分建式,。,岸边式取水构筑物,表3 岸边式取水构筑物形式、特点和使用条件,合建式,形式,图 示,特 点,适用条件,合建式根据具体条件，一般有下列三种形式,1集水井与泵房,合建,，设备布置紧凑，总建筑面积较小,2吸水管路短，运行安全，维护方便,1河岸坡度较陡，,岸边水流较深，且地质条件较好以及水位变幅和流速较大的河流,2取水量大和安全性要求较高的取水构筑物,1底板呈阶梯布置,1集水井与泵房底板呈阶梯形布置,2可减小泵房深度，减少投资,3水泵启动需采用抽真空方式，启动时间较长,具有岩石基础或其他较好的地质，可采用开挖施工,形式,图 示,特 点,适用条件,注：图中,l,一进水孔 2一格网 3一集水井 4一阀门井 5一人行桥。,合建式,表3 岸边式取水构筑物形式、特点和使用条件,即进水间与水泵间的底不在同一标高上。,底板呈阶梯布置,表3 岸边式取水构筑物形式、特点和使用条件,注：图中,l,一进水孔 2一格网 3一集水井 4一阀门井 5一人行桥。,形式,图 示,特 点,适用条件,2底板水平布置(采用卧式泵),1集水井与泵房布置在同一高程上,2水泵可设于低水位下，启动方便,3泵房较深，巡视检查不便，通风条件差,在地基条件较差，不宜作阶梯布置以及安全性要求较高、取水量较大的情况，可采用开挖或沉井法施工,表3 岸边式取水构筑物形式、特点和使用条件,合建式,注：图中,l,一进水孔 2一格网 3一集水井 4一阀门井 5一人行桥。,注：图中,l,一进水孔 2一格网 3一集水井 4一阀门井 5一人行桥。,底板水平布置(采用卧式泵),表3 岸边式取水构筑物形式、特点和使用条件,形式,图 示,特 点,适用条件,3底板呈水平布置(采用立式泵),1集水井和泵房布置在同一高程上,2电气设备可置于最高水位以上，操作管理方便，通风条件好,3建筑面积小,4检修条件差,在地基条件较差不宜作阶梯布置以及河道水位较低的情况下,合建式,表3 岸边式取水构筑物形式、特点和使用条件,注：图中,l,一进水孔 2一格网 3一集水井 4一阀门井 5一人行桥。,底板呈水平布置(采用立式泵),注：图中,l,一进水孔 2一格网 3一集水井 4一阀门井 5一人行桥。,表3 岸边式取水构筑物形式、特点和使用条件,形式,图 示,特 点,适用条件,1泵房可离开岸边，设于较好的地质条件下,2维护管理及运行安全性较差，一般吸水管布置不宜过长，因为水泵吸水管长，水泵启动所需时间较长。吸水管或吸水底阀漏水时，检修困难。,1,在河岸处地质条件较差，不宜合建时,2建造合建式对河道断面及航道影响较大时,3水下施工有困难，施工装备力量较差时,表3 岸边式取水构筑物形式、特点和使用条件,分建式,注：图中,l,一进水孔 2一格网 3一集水井 4一阀门井 5一人行桥。,分建式岸边式取水构筑物,注：图中,l,一进水孔 2一格网 3一集水井 4一阀门井 5一人行桥。,表3 岸边式取水构筑物形式、特点和使用条件,总的来看，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，取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，宣采用分建式,。,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,问题：当岸边地质条件较差时，取水构筑物的进水间与泵房可采用(,)。,A,合建式,B,分建式,C,浮船式,D,缆车式,答：,B,河床式取水构筑物,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，宜采用河床式取水构筑物。,问题：岸边式取水构筑物和河床式取水构筑物的主要区别在于(,)。,A,是否从河流最低水位以下取水,B,是否需要进水管引水至岸边,C,取水泵是否设在浮船上,D,进水间是否与泵房合建,答：,B,问题：当河床稳定，河岸较平坦，岸边水深不够或水质不好，而河中又有足够水深或较好水质时，宜采用(,)。,A,岸边式取水构筑物,B,河床式取水构筑物,C,缆车式取水构筑物,D,浮船式取水构筑物,答：,B,形式,一,-：自 流 管 取 水,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,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。,自流管取水工作可靠，但敷设自流管时开挖土石方量较大，,适用于自流管埋深不大或河岸可以开挖敷设自流管时。,选择自流管取水构筑物的位置时，特别要注意在洪水期河流底砂及水情对取水的影响。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。另外，在高浑浊度的游荡性河段或河心滩、河心洲发育的河段，也不宜采用自流管取水。,形式,一,-：自 流 管 取 水,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,1集水井设于河岸上，可不受水流冲刷和冰凌碰击，亦不影响河床水流,2进水头部伸入河床，检修和清洗不方便,3在洪水期，河流底部泥沙较多，水质较差，建于高浊度水河流的集水井，常沉积大量泥沙不易清除,4冬季保温、防冻条件比岸边式好,1河床较稳定，河岸平坦，主流距河岸较远，河岸水深较浅,2岸边水质较差,3水中悬浮物较少,特 点,适用条件,图 示-,自流管取水河床式取水构筑物,注：,l,一取水头部；2一自流管；3一集水井；4一泵房；5一进水孔。,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,形式,二-：自流,管及,设进,水孔,集水,井取 水,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,1在非洪水期，利用自流管取得河心较好的水；而在洪水期利用集水井上进水孔口取得上层水质较好的水,2比单用自流管进水安全可靠,1河岸较平坦，枯水期主流离岸边且较远,2洪水期含砂量较大,特 点,适用条件,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。,图 示-自流管及设进水孔集水井取水,注：,l,一取水头部；2一自流管；3一集水井；4一泵房；5一进水孔。,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,形式,三,-：虹,吸,管,取 水,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,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,。,当取水构筑物的位置处于枯水期主流远离取水岸、水位又很低、河流水位变幅较大，以及河滩宽阔、岸坡高而陡、且河床多为坚硬的岩石或土质的河床,如果采用自流管取水，势必自流管需要埋设很深，施工时要开挖大量的土石方，并且要进行水下施工或铺设自流管道需要穿越防洪堤、防洪墙等水工构筑物时，宜采用虹吸管取水。,形式,三,-：虹,吸,管,取 水,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,1减少水下施工工作量和自流管的大量挖方,2虹吸进水管的施工质量要求高，在运行管理上亦要求保持管内严密不漏气,3需装设一套真空管路系统，当虹吸管径较大时，起运时间长，运,行不便,1在河流水位变幅较大，河滩宽阔，河岸又高，自流管埋设很深,2枯水期时，主流离岸较远而水位较低,3受岸边地质条件限制，自流管需埋设在岩层时,4在防洪堤内建泵房又不可破坏洪堤时,特 点,适用条件,图 示-虹吸管取水,注：,l,一取水头部；2一自流管；3一集水井；4一泵房；5一进水孔；6一真空系统；7一人行桥；8一廊道。,河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,形式,四,-：水泵,吸水,管直,接取 水,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,1不设集水井；施工简单，造价低,2要求施工质量高，不允许吸水管漏气,3在河流泥沙颗粒粒径较大时，易受堵塞，且水泵叶轮磨损较快,4吸水管不宜过长,5利用水泵吸高，可减小泵房埋深,1水泵允许吸高较大，河流漂浮物较少。水位变幅不大,2取水量小，水泵台数少时,特 点,适用条件,不设集水间，水泵吸水管直接伸入河中取水。,图 示-,水泵吸水管直接取水,注：,l,一取水头部；2一自流管；3一集水井；4一泵房；5一进水孔；6一真空系统；7一人行桥；8一廊道。,形式,五,-：桥 墩 式 取,水,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,1取水构筑物建在河心，需较长引桥，由于减少了水流断面，使构,筑物附近造成冲刷，故基础埋置较深,2施工复杂，造价较高，维护管理不便,3影响航运,1取水量较大，岸坡较缓，不宜建岸边取水时,2河道内含砂量高，水位变幅较大,特 点,适用条件,整个取水构筑物建在水中，在进水间的壁上设置进水孔。,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,形式,五,-：桥 墩 式 取,水,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。,图 示-桥墩式取水,注：,l,一取水头部；2一自流管；3一集水井；4一泵房；5一进水孔；6一真空系统；7一人行桥；8一廊道。,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,（六）湿式竖井泵房,P146,湿井式泵房实际上是,自流管立式泵房,，所不同的是,集(吸)水井设在泵房的下部，电动机、操作控制室设在泵房的上部。,运行管理方便。,泵房下部的集水井井筒内外水位相同，所以井筒没有特殊的防水要求，泵房本身也没有抗浮要求，因而井筒筒壁可以减薄。,这种型式的泵房,适用于,水位变幅大于10,m，,尤其是骤涨骤落(水位变幅大于2,m/h),、,水流流速较大的情况。这种泵房取水的,特点,是采用深井泵，泵房面积小，对集水井防渗、抗浮的要求低，可降低基建成本；电动机和操作室的通风及防潮条件较好，运行管理方便。但是水泵检修时需要吊装全部泵管，拆卸安装工作量较大。,图610 湿式竖井泵房,1一低位自流管；2一高位自流管；3一集水井；4一深井泵；5一水泵电动机,表4 河床式取水构筑物形式、特点和使用条件,（七,）,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，称为淹没式取水泵房，如图611所示。这种型式,适用于,在河岸地基较稳定、,水位变幅较大,、,洪水期历时较短、长时期为枯水期水位、含沙量较少的河流取水,，如长江中上游地区。其,特点,是泵房深度浅，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。,图611 淹没式泵房,1一自流管；2一集水井；3泵房；4一交通廊道；5出水管,问题：按照进水管形式的不同，河床式取水构筑物的取水方式可分为(,)。,A,自流管取水、虹吸管取水、水泵直接吸水、桥墩式取水,B,自流管取水、虹吸管取水、斗槽式取水、桥墩式取水,C,斗槽式取水、虹吸管取水、水泵直接吸水、桥墩式取水,D,自流管取水、斗槽式取水、水泵直接吸水、虹吸管取水,答：,A,斗槽式取水构筑物,P148,在岸边式或河床式取水构筑物之前，,在河流岸边用堤坝围成，或在岸内开挖形成进水斗槽,。,水流进入斗槽后，流速减小，便于泥沙沉淀和水内冰上浮，可减少泥沙和冰凌进入进水孔，,适用于,取水量大、河流含,沙量高,、,漂浮物较多,、,冰絮较严重,且有,适合地形,的情况。,按水流进入方向，斗槽式取水构筑物可分为,顺流式、逆流式,和,双流式,。,（1）顺流式斗槽：,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,含沙量较高但冰凌不严重,的河流。,（2）逆流式斗槽,：斗槽中水流方向与河流流向,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,含沙量较少但冰凌严重,的河流。,（3）侧坝进水逆流式斗槽：,在逆流式斗槽渠道的进水口端建两个斜向的低坝，,内侧低坝不能被洪水淹没,。适用于,含