地表水取水構(gòu)筑物課件

地表水取水構(gòu)築物分類：按水源種類可分為河流、湖泊、水庫及海水取水構(gòu)築物；按取水構(gòu)築物的構(gòu)造形式可分為固定式(岸邊式、河床式、鬥槽式)和活動式(浮船式、纜車式)兩種，在山區(qū)河流上，有低壩式和低欄柵式取水構(gòu)築物。1河流特徵與取水構(gòu)築物的關(guān)係

江河徑流特徵主要是指水位、流量和流速等因素的變化特徵。設(shè)計取水構(gòu)築物時應(yīng)收集的有關(guān)資料：

(1)河段歷年最高水位和最低水位、逐月平均水位和常年水位；

(2)河段歷年最大流量和最小流量；

(3)河段取水點歷年的最大流速、最小流速速、平均流速。

地表水取水構(gòu)築物的設(shè)計最高水位，—般按百年一遇(設(shè)計頻率為1％)確定。設(shè)計枯水位和設(shè)計枯水流量的設(shè)計頻率，應(yīng)根據(jù)水源情況和供水重要性選定。當?shù)乇硭鳛槌擎?zhèn)供水水源時．其設(shè)計枯水位和設(shè)計枯水流量的保證率，一般可採用90％～97％；當?shù)乇硭鳛楣I(yè)企業(yè)供水水源時，其設(shè)計枯水流量的保證率應(yīng)技行有關(guān)部門的規(guī)定選取。

江河中的泥沙，按運動狀態(tài)可分為推移質(zhì)和懸移質(zhì)兩大類。在水流的作用下，沿河床滾動、滑動或跳躍前進的泥沙、稱為推移質(zhì)(又稱底沙)；這類泥沙一般粒徑較粗，通常占江河總合沙量的5％～10％。懸浮在水中，隨水流前進的泥沙，稱為懸移質(zhì)(也稱懸沙)。這類泥沙一般顆粒較細。在沖積平原河流中約占總含沙量的90％～95％。

含沙量：單位體積河水內(nèi)挾帶泥沙的重量，以kg/m3表示。

江河橫斷面上各點的水流脈動強度不同，含沙量的分佈亦不均勻，一般來說，越靠近河床含沙量越大，泥沙粒徑較粗；越靠近水面含沙量越小，泥沙粒徑較細；河心的含沙量高於兩側(cè)。

河床演變：水流與河床相互作用，使河床形態(tài)不斷發(fā)生變化的過程，水流與河床的相互作用通過泥沙運動體現(xiàn)。挾沙能力：水流能夠挾帶泥沙的飽和數(shù)量。水流條件改變時，挾沙能力也隨之改變。如果上游來沙量與本河段水流挾沙能力相適應(yīng)，河床既不外刷，也不淤積，如果來沙量與本河段水流挾沙能力不相適應(yīng)，河床將發(fā)生沖刷或淤積。影響河床演變的主要因素：

1)河段的來水量來水量大，河床沖刷，來水量小，河床淤積；

2)河段的來沙量、來沙組成來沙量大、沙粒粗，河床淤積，來沙量少、沙粒細，河床沖刷；

3)河段的水面比降水面比降小，河床淤積；水面比降增大，河床沖刷；

4)河床地質(zhì)情況疏鬆土質(zhì)河床容易沖刷變形，堅硬巖石河床不易變形。

河床變形可分為單向變形和往復(fù)變形兩種。單向變形是指在長時間內(nèi)，河床緩慢地不間斷地沖則或不間斷地淤積，不出現(xiàn)外淤交錯。往復(fù)變形是指河道週期性往復(fù)發(fā)展的演變現(xiàn)象。河床變形也可分為縱向變形和橫向變形兩種?？v向變形是河床沿縱深方向的變化，表現(xiàn)為河床縱剖面上的沖淤變化。橫向變形是河床在與水流垂直的方向上，向兩側(cè)的變化，表現(xiàn)為河岸的沖刷與淤積，使河床平面位置發(fā)生擺動。

河床縱向變形由水流縱向輸沙不平衡引起，而縱向輸沙不平衡由來沙量隨時間變化和沿程變化、河流比降和河床寬度沿程變化導致。河床橫向變形由水流橫向輸沙不平衡引起，而橫向輸沙不平衡主要由環(huán)流造成。

意義：江河取水構(gòu)築物位置的選擇是否恰當，直接影響取水的水質(zhì)和水量、取水的安全可靠性、投資、施工、運行管理以及河流的綜合利用。要求：深入現(xiàn)場調(diào)查研究，根據(jù)取水河段的水文、地形、地質(zhì)、衛(wèi)生等條件，全面分析，綜合考慮，提出幾個可能的取水位置方案，進行技術(shù)經(jīng)濟比較，從中選擇最優(yōu)的方案。2江河取水構(gòu)築物位置的選擇(1)設(shè)在水質(zhì)較好地點為避免污染，取水構(gòu)築物宜位於城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)上游的清潔河段，在污水排放口的上游100～150m以上；取水構(gòu)築物應(yīng)避開河流中的回流區(qū)和死水區(qū)，以減少進水中的泥沙和漂浮物；在沿海地區(qū)應(yīng)考慮到鹹潮的影響，儘量避免吸入鹹水；污水灌溉農(nóng)田、農(nóng)作物施加殺蟲劑等都可能污染水源，也應(yīng)予以注意。(2)具有穩(wěn)定河床和河岸，靠近主流，有足夠的水深在彎曲河段上，取水構(gòu)築物位置宜設(shè)在河流的凹岸；如果在凸岸的起點，主流尚未偏離時，或在凸岸的起點或終點；主流雖已偏離，但離岸不遠有不淤積的深槽時，仍可設(shè)置取水構(gòu)築物。在順直河段上，取水構(gòu)築物位置宜設(shè)在河床穩(wěn)定、深槽主流近岸處，通常也就是河流較窄、流速較大，水較深的地點，在取水構(gòu)築物處的水深一般要求不小於2.5～3.Om。(3)具有良好的地質(zhì)、地形及施工條件取水構(gòu)築物應(yīng)設(shè)在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、承載力高的地基上；取水構(gòu)築物不宜設(shè)在有寬廣河漫灘的地方，以免進水管過長；選擇取水構(gòu)築物位置時，要儘量考慮到施工條件，除要求交通運輸方便，有足夠的施工場地外，還要儘量減少土石方量和水下工程量，以節(jié)省投資，縮短工期。(4)靠近主要用水地區(qū)取水構(gòu)築物位置選擇應(yīng)與工業(yè)佈局和城市規(guī)劃相適應(yīng)，全面考慮整個給水系統(tǒng)的合理佈置。在保證取水安全的前提下，取水構(gòu)築物應(yīng)盡可能靠近主要用水地區(qū)，以縮短輸水管線的長度，減少輸水管的投資和輸水電費。此外，輸水管的敷設(shè)應(yīng)儘量減少穿過天然或人工障礙物。(5)注意人工構(gòu)築物或天然障礙物取水構(gòu)築物應(yīng)避開橋前水流滯緩段和橋後沖刷、落淤段，一般設(shè)在橋前0.5～1.0km或橋後1.0km以外；取水構(gòu)築物與丁壩同岸時，應(yīng)設(shè)在丁壩上游，與壩前淺灘起點相距一定距離處，也可設(shè)在丁壩的對岸；攔河壩上游流速減緩，泥沙易於淤積，閘壩洩洪或排沙時，下游產(chǎn)生沖刷泥沙增多，取水構(gòu)築物宜設(shè)在其影響範圍以外的地段。(6)避免冰淩的影響在北方地區(qū)的河流上設(shè)置取水構(gòu)築物時，應(yīng)避免冰淩的影響。取水構(gòu)築物應(yīng)設(shè)在水內(nèi)冰較少和不受流冰衝擊的地點，而不宜設(shè)在易於產(chǎn)生水內(nèi)冰的急流、冰穴、冰洞及支流出口的下游，儘量避免將取水構(gòu)築物設(shè)在流冰易於堆積的淺灘、沙洲、回流區(qū)和橋孔的上游附近。在水內(nèi)冰較多的河段，取水構(gòu)築物不宜設(shè)在冰水混雜地段，而宜設(shè)在冰水分層地段，以便從冰層下取水。(7)應(yīng)與河流的綜合利用相適應(yīng)選擇取水構(gòu)築物位置時，應(yīng)結(jié)合河流的綜合利用，如航運、灌溉、排洪、水力發(fā)電等，全面考慮，統(tǒng)籌安排。在通航河流上設(shè)置取水構(gòu)築物時，應(yīng)不影響航船通行，必要時應(yīng)按照航道部門的要求設(shè)置航標；應(yīng)注意瞭解河流上下游近遠期內(nèi)擬建的各種水工構(gòu)築物和整治規(guī)劃對取水構(gòu)築物可能產(chǎn)生的影響。

固定式取水構(gòu)築物與活動式取水構(gòu)築物相比具有取水可靠，維護管理簡單，適應(yīng)範圍廣等優(yōu)點，但投資較大，水下工程量較大，施工期長，在水源水位變幅較大時尤其突出。固定式取水構(gòu)築物設(shè)計時應(yīng)考慮遠期發(fā)展的需要，土建工程一般按遠期設(shè)計，一次建成，水泵機組設(shè)備可分期安裝。

3江河固定式取水構(gòu)築物採用岸邊式取水一般應(yīng)符合如下條件(1)河水主流靠近取水岸，或靠取水岸有穩(wěn)定的主流深槽，即岸邊有足夠的水深，能保證在最低水位時也可安全取水。(2)具有穩(wěn)定的河床和河岸，避免取水構(gòu)築物建成後，改變主流位置，而使取水地段產(chǎn)生淤積。(3)岸邊為地質(zhì)條件較好的陡坡，如巖石陡坡，這樣，取水構(gòu)築物設(shè)在陡岸可減少連接堤岸的工程量，同時岸堤對河流水力條件影響較小，不致引起河床變形。

(4)在水位變幅大，特別是急漲快落且流速大的取水河段上，採用豎井式岸邊取水構(gòu)築物，具有管理操作方便、取水安全可靠等優(yōu)點。(5)水中泥沙、漂浮物和冰淩較嚴重的河流上不適宜採用自流管取水時。江河固定式取水構(gòu)築物主要分為岸邊式和河床式兩種，此外還有鬥槽式。

直接從江河岸邊取水的構(gòu)築物，稱為岸邊式取水構(gòu)築物，由進水間和泵房兩部分組成。適用於岸邊較陡，主流近岸，岸邊有足夠水深，水質(zhì)和地質(zhì)條件較好，水位變幅不大的情況。按照進水間與泵房的合建與分建，岸邊式取水構(gòu)築物的基本型式可分為合建式和分建式。岸邊式取水構(gòu)築物1)合建式岸邊取水構(gòu)築物

合建式岸邊取水構(gòu)築物進水間與泵房合建，水經(jīng)進水孔進入進水室，再經(jīng)格網(wǎng)進入吸水室，然後由水泵抽送至水廠或用戶。進水孔上的格柵用以攔截水中粗大的漂浮物。進水間中的格網(wǎng)用以攔截水中細小的漂浮物。

合建式的優(yōu)點是佈置緊湊，占地面積小，水泵吸水管路短，運行安全，管理維護方便；缺點是土建結(jié)構(gòu)複雜，施工較困難。只有在岸邊水深較大，河岸較陡，同時河岸地質(zhì)條件良好的地方以及水位變幅和流速較大的河流才可採用。

(1)基礎(chǔ)呈階梯式在河岸地質(zhì)情況較好(岸邊為基巖)的條件下才可採用這種佈置形式，以保證不致因進水間與水泵間的基礎(chǔ)標高不同而引起構(gòu)築物的不均勻沉陷。由於進水間與水泵間的底部標高不同，可減小泵房的建築高度，節(jié)省土建投資，便於施工。但在枯水期低水位時，水泵不能自灌引水需採用抽真空方式或灌注壓力水引水方式，對運行管理不方便。(2)合建式岸邊取水構(gòu)築物，基礎(chǔ)呈水準佈置即進水間與水泵間的底在同一標高上。在岸邊地質(zhì)條件較差，不宜作階梯形基礎(chǔ)佈置時採用這種形式。這種形式的取水構(gòu)築物多用臥式泵，安裝在最低設(shè)計水位以下，使水泵自灌引水啟動，運行管理方便。但由於水泵間高度大，建築面積(包括相應(yīng)的進水間面積)也較大，因而造價較高，檢修不便，水泵間通風條件較差。為避免以上缺點，可採用立式泵，這種形式的進水間和上一種的相同，而吸水間在水泵間下麵，用不透水的隔板分開。此層隔板應(yīng)按最高洪水位時的靜水壓力求近行結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時應(yīng)十分嚴密(包括人孔及吸水管穿過隔板處，都應(yīng)做嚴密的防水措施)。隔板以上的水泵間也應(yīng)做嚴密的防水措施。這種佈置形式可減小建築面積降低土建投資，電機和電氣設(shè)備可設(shè)置在最高水位以上的操作間內(nèi)，通風和採光條件良好，操作管理方便。但是，立式防砂泵與電機連接軸長，水泵電機的安裝、檢修都比較麻煩，因此目前較少採用。在水位變化較大的河流上，水中漂浮物不多，取水量不大時，也可採用潛水泵取水。潛水泵和潛水電機可以設(shè)在岸邊進水間內(nèi)，亦可設(shè)在岸邊斜坡上。這種取水方式結(jié)構(gòu)簡單，造價低。但水泵電機檢修較困難。2)分建式岸邊取水構(gòu)築物

適用條件：靠近取水岸，水深岸陡，水位變幅較小，河床與河岸較穩(wěn)定，河岸地質(zhì)條件較差。採用分建式岸邊取水構(gòu)築物時，在地形及地質(zhì)條件允許的情況下，應(yīng)盡可能縮短水泵房與進水構(gòu)築物之間的距離。如受地形及地質(zhì)的自然條件限制，則要採取必要的結(jié)構(gòu)措施，縮短其間距，減短水泵吸水管路，有利於維護管理和增加運行的安全性。

與合建式岸邊取水構(gòu)築物形式相比，分建式取水構(gòu)築物顯然水泵吸水管長，水泵啟動所需時間較長，吸水管或吸水底閥漏水時，檢修困難?？偟膩砜?，合建式比分建式較為優(yōu)越。在地質(zhì)和施工條件許可下，尤其是對於取水量大，保水安全性要求較高的取水工程，應(yīng)盡可能採用合建式。但在地質(zhì)條件差，且施工技術(shù)力量薄弱，施工條件差，對水下施工有困難的情況下，宣採用分建式。岸邊式取水構(gòu)築物一般採用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。構(gòu)築物的平面形狀有圓形、矩形和橢圓形。採用何種形式，應(yīng)根據(jù)工藝佈置方案及其所確定的構(gòu)築物尺寸、荷載條件、構(gòu)造特點以及施工方法等來確定。圓形的取水構(gòu)築物其結(jié)構(gòu)性能較好，便於施工，受力條件較好但不便於佈置水泵等設(shè)備。矩形的取水構(gòu)築物則與圓形相反。而橢圓形取水構(gòu)築物兼有圓形及矩形取水構(gòu)築物的優(yōu)點。合建式與分建式比較

在水位變幅大的河流，岸邊式取水構(gòu)築物為了能在洪水位、常水位及枯水位均可取得含砂量較小的河水，一股在進水構(gòu)築物的外牆上設(shè)置兩層或兩層以上的進水孔。底層進水孔的下緣一般要高出河底0.5—1.0米．上緣宜低於設(shè)計最低水位0.50—1.0米。上層進水口的上緣則要求低於設(shè)計洪水位1.00一1.25米以下。為了截留水中粗大的懸浮雜質(zhì)及漂浮物，須在進水口設(shè)置格柵。格柵柵條寬一般採用10毫米，柵條間距為30一50毫米。為了進一步截留水中的細小雜質(zhì)，可在進水間與吸水間之間的縱向隔牆上設(shè)置濾網(wǎng)。岸邊式取水構(gòu)築物的構(gòu)造和計算

1)進水間進水間由進水室和吸水室兩部分組成，可與泵房分建或合建。分建時平面形狀有圓形、矩形、橢圓形等。圓形結(jié)構(gòu)性能較好，水流阻力較小，便於沉井施工，但不便於佈置設(shè)備。矩形則相反。進水間深度不大，用大開槽施工時可採用矩形。深度較大時宜採用圓形。橢圓形兼有兩者優(yōu)點，可用於大型取水。（1）根據(jù)安全運行，檢修和清洗、排泥等要求，進水室通常用隔牆分成可獨立工作的若干分隔。（2）一般每一分隔佈置一根進水管或一個進水孔口。（3）當河流水位變幅不大時，可採用單層進水孔口，當河流水位變幅超過6m時，可設(shè)置兩層或三層進水孔，上層進水孔的上緣應(yīng)在洪水位以下1.0m，下層進水孔的下緣至少應(yīng)高出河底0.5m，其上緣至少應(yīng)在設(shè)計量低水位以下0.3m。（4）當取水量大，採用軸流泵或混流泵取水時，進水室應(yīng)結(jié)合水泵前池設(shè)計的要求進行設(shè)計，以免影響水泵效率。（5）進水孔的高寬比，宜儘量配合格柵和閘門的標準尺寸。（6）進水孔口前應(yīng)設(shè)置格柵及閥門槽。

進水間設(shè)計要點

合建式進水間為非淹沒式，分建式進水間既可是非淹沒式，也可是半淹沒式。非淹沒式進水間的操作平臺在設(shè)計洪水位時仍露出水面，操作管理方便；半淹沒式進水間的操作平臺當水位超過設(shè)計水位時被淹沒，淹沒期間格網(wǎng)無法清洗，積泥無法排除，只適用於高水位歷時不長，泥沙及漂浮物不多的情況，但投資較省。進水間附屬設(shè)備

1、格柵設(shè)計要點格柵設(shè)於進水口(或取水頭部)的進水孔上，以攔截水中粗大的漂浮物及魚類，柵條厚度或直徑一般採用10mm，淨距通常採用30～120mm。柵條可以直接固定在進水孔上，也可放在進水孔外側(cè)的導槽中，清洗和檢修時便於拆卸。（1）格柵面積：K1=b/(b+s)(2)格柵一般按可拆卸設(shè)計，並考慮有人工或機械清除的措施。（3）格柵與水平面最好成65～75度傾角。（4）框架外形應(yīng)與進水口形狀一致。（5）通過格柵的水頭損失，一般採用0.05～0.1米。

格網(wǎng)設(shè)在進水間內(nèi)，用以攔截水中細小的漂浮物。格網(wǎng)分為旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)和平板格網(wǎng)兩種。旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)構(gòu)造複雜，所占面積大，但沖洗方便，攔汙效果好，適用於水中漂浮物較多，取水量較大的取水構(gòu)築物。旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)面積：2、格網(wǎng)設(shè)計

平板格網(wǎng)構(gòu)造簡單，所占位置小，可減小進水間尺寸，但網(wǎng)眼不能太小，因而不能攔截較細小漂浮物，且沖洗麻煩，每次沖洗都有部分雜質(zhì)進入吸水室，適用於中小取水量、漂浮物不多的情況。平板格網(wǎng)面積：(2)排泥、啟閉及起起吊設(shè)備河水進入進水間後流速減小，會有泥沙沉積，需及時排除。常用的排泥設(shè)備有排沙泵、排汙泵、射流泵、壓縮空氣提升器等。在進水間的進水孔、格網(wǎng)和橫向連通孔上都須設(shè)置閘閥、閘板等啟閉設(shè)備，常用的有平板閘門、滑閥及蝶閥等。為便於格網(wǎng)、格柵的清洗和檢修及閘門的啟閉和檢修，需在操作平臺上設(shè)置起吊設(shè)備。常用的起吊設(shè)備有電動捲揚機、電動和手動單軌吊車等。(3)防冰、防草措施在有冰凍的河流上取水時，必須採取防冰措加。常用的防冰措施有降低進水孔流速；利用電、熱水或蒸汽加熱格柵；在進水孔前引入廢熱水，在進水孔上游設(shè)置擋冰木排；利用管道引水使水內(nèi)冰在管道上浮。防止水草堵塞，可採用機械或水力方法及時清理格柵；在進水孔前設(shè)置擋草木排；在壓力管中設(shè)置除草器等措施。岸邊式取水泵房的設(shè)汁特點

(1)水泵選擇水泵選擇包括水泵型號選擇和水泵臺數(shù)確定。水泵臺數(shù)過多，將增大泵房面積和土建造價；水泵臺數(shù)過少，不利於運行調(diào)度，一般採用3～4臺。水泵型號應(yīng)儘量相同，以便互為備用。當供水量或揚程變化較大時，可考慮大小水泵搭配，以利調(diào)節(jié)。選泵時應(yīng)以近期水量為主，適當考慮遠期發(fā)展。(2)泵房佈置泵房的平面形狀有圓形、矩形、橢圓形、半圓形等。矩形便於佈置水泵、管路和起吊設(shè)備，而圓形受力條件好，當泵房深度較大時，土建費用較低。水泵機組、管路及附屬設(shè)備佈置，既要滿足安裝、操作、檢修的方便，為遠期發(fā)展留有餘地，又要儘量減小泵房面積、減低造價。(3)泵房地面層的設(shè)計標高岸邊式取水構(gòu)築物的泵房地面層(又稱泵房頂層進口平臺)的設(shè)計標高，應(yīng)分別按下列情況確定：當泵房位於管道邊時，採用設(shè)計最高水位加0.5m；當泵房位於江河邊時，採用設(shè)計最高水位加浪高再加0.5m；當泵房位於湖泊、水庫或海邊時，採用設(shè)計最高水位加浪高再加0.5m，並應(yīng)設(shè)有防止風浪爬高的措施。(4)泵房的通風採暖及附屬設(shè)備泵房應(yīng)有通風設(shè)施，深度不大時採取自然通風；深度較大時可採用機械通風。寒冷地區(qū)，泵房應(yīng)考慮採暖。為便於泵房內(nèi)設(shè)備的安裝、檢修，需要設(shè)置起吊設(shè)備。當水泵啟動時不能自灌時，應(yīng)採用真空泵和水射器引水。地下式或半地下式取水泵房須設(shè)置集水溝和排水泵，及時排除漏水及滲水。為便於調(diào)度、泵房內(nèi)還應(yīng)設(shè)置通訊、遙控等自動化設(shè)施。(5)泵房的防滲和抗浮取水泵房的側(cè)壁及底部，要求在水壓作用下不產(chǎn)生滲漏，因此必須注意混凝土的級配及施工品質(zhì)。取水泵房在岸邊時，將會受到河水和地下水的浮力作用，因此在設(shè)計時必須考慮抗浮。具體方式可以依靠自重或增加重物抗浮，也可將泵房底板與基巖嵌出或錨固在一起抗浮。

利用伸入江河中心的進水管和固定在河床上的取水頭部取水的構(gòu)築物，稱為河床式取水構(gòu)築物。河床式取水構(gòu)築物由取水頭部、進水管、集水間和泵房等部分組成。

當河床穩(wěn)定，河岸平坦，枯水期主流遠離取水岸，岸邊水深不夠或水質(zhì)較差，而河中心具有足夠的水深或水質(zhì)較好時，宜採用河床式取水構(gòu)築物。河床式取水構(gòu)築物河床式取水構(gòu)築物的類型

1)自流管取水自流管淹沒在水中，河水靠重力進入集水間，集水間可與泵房合建或分建。自流管取水工作可靠，但敷設(shè)自流管時開挖土石方量較大，適用於自流管埋深不大或河岸可以開挖敷設(shè)自流管時。在河流水位變幅較大，洪水期歷時較長，水中含沙量較高時，可在集水間壁上開設(shè)進水孔，或設(shè)置高位自流管取上層含沙量較少的水。自流管取水選擇自流管取水構(gòu)築物的位置時，特別要注意在洪水期河流底砂及草情對取水的影響。在洪水期容易發(fā)生泥砂淤積的河段，如主、支流交匯處，凸岸處或在河水回流區(qū)內(nèi)，均不宜佈置自流管取水構(gòu)築物。另外，在高渾濁度的遊蕩性河段或河心灘、河心洲發(fā)育的河段，也不宜採用自流管取水。2)虹吸管取水河水通過虹吸管進入集水井中，然後由水泵抽走。河水高於虹吸管頂時可自流進水；河水低於虹吸管頂時需抽真空。

當取水構(gòu)築物的位置處於枯水期主流遠離取水岸、水位又很低、河流水位變幅較大，以及河灘寬闊、岸坡高而陡、且河床多為堅硬的巖石或土質(zhì)的河床如果採用自流管取水，勢必自流管需要埋設(shè)很深，施工時要開挖大量的土石方，並且要進行水下施工或鋪設(shè)自流管道需要穿越防洪堤、防洪牆等水工構(gòu)築物時，宜採用虹吸管取水。

利用虹吸管管頂可以高於最低設(shè)計水位4—6米的特點，可大大減少管道的埋沒深度、節(jié)約土石方工程量、縮短工期、降低工程造價。採用虹吸管取水，需要安裝一套真空抽氣設(shè)備。水泵啟動前，先啟動真空泵，將虹吸管道抽真空引水。當虹吸管管徑較大且管路較長或河水在低水位時，真空抽氣時間較長，亦即水泵起動時間較長，運行管理不如自流管取水方便。虹吸管道施工品質(zhì)變求很高，必須嚴密不漏水。由於管路較長，一旦虹吸進水管發(fā)生漏氣現(xiàn)象，查漏檢修也十分困難。虹吸進水管設(shè)計要求

為確保安全取水的可靠性，虹吸進水管設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：(1)總虹吸高度一般採用4—6米；(2)虹吸管末端應(yīng)伸入集水井最低動水位以下1.0米，否則，虹吸作用易遭破壞，難以保證水泵的連續(xù)運行。(3)取水頭部應(yīng)保證足夠的淹沒水深，以防吸入空氣，(4)至少設(shè)計二根虹吸進水管，而每根虹吸管都應(yīng)設(shè)置單獨的真空管路；(5)虹吸進水管一般採用鋼管，管內(nèi)流速一般應(yīng)大於o．6米／秒。3)水泵直接吸水

不設(shè)集水間，水泵吸水管直接伸入河中取水。採用水泵吸水管直接取水的河床式取水構(gòu)築物，一般只限於取水量小，源水水質(zhì)較好的取水工程。水泵吸水管直接取水具有如下特點：(1)因無濾網(wǎng)設(shè)備，同時為防止水泵葉輪磨損過快，延長水泵使用年限，因此只是當河水水質(zhì)較好，即河水小泥砂(特別是顆粒粗大的泥砂)、漂浮物、青苔均較少時，宜採用之。(2)應(yīng)儘量採用吸水高度較大的水泵設(shè)備，泵房深度可以減少。同時由於不設(shè)集水井，施工簡單，土建工程造價一般較低。(3)因主流遠離取水岸、水泵吸水管路較長，故真空引水的時間也較長。其他問題（1）從安全取水考慮，只宜採用真空引水方式，不宜採用帶底閥的壓力灌水引水方式，否則，吸水底閥在洪水期失靈時，檢修十分困難。（2）吸水管最好採用鋼管，施工要求嚴密不漏氣。（3）吸水管一般埋設(shè)在河床下，當河床為非基巖時，最好採用頂管法施工，否則採用明開槽施工。也有不少小型取水工程把水泵吸水管架空在河中樁架之上，吸水頭部裝柵罩，或在取水口周圍攔截漂浮物，佈置簡單，不造圍堰，無水下工程，施工方便，節(jié)約投資。但只能在不妨礙水上航運的情況下才允許採用。4)橋墩式取水

整個取水構(gòu)築物建在水中，在進水間的壁上設(shè)置進水孔。

橋墩式取水構(gòu)築物建在河中，縮小了水流過水斷面，容易造成附近河床沖刷，基礎(chǔ)埋深大，水下工程量大，施工複雜，需要設(shè)置較長的引橋與岸邊連接，影響航運。

只有在枯水期主流遠離取水岸，水位變幅較大，河水含砂量高而岸坡較緩，且河床地質(zhì)條件不適宜建岸邊取水構(gòu)築物的情況下，對於一些大型的，取水安全要求高的取水工程，才考慮採用橋墩式取水。

與一般的河床式取水構(gòu)築物相比，橋墩式取水可在構(gòu)築物兩側(cè)壁開設(shè)進水孔，以擴大總進水面積，減小進水口的水流速度，或減小構(gòu)築物的平面尺寸；省去了取水頭部及埋設(shè)於河床下的自流進水管，集水井與泵房合建，使整個泵房系統(tǒng)簡化，便於集中力量進行突擊施工。橋墩式取水構(gòu)築物位置的選擇：在一般平原河流中宜選在順直微彎的深槽梢下處，且河床地質(zhì)條件良好的河段。在有河心洲、河心灘的分汊段的河流中，應(yīng)選在穩(wěn)定或發(fā)展的一汊道。在遊蕩性的河流中，宜選擇在主流線密集的河段，即河床較窄，變動性較小的河段上。豎井泵房濕井型、淹沒型、瓶型、框架型濕井式泵房實際上是自流管立式泵房，所不同的是集(吸)水井設(shè)在泵房的下部電動機、操作控制室設(shè)在泵房的上部。運行管理方便。泵房下部的集水井井筒內(nèi)外水位相同，所以並筒沒有特殊的防水要求，泵房本身也沒有抗浮要求，因而井筒筒壁可以減薄。此外，濕井式泵房所採用的水泵為深井泵和潛水泵，泵房的面積小，可節(jié)約土建投資，並且運行噪音低。

淹沒式泵房，是集水井、泵房等主要構(gòu)築物均建在常年洪水位以下，處於淹沒狀態(tài)，只在枯木期才露出水面的一種取水形式。這種泵房適用於水位變幅大、洪水期短、河水挾帶的漂浮物及含砂量均較少的河流同時具備河岸地基較穩(wěn)定等條件。

取水頭部運行中存在的最大問題就是泥砂和雜草的阻塞，從而影響取水的安全。要解決這個問題，首先應(yīng)該深入調(diào)查研究取得可靠的河流水文、水質(zhì)資料，根據(jù)河流的特徵，結(jié)合河流的地形、地質(zhì)條件，正確地選擇取水頭部的位置及形式，就可以較合理地解決取水頭部的堵塞與淤積問題，必要時還應(yīng)在取水口前加設(shè)攔草排和沉砂設(shè)施，可使部分的泥砂和漂浮物攔阻在取水頭部之外的河道中，保證取水頭部和引水管渠的安全運行．河床式取水構(gòu)築物的構(gòu)造和計算取水頭部形式取水頭部的形式繁多，一般有管式、蘑菇式、魚形罩式、箱式、橋墩式、岸邊隧洞式、樞架式、縱向底流槽敞開式、活動式、斜板(管)式等。以平面形狀不同可分為圓形、橢圓形、棱形、矩形、梯形、管形、混合形等。以結(jié)構(gòu)材料分有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、石砌結(jié)構(gòu)等。取水頭部佈置和形式的確定，除滿足水流條件外，還應(yīng)考慮地質(zhì)、結(jié)構(gòu)、施工、航運等因素。應(yīng)儘量減少水流對於取水頭部的阻力及局部沖刷，要防止因設(shè)置取水頭部而產(chǎn)生泥砂淤積，或?qū)е潞哟惭葑儭Ｔ谝恍┖哟沧冞w嚴重、河水含砂量大的河流中設(shè)置取水頭部時，應(yīng)進行水工模型試驗，以確定較合理酌取水頭部的位置和形式。管式取水頭部（喇叭管）管式取水頭部一般採用鋼結(jié)構(gòu)，具有構(gòu)造簡單，造價較低，施工方便等優(yōu)點。在河流水質(zhì)較好的條件下，中小型取水構(gòu)築物採用較多。喇叭口式取水頭部一般有順水流式、水準式、垂直水流向上式和垂直水流向下式四種佈置形式蘑菇式取水頭部

這種取水頭部進水方向是自帽蓋底下曲折流入，因進水時水層厚度最小，所以泥沙和懸浮物帶入較少。由於其頭部高度較大，所以只適用於設(shè)置在枯木期時仍有一定水深的河流中的中小型取水構(gòu)築物。

魚形罩式取水頭部，是改進的蓮蓬頭式，在筒身及其尾部圓錐頭上鑽有圓形孔眼，具有外形圓滑水流阻力小等優(yōu)點，而且進水流速小於河流流速，因此漂浮物不易吸附在罩面上，能避兔堵塞。魚形罩式取水頭部適用於水泵直吸式的中、小型取水構(gòu)築物。魚形罩式取水頭部

一般採用鋼筋混凝土製成的箱子，安置在河底，從一側(cè)設(shè)格柵進水，或在四周壁上開條縫進水。自流喇叭管設(shè)在箱內(nèi)。由於進水總面積大(一般為自流管斷面積的10一15倍)．故能使冰淩和泥砂進入箱內(nèi)。適用於水深較淺、含沙量不大，冬季潛冰較多的河流。箱式取水頭部

取水頭部應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定河床的深槽主流有足夠的水深處。側(cè)面進水孔下緣應(yīng)高出河底不小於0.5m，頂部進水孔應(yīng)高出河底1.0～1.5m以上。取水頭部進水孔的上緣在設(shè)計最低水位以下的淹沒深度，當頂部進水時不小於0.5m，側(cè)面進水時不小於0.3m，有冰淩時應(yīng)從冰淩下緣算起。虹吸管和吸水管進水時，其上緣的淹沒深度不小於1.0m。從頂部進水時，應(yīng)考慮進水流速大產(chǎn)生漩渦而影響淹沒深度。

取水頭部進水孔的流速要選擇恰當，流速過大，易帶入泥沙、雜草和冰淩；流速過小，會增大進水孔和取水頭部尺寸，增加造價和水流阻力。進水孔流速可根據(jù)河中泥沙及漂浮物的數(shù)量、有無冰淩、取水點的水流速度、取水量的大小等確定。一般有冰淩時取0.1～0.3m/s；無冰淩時取0.2～0.6m/s。2)進水管進水管有自流管、進水暗渠、虹吸管等。自流管一般採用鋼管、鑄鐵管和鋼筋混凝土管。虹吸管要求嚴密不漏氣，宜採用鋼管，但埋在地下的亦可採用鑄鐵管。進水暗渠一般用鋼筋混凝土。為了提高進水的安全可靠性和便於清洗檢修，進水管一般不應(yīng)少於兩條。當一條進水管停止工作時，其餘進水管通過的流量應(yīng)滿足事故用水要求。

進水管的管徑應(yīng)按正常供水時的設(shè)計水量和流速決定。管中流速不應(yīng)低於泥沙顆粒的不淤流速，以免泥沙沉積；但也不宜過大，以免水頭損失過大；增加集水間和泵房深度。進水管流速一般不小於0.60m/s，水量較大、含沙量較大、進水管