取水工程(4-6課時(shí))

2.2取水構(gòu)筑物設(shè)置位置的意義與要求

意義：江河取水構(gòu)筑物位置的選擇是否恰當(dāng)，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(yùn)行管理以及河流的綜合利用。要求：深入現(xiàn)場(chǎng)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(gè)可能的取水位置方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從中選擇最優(yōu)的方案。2.2.1位置選擇考慮因素1、設(shè)在水質(zhì)較好的地段

城市和工業(yè)企業(yè)的上游，避開污水排放口100m以上，并建立衛(wèi)生防護(hù)帶。岸邊水質(zhì)差時(shí)可伸入江心取水。避開河流中的回水區(qū)和死水區(qū)，防止泥沙、漂浮物堵塞和淤積取水口。沿海地區(qū)受潮汐影響的取水口，應(yīng)考慮海水對(duì)河水影響的措施。2、具有穩(wěn)定河床和河岸，靠近主流，有足夠的水深彎曲河段上，取水構(gòu)筑物位置宜設(shè)在河流的凹岸；如果在凸岸的起點(diǎn)，主流尚未偏離時(shí)，或在凸岸的起點(diǎn)或終點(diǎn)；主流雖已偏離，但離岸不遠(yuǎn)有不淤積的深槽時(shí)，仍可設(shè)置取水構(gòu)筑物。在順直河段上，取水構(gòu)筑物位置宜設(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(diǎn)，在取水構(gòu)筑物處的水深一般要求不小于2.5～3.0m。有邊灘、沙洲河段，注意其形成原因、形態(tài)和趨勢(shì)，不宜設(shè)置在可移動(dòng)的邊灘、沙洲下游；一般設(shè)置在其上游不小于500m處合適地段。有支流匯入河段，由于干流、支流漲水的先后、幅度不同，容易在匯入口形成堆積錐，取水口應(yīng)離開匯入口上下游足夠的距離，多設(shè)置在匯入口干流的上游河段上。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程4在游蕩性河段設(shè)置固定式取水口比較困難，必要時(shí)刻改變?nèi)∷畼?gòu)筑物型式或者對(duì)河道進(jìn)行整治，保證取水河段的穩(wěn)定性。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程53、具有良好的地質(zhì)、地形及施工條件取水構(gòu)筑物應(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)筑物不宜設(shè)在有寬廣河漫灘的地方，以免進(jìn)水管過長(zhǎng)；選擇取水構(gòu)筑物位置時(shí)，要盡量考慮到施工條件，除要求交通運(yùn)輸方便，有足夠的施工場(chǎng)地外，還要盡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)位置選擇應(yīng)與工業(yè)布局和城市規(guī)劃相適應(yīng)，全面考慮給水系統(tǒng)的合理布置。在保證取水安全的前提下，應(yīng)盡可能靠近主要用水地區(qū)，以縮短輸水管線的長(zhǎng)度，減少輸水管的投資和輸水電費(fèi)。此外，輸水管的敷設(shè)應(yīng)盡量減少穿過天然或人工障礙物。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程65、注意人工構(gòu)筑物或天然障礙物應(yīng)避開橋前水流滯緩段和橋后沖刷、落淤段，一般設(shè)在橋前0.5～1.0km或橋后1.0km以外；與丁壩同岸時(shí)，應(yīng)設(shè)在丁壩上游，與壩前淺灘起點(diǎn)相距一定距離處，也可設(shè)在丁壩的對(duì)岸；攔河壩上游流速減緩，泥沙易于淤積，閘壩泄洪或排沙時(shí)，下游產(chǎn)生沖刷泥沙增多，取水構(gòu)筑物宜設(shè)在其影響范圍以外的地段。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程7

6、避免冰凌的影響

取水構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)在水內(nèi)冰較少和不受流冰沖擊的地點(diǎn)，而不宜設(shè)在易于產(chǎn)生水內(nèi)冰的急流、冰穴、冰洞及支流出口的下游，盡量避免設(shè)在流冰易于堆積的淺灘、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)筑物不宜設(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)筑物位置時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流的綜合利用，如航運(yùn)、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)筑物時(shí)，應(yīng)不影響航船通行，必要時(shí)應(yīng)按照航道部門的要求設(shè)置航標(biāo)；應(yīng)注意了解河流上下游近遠(yuǎn)期內(nèi)擬建的各種水工構(gòu)筑物和整治規(guī)劃對(duì)取水構(gòu)筑物可能產(chǎn)生的影響。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程82.2.2取水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的一般原則

1、對(duì)于大型取水構(gòu)筑物，當(dāng)河道及水文條件復(fù)雜或取水量占枯水量比例較大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行水工模型試驗(yàn)。2、取水構(gòu)筑物的最高水位按1%頻率設(shè)計(jì)；枯水量按90～97%，枯水位90～99%保證率進(jìn)行。3、取水構(gòu)筑物的型式，應(yīng)根據(jù)水量、水質(zhì)要求，結(jié)合河床地形、地質(zhì)、河床沖淤，水深及水位變幅，泥沙及漂浮物、冰情和航運(yùn)因素、施工條件等因素，在保證安全可靠的前提下，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。4、取水構(gòu)筑物應(yīng)根據(jù)水源情況，采取防止下列情況發(fā)生的保護(hù)措施：（1）漂浮物、泥沙、冰凌、冰絮和水生生物的堵塞；（2）洪水沖刷、淤積，冰凍層擠壓和雷擊的破壞；（3）冰凌、木筏、船只的撞擊；（4）在通航河道上，根據(jù)河道部門的要求在取水構(gòu)筑物附近設(shè)立標(biāo)識(shí)。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程92.3固定式取水構(gòu)筑物

1、概念：在地表水源的開發(fā)利用過程中，習(xí)慣上把不經(jīng)過筑壩攔蓄江河水，而在岸邊和河中直接修建固定的取水設(shè)施成為固定式取水構(gòu)筑物。2、特點(diǎn):（1）應(yīng)用最為廣泛，與活動(dòng)式取水構(gòu)筑物相比具有取水可靠，維護(hù)管理簡(jiǎn)單，適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但投資較大，水下工程量較大，施工期長(zhǎng)，在水源水位變幅較大時(shí)尤其突出。（2）固定式取水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的需要，土建工程一般按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)，一次建成，水泵機(jī)組設(shè)備可分期安裝。3、分類：江河固定式取水構(gòu)筑物主要分為岸邊式和河床式兩種，另外還有斗槽式等。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程102.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物

1、概念：直接從江河岸邊取水的構(gòu)筑物，稱為岸邊式取水構(gòu)筑物，由進(jìn)水間和泵房?jī)刹糠纸M成。適用于岸邊較陡，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。由進(jìn)水室、吸水室及泵房構(gòu)成。

2、分類：按照進(jìn)水間（含進(jìn)水室、吸水室）與泵房的合建與分建，岸邊式取水構(gòu)筑物的基本型式可分為合建式和分建式。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程112.3.1.1合建式岸邊取水構(gòu)筑物概念：進(jìn)水間與泵房合建，水經(jīng)進(jìn)水孔進(jìn)入進(jìn)水室，再經(jīng)格網(wǎng)進(jìn)入吸水室，然后由水泵抽送至水廠或用戶。進(jìn)水孔上的格柵用以攔截水中粗大的漂浮物。進(jìn)水間中的格網(wǎng)用以攔截水中細(xì)小的漂浮物。優(yōu)缺點(diǎn)：合建式構(gòu)筑物布置緊湊，占地面積小，水泵吸水管路短，運(yùn)行管理方便；但土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工較困難。布置分類：（1）當(dāng)?shù)鼗鶙l件較好時(shí)，進(jìn)水間與泵房的基礎(chǔ)可以建在不同的標(biāo)高上，呈階梯式布置，以利用水泵吸水高度減小泵房深度，有利于施工和降低造價(jià)，但水泵啟動(dòng)時(shí)需要抽真空。（2）當(dāng)?shù)鼗鶙l件較差時(shí)，為避免不均勻沉降，或者水泵需要自灌啟動(dòng)時(shí)，宜將進(jìn)水間與泵房的基礎(chǔ)建在相同標(biāo)高上，泵房較深，土建費(fèi)用增加，通風(fēng)及防潮條件差，操作管理不甚方便。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程12為縮小泵房面積，減小泵房深度，降低泵房造價(jià)，可采用立式泵或軸流泵取水。這種布置電機(jī)設(shè)在泵房上層，操作方便，通風(fēng)條件較好。但立式泵安裝較困難，檢修不方便。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程13在水位變化較大的河流上，水中漂浮物不多，取水量不大時(shí)，也可采用潛水泵取水。潛水泵和潛水電機(jī)可以設(shè)在岸邊進(jìn)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(jiǎn)單，造價(jià)低。但水泵電機(jī)檢修較困難。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程142.3.1.2分建式岸邊取水構(gòu)筑物適用條件：當(dāng)岸邊地質(zhì)條件較差，進(jìn)水間不宜與泵房合建時(shí)，或者分建對(duì)結(jié)構(gòu)和施工有利時(shí)，宜采用分建式。要求：分建式進(jìn)水間設(shè)于岸邊，泵房建于岸內(nèi)地質(zhì)條件較好的地點(diǎn)，但不宜距進(jìn)水間太遠(yuǎn)，以免吸水管過長(zhǎng)。特點(diǎn)：土建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工較容易，但操作管理不便，吸水管路較長(zhǎng)，增加了水頭損失，運(yùn)行安全性不如合建式。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程152.3.1.3岸邊取水構(gòu)筑物構(gòu)造及計(jì)算進(jìn)水間：進(jìn)水間包括進(jìn)水室和吸水室兩部分。分建時(shí)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，便于沉井施工，但不便于布置設(shè)備。矩形則相反。進(jìn)水間深度不大，用大開槽施工時(shí)可采用矩形。深度較大時(shí)宜采用圓形。橢圓形兼有兩者優(yōu)點(diǎn)，可用于大型取水。進(jìn)水間通常用橫向隔墻分成幾個(gè)能獨(dú)立工作的分格。當(dāng)分格數(shù)較少時(shí)，設(shè)連通管互相連通。分格數(shù)應(yīng)根據(jù)安全供水要求、水泵臺(tái)數(shù)及容量、清洗排泥周期、運(yùn)行檢修時(shí)間、格柵類型等因素確定。一般不少于兩格。大型取水工程最好一臺(tái)泵一個(gè)分格。進(jìn)水孔：河流水位變幅在6m以上時(shí)，一般設(shè)置兩層進(jìn)水孔，上層進(jìn)水孔的上緣應(yīng)在洪水位以下1.0m，下層進(jìn)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(jì)量低水位以下0.3m。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程16進(jìn)水孔的高寬比，宜盡量配合格柵和閘門的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。進(jìn)水間上部操作平臺(tái)設(shè)有格柵、格網(wǎng)、閘門等設(shè)備的起吊裝置和沖洗系統(tǒng)。吸水室用于安裝水泵吸水管，其設(shè)計(jì)要求與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徑、數(shù)量和布置要求確定。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程17岸邊取水構(gòu)筑物構(gòu)造及計(jì)算合建式進(jìn)水間為非淹沒式，分建式進(jìn)水間既可是非淹沒式，也可是半淹沒式。非淹沒式進(jìn)水間的操作平臺(tái)在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)仍露出水面，操作管理方便；半淹沒式進(jìn)水間的操作平臺(tái)當(dāng)水位超過設(shè)計(jì)水位時(shí)被淹沒，淹沒期間格網(wǎng)無法清洗，積泥無法排除，只適用于高水位歷時(shí)不長(zhǎng)，泥沙及漂浮物不多的情況，但投資較省。進(jìn)水間附屬設(shè)備格柵、格網(wǎng)及沖洗設(shè)備：格柵設(shè)于進(jìn)水口(或取水頭部)的進(jìn)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采用10mm，凈距通常采用30～120mm。柵條可以直接固定在進(jìn)水孔上，也可放在進(jìn)水孔外側(cè)的導(dǎo)槽中，清洗和檢修時(shí)便于拆卸。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程18格柵面積：式中：F0—格柵面積，m2Q—流量，m3/sK1—柵條的堵塞系數(shù)，0.75K2—柵條的面積減小系數(shù)

V0—過柵流速，m/s面積減小系數(shù)：式中：b—柵條寬度，mms—柵條間距，mm格柵規(guī)定：據(jù)調(diào)查，柵條凈距大都在40～100mm，個(gè)別最小為20mm(南京城北水廠1996年建成)，最大為120mm(湘潭一水廠)；現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50265對(duì)攔污柵柵條凈距規(guī)定：對(duì)于軸流泵，可取D0/20；對(duì)于混流泵和離心泵，可取D0/30，D0為水泵葉輪直徑。最小凈距不得小于50mm。過柵流速：確定取水頭部外形尺寸的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。如流速過大，易帶入泥沙、雜草和冰凌；流速過小，會(huì)加大頭部尺寸，增加造價(jià)。因此過柵流速應(yīng)根據(jù)條文規(guī)定的諸因素決定。如取水地點(diǎn)的水流速度大，漂浮物少，取水規(guī)模大，則過柵流速可取上限，反之，則取下限。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程192024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程20實(shí)例調(diào)查：淹沒式取水頭部進(jìn)水孔的過柵流速(無冰絮)多數(shù)在0.2～0.6m/s，最小為0.02m/s(九江河?xùn)|水廠，取水規(guī)模只有188m3/h)，最高為2.0m/s(南京上元門水廠)。東北地區(qū)淹沒式取水頭部的過柵流速多數(shù)在0.1～0.3m/s(有冰絮)，對(duì)于岸邊式取水構(gòu)筑物，格柵起吊、清渣都很方便，故過柵流速比河床式取水構(gòu)筑物的規(guī)定略高。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程21格網(wǎng)設(shè)在進(jìn)水間內(nèi)，用以攔截水中細(xì)小的漂浮物。格網(wǎng)分為旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)和平板格網(wǎng)兩種。ε，水流收縮系數(shù)，0.64～0.80旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)構(gòu)造復(fù)雜，所占面積大，但沖洗方便，攔污效果好，適用于水中漂浮物較多，取水量較大的取水構(gòu)筑物。構(gòu)造：上下旋轉(zhuǎn)輪，電動(dòng)機(jī)；金屬框及金屬網(wǎng)；網(wǎng)眼尺寸4x4~10x10mm，網(wǎng)絲直徑0.8~1.0mm。材料：銅絲、鍍鋅鋼絲、不銹鋼絲分類：直流進(jìn)水、網(wǎng)外進(jìn)水，網(wǎng)內(nèi)進(jìn)水。直流進(jìn)水：優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)網(wǎng)外進(jìn)水：優(yōu)缺點(diǎn)網(wǎng)內(nèi)進(jìn)水：優(yōu)缺點(diǎn)運(yùn)行：連續(xù)或者間歇面積計(jì)算2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程22安裝水頭損失：（0.15~0.3）m2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程232024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程24平板格網(wǎng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，所占位置小，可減小進(jìn)水間尺寸，但網(wǎng)眼不能太小，因而不能攔截較細(xì)小漂浮物，且沖洗麻煩，每次沖洗都有部分雜質(zhì)進(jìn)入吸水室，適用于中小取水量、漂浮物不多的情況。平板格網(wǎng)面積：構(gòu)造：小面積，單層；大面積，雙層。材料：銅絲、鍍鋅鋼絲、不銹鋼絲安裝：放置在軌道內(nèi)維護(hù)：及時(shí)沖洗，防止水位差過大導(dǎo)致網(wǎng)破裂。（20-50）m水柱沖洗。參數(shù)規(guī)定及含義：V1—過網(wǎng)流速，0.2～0.4m/s；k1—網(wǎng)絲導(dǎo)致面積減少系數(shù)b2/(b+d)2k2—阻塞導(dǎo)致的面積減少系數(shù)，一般采用0.5

?—水流收縮系數(shù)，一般采用0.64~0.8水頭損失：（0.1~0.2）m例題P1992024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程252024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程26排泥、啟閉及起起吊設(shè)備河水進(jìn)入進(jìn)水間后流速減小，會(huì)有泥沙沉積，需及時(shí)排除。常用的排泥設(shè)備有排沙泵、排污泵、射流泵、壓縮空氣提升器等。在進(jìn)水間的進(jìn)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。為便于格網(wǎng)、格柵的清洗和檢修及閘門的啟閉和檢修，需在操作平臺(tái)上設(shè)置起吊設(shè)備。常用的起吊設(shè)備有電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、電動(dòng)和手動(dòng)單軌吊車等。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程27防冰、防草措施在冰凍的河流上取水時(shí)，須采取防冰措加。常用的防冰措施有降低進(jìn)水孔流速；利用電、熱水或蒸汽加熱格柵；在進(jìn)水孔前引入廢熱水，在進(jìn)水孔上游設(shè)置擋冰木排；利用渠道引水使水內(nèi)冰在渠道上浮。防止水草堵塞，可采用機(jī)械或水力方法及時(shí)清理格柵；在進(jìn)水孔前設(shè)置擋草木排；在壓力管中設(shè)置除草器等措施。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程28岸邊式取水泵房的設(shè)計(jì)特點(diǎn)水泵選擇：包括水泵型號(hào)選擇和水泵臺(tái)數(shù)確定。水泵臺(tái)數(shù)過多，將增大泵房面積和土建造價(jià)；水泵臺(tái)數(shù)過少，不利于運(yùn)行調(diào)度，一般采用3～4臺(tái)。水泵型號(hào)應(yīng)盡量相同，以便互為備用。當(dāng)供水量或揚(yáng)程變化較大時(shí)，可考慮大小水泵搭配，以利調(diào)節(jié)。選泵時(shí)應(yīng)以近期水量為主，適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。泵房布置泵房的平面形狀有圓形、矩形、橢圓形、半圓形等。矩形便于布置水泵、管路和起吊設(shè)備，而圓形受力條件好，當(dāng)泵房深度較大時(shí)，土建費(fèi)用較低。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程29水泵機(jī)組、管路及附屬設(shè)備布置，既要滿足安裝、操作、檢修的方便，為遠(yuǎn)期發(fā)展留有余地，又要盡量減小泵房面積、減低造價(jià)。泵房頂層設(shè)計(jì)標(biāo)高：泵房頂層進(jìn)口平臺(tái)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，當(dāng)泵房位于渠道邊時(shí)，采用設(shè)計(jì)最高水位加0.5m；當(dāng)泵房位于江河邊時(shí)，采用設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m；當(dāng)泵房位于湖泊、水庫(kù)或海邊時(shí)，采用設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m，并應(yīng)設(shè)有防止風(fēng)浪爬高的措施。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程30泵房的通風(fēng)采暖及附屬設(shè)備泵房應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施，深度不大時(shí)自然通風(fēng)；深度較大時(shí)機(jī)械通風(fēng)。寒冷地區(qū)，泵房應(yīng)考慮采暖。為便于泵房?jī)?nèi)設(shè)備的安裝、檢修，需要設(shè)置起吊設(shè)備。當(dāng)水泵啟動(dòng)時(shí)不能自灌時(shí)，應(yīng)采用真空泵和水射器引水。地下或半地下式取水泵房須設(shè)置集水溝和排水泵，及時(shí)排除漏水及滲水。為便于調(diào)度、泵房?jī)?nèi)還應(yīng)設(shè)置通訊、遙控等自動(dòng)化設(shè)施。岸邊式取水泵房的設(shè)計(jì)特點(diǎn)2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程31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(jí)配及施工質(zhì)量。取水泵房在岸邊時(shí)，將會(huì)受到河水和地下水的浮力作用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)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。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程322.2.2河床式取水構(gòu)筑物概念：利用伸入江河中心的進(jìn)水管和固定在河床上的取水頭部取水的構(gòu)筑物，稱為河床式取水構(gòu)筑物。河床式取水構(gòu)筑物由取水頭部、進(jìn)水管、集水間和泵房等部分組成。適用條件：當(dāng)河床穩(wěn)定，河岸較平坦，枯水期主流遠(yuǎn)離岸邊，岸邊水深不夠或水質(zhì)不好，而河中心具有足夠的水深或水質(zhì)較好時(shí)，宜采用河床式取水構(gòu)筑物。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程33河床式取水構(gòu)筑物類型自流管取水：自流管淹沒在水中，河水靠重力進(jìn)入集水間，集水間可與泵房合建或分建。該方式工作可靠，但敷設(shè)自流管時(shí)開挖土石方量較大，適用于自流管埋深不大或河岸可以開挖敷設(shè)自流管時(shí)。在河流水位變幅較大，洪水期歷時(shí)較長(zhǎng)，水中含沙量較高時(shí)，可在集水間壁上開設(shè)進(jìn)水孔，或設(shè)置高位自流管取上層含沙量較少的水。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程34河床式取水構(gòu)筑物類型虹吸管取水：河水通過虹吸管進(jìn)入集水井中，然后由水泵抽走。河水高于虹吸管頂時(shí)可自流進(jìn)水；河水低于虹吸管頂時(shí)需抽真空。適用于河灘寬闊，河岸較高且為堅(jiān)石，埋設(shè)自流管需開挖大量土石方，或管道需要穿越防洪堤時(shí)。虹吸管取水可減少水下土石方量，縮短工期，節(jié)約投資。但對(duì)管材及施工質(zhì)量要求較高，運(yùn)行管理要求嚴(yán)格，需裝置真空設(shè)備，工作可靠性不如自流管。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程35河床式取水構(gòu)筑物類型水泵直接吸水:不設(shè)集水間，水泵吸水管直接伸入河中取水。可利用水泵吸水高度減小泵房深度，省去集水間，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)較低。適用于水中漂浮物不多，吸水管不長(zhǎng)的中小型取水泵房。在不影響航運(yùn)時(shí)，水泵吸水管可以架空敷設(shè)在樁架或支墩上。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程36河床式取水構(gòu)筑物類型橋墩式取水:整個(gè)取水構(gòu)筑物建在水中，在進(jìn)水間的壁上設(shè)置進(jìn)水孔。由于構(gòu)筑物建在河中，縮小了水流過水?dāng)嗝妫菀自斐筛浇哟矝_刷，基礎(chǔ)埋深大，水下工程量大，施工復(fù)雜，需要設(shè)置較長(zhǎng)的引橋與岸邊連接，影響航運(yùn)，只適用于江河斷面寬、含沙量高、取水量大、岸邊平緩、岸邊無條件建泵房的情況。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程37河床式取水構(gòu)筑物的構(gòu)造和設(shè)計(jì)取水頭部類型：型式很多，常用的有喇叭管、蘑菇形、魚形罩、箱式、橋墩式等。喇叭管取水頭部：將設(shè)有格柵的金屬喇叭管用樁架或支墩固定在河床上。這種頭部構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，施工方便，適宜在中小取水量時(shí)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。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程38河床式取水構(gòu)筑物的構(gòu)造和設(shè)計(jì)蘑菇形：在向上的喇叭管上加金屬帽蓋。河水由帽蓋底部流入，帶入的泥沙及漂浮物較少；但頭部高度較大，要求設(shè)置在枯水期時(shí)仍有一定水深，適用于中小型取水構(gòu)筑物。魚形罩：兩端帶有圓錐頭部的圓筒，在圓筒表面和背水圓錐面上開設(shè)圓形進(jìn)水孔。外形趨于流線型，進(jìn)水面積大，進(jìn)水孔流速小，水流阻力小，漂浮物難于吸附在罩上，可減輕水草堵塞，適宜于水泵直接從河中取水時(shí)采用。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程39河床式取水構(gòu)筑物的構(gòu)造和設(shè)計(jì)箱式取水頭部由周邊開設(shè)進(jìn)水孔的鋼筋混凝土箱和設(shè)在箱內(nèi)的喇叭管組成。由于進(jìn)水孔總面積較大，能減少冰凌和泥沙進(jìn)入量。適宜在冬季冰凌較多或含沙量不大，水深較小的河流上采用。中小型取水工程中用得較多。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程40河床式取水構(gòu)筑物的構(gòu)造和設(shè)計(jì)2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程41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(jìn)水孔下緣應(yīng)高出河底不小于0.5m，頂部進(jìn)水孔應(yīng)高出河底1.0～1.5m以上。取水頭部進(jìn)水孔的上緣在設(shè)計(jì)最低水位以下的淹沒深度，當(dāng)頂部進(jìn)水時(shí)不小于0.5m，側(cè)面進(jìn)水時(shí)不小于0.3m，有冰凌時(shí)應(yīng)從冰凌下緣算起。虹吸管和吸水管進(jìn)水時(shí)，其上緣的淹沒深度不小于1.0m。從頂部進(jìn)水時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)水流速大產(chǎn)生漩渦而影響淹沒深度。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程42取水頭部進(jìn)水孔的流速要選擇恰當(dāng)，流速過大，易帶入泥沙、雜草和冰凌；流速過小，會(huì)增大進(jìn)水孔和取水頭部尺寸，增加造價(jià)和水流阻力。進(jìn)水孔流速可根據(jù)河中泥沙及漂浮物的數(shù)量、有無冰凌、取水點(diǎn)的水流速度、取水量的大小等確定。一般有冰凌時(shí)取0.1～0.3m/s；無冰凌時(shí)取0.2～0.6m/s。2)進(jìn)水管進(jìn)水管有自流管、進(jìn)水暗渠、虹吸管等。自流管一般采用鋼管、鑄鐵管和鋼筋混凝土管。虹吸管要求嚴(yán)密不漏氣，宜采用鋼管，但埋在地下的亦可采用鑄鐵管。進(jìn)水暗渠一般用鋼筋混凝土。為了提高進(jìn)水的安全可靠性和便于清洗檢修，進(jìn)水管一般不應(yīng)少于兩條。當(dāng)一條進(jìn)水管停止工作時(shí)，其余進(jìn)水管通過的流量應(yīng)滿足事故用水要求。2024/2/2水資源利用與取水工程－取水工程43進(jìn)水管的管徑應(yīng)按正常供水時(shí)的設(shè)計(jì)水量和流速?zèng)Q定。管中流速不應(yīng)低于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(jìn)水管流速一般不小于0.60m/s，水量較大、含沙量較大、進(jìn)水管短時(shí)，流速可適當(dāng)增大。一條管線沖洗或檢修時(shí)，管中流速允許達(dá)到1.5～2.0m/s。自流管一般埋設(shè)在河床下0.5～1.Om，如需敷設(shè)在河床上時(shí)，須用塊石或支墩固定。自流管的坡度和坡向應(yīng)視具體條件而定，可以坡向河心、坡向集水間或水平敷設(shè)。虹吸管的虹吸高度一般不大于4～6m，虹吸管末端至少應(yīng)伸入集水井最低動(dòng)水位以下1.0m；虹吸管應(yīng)朝集水間方向上升，最小坡度為0.003～0.005；每條虹吸管宜設(shè)置單獨(dú)的真空管路，以免互相影響。2024/