城市水资源课件7.地表水取水构筑物
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4. 城市取水工程 Urban Water Resource Engineering
城市取水工程的任务：按照一定的保证率 要求，从水源取水并送至净水厂。
取水工程功能与作用：连接给水系统与天 然水源的环节与设施。
主要内容：讨论水源的选择，取水的方法， 各类取水构筑物的构造与类型。
城市给水系统的组成
给水系统由相互联系的一系列构筑物和输配水管网组成， 任务是从水源取水，按照用户对水质的要求进行处理，然后将水 输送到用水区，并向用户配水。 给水系统常由下列工程设施组成： 1.取水构筑物：从选定的水源（地表水和地下水）取水。 2.水处理构筑物：对来自取水构筑物的原水进行处理，以期符合
用户对水质的要求。这些构筑物是给水厂的主要组成部分。 3. 输、配水管网和泵站：输水管道是将原水送到水厂的管渠，
适用于河岸坡度较陡、岸边水流较深且地质 条件较好、水位变幅和流速较大的河流。在取水 量大、安全性要求较高时，多采用此种型式。
分建式岸边取水构筑物的适用条件
河岸地质条件较差，集水井与泵房不宜 合建，宜采用分建式岸边取水构筑物。将集 水井和泵房分开建造，泵房可建于地质条件 较好处，土建结构简单，易于施工。但吸水 管较长，增加了水头损失，维护管理不太方 便，运行安全性较差。
• 顺流式：进入斗槽的主 要是表层水，适用于泥 沙含量多，冰凌含量少 的场合；
• 逆流式：进入斗槽的主 要是底层水，适用于冰 凌含量多，泥沙含量少 的场合。
斗槽式取水构筑物
上海黄浦江松浦大桥取水口设施
上海黄浦江松浦大桥取水口设施
上海黄浦江松浦大桥取水口设施
上海市青草沙水源地原水工程
青草沙水源地五 号沟泵站
立式泵，吸水间在泵房下面 1-进水间；2 –泵房；3-立式泵；4-立式电动机
合建式岸边取水构筑物(combined structure)
最高水位
8 1
4 最底水位
3
2
7
5
6
阶梯式布置
1-进水间；2-进水室；3-吸水室；4-进水孔； 5-格栅；6-网格；7-泵房；8-阀门井
分建式岸边取水构筑物
Seperated riverside intake structure
式两种，此外还有用于高含砂量水源取水的斗 槽式。
岸边式取水构筑物 Riverside intake structure
直接从江河岸边 取水的构筑物，适 用于岸边较陡，主 流近岸，岸边有足 够水深，水质和地 质条件较好，水位 变幅不大的场合。
4 1 24.72
16.11
2
13.40
3
合建式岸边取水构筑物
江河取水构筑物位置的选择
allocation of intake structure
设在水质较好地点 (allocation for good quality) •取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区， 设在排污点上游100m以上（水源地保护范围： 上游1000m，下游100m） •在沿海地区应考虑到咸潮的影响，尽量避免吸 入咸水；
配水管网则是将处理后的净水送到用户的管道系统。 ４.调节构筑物：各种类型的贮水构筑物，例如高地水池、水塔、
清水池等，用以贮存和调节供水、用水的流量差额。高地水 池和水塔兼有保证水压的作用。
城市给水系统的组成
泵站、输水管渠、管网和调节构筑物等总称为输配水系 统，是给水系统整体中主要投资对象。
1－取水构筑物； 2－一级泵站； 3－水处理构筑物； 4－清水池子； 5－二级泵站； 6－管网； 7－调节构筑物
具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深 具有良好的地质、地形及施工条件。
江河固定式取水构筑物
stationary water intaking structure for rivers
优点：取水可靠，维护管理简单，适应范围广； 缺点：投资较大，水下工程量较大，施工期长，
在水源水位变幅较大时尤其突出。 江河固定式取水构筑物主要分为岸边式和河床
取水工程是城市供水系统与供水水源连接的环节。
城市给水系统示意图— 水源地
城市给水系统示意图— 自来水厂
城市供水水源的分类 Classification of Urban Water resource
地表水源:
Surface water
蓄水工程 天然水体
—水库和塘坝 从河道、湖泊等地表水体自流引水的工程
能要引水，可靠性较差。
水泵直接吸水式
67.20 65.60
3
55.00
2
1
1-取水头部；2-水泵吸水管；3-泵房
岸边取水泵房
江心桥墩式取水构筑物
适用条件：（1）取水量大、岸坡较缓、岸边 不易建泵房，河道含沙量高，水位变幅大，河 床地质条件较好。 缺点：基础埋设较深，施工复杂，造价高，维 护管理不便，影响航运。
地表水取水构筑物的设计最高水位，—般按百 年一遇(设计频率为1％)确定。设计枯水位和 设计枯水流量的设计频率，应根据水源情况和 供水重要性选定。
作为城镇供水水源时，设计枯水位和设计枯水 流量的保证率一般可采用90％～97％；
工业企业的供水水源，其设计枯水流量的保证 率按有关部门的规定选取（75-90%）。
1
2
4.67 0.03
-3.30
3 4.50
-0.65
1-进水间；2-引桥；3-泵房
适用条件：靠近取水岸，水深岸陡，水位变幅较小；河 床与河岸较稳定，河岸地质条件较差。
合建式岸边取水构筑物的适用条件
合建式岸边取水构筑物将集水井和泵房合建， 其特点是布置紧凑，总建筑面积小，吸水管路短， 维护方便；但土建结构复杂，施工较困难。
合建岸边式取水构筑物
湖南沅江自来水公司三水厂取水泵房
河床式取水构筑物
Riverbed intake structure
当河岸平坦，枯水期主流远离取水岸，岸边水深 不够或水质较差，宜采用河床式取水构筑物。
虹吸式取水构筑物
249.40
250.30
245.00
4
228.70 2
1
3wenku.baidu.com
引水管开挖土石方量大，河床坚硬时适用。启动时可
水质良好：经过经济上可承受的成熟工艺的处 理，出水可以达到饮用水水质标准。
地下水源与地表水源的取舍：地下水水质通常 较好，处理相对简单；地表水源容易满足大水 量供水的要求。
取水构筑物位置选择基本要求
1. 应尽可能靠近主要用水地区： 2. 应有良好的卫生防护措施，免遭污染。在易污染
地区，城市生活饮用水的取水地点应尽可能设在 居民区或工业区的上游。 3. 应考虑施工、运转、维护管理方便，少占农田。 4. 河床河势稳定（冲淤平衡，不会淤积）。
地表水取水构筑物的分类
取水点的位置
构造型式
固定式取水构筑物
地表水取水构筑物
活动式取水构筑物
岸边式 河床式
斗槽式 缆车式 浮船式
合建式 分建式
结构类型
自流管式 进水管的型式
虹吸管式 水泵直接吸取水水式泵型及泵房
桥墩式
顺流式
斗槽的类型
逆流式
斜坡式 斜桥式 阶梯式连接 摇臂式连接
坡道种类 接头连接
地表水取水方法与构筑物 water intake methods & structures for surface water resources
地表水源的分类 classification of surface water 按水源种类可分为河流、湖泊、水库及海水取
水构筑物；
不同类型水源水位与岸边地质条件的差异，决 定了取水方法与构筑物形式的不同。
江心桥墩式取水构筑物
移动式取水构筑物
Movable intake structures
浮船式取水构 筑物：水位变 化大，取水量 不大，投资便 宜的场合。
刚性联络管阶梯式连接
缆车式取水构筑物
Cable car intake structures
适用于水位变化幅度不很大，取水量较大的场合。 比浮船式投资大，取水能力大，运行比较可靠。
取水构筑物的构造形式可分为固定式(岸边式、 河床式、斗槽式)和活动式(浮船式、缆车式)等。
江河特征与取水构筑物的选择
relationship of resource characteristics with type of intake structure
江河径流特征主要是指水位、流量和流速等。 影响取水构筑物选择的因素：
•河段历年最高和最低水位、月平均水位和常年 水位(different kinds of water levels)
•河段历年最大流量和最小流量(max & min flows)；
•河段取水点历年的最大流速、最小流速速、平 均流速。(max & min vilocities)
设计标准与要求
Standard & Requirements of design
地下水源:
Ground water
浅层地下水 深层地下水
通常指潜水含水层水源 通常指承压含水层水源
供水水源的选择 Selection of Urban Water Resource
原则 Principles
水量充足可靠:用作城市生活用水，保证率一 般要求大于95％，重要工业用水的保证率不 低于90％。
湖泊水库取水构筑物
不同高度多个进 水口，适应水质 变化的要求。
湖泊取水构筑物
Buffalo Intake Crib in Lake Michigan
Lake Erie
斗槽式取水构筑物
图2-28 斗槽式取水构筑物 （a）顺流式斗槽；（b）逆流式斗槽；（c）双流式斗槽
减缓冰凌或泥沙的影响
不同斗槽式取水构筑物的特点
城市取水工程的任务：按照一定的保证率 要求，从水源取水并送至净水厂。
取水工程功能与作用：连接给水系统与天 然水源的环节与设施。
主要内容：讨论水源的选择，取水的方法， 各类取水构筑物的构造与类型。
城市给水系统的组成
给水系统由相互联系的一系列构筑物和输配水管网组成， 任务是从水源取水，按照用户对水质的要求进行处理，然后将水 输送到用水区，并向用户配水。 给水系统常由下列工程设施组成： 1.取水构筑物：从选定的水源（地表水和地下水）取水。 2.水处理构筑物：对来自取水构筑物的原水进行处理，以期符合
用户对水质的要求。这些构筑物是给水厂的主要组成部分。 3. 输、配水管网和泵站：输水管道是将原水送到水厂的管渠，
适用于河岸坡度较陡、岸边水流较深且地质 条件较好、水位变幅和流速较大的河流。在取水 量大、安全性要求较高时，多采用此种型式。
分建式岸边取水构筑物的适用条件
河岸地质条件较差，集水井与泵房不宜 合建，宜采用分建式岸边取水构筑物。将集 水井和泵房分开建造，泵房可建于地质条件 较好处，土建结构简单，易于施工。但吸水 管较长，增加了水头损失，维护管理不太方 便，运行安全性较差。
• 顺流式：进入斗槽的主 要是表层水，适用于泥 沙含量多，冰凌含量少 的场合；
• 逆流式：进入斗槽的主 要是底层水，适用于冰 凌含量多，泥沙含量少 的场合。
斗槽式取水构筑物
上海黄浦江松浦大桥取水口设施
上海黄浦江松浦大桥取水口设施
上海黄浦江松浦大桥取水口设施
上海市青草沙水源地原水工程
青草沙水源地五 号沟泵站
立式泵，吸水间在泵房下面 1-进水间；2 –泵房；3-立式泵；4-立式电动机
合建式岸边取水构筑物(combined structure)
最高水位
8 1
4 最底水位
3
2
7
5
6
阶梯式布置
1-进水间；2-进水室；3-吸水室；4-进水孔； 5-格栅；6-网格；7-泵房；8-阀门井
分建式岸边取水构筑物
Seperated riverside intake structure
式两种，此外还有用于高含砂量水源取水的斗 槽式。
岸边式取水构筑物 Riverside intake structure
直接从江河岸边 取水的构筑物，适 用于岸边较陡，主 流近岸，岸边有足 够水深，水质和地 质条件较好，水位 变幅不大的场合。
4 1 24.72
16.11
2
13.40
3
合建式岸边取水构筑物
江河取水构筑物位置的选择
allocation of intake structure
设在水质较好地点 (allocation for good quality) •取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区， 设在排污点上游100m以上（水源地保护范围： 上游1000m，下游100m） •在沿海地区应考虑到咸潮的影响，尽量避免吸 入咸水；
配水管网则是将处理后的净水送到用户的管道系统。 ４.调节构筑物：各种类型的贮水构筑物，例如高地水池、水塔、
清水池等，用以贮存和调节供水、用水的流量差额。高地水 池和水塔兼有保证水压的作用。
城市给水系统的组成
泵站、输水管渠、管网和调节构筑物等总称为输配水系 统，是给水系统整体中主要投资对象。
1－取水构筑物； 2－一级泵站； 3－水处理构筑物； 4－清水池子； 5－二级泵站； 6－管网； 7－调节构筑物
具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深 具有良好的地质、地形及施工条件。
江河固定式取水构筑物
stationary water intaking structure for rivers
优点：取水可靠，维护管理简单，适应范围广； 缺点：投资较大，水下工程量较大，施工期长，
在水源水位变幅较大时尤其突出。 江河固定式取水构筑物主要分为岸边式和河床
取水工程是城市供水系统与供水水源连接的环节。
城市给水系统示意图— 水源地
城市给水系统示意图— 自来水厂
城市供水水源的分类 Classification of Urban Water resource
地表水源:
Surface water
蓄水工程 天然水体
—水库和塘坝 从河道、湖泊等地表水体自流引水的工程
能要引水，可靠性较差。
水泵直接吸水式
67.20 65.60
3
55.00
2
1
1-取水头部；2-水泵吸水管；3-泵房
岸边取水泵房
江心桥墩式取水构筑物
适用条件：（1）取水量大、岸坡较缓、岸边 不易建泵房，河道含沙量高，水位变幅大，河 床地质条件较好。 缺点：基础埋设较深，施工复杂，造价高，维 护管理不便，影响航运。
地表水取水构筑物的设计最高水位，—般按百 年一遇(设计频率为1％)确定。设计枯水位和 设计枯水流量的设计频率，应根据水源情况和 供水重要性选定。
作为城镇供水水源时，设计枯水位和设计枯水 流量的保证率一般可采用90％～97％；
工业企业的供水水源，其设计枯水流量的保证 率按有关部门的规定选取（75-90%）。
1
2
4.67 0.03
-3.30
3 4.50
-0.65
1-进水间；2-引桥；3-泵房
适用条件：靠近取水岸，水深岸陡，水位变幅较小；河 床与河岸较稳定，河岸地质条件较差。
合建式岸边取水构筑物的适用条件
合建式岸边取水构筑物将集水井和泵房合建， 其特点是布置紧凑，总建筑面积小，吸水管路短， 维护方便；但土建结构复杂，施工较困难。
合建岸边式取水构筑物
湖南沅江自来水公司三水厂取水泵房
河床式取水构筑物
Riverbed intake structure
当河岸平坦，枯水期主流远离取水岸，岸边水深 不够或水质较差，宜采用河床式取水构筑物。
虹吸式取水构筑物
249.40
250.30
245.00
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228.70 2
1
3wenku.baidu.com
引水管开挖土石方量大，河床坚硬时适用。启动时可
水质良好：经过经济上可承受的成熟工艺的处 理，出水可以达到饮用水水质标准。
地下水源与地表水源的取舍：地下水水质通常 较好，处理相对简单；地表水源容易满足大水 量供水的要求。
取水构筑物位置选择基本要求
1. 应尽可能靠近主要用水地区： 2. 应有良好的卫生防护措施，免遭污染。在易污染
地区，城市生活饮用水的取水地点应尽可能设在 居民区或工业区的上游。 3. 应考虑施工、运转、维护管理方便，少占农田。 4. 河床河势稳定（冲淤平衡，不会淤积）。
地表水取水构筑物的分类
取水点的位置
构造型式
固定式取水构筑物
地表水取水构筑物
活动式取水构筑物
岸边式 河床式
斗槽式 缆车式 浮船式
合建式 分建式
结构类型
自流管式 进水管的型式
虹吸管式 水泵直接吸取水水式泵型及泵房
桥墩式
顺流式
斗槽的类型
逆流式
斜坡式 斜桥式 阶梯式连接 摇臂式连接
坡道种类 接头连接
地表水取水方法与构筑物 water intake methods & structures for surface water resources
地表水源的分类 classification of surface water 按水源种类可分为河流、湖泊、水库及海水取
水构筑物；
不同类型水源水位与岸边地质条件的差异，决 定了取水方法与构筑物形式的不同。
江心桥墩式取水构筑物
移动式取水构筑物
Movable intake structures
浮船式取水构 筑物：水位变 化大，取水量 不大，投资便 宜的场合。
刚性联络管阶梯式连接
缆车式取水构筑物
Cable car intake structures
适用于水位变化幅度不很大，取水量较大的场合。 比浮船式投资大，取水能力大，运行比较可靠。
取水构筑物的构造形式可分为固定式(岸边式、 河床式、斗槽式)和活动式(浮船式、缆车式)等。
江河特征与取水构筑物的选择
relationship of resource characteristics with type of intake structure
江河径流特征主要是指水位、流量和流速等。 影响取水构筑物选择的因素：
•河段历年最高和最低水位、月平均水位和常年 水位(different kinds of water levels)
•河段历年最大流量和最小流量(max & min flows)；
•河段取水点历年的最大流速、最小流速速、平 均流速。(max & min vilocities)
设计标准与要求
Standard & Requirements of design
地下水源:
Ground water
浅层地下水 深层地下水
通常指潜水含水层水源 通常指承压含水层水源
供水水源的选择 Selection of Urban Water Resource
原则 Principles
水量充足可靠:用作城市生活用水，保证率一 般要求大于95％，重要工业用水的保证率不 低于90％。
湖泊水库取水构筑物
不同高度多个进 水口，适应水质 变化的要求。
湖泊取水构筑物
Buffalo Intake Crib in Lake Michigan
Lake Erie
斗槽式取水构筑物
图2-28 斗槽式取水构筑物 （a）顺流式斗槽；（b）逆流式斗槽；（c）双流式斗槽
减缓冰凌或泥沙的影响
不同斗槽式取水构筑物的特点