取水工程(7-1课时)

2015-5-12
水资源利用与取水工程－取水工程
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固定式取水构筑物施工方法


2）围堰施工法 用堤坝（围堰）将施工区域与水体隔开，将围 堰内的水抽干后进行施工； 优缺点：施工技术和设备较简单，但土石方量较大。 适用条件：岸边式取水、构筑物、取水头部、水下自流管。 围堰种类：①土围堰；②草土混合围堰；③钢板桩围堰。 注意：围堰要在施工完毕后拆除。 3）沉井施工法 沉井为开口无底井筒，施工时在井内挖土，井 筒在自重或外加荷重下克服四周土壤的摩阻力而下沉至设计标高， 最后进行封底。 用于：泵房、集水间、桥墩式取水头部 适用条件：松散土质地层（关键是摩阻力要小）。

固定式取水构筑物施工方法

4）浮运下沉法 预先在河滩上将构筑物装配好，并加以密封，
然后移入水中，用船只浮运至安装地点，定位后灌水下沉至预先挖 好的基槽中。

优缺点：不需大型起吊设备，施工较简单，但河水流速大时不
易定位。 5）气压沉箱法 将沉井构筑物下部切土挖土部分作成密闭的

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气压工作室，室内通以压缩空气，气压略大于室外水压，以阻止河 水进入工作室内，在工作室内挖土使沉箱下沉，如遇障碍物则可直 接排除。
湿式取水构筑物示意图

2、淹没式： 常年淹没于水下。 优点：交通廊道沿岸坡地形修建，比较隐蔽，土 石方量小；构筑物所受浮力小，结构简单，造价较低； 缺点：拆卸安装工作量大、检修不易、泵少而贵。 适用条件：水位变幅较大，河岸平缓，岸坡稳定， 洪水期历时不长，漂浮物较少时采用。

淹没式取水构筑物示意图
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2.3.3 斗槽式取水构筑物

在岸边式或河床式取水构筑物之前，在河流岸边用堤坝围成，或在岸内开 挖形成进水斗槽。 水流进入斗槽后，流速减小，便于泥沙沉淀和水内冰上浮，可减少泥沙和 冰凌进入进水孔，适用于取水量大、河流含沙量高、漂浮物较多、冰絮较严重 且有适合地形的情况。 按水流进入方向，斗槽式取水构筑物可分为顺流式、逆流式和双流式。 1）顺流式斗槽水流方向与河流一致，但斗槽中流速小于河水流速，一部 分动能转化位能，在进口形成壅水和横向环流，进入斗槽的水流主要是河流表 层水，适用于含泥沙多，冰凌不严重的河流。

自流管一般埋设在河床下0.5～1.Om，如需敷设在河床上时，须用块石或支
墩固定。 自流管的坡度和坡向应视具体条件而定，可以坡向河心、坡向集水间或水 平敷设。


虹吸管的虹吸高度一般不大于4～6m，虹吸管末端至少应伸入集水井最低动
水位以下1.0m；虹吸管应朝集水间方向上升，最小坡度为0.003～0.005；每条虹 吸管宜设置单独的真空管路，以免互相影响。

2）取水头部设置的一般要求
取水头部应设在稳定河床的深槽主流有足够的水深处。侧面 进水孔下缘应高出河底不小于0.5m，顶部进水孔应高出河底1.0～
1.5m以上。

取水头部进水孔的上缘在设计最低水位以下的淹没深度，当 顶部进水时不小于0.5m，侧面进水时不小于0.3m，有冰凌时应从 冰凌下缘算起。虹吸管和吸水管进水时，其上缘的淹没深度不小 于1.0m。从顶部进水时，应考虑进水流速大产生漩涡而影响淹没 深度。
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取水头部进水孔的流速要选择恰当，流速过大，易带入泥沙、杂草和冰 凌；流速过小，会增大进水孔和取水头部尺寸，增加造价和水流阻力。 进水孔流速可根据河中泥沙及漂浮物的数量、有无冰凌、取水点的水流 速度、取水量的大小等确定。一般有冰凌时取0.1～0.3m/s；无冰凌时取0.2～ 0.6m/s。

3）双流式斗槽适用于河流含沙量和冰凌含量季节性变化的情 况。当洪水季节含沙量大时，打开上游端闸门，顺流进水。当冬季 冰凌严重时，打开下游端闸门，逆流进水。



双流式在斗摘的两端设有闸门，取水点设在斗槽的中间，分别 开启斗槽上下游闸门，斗槽即成为顺流式或逆流式。双流式适用于 高泥沙、多冰凌或漂浮物的河流取水。 斗槽式取水构筑物的位置应设在凹岸靠近主流的岸边处，以便 利用水力冲洗沉积在斗槽内的泥沙。 斗槽式取水构筑物施工量大，造价较高，排泥困难，并且要有 良好的地质条件，采用较少。


3）进水管
进水管有自流管、进水暗渠、虹吸管等。自流管一般采用钢管、铸铁管 和钢筋混凝土管。虹吸管要求严密不漏气，宜采用钢管，但埋在地下的亦可 采用铸铁管。进水暗渠一般用钢筋混凝土。

为了提高进水的安全可靠性和便于清洗检修，进水管一般不应少于两条。
当一条进水管停止工作时，其余进水管通过的流量应满足事故用水要求。



顺流式斗槽的开口正对河流来水方向，在斗槽进口处，由于环流作用，表 层流速大的水流在惯性作用下进入斗槽，下层低速水流绕开斗槽进入河道主流。 因此，顺流式斗槽适用于在高泥沙河流中取用表层水。
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2）逆流式斗槽水流方向与河流相反，河水在斗槽进口受到抽吸， 形成水位跌落，产生横向环流，进入斗槽的水流主要是河流底层的 水，适用于冰凌严重，而泥沙较少的河流。 逆流式斗槽的开口背对河流来水方向，在斗槽进口处，由于环 流作用，表层流速大的水流在惯性作用下基本保持原来的流向，下 层低速水流在取水构筑物的抽吸作用下改变流向。进入斗槽。因此， 逆流式适用于在冰凌或漂浮物较多的河流中取用下层水。
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斗槽式取水构筑物
2.3.4 固定式取水构筑物施工方法



固定式取水构筑物一般需水下施工，影响较大，要选择合适施 工方法； 固定式取水构筑物施工方法： 1）大开槽施工法 在开挖的基槽中施工； 适合条件：土质好、构筑物埋深不大，或有岩层、砾石层而不 宜采用沉井施工的情况。

3、渗渠取水构筑物： 利用天然河床或人工滤床对水体过滤作用，采用 湿式取水构筑物的型式。 优点：结构简单、面积较小、造价较低、操作条 件好，取水水质好。 缺点：需对水体进行检验（重要），适宜的水体 较少；水泵拆卸安装工作量大、检修不易、泵型较少， 效率偏低。


渗渠取水构筑物示意图

优缺点：宜在含有大的漂石、卵石或透水性很强的土层中采用。
但需要一套特殊的施工设备和专门的技术工人，施工费用甚高。
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2.3.5 其他类型的固定式取水构筑物



1、湿井式： 采用深井泵取水、集水井设置在泵房下部。 优点：结构简单、面积较小、造价较低、操作条件好。 缺点：拆卸安装工作量大、检修不易、泵少而贵。
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进水管的管径应按正常供水时的设计水量和流速决定。管中流速不应低于 泥沙颗粒的不淤流速，以免泥沙沉积；但也不宜过大，以免水头损失过大；增 加集水间和泵房深度。

进水管流速一般不小于0.60m/s，水量较大、含沙量较大、进水管短时，流 速可适当增大。一条管线冲洗或检修时，管中流速允许达到1.5～2.0m/s。