水資源和取水工程匯編

1、ZhejiangZhejiang UNIVERSITY給水排水工程給水排水工程劉劉 奇奇, 博士博士, 副研究員副研究員生命與環(huán)境科學學院生命與環(huán)境科學學院2014年年9月月 Email: 手機手機angzhou Normal UniversityZhejiangZhejiang UNIVERSITY內(nèi)內(nèi) 容容一、水資源一、水資源二、取水工程二、取水工程Hangzhou Normal UniversityZhejiangZhejiang UNIVERSITY一、一、水資源水資源Hangzhou Normal University 1 1、水資源的含義、水資源的含義 廣

2、義：地球上所有的水。廣義：地球上所有的水。 狹義：目前的社會條件下可被人類直接開發(fā)狹義：目前的社會條件下可被人類直接開發(fā)利用的水。利用的水。技術上可行，經(jīng)濟上技術上可行，經(jīng)濟上合理，不影響地球生合理，不影響地球生態(tài)態(tài), ,水質(zhì)達到一定的水質(zhì)達到一定的標準標準ZhejiangZhejiang UNIVERSITY一、一、水資源水資源Hangzhou Normal University 自然界的水必須滿足三個前提時才被稱為水資源自然界的水必須滿足三個前提時才被稱為水資源 1、可使用性、可使用性 2、可獲得性、可獲得性 3、天然性、天然性ZhejiangZhejiang UNIVERSITY一、一、

3、水資源水資源Hangzhou Normal University地球上水的分布地球上水的分布ZhejiangZhejiang UNIVERSITY一、一、水資源水資源Hangzhou Normal University淡水量淡水量ZhejiangZhejiang UNIVERSITY一、一、水資源水資源Hangzhou Normal UniversityZhejiangZhejiang UNIVERSITY一、一、水資源水資源Hangzhou Normal UniversityZhejiangZhejiang UNIVERSITY一、一、水資源水資源Hangzhou Normal Univer

4、sity我國的淡水資源我國的淡水資源ZhejiangZhejiang UNIVERSITY一、一、水資源水資源Hangzhou Normal University我國的淡水資源我國的淡水資源ZhejiangZhejiang UNIVERSITY一、一、水資源水資源Hangzhou Normal University我國我國水資源緊缺的社會因素水資源緊缺的社會因素 1、人口的增加和城市化用水標準的提高使水資源供需矛、人口的增加和城市化用水標準的提高使水資源供需矛盾越來越突出。盾越來越突出。 2、我國農(nóng)用耕地需水量很大，農(nóng)用水量十分緊缺。、我國農(nóng)用耕地需水量很大，農(nóng)用水量十分緊缺。 3、我國工業(yè)用

5、水量增長極快，但是用水效率很差。、我國工業(yè)用水量增長極快，但是用水效率很差。 4、地表水已有明顯減縮。、地表水已有明顯減縮。 5、地下水過量開采，水位降低。、地下水過量開采，水位降低。 6、水污染嚴重。、水污染嚴重。 7、用水方式落后，水資源浪費驚人。、用水方式落后，水資源浪費驚人。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University1.1.取水工程任務取水工程任務 從水源取水，并送至水廠或用戶。包括給水水源的選從水源取水，并送至水廠或用戶。包括給水水源的選擇和取水構筑物的建設兩個方面。擇和取水構筑物的建設兩個方面。

6、ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University2.2.給水水源分類：給水水源分類： 給水給水水源可分為地表水和水源可分為地表水和地下水：地下水：(掌握掌握) 潛水（無壓地下水），自流水（承壓地下水）和潛水（無壓地下水），自流水（承壓地下水）和泉水。泉水。 江河、湖泊、水庫、山區(qū)淺水河流和海水。江河、湖泊、水庫、山區(qū)淺水河流和海水。 ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University3.3.給水給水水源的水源的特點：特點： 地下水地下

7、水：水質(zhì)清澈、變幅不大，相對地表水不易被污染：水質(zhì)清澈、變幅不大，相對地表水不易被污染；礦化度和硬度較大；取水構筑物構造簡單，處理設施；礦化度和硬度較大；取水構筑物構造簡單，處理設施簡單，費用低，便于靠近用戶設置及衛(wèi)生防護，同時便簡單，費用低，便于靠近用戶設置及衛(wèi)生防護，同時便于維護及運行管理。于維護及運行管理。 地表水地表水：水質(zhì)具有季節(jié)性，河水濁度高，汛期含砂量大：水質(zhì)具有季節(jié)性，河水濁度高，汛期含砂量大，色度高，有機物和細菌的含量高且易被污染；水溫隨，色度高，有機物和細菌的含量高且易被污染；水溫隨季節(jié)變化幅度較大；礦化度和硬度較地下水??；取水構季節(jié)變化幅度較大；礦化度和硬度較地下水??；取

8、水構筑物構造復雜，處理設施占地大，費用高，維護管理較筑物構造復雜，處理設施占地大，費用高，維護管理較地下水復雜。地下水復雜。 ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University 1 1、具備良好的水質(zhì)條件。是否滿足、具備良好的水質(zhì)條件。是否滿足生活飲用水衛(wèi)生標準生活飲用水衛(wèi)生標準（GB 5749GB 5749）和）和地面水環(huán)境質(zhì)量標準地面水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838GB3838） 2 2、應具有充足的水量。、應具有充足的水量。 3 3、選用水源時，應充分考慮各個行業(yè)用水水質(zhì)和水量需求。、選用水源時，應充分考慮各個行

9、業(yè)用水水質(zhì)和水量需求。 4 4、取水水源地應具有良好的衛(wèi)生條件，并靠近凈水構筑物和、取水水源地應具有良好的衛(wèi)生條件，并靠近凈水構筑物和主用水區(qū)。主用水區(qū)。4.取水水源的選擇原則：取水水源的選擇原則：ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University5.地下水源概述地下水源概述 1）、水在地下巖石中的存在形式：）、水在地下巖石中的存在形式： 氣態(tài)水、結合水氣態(tài)水、結合水 重力水和毛細管水重力水和毛細管水,固態(tài)水。固態(tài)水。可用作水源ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangz

10、hou Normal University地下水垂直分布圖ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University a.上層滯水;b.潛水;c.承壓水 1.隔水層;2.透水層;3.飽水部分;4.潛水位;5.承壓水測壓水位;6.泉（上升泉）;7.水井，實線表示井壁不透水ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University地下巖層的構造地下巖層的構造 透水層（含水層）：卵石層、砂層和石灰?guī)r等透水性較好的土層和巖層。 不透水層（隔水層）：黏土和花崗巖

11、等透水性差甚至不透水的土層和巖層。 地層由透水層和不透水層彼此相間構成。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University地下水的種類地下水的種類 埋藏在地面下第一個隔水層上的水叫埋藏在地面下第一個隔水層上的水叫潛水，主要靠雨水和河流等地表水下滲補給。潛水，主要靠雨水和河流等地表水下滲補給。 兩個不透水層間的水叫層間水；若兩個不透水層間的水叫層間水；若層間水有壓力，則為承壓含水層，打井時，若層間水有壓力，則為承壓含水層，打井時，若承壓含水層中的水噴出地面，叫自流水。承壓含水層中的水噴出地面，叫自流水。 在適當?shù)牡匦?/p>

12、下，在某一出口處涌出在適當?shù)牡匦蜗?，在某一出口處涌出的地下水叫泉水。的地下水叫泉水。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University地下徑流地下徑流 地下水在松散巖層中的流動稱為地下徑流。形地下水在松散巖層中的流動稱為地下徑流。形成地下徑流需具備巖層成地下徑流需具備巖層和和兩個條件。兩個條件。 地下徑流的流速取決于地層滲透系數(shù)和水位差的地下徑流的流速取決于地層滲透系數(shù)和水位差的大小。大小。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal Universi

13、ty地下水取水構筑物的類型地下水取水構筑物的類型 地下水取水構筑物的型式有、等等。其中最基本的型式為。(掌握) 1.管井 管井是井壁和含水層中進水部分均為管狀結構的取水構筑物。管井一般由井室、井壁管、過濾器和沉淀管組成。 可分為完整井和非完整井。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University 2.2.大口井大口井 大大口井是井徑口井是井徑較大、垂直建造的較大、垂直建造的地下水取水構筑物地下水取水構筑物。大口井一般由井。大口井一般由井筒、有透水孔的井筒、有透水孔的井壁和井底反濾層組壁和井底反濾層組成，也可分為完整

14、成，也可分為完整井和非完整井。井和非完整井。 ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University地下水取水構筑物的適用地下水取水構筑物的適用條件條件 1.管井管井 1）適用于含水層厚度大于）適用于含水層厚度大于5米，其底板埋藏深度大于米，其底板埋藏深度大于15米；米； 2）在深井泵性能允許的狀況下，不受地下水埋深限）在深井泵性能允許的狀況下，不受地下水埋深限制；制； 3）適用于任何砂層、卵石層、礫石層、構造裂隙、）適用于任何砂層、卵石層、礫石層、構造裂隙、溶巖裂隙等含水層，應用范圍最為廣泛。溶巖裂隙等含水層，應用范

15、圍最為廣泛。 ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University 2.大口井大口井 1）適用于含水層厚度）適用于含水層厚度5-15米，地下水埋深在米，地下水埋深在10米以內(nèi)；米以內(nèi)； 2）適用于任何砂、卵石、礫石層，但滲透系數(shù)最好大于）適用于任何砂、卵石、礫石層，但滲透系數(shù)最好大于20m/d； 3）含水層厚度大于）含水層厚度大于10m時應做成非完整井，非完整井由井時應做成非完整井，非完整井由井壁和井底同時進水，不易堵塞，應盡可能采用；壁和井底同時進水，不易堵塞，應盡可能采用； 4）在水量豐富、含水層較深時，宜增加穿

16、孔輻射管做成）在水量豐富、含水層較深時，宜增加穿孔輻射管做成輻射井；輻射井； 5）比較適合中小城鎮(zhèn)、鐵路及農(nóng)村的地下水取）比較適合中小城鎮(zhèn)、鐵路及農(nóng)村的地下水取水構筑物水構筑物. ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University 3.滲渠滲渠 滲渠滲渠是將集水管（渠）水平鋪設在含水層中的是將集水管（渠）水平鋪設在含水層中的取水構筑物。滲渠一般由水平集水管、集水井、檢取水構筑物。滲渠一般由水平集水管、集水井、檢查井和泵站查井和泵站組成。組成。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水

17、工程Hangzhou Normal University地表水取水構筑物地表水取水構筑物1 1、江河水水源特征與取水構筑物的關系、江河水水源特征與取水構筑物的關系2 2、取水構筑物位置的選擇取水構筑物位置的選擇3 3、江河固定式取水構筑物、江河固定式取水構筑物4 4、江河移動式取水構筑物、江河移動式取水構筑物5 5、和和取水構筑物取水構筑物6 6、淺水河流取水構筑物淺水河流取水構筑物7 7、取水構筑物取水構筑物ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University 江河江河水水源特征水水源特征 1.1.江河的徑流特征江

18、河的徑流特征 江河江河的的等是江河徑流的重要特征。等是江河徑流的重要特征。 2.泥沙運動泥沙運動 江河中的泥沙的運動狀態(tài)分為推移質(zhì)泥沙和懸移質(zhì)泥沙。江河中的泥沙的運動狀態(tài)分為推移質(zhì)泥沙和懸移質(zhì)泥沙。 推移質(zhì)推移質(zhì)泥沙：在水流的作用下，沿河底滾動、滑動或跳躍前進泥沙：在水流的作用下，沿河底滾動、滑動或跳躍前進的泥沙。的泥沙。 懸移質(zhì)泥沙：懸浮在水中，隨水流前進的泥沙。懸移質(zhì)泥沙：懸浮在水中，隨水流前進的泥沙。 3.河床演變河床演變 河床演變是指由于沖刷或淤積導致河床縱橫剖面上的形態(tài)變化。河床演變是指由于沖刷或淤積導致河床縱橫剖面上的形態(tài)變化。它是水流與河床作用的結果，河床影響水流條件，水流促進河

19、床的變它是水流與河床作用的結果，河床影響水流條件，水流促進河床的變化?；?。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University江河取水構筑物的類型有固定式固定式取水構筑物、取水構筑物和構筑物。江河取水構筑物的類型(掌握)ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University取水構筑物位置的選擇取水構筑物位置的選擇基本要求：基本要求： 1.設在水質(zhì)較好的地點；設在水質(zhì)較好的地點； 2.靠近主流，有足夠的水深，有穩(wěn)定的河床及岸邊，有良靠近主流，有

20、足夠的水深，有穩(wěn)定的河床及岸邊，有良好的工程地質(zhì)條件；好的工程地質(zhì)條件； 3.盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、支流和咸潮等影響；盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、支流和咸潮等影響； 4.靠近主要用水地區(qū)；靠近主要用水地區(qū)； 5.不妨礙航運和排洪，并符合河道、湖泊、水庫整治規(guī)劃不妨礙航運和排洪，并符合河道、湖泊、水庫整治規(guī)劃的要求；的要求； 6.注意避開河流上的人工構筑物或天然障礙物。注意避開河流上的人工構筑物或天然障礙物。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University江河固定式取水構筑物江河固定式取水構筑物江河固定式

21、取水構筑物主要分為岸邊式和河床式兩種，另外還有斗槽式。 一、岸邊式取水構筑物 直接從江河岸邊取水的構筑物，稱為岸邊式取水構筑物。適用于大、中、小型取水量。宜建在江河岸邊較陡、主流近岸、低水位時仍有足夠的水深，水質(zhì)和地質(zhì)條件較好，水位變化幅度不大的情況，但水下施工工程量較大，且須在枯水期或冰凍期施工完畢。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University1.基本型式基本型式 按進水間與泵房的關系分成合建式和分建式。按進水間與泵房的關系分成合建式和分建式。 1）合建式岸邊取水構筑物）合建式岸邊取水構筑物 進水間與泵房合

22、建在一起。優(yōu)點是：取水量大、供水進水間與泵房合建在一起。優(yōu)點是：取水量大、供水安全性高、布置緊湊、占地面積小、水泵吸水管路短、運安全性高、布置緊湊、占地面積小、水泵吸水管路短、運行管理方便。缺點是：土建結構復雜，施工較困難。設備行管理方便。缺點是：土建結構復雜，施工較困難。設備安裝及施工要求高。適用于岸邊地質(zhì)條件較好且有足夠水安裝及施工要求高。適用于岸邊地質(zhì)條件較好且有足夠水深的地段。由進水間與泵房的基礎的標高的不同，布置形深的地段。由進水間與泵房的基礎的標高的不同，布置形式有階梯式布置和非階梯式布置。式有階梯式布置和非階梯式布置。 2）分建式岸邊取水構筑物）分建式岸邊取水構筑物 進水間與泵房

23、分在兩處建立的取水構筑物。優(yōu)點是：進水間與泵房分在兩處建立的取水構筑物。優(yōu)點是：土建結構簡單，施工較容易。缺點是：操作管理不方便，吸土建結構簡單，施工較容易。缺點是：操作管理不方便，吸水管管路較長，增加了水頭損失，運行安全性不如合建式。水管管路較長，增加了水頭損失，運行安全性不如合建式。適用于岸邊地質(zhì)條件較差的情況。適用于岸邊地質(zhì)條件較差的情況。ZhejiangZhejiang UNIVERSITYHangzhou Normal UniversityZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University河床式取水構筑物

24、河床式取水構筑物 直接從江河岸邊取水，設置取水直接從江河岸邊取水，設置取水頭部的取水構筑物。頭部的取水構筑物。 當河床穩(wěn)定，河岸較平坦，枯水當河床穩(wěn)定，河岸較平坦，枯水期主流離岸較遠，岸邊水深不夠或期主流離岸較遠，岸邊水深不夠或水質(zhì)不好，而河中又具有足夠的水水質(zhì)不好，而河中又具有足夠的水深或較好水質(zhì)時，適宜采用河床式深或較好水質(zhì)時，適宜采用河床式取水構筑物。取水構筑物。 基本型式：基本型式： 按照進水管形式的不同，分按照進水管形式的不同，分為自流管取水、虹吸管取水、水泵為自流管取水、虹吸管取水、水泵直接取水及橋墩式取水等取水方式。直接取水及橋墩式取水等取水方式。ZhejiangZhejiang

25、 UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University斗槽式取水構筑物斗槽式取水構筑物 在岸邊式或河床式取水構筑物之前設置在岸邊式或河床式取水構筑物之前設置“斗槽斗槽”進水，稱為斗槽式取水構筑物。適宜進水，稱為斗槽式取水構筑物。適宜在河流含沙量大，冰絮較嚴重，取水量較大，在河流含沙量大，冰絮較嚴重，取水量較大，地形條件適合時采用。地形條件適合時采用。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University 岸邊式：岸邊式：適用于河岸較陡、岸邊有一定的取水適用于河岸較陡、岸邊有一

26、定的取水深度、水位變化幅度不大、水質(zhì)及地質(zhì)條件較深度、水位變化幅度不大、水質(zhì)及地質(zhì)條件較好時。好時。 河床式：河床式：適用于岸坡平緩、主流離岸較遠、岸適用于岸坡平緩、主流離岸較遠、岸邊缺乏必要的取水深度或水質(zhì)不好的情況。邊缺乏必要的取水深度或水質(zhì)不好的情況。 斗槽式：斗槽式：適用于河流缺水量大或泥沙量大、冰適用于河流缺水量大或泥沙量大、冰凌嚴重的情況。凌嚴重的情況。ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University江河移動式取水構筑物江河移動式取水構筑物 在水源水位變幅大，供水要求急和取水量不大時，可在水源水位變幅

27、大，供水要求急和取水量不大時，可考慮采用移動式取水構筑物。可分為浮船式取水構筑物和考慮采用移動式取水構筑物?？煞譃楦〈饺∷畼嬛锖屠|車式取水構筑物。纜車式取水構筑物。 1、浮船式取水構筑物、浮船式取水構筑物 2、纜車式取水構筑物、纜車式取水構筑物 ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal Universityn適應于水位變化幅度較大ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal Universityn適應于水位變化幅度較大ZhejiangZhejiang UNIVERSITY二、二、取水工程取水工程Hangzhou Normal University湖泊和水庫取水構筑物湖泊和水庫取水構筑物 直接從湖泊、水庫取水的構筑物，稱為湖泊、直接從湖泊、水庫取水的構筑物，稱為湖泊、水庫取水構筑物。水庫取水構筑