水資源利用與保護(hù)7

1、2016/4/23取水工程第六章 取水工程內(nèi)容提要 地表水取水構(gòu)筑物位置選擇 地表取水構(gòu)筑物 地下水取水構(gòu)筑物位置選擇 地下水取水構(gòu)筑物歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程取水工程任務(wù)： 從水源取水并送往水廠或用戶。研究?jī)?nèi)容： 水源方面各種天然水體的存在形式、運(yùn)動(dòng)變 化規(guī)律、作為給水水源的可能性，為供水目的而 進(jìn)行的水源勘查、規(guī)劃、調(diào)節(jié)治理與衛(wèi)生防護(hù)等； 取水構(gòu)筑物方面各種水源的選擇和利用，從 各種水源取水的方法，各種取水構(gòu)筑物的構(gòu)造形 式，設(shè)計(jì)計(jì)算，施工方法和運(yùn)行管理等。取水工程地表水源地選擇給水水源分類(lèi)：給水水源地表水地下水F 取水水源江河水湖泊水水庫(kù)水海潛

2、水承壓水泉水歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程地表水源地選擇取水工程地表水源地選擇地表水源地選擇F 地表水源供水特征地表水源的特點(diǎn)：河水：流量較大，渾濁度較高(特別是汛期)，水溫變幅大，有機(jī)構(gòu)和細(xì)菌含量高，有時(shí)還有較高的色度。易受到污染。礦化度和硬度低，含鐵錳量等較低。水質(zhì)水量有明顯的季節(jié)性。此外，采用地表水源時(shí)在地形、地質(zhì)、水文、衛(wèi)生防護(hù)等方面均較復(fù)雜。湖泊和水庫(kù)水：流動(dòng)慢，濁度小，但往往細(xì)菌和藻類(lèi)容易滋生繁殖海水：高含鹽量，目前尚不能大規(guī)模利用，僅少量作為冷卻水。F 水源選擇前，必須進(jìn)行水源的勘察，確定可開(kāi)發(fā)量，做好與其他部門(mén)用水的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。 水源的選用應(yīng)

3、通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后綜合考慮確定 地表水作為城市供水水源時(shí)，應(yīng)有90-97%的保證率，工業(yè)用水水源根據(jù)工業(yè)企業(yè)性質(zhì)和要求確定。 地下水與地表水聯(lián)合使用 確定水源、取水地點(diǎn)和取水量等，應(yīng)取得水資源管理機(jī)構(gòu)以及衛(wèi)生防疫等有關(guān)部門(mén)的書(shū)面同意歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！12016/4/23取水工程地表水源地選擇取水工程地表水源地選擇F影響地表水取水的主要因素河流的徑流變化、泥沙運(yùn)動(dòng)、河床演變、冰凍情況、水質(zhì)、河床地質(zhì)與地形等一系列因素對(duì)于取水構(gòu)筑物的正常工作及其取水的安全可靠性有著決定性的影響；其中:徑流變化泥沙運(yùn)動(dòng)河床演變是要考慮的重點(diǎn)因素。F取水河段的徑流特征(1)河

4、流歷年的最小流量和最低水位(2)河流歷年的最大流量和最高水位(3)河流歷年的月平均流量、月平均水位以及年平均流 量和年平均水位；(4)河流歷年春秋兩季流冰期的最大、最小流量和最高 最低水位；(5)其他情況，如潮汐、形成冰壩冰塞時(shí)的最高水位及 相應(yīng)流量；(6)上述相應(yīng)情況下河流的最大、最小和平均水流速度 及其在河流中的分布情況。歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程地表水源地選擇取水工程F河流的泥沙運(yùn)動(dòng)及河床演變F 河床演變地表水源地選擇根據(jù)泥沙在水中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可將泥沙分為床沙、推移質(zhì)、懸移質(zhì)三類(lèi)。泥沙的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)除了與其粒徑有關(guān)外還與水流狀態(tài)有關(guān)。在水流狀態(tài)改變后

5、其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能發(fā)生改變。河流中水流的運(yùn)動(dòng)包括縱向水流運(yùn)動(dòng)和橫向環(huán)流運(yùn)動(dòng)。影響河床演變的主要因素有：水流與河床的相互作用是通過(guò)泥沙運(yùn)動(dòng)來(lái)體現(xiàn)的，水流條件改變時(shí)，挾沙能力也隨著改變?nèi)绻荷嫌蝸?lái)沙量本段水流挾沙能力，水流處于輸沙平衡狀態(tài)，河床既不沖也不淤積。上游來(lái)沙量水流挾沙能力， 河床將發(fā)生淤積上游來(lái)沙量 70%流量流量p 流速不小于0.6m/s，一般1.0-1.5m/s。虹吸管要點(diǎn)：p 同自流管以上兩條基本要求p 虹吸高度一般不大于4-6米，虹吸管末端至少應(yīng)伸入集水 井最低動(dòng)水位以下1.0m，以免空氣進(jìn)入p 虹吸管應(yīng)朝集水間方向上升，其最小坡度為0.003-0.005。p 為了使虹吸管迅速形成虹

6、吸，應(yīng)有形成負(fù)壓的抽氣系統(tǒng)。進(jìn)水管的沖洗方法有順沖、反沖兩種 關(guān)閉一部分進(jìn)水管，使全部水量通過(guò)待沖的一根進(jìn)水管 在河流高水位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水管上的閥門(mén)，從該格集水間抽水至最低 位，然后迅速開(kāi)啟進(jìn)水管閥門(mén)。 順沖法比較簡(jiǎn)單，不需另設(shè)沖洗管道，但附在管壁上的泥沙難于沖 掉，沖洗效果較差。 反沖洗是當(dāng)河流水位低時(shí)，先關(guān)閉進(jìn)水管末端閥門(mén)，將該格集水間 充水至高水位，然后迅速開(kāi)啟閥門(mén)，用集水間與河流的水位差反沖 進(jìn)水管； 將泵房?jī)?nèi)的水泵壓水管與進(jìn)水管連接，利用水泵壓力水或高位水池 來(lái)水進(jìn)行反沖洗。這種方法沖洗效果較好，但管路較復(fù)雜。 虹吸進(jìn)水管可在河流低水位時(shí)，利用破壞真空的辦法進(jìn)行反沖洗。歡迎使用水資源利

7、用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程地表取水構(gòu)筑物取水工程F斗槽式取水構(gòu)筑物順流式：適用于含泥沙甚多、面冰凌不嚴(yán)重的河流。逆流式：適用于冰凌嚴(yán)重，而泥沙較少的河流雙流式：適用于冬季浮冰，夏季含砂量高的情況 地表取水構(gòu)筑物F江河移動(dòng)式取水構(gòu)筑物適用：在水源水位變幅大；供水要求急和取水量不大時(shí)；岸坡不宜建造固定式取水構(gòu)筑物時(shí)；投資有限，建造固定式取水構(gòu)筑物資金不足，可考慮采用移動(dòng)式取水構(gòu)筑物(a)(b)形式：纜車(chē)式(C)浮船式歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！102016/4/23取水工程 地表取水構(gòu)筑物F纜車(chē)式取水構(gòu)筑物移動(dòng)式取水構(gòu)筑物（纜車(chē)式）鄂州燕磯

8、自來(lái)水廠取水口歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程 地表取水構(gòu)筑物F纜車(chē)式取水構(gòu)筑物取水工程 特點(diǎn)： 1、適用于水位漲落幅度在1035m之內(nèi)，但漲落速度不能不大于超過(guò)2mh； 2、纜車(chē)移動(dòng)比較方便，纜車(chē)受風(fēng)浪影響小，比浮船穩(wěn)定。但纜車(chē)取水的水下工程量和基建投資比浮船取水大，比固定式取水構(gòu)筑物要??； 3、適用于在無(wú)冰凌和漂浮物較少的河流上采用，不易受漂木、浮筏和船只的沖擊。 4、纜車(chē)取水構(gòu)筑物位置應(yīng)選擇在河岸地質(zhì)條件較好，并有10-28o的岸坡處為宜。 5、由于牽引設(shè)備的限制，泵車(chē)不宜過(guò)大，故取水量較小。 地表取水構(gòu)筑物F纜車(chē)式取水構(gòu)筑物要點(diǎn)：1、泵車(chē)；小型供水一般設(shè)置一部泵車(chē)。供水量較大，供

9、水安全性要求較高時(shí)，泵車(chē)應(yīng)不少于兩部，每部泵車(chē)上不少于兩臺(tái)水泵。泵車(chē)上的水泵宜選用吸水高度不小于4m，以減少移車(chē)次數(shù)2、坡道：坡度一般為10-280，其形式有斜坡式和斜橋式。3、輸水管通常一部泵車(chē)設(shè)置一根輸水管。輸水管沿斜坡或斜橋敷設(shè)。管上每隔一定距離設(shè)置叉管(正三通或斜三通)，以便與聯(lián)絡(luò)管相接歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程 地表取水構(gòu)筑物F纜車(chē)式取水構(gòu)筑物要點(diǎn)：1、泵車(chē)；小型供水一般設(shè)置一部泵車(chē)。供水量較大，供水安全性要求較高時(shí)，泵車(chē)應(yīng)不少于兩部，每部泵車(chē)上不少于兩臺(tái)水泵。泵車(chē)上的水泵吸水高度4m，以減少移車(chē)次數(shù)2、坡道：坡度一般為10-280，其形式有

10、斜坡式和斜橋式。3、輸水管通常一部泵車(chē)設(shè)置一根輸水管。輸水管沿斜坡或斜橋敷設(shè)。管上每隔一定距離設(shè)置叉管(正三通或斜三通)，以便與聯(lián)絡(luò)管相接，水泵出水管與叉管間的連接：橡膠軟管、球形萬(wàn)向接頭、套筒旋轉(zhuǎn)接頭和曲臂式活動(dòng)接頭取水工程 地表取水構(gòu)筑物F浮船式取水構(gòu)筑物歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！112016/4/23取水工程 地表取水構(gòu)筑物F浮船式取水構(gòu)筑物取水工程 適用性： （1）適用條件為河流水位變幅在10-40m或更大，水位變化速度不大于2m/h （2）取水點(diǎn)有足夠的水深(小型浮船大于1.0m，取水量大時(shí)應(yīng)在2.0m以上)，河道水流平穩(wěn)、流速和風(fēng)浪較小、停泊條件好

11、，河床較穩(wěn)定、岸坡有適當(dāng)?shù)膬A角(20 -60。)。 優(yōu)點(diǎn)：投資少、建設(shè)快、易于施工(無(wú)復(fù)雜的水下工程)、有較大的適應(yīng)性和靈活性、能經(jīng)常取得含沙量少的表層水等優(yōu)點(diǎn)。目前一只浮船的最大取水能力已達(dá)每日30萬(wàn)m3。 缺點(diǎn): 河流水位漲落時(shí)，需要移動(dòng)船位，階梯式連接時(shí)尚需拆換接頭以致短時(shí)停止供水，操作管理麻煩；浮船還要受到水流、風(fēng)浪、航運(yùn)等的影響，安全可靠性較差。 地表取水構(gòu)筑物F浮船式取水構(gòu)筑物歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程 地表取水構(gòu)筑物F山區(qū)淺水河流取水構(gòu)筑物 (一)山溪河流的特點(diǎn) 1、山溪上游一般坡降較大，流量和水位變化幅度很大，水位猛漲猛落，但洪水持續(xù)時(shí)

12、間不長(zhǎng)。洪水流量可為枯水流量的數(shù)十、數(shù)百倍或更大 2、水質(zhì)變化劇烈?？菟谒髑宄阂?jiàn)底。暴雨后，水質(zhì)驟然渾濁 3、河床常為砂、卵石或巖石組成。河床坡度陡、比降大，洪水期流速大，推移質(zhì)多，粒徑大，有時(shí)甚至出現(xiàn)1m以上的大滾石 4北方某些山區(qū)河流冬季潛冰(水內(nèi)冰)期較長(zhǎng)。取水工程 地表取水構(gòu)筑物F山區(qū)淺水河流取水構(gòu)筑物取水方式的特點(diǎn)1由于山區(qū)河流枯水期流量很小，因此取水量所占比例往往很大，有時(shí)達(dá)70一90以上2由于平枯水期水層淺薄，因此取水深度往往不足，需要修筑低壩抬高水位，或者采用底部進(jìn)水等方式解決3由于洪水期推移質(zhì)多，粒徑大，因此修建取水構(gòu)筑物時(shí)，要考慮能將推移質(zhì)順利排除，不致造成淤塞或沖擊歡

13、迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程 地表取水構(gòu)筑物F低壩式取水取水構(gòu)筑物6取水工程 當(dāng)山區(qū)河流取水深度不足，或者取水量占河流枯水量的百分比較大(30一50以上)，推移質(zhì)不多時(shí)，可在河流上修筑低壩來(lái)抬高水位和攔截足夠的水量。 低壩有固定式和活動(dòng)式兩種 地表取水構(gòu)筑物F低壩式取水取水構(gòu)筑物 為了防止在上下游水位差作用下，水從上游經(jīng)過(guò)壩基土壤向下游滲透，上游的河床用粘土或混凝泥土作防滲鋪蓋。粘土覆蓋上應(yīng)設(shè)置厚30一50cm的砌石層，加以保護(hù)。51 沖砂閘沒(méi)在溢流壩的一側(cè)，與進(jìn)水閘或取水口鄰接，其主234要作用是利用壩上下游的水位差，將壩上游沉積的泥砂排至下游。進(jìn)水閘的

14、軸線與沖砂閘軸線的夾角為30-60度，利用河流彎道的橫向環(huán)流，使含砂較少的表層水從正面進(jìn)入進(jìn)水閘，而含砂較多的底層水則從側(cè)面由沖砂閘泄至下游圖13-52 低壩取水裝置1-溢流壩（低壩）；溢流壩（低壩）；2-沖沙堰；沖沙堰；3進(jìn)水閘；進(jìn)水閘； 4-引水明渠；引水明渠；5-導(dǎo)流堤；導(dǎo)流堤；6-護(hù)坦護(hù)坦歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！122016/4/23取水工程 地表取水構(gòu)筑物F活動(dòng)式低壩取水取水構(gòu)筑物活動(dòng)壩的特點(diǎn)是在洪水期可以開(kāi)啟，故能減少上游淹沒(méi)的面積，并且便于沖走壩前沉積的泥沙，因此采用較多，但其維護(hù)管理較固定壩復(fù)雜。常見(jiàn)有橡膠壩、浮體閘等取水工程 地表取水構(gòu)筑物

15、F活動(dòng)式低壩取水取水構(gòu)筑物壩袋壁H圖13-53 袋形橡 膠壩斷面橡皮底墊歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程 地表取水構(gòu)筑物F活動(dòng)式低壩取水取水構(gòu)筑物取水工程 地表取水構(gòu)筑物F底欄柵取水構(gòu)筑物 通過(guò)壩頂帶欄柵的引水廊道取水，稱(chēng)為底欄柵取水構(gòu)筑物。它適宜在水淺、大粒徑推移質(zhì)較多的山區(qū)河流，取水量較大時(shí)采用。 底欄柵取水構(gòu)筑物由攔河低壩、底欄柵、引水廊道、沉砂池、取水泵站等部分組成。歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程 地表取水構(gòu)筑物F底欄柵取水構(gòu)筑物 81-溢流壩；溢流壩；2-底欄柵；底欄柵； 7 3-沖砂室；沖砂室； 4-進(jìn)水壩；

16、進(jìn)水壩；6354圖13-54 底欄柵取水構(gòu)筑物布置取水工程 地表取水構(gòu)筑物F底欄柵取水構(gòu)筑物 (一)攔河低壩 壩身通常用混凝土或砌石建造。壩頂一般高出河底0.5-1.0m。溢流壩段的頂面應(yīng)較欄柵壩段的項(xiàng)面高出0.30.5m，以便常水位時(shí)水流全部從底欄柵上通過(guò)。為了防止沖刷，壩下游應(yīng)作陡坡，護(hù)坦和消力池等消能設(shè)施。 (二)底欄柵 底攔柵用以攔截水中的大粒徑推移質(zhì)和漂浮物，不使進(jìn)入引水廊道。欄柵柵條可用扁鋼、圓鋼、鑄鐵或鋼軌等材料制造。柵條斷面以梯形較好，不易堵塞和卡石。柵條凈距應(yīng)根據(jù)推移質(zhì)粒徑大小而定，一般采用6-10mm，最大20mm。柵條寬度多為8-25mm;215-第二沖砂室；第二沖砂室；

17、 6-沉砂沉砂池；7-排砂渠；8-防洪 護(hù)坦歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！132016/4/23取水工程 地表取水構(gòu)筑物F底欄柵取水構(gòu)筑物取水工程地下取水構(gòu)筑物 (三)引水廊道 引水廊道一般采用矩形斷面。廊道內(nèi)壁宜用耐磨材料襯砌，以抵抗砂礫的磨損。廊道一般按無(wú)壓流考慮，因此廊道內(nèi)水面以上應(yīng)留有0.2-0.3m的保護(hù)高。為了避免泥沙淤積，廊道內(nèi)的流速應(yīng)從起端到末端逐漸增大，并應(yīng)大于泥沙的不淤流速。底道起端流速一般不小于1.2m/s，末端流速一般不小于2.0-3.0m/s。 (四)沉砂池 沉砂池用以去除水中粗顆粒泥砂。沉砂池可做成直線形或曲線形。直線形沉砂池一般為距形

18、，采用一格或兩格，每格寬1.5-2.0m，長(zhǎng)15-20m，起端水深2.0-2.5m，底坡0.1-0.2。池中沉淀的泥砂利用水力定期沖走。F 地下水水源地選擇1水源地的水文地質(zhì)條件：取水水源地位置宜選擇在透水性良好，補(bǔ)給條件好，含水層厚度大，分布面積廣，如：沖積扇、河漫灘、古河床等。2、水源地的地質(zhì)環(huán)境和周?chē)h(huán)境：水源地應(yīng)選在不易引發(fā)地面沉降、塌陷、地裂等有害地質(zhì)作用的地段；新建水源地應(yīng)遠(yuǎn)離原有的取水點(diǎn)或排水點(diǎn)，減少相互干擾；為保證地下水的水質(zhì)，水源地應(yīng)選在遠(yuǎn)離城市或工礦排污區(qū)的上游；遠(yuǎn)離已污染(或天然水質(zhì)不良)的地表水體或含水層的地段；濱海地區(qū)考慮海水對(duì)水質(zhì)可能的影響。3、水源地的經(jīng)濟(jì)、安全性和擴(kuò)建前景歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！歡迎使用水資源利用與保護(hù)課件！取水工程地下取水構(gòu)筑物適 用 范 圍深 度(m)地下水類(lèi)型地下水埋深含水層厚度水文地質(zhì)特征出 水 量(m3/d)取水工程地下取水構(gòu)筑物形式尺 寸F 管井的結(jié)構(gòu)管井由其井壁和