取水工程

重力坝
它的优点在于：安全可靠，对 地形相地质条件适应性好，便于施 工导流；可以利用坝顶溢流或在坝 内设置泄水孔，故易解决泄流问题； 设计、施工简单。 但扬压力大，材料用量多，施 工期坝体散热困难等则成为其主要 缺点。
拱坝是空间壳体结构，它在平面上呈凸向上游的拱形，垂直断面比重力坝荡。 作用于坝体土的载荷，大部分通过拱的作用传至两岸基岩，部分载荷通过垂直坝 面悬臂梁的作用传至坝底河床基岩。由于这种拱形结构的作用，坝内应力以压应 力为主，坝体的稳定性主要是依靠两岸坝肩的反力作用。
地下水取水建筑物
地下水取水构筑物是给水工程的重要组成部分之一。它的任务是从地下水 水源中取合格的地下水，并送至水厂或用户。 取水位置选择: 1.应选择在水质良好、不易受污染的富水地段 2.应尽可能靠近主要用水区
3.应有良好的卫生防护条件．为避免污染, 城市生活饮用水的取水点 应设在地下水的上游
地下水取水建筑物主要形式： １．管井： 一般指用凿井机械开凿至含水层
按取水口工程构筑物构造型式，分为固定、移 动取水构筑物两类
固定式取水建筑物 习惯上把不经过筑坝拦蓄河水，而在岸边直接修建的固定的 取水设施称之为固定式。意即集水井池和泵房都是固定的，但为 避免河水位变化较大的缺点，建筑物高度需相应增加，其投资大， 水下工程量大，施工期长。但由于取水安全，维修管理方便，适 用范围广，故是目前应用最广泛的一种。 依据取水点位置和特点可分为岸坡式、河床式和斗槽式，分 别适应不同的取水量和水质要求，不同的河床地形及地质条件， 不同的水深和水位变幅以及施工条件等。
主要优点: 就地取材，造价便宜；可适应各种地质条件，施工简单方便，工作可靠 寿命长是。
弱点: 但坝顶不能泄流，需另设置溢洪道，施工导流、防洪渡汛困难大，抗御超标 准洪水能力低。 土坝在其工作中一般存在坝坡稳定问题，渗流和沉陷及冲刷影响。
蓄水工程之:泄水建筑物
用来宣泄洪水期间或其他情况下水库（或渠道）中多余水量 以保证大坝安全的建筑物。包括河床溢洪道（如溢流坝、泄洪闸、 泄水孔等）和河岸溢洪道（明渠和泄水隧洞等）。
中，用井壁管保护并壁，垂直地 面的直井 主要由并室、并壁管、过滤 器、沉淀管等部分组成 井室
1. 水量可靠 2. 水质良好 3. 地下水与地表水联合使用 4. 选用地下水 5. 全面考虑、统筹安排、综合考虑
地 表 水 资 源 取 水 工 程 构 筑 物 分 类
自流引水工程之: 无坝取水
定义: 当河道枯水时期的水位和流量都能满足灌溉或城市供水要求时，可在 岸边选择适宜地点，设置取水建筑物，自流引水灌溉或提水供水，这种取水称 为无坝取水。 无坝取水的主要建筑物就是进水闸。为了便于引水和防止泥沙进入渠道， 进水闸一般应设在河道的凹岸。当凹岸没有适当的洄址时，也可以建于平直河 段，取水角度（引水渠道轴线与河 流流向的夹角），即右上图中的θ角， 应小于90度。一般说来，设计取水流 量不超过河流流量的30％，否则难 以保证各用水时期都能引取足够的流量。
活在缺水地区
至9月4日, 旱灾夺走73.61亿元 据重庆市救灾办最新统计，受特 大干旱影响，重庆市八百万农业 人口饮水困难，超过留守在家人 口的百分之五十；一千六百万亩 粮食作物严重受灾，占该市耕地 面积的百分之五十以上。 以井聚水：机井应急，临渴掘井， 聚水红层。
据报道,至2006年9月5日重庆各 地依靠提水、引水、打井等各种 措施缓解了400万人、400多万头 大牲畜的临时饮水困难。
实现水资源的优化配置有各种手段。而工程手段就是其中之一, 无论是资源 性缺水还是工程性(经济性)缺水，其最主要的工程手段都是在水源处修建取水工 程。然后通过输水工程送到用水处。有时，为了把丰水地区的水资源调到缺水地 区, 还需要实施跨流域的远距离调水，对水资源进行地理上的再配置。
供水水源的选择
水源是取水工程研究解决的首要任务 原则：
案例:
常青都江堰：令多少现代水利工wk.baidu.com汗颜
都江堰的水沙控制原理
第一点，水分四六，形成洪水季节内江分四成、外江分六成的 天然四、六分流
第二点，弯道环流
第三点，泄流飞沙
鱼嘴
宝瓶口
飞沙堰
自流引水工程之: 有坝取水
定义: 虽然河流水量丰富，但水位较低．当不能进行自流灌溉、引水发电及 城市供水时，可以在适当地点，建筑溢流坝或拦河闸，抬高水位以满足各个 用水部门的需要，这种取水，称为有坝取水。
基础星阶梯形的台建式岸边取水构筑物
分建式岸边取水构筑物
优缺点:
合建式工程布置紧凑，总建筑面积小，吸水管路短、 运行安全．维护方便；但土建结构复杂，适用于岸 边陡峻，水深且地质条件较好，水位变幅，流 速均较大的河流。 分建式土建结构简单，易施工，但吸水管长，增加了 水头损失，管理欠方便，安全性较差。
取水工程
刘瑛
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主要内容：
一.取水工程概述 二.供水水源的选择 三.地表水资源取水工程
四.地下水资源取水工程
取水工程概况
取水工程: 为了从河流、湖泊、水库等水源引水，以满足农田灌溉、水 力发电、工业及生活用水等用水部门的需要，而在适当河段附近修建筑物 的综合体称为取水工程
1 适用条件： 河道的流量能满足灌溉要求，但水位略低于渠首的引水要求。
2. 优点: 与无坝取水相比较虽增加了建坝(或闸)工程费用，但距灌区溉区较近， 可以缩短干渠长度，这种取水工作可靠．还可为引水冲沙及综合利用创造 有利条件。
3. 枢纽组成： 壅水坝：抬高水位，满足灌溉引水要求； 进水闸，冲沙闸：作用同上； 防洪堤：减免或避免上游淹没损失。 关于冲沙闸：它是多沙河流低坝引水枢纽中不可缺少的组成 部 分。冲沙闸的底板高程应低于进水闸底板高程，以保证冲沙效果。
扬水工程
1 定义：当两岸地面远高出河道水流水位的时候，即使修建蓄水工程或拦河 坝，也不能自流引水时，则必须通过修建泵房，通过一级或多级加压而将 水送至用户，这样的取水工程称为扬水工程。
2 枢纽组成： 抽水设备（水泵、动力机、管道、闸阀等） 水工建筑物（引水渠、进水池、泵房、出水池等） 辅助设施（供电设施、泵房内供排水设施、安装检修设施）
拱坝与其他坝型相比，有如下优点：
拱坝
1. 拱坝坝体断面较重力坝小，可比重力坝节省工 程量1/3-2/3，甚至更多，经济效益非常明显。 2. 拱坝承受超载能力强，抗震性能好，是一种安 全度较高的坝型。 3. 在泄洪、施工渡汛等方面，拱坝优于土石坝。 拱坝可以通过坝顶溢流和坝体大孔口泄洪， 拱坝的主要缺点是: 对地形、地质的要求比重力坝、土坝要高。但 近年来，随着设计、施工水平的不断提高，对地形、 地质的要求也逐渐放宽。
移动式取水建筑物
移动式取水构筑物在我国中南、西南地区以及大、小河流的中、上游采用 较多。不仅用于工矿企业和城市给水，而且还普遍用于农田灌溉。
移动式取水构筑物之所以被普遍采用，是和这些地区的特定条件有关。
① 取水点流量变化悬殊，水位涨荡幅度大且变化速度快, 涨幅一般都在10m 以上，如果选用固定式取水构筑物，则因取水泵房简体高大而使工程量及投 资都较多。但采用移动式取水构筑物则投资较少。
土石坝是土坝、堆土坝和土石混合坝的总称
由多个支墩和盖板组成，库水压力通过盖板传给支墩，再传到地基 支墩坝的优点是节省工程量，所以投资相对经济。但坝型施工、设计复 杂，侧向稳定性差、对地基要求高。建造材料为钢筋混凝土。
重力坝由于体积大，依靠本身自重，在坝体与地基的接触面上，产生降 擦力来抵抗水压力，以达稳定；同时也依其自身产生的压应力来抵消由水力 而引起的拉应力，以满足自身强度要求。
有坝取水枢纽工程平面布置图
蓄水工程
河流的天然流量及水位年际或年内均有丰、枯变化，而从供水，特别 是城市、工业及人畜用水均有永续性和连续性要求．为了调节河源来水和 用水在时间上的矛盾，常需要在河道上修建拦河坝以形成水库并拾高库内 水位，利用水库的库容调节来水流量，以满足用户要求。 蓄水工程由挡水建筑物、泄水建筑物和放(引)水建筑物组成。若多目 标运行时，还可建有水电站或船闸等专门建筑物。 挡水建筑物主要是拦河坝。按照拦河坝的构筑材料和形式可分为混凝 土坝、浆砌石坝和土石坝，其中前者又可分为支墩坝、重力坝和拱坝等。
弯道环流特征说明，在凹岸适 当位置设冒取水口，则可引取 表层较清水流，而含有大量泥沙底 流的则离开取水口，流向凸岸， 使进渠泥沙大大减少，这种布置对 取水防沙是十分有利的。
优点: 1. 工程简单、投资少、施工易、工期短. 2. 不需要在河道上修建拦河坝，只需在河岸上适宜地点开渠 并修建取水建筑物．从河流侧面引水 缺点: 1. 不能控制制河道水位和流量，因此，枯水期引水保比率低。 2. 在多泥沙河流，还可能引人大量的泥沙，使渠道发生淤积现 象， 影响渠道正常工作 3.对于灌溉取水来说，往往距灌区较还，需要修建很长的干渠和较多的 渠系建筑物．土石方工程量较大。
② 在取水点附近河岸及河床均为岩石组成，如果建造固定式取水构筑物， 需开挖大量土石方，而且施工困难，基建投资也会大大增加。但采用移动式 取水构筑物，则水下工程量较少，施工简便，投资较少。
③ 在河流水文资料不全或是河槽不稳定的地段，作为临时给水水源时，采用 移动式取水构筑物能显示出它机动灵活的优越性。
固定式取水建筑物之: 河床式
在河床较稳定．河岸平坦，主流远离取水岸，岸边水深不能满足取水要求或 岸边水质较差的情况下，往往采用伸入河中的河床式取水构筑物。
固定式取水建筑物之: 斗槽式
当取水量大、在河水含砂量大、冬季冰情严重的河流上取水 时，为克服泥砂和潜冰对取水的威胁，可采用斗槽式取水构筑物。 斗槽式取水构筑物，是在取水口附近修建堤坝，形成斗榴， 以增加取水深度。它是由岸边式取水构筑物和斗槽组成的。选取 适当的斗槽形式，可以防止大块的浮冰及河底较大粒径的泥砂进 人斗榴内。由于槽内水流速度较小，使部分泥砂沉降在斗槽底部； 冬季潜冰进人斗槽后，很快就上浮至水面，并迅速在水面形成冰 盖，从而防止水中续形成潜冰， 可改善取水条件。
固定式取水建筑物之: 岸边式
定义: 是指水流从岸边直接进入集水井，—般由集水井和泵站组成。 特点: 便于分层设置进水孔，在洪、枯水期都能取得较好的水质和便于清理格栅。 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； ⑥水中泥砂、漂浮物和冰凌较严重的河流上，不适宜采用自流管取水。 而依集水井和泵站相对位置，又分为台建式和分建式两类
与固定式取水构筑物相比，移动式取水构筑物的缺点如下： ①操作管理不便，每逢水位涨落，需要经常更换接头及移动位置。尤其在汛 期水位涨落频繁的季节，这种不便更加突出。 ②安全性相对较差，易受洪水、风浪的威胁。此外，航运及水中漂浮物对 其也有一定的影响。 移动式取水构筑物主要有两类: 缆车式和浮船式 应根据取水量、水质要求、取水河段的水文特征、河床岸边地形和地质条件选 择，同时还必须考虑到取水构筑物的技术要求和施工条件，经过技术经济综合 比较后确定。
取水工程的必要性
我国是—个人均水资源紧缺的国家，加之水资源在时间和空间上分布不均， 导致水资源供需矛盾更加尖锐。缺水已成为我国经济和社会进步的重要制约因 素。 由于城市化进程的加快,用水激增。到l 1997年，全国总用水量已达到5566 亿立方米，其中农业用水占70.4％，而城市生活和工处用水已占到总用水量的 30%。 从今后的发展看，农业仍是用水大户，农业用水今后的重点是解决节水灌 溉, 提高用水效率的问题。据专家分析．如果将农业用水的平均有效利用系数 从目前的o．43提高到 0.55~0.60, 则在不增加农业用水的情况下,完全能保证 人口达16亿时的粮食安全。