取水构筑物
13 地标准表格水取水构筑物(共122张PPT)
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建 物
13.2 江河取水修建物地点(wèi zhi)的选择
拥有稳固河床和河岸，凑近(kàojìn)主流，有足够的水 深
➢ 在曲折河段上，取水修建物地点宜设在河流的凹岸。 ➢ 在凸岸的起点，主流还没有偏离时，也可设置取水修建物 ➢ 在凸岸的起点或终点，主流虽已偏离，但离岸不远有不淤积
推移(tuīyí)质运 动
➢ 起动流速：在必定的水流作用下，静止的泥沙由静止状态转 变为运动状态这时的水流速度称为起动流速。
➢ 止动流速：当河水流速逐渐减小泥沙静止下来的数值称为泥 沙的止动流速。
➢ 泥沙的止动流速为起动流速0.71。 ➢ 在用自流管或虹吸管取水时，为防止水中的泥沙在管中堆积，
设计(shèjì)流速应不低于不淤流速。 ➢ 不同颗粒的不淤流速能够参照其相应颗粒的止动流速。
正确选择江河取水修建物地点的方法原则
➢ 深入现场，检查研究，全面掌握河流的特征。 ➢ 依据取水河段的水文、地形、地质、卫生等条件，全面分析，
综合考虑，提出几个可能的取水地点(wèi zhi)方案。 ➢ 进行技术经济比较，从中选择最优的方案。
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建 物
13.2 江河取水(qǔ shuǐ)修建物地点的选择
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建 物
13.1.2 泥沙运动与河床演变(yǎnbiàn)对取水修建 物的影响
河床变形
➢ 河床单向变形：指在长时间内，河床缓慢地不中断地冲洗或淤积， 不出现冲淤交织。
➢ 河床来去变形：指河流周期性来去发展的演变现象。 ➢ 河床纵向变形：河床沿纵深方向的变化，表现为河床纵剖面上的
冲淤变化。 ➢ 纵向变形由水流纵向输沙不均衡所惹起。 ➢ 纵向输沙不均衡是由来沙量随时间变化和沿程变化，河流比降和
城市水资源课件7.地表水取水构筑物
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：
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。
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，
能要引水，可靠性较差。
水泵直接吸水式
67.20 65.60
地表水取水构筑物
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13.2 江河取水构筑物位置的选择
注意人工构筑物或天然障碍物
取水构筑物应避开桥前水流滞缓段和桥后冲刷、落淤段， 一般设在桥前0.5~1.0 km或桥后1.0 km以外。
取水构筑物与丁坝同岸时，应设在丁坝上游，与坝前浅滩 起点相距一定距离处，也可设在丁坝的对岸。
宜设在易于产生水内冰的急流、冰穴、冰洞及支流出口的 下游。 尽量避免将取水构筑物设在流冰易于堆积的浅滩、沙洲、 回流区和桥孔的上游附近。 在水内冰较多的河段，取水构筑物不宜设在冰水混杂地段， 而宜设在冰水分层地段，以便从冰层下取水。
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在顺直河段上，取水构筑物位置宜设在河床稳定、深槽 主流近岸处。
通常是河流较窄、流速较大，水较深的地点，在取 水构筑物处的水深一般要求不小于2.5~3.0 m。
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13.2 江河取水构筑物位置的选择
具有良好的地质、地形及施工条件
含沙量：单位体积河水内挟带泥沙的重量，以kg/m3表示。 江河横断面上各点的水流脉动强度不同，含沙量的分布亦 不均匀： 越靠近河床含沙量越大，泥沙粒径较粗； 越靠近水面含沙量越小，泥沙粒径较细； 河心的含沙量高于两侧。
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拦河坝上游流速减缓，泥沙易于淤积，应注意河床淤高的 影响。
闸坝泄洪或排沙时，下游产 生冲刷泥沙增多，取水构筑 物宜设在其影响范围以外的 地段。
【水利课件】第12章 地下水取水构筑物
回转钻进过程：钻机的动力通过传 动装置使转盘旋转，带动主钻杆旋转， 主钻杆接钻杆，钻杆接钻头，从而使钻 头旋转切削地层。当钻进—个主钻杆深 度后，由钻机的卷扬机提起钻具，将钻 杆用卡盘卡在井口，取下主钻杆，接一 根钻杆，再接上主钻杆，继续钻进，如 此反复进行，直至设计井深。
钻头过程中，高压泥浆泵把用粘土 调制成的含砂量极低的泥浆经胶管、提 引龙头、钻杆腹腔向下喷射至工作面， 起到冷却钻头、润滑钻具的作用，同时 将被切削下来的岩土碎屑混合在一起， 沿着井孔与钻杆之间的环形空间上升至 地面，流入泥浆池。
冲孔换浆 井孔打成后，在井孔中仍充满着泥 浆，泥浆调度较大，含有大量泥质，无 法安装井管、填砾和粘土封闭，也会给 洗井带来困难。在下管前必须将井孔中 的泥浆换成清水。 将不带钻头的钻杆放入井底，用泥 浆泵吸取清水打入井中，将泥浆换出， 至井孔中全为清水力止。 清水护壁作用不如泥浆好，有可能 造成井壁局部坍塌，要尽量缩短冲孔时 间，换浆完毕立即下管。
D50 6 ~ 8 d50
填砾层厚度可采用75～150mm；高 度应超过过滤器顶部8～10m。
过滤器进水孔眼数量多，进水性 能良好，但强度减小。
过滤器的孔隙率取决于管材的强 度，各种管材允许孔隙率为：
钢管30％～35％； 铸铁管18％～25％； 钢筋混凝土管10％～15％； 塑料管10％。
管井施工步骤
物探测井 井孔打成后，还需了解掌握地层结 构，含水层与隔水层的深度、厚度，地 下水的矿化度(总合盐量)和咸、淡水分 界面，为井管安装、填砾和粘土封闭提 供可靠资料。 取水工程通常采用电法勘探测井， 其基本原理是：不同地层的导电性能差 异很大，利用电测仪器测得反映各地层 导电性能的物理参数，就可以反推各地 层的性质。
【水利课件】第12章 地下水 取水构筑物
固定式取水构筑物
固定式取水构筑物固定式取水构筑物,由于无塔供水它供水比较安全可靠,维护管理方便,适应性较强,广泛应用于从河流及湖泊中取水。
但水下工程量较大,施工期较长及投资较大,从水位变幅较大的水库及河流中取水不宜采用。
固定式取水构筑物按其构造特点分为河床式与岸边式两大类。
1、河床式取水构筑物当河床稳定,岸边较缓,主流距河岩边较远,岸边水深不足或水质较差时,而河心有足够水深和良好水质时,宜采用河床式取水构筑物。
所谓河床式取水构筑物,就是沿河底或架空敷设进水管伸向河道主流。
在河道主流上设置淹没在水中的取水头部,将河道主流中的水引至岸边(或偿上)的集水井,然后由泵房将集水井的水抽送至净水厂。
农村供水工程,由于规模小,可不单建集水井,仅建一座泵房,由进水管与岸边水泵连接,从河道主流取水。
河床式取水构筑物对于各种供水设备取水量都能适用。
(1)河床式取水构筑物的型式,常见的河床式取水构筑物有以下三种:1)自流管式:自流管式是泵房与集水并合建的取水构筑物,称之为合建式;自流管式泵房与集水井分建的取水构筑物,称之为分建式。
自流管取水适用于取水量较大,而且河道宽阔,河心离岸较远的情况。
2)水泵直吸式:它的特点是水泵吸水管直接吸取河流中的水,省去了集水井,施工简单,造价较低。
它适用于河道水质良好,漂浮物少,取水量小,水泵的吸水头部较大的情况。
此种取水构筑物要求吸水管不能太长,吸水管的接头要严密,不漏气。
长沙市第三水厂就是采用这种形式取水。
3)虹吸管式:图4-37为虹吸管取水构筑物。
如果遇到河床是坚实岩层,岸坡又较陡,敷设自流管的工程量很大,或水管须穿越防洪堤,或水位涨落幅度较大的河流或水库,水下土石方工程量大而给施工带来很多困难时,可采用虹吸管取水。
虹吸管的允许虹吸高度7米,一般采用4-6米。
就是说,虹吸管管顶可以敷设在河流最低水位以上的高度加上虹吸管水头损失不超过7米的地方,这样就可以减少水管埋深,施工方便,造价节省。
但当管径较大,管线较长或河水位较低时,抽真空时间长,管理不便;虹吸管的施工质量要求高,须保证严密不漏气。
地下水取水构筑物的型式及适用条件-供参考
井底、辐射 仅辐射管进
管同时进水
水
大口井和管径的组合
＜5m
5～10m
≤5m
当含水层厚度m与大口井 半径r0之比等于3～6时
底板埋藏深度
＞8m
颗粒粗，埋深浅
（真题：12m没选，供参考）
＜15m
＜6m
泉室
适用范围
应用最为广泛 适合中小城镇、铁路及农村（能兼起水量调节作用） 潜水、无压或层压含水层的水
集取浅层地表水、河 ①大口井不能开采的、厚
床地下水、地表渗透 度较薄的含水层
水。最适宜河床渗透 ②不能采用渗渠开采的厚
水
度薄、埋深大的含水层
当含水层厚度m与大口井 半径r0之比等于3～6时， 或含水层透水性能较差时
有泉水露头补：当河床为透水性较好的砂砾层，含水层较厚、水量丰富时，亦可采用大口井或渗渠取用地下渗流水。
取水构筑物 管井（M4P72）
大口井（M4P79）
渗渠（M4P82）
辐射井（M4P81）
复合井（M4P82）
分类
完整式 非完整式
进水方式
井底均不进水
含水层厚度
＞4m
完整式 仅井壁进水 ≈5m（5～8m）
非完整式 ①井壁、井底同时进水 ②仅井底进水
≈5m（5～8m，＞10m应用）
完整式 非完整式
集水管
地表水取水构筑物介绍
(7)应与河流的综合利用相适应 选择取水构筑物位置时，应结合河
流的综合利用，如航运、灌溉、排洪、 水力发电等，全面考虑，统筹安排。
河床横向变形由水流横向输沙不平 衡引起，而横向输沙不平衡主要由环流 造成。
2 江河取水构筑物位置的选择
意义：江河取水构筑物位置的选择是 否恰当，直接影响取水的水质和水量、取 水的安全可靠性、投资、施工、运行管理 以及河流的综合利用。
要求：深入现场调查研究，根据取水 河段的水文、地形、地质、卫生等条件， 全面分析，综合考虑，提出几个可能的取 水位置方案，进行技术经济比较，从中选 择最优的方案。
(1)设在水质较好地点 为避免污染，取水构筑物宜位于城
镇和工业企业上游的清洁河段，在污水 排放口的上游100～150m以上；
取水构筑物应避开河流中的回流区 和死水区，以减少进水中的泥沙和漂浮 物；
在沿海地区应考虑到咸潮的影响， 尽量避免吸入咸水；
污水灌溉农田、农作物施加杀虫剂 等都可能污染水源，也应予以注意。
取水构筑物与丁坝同岸时，应设在 丁坝上游，与坝前浅滩起点相距一定距 离处，也可设在丁坝的对岸；
拦河坝上游流速减缓，泥沙易于淤 积，闸坝泄洪或排沙时，下游产生冲刷 泥沙增多，取水构筑物宜设在其影响范 围以外的地段。
(6)避免冰凌的影响 在北方地区的河流上设置取水构筑物
时，应避免冰凌的影响。取水构筑物应设 在水内冰较少和不受流冰冲击的地点，而 不宜设在易于产生水内冰的急流、冰穴、 冰洞及支流出口的下游，尽量避免将取水 构筑物设在流冰易于堆积的浅滩、沙洲、 回流区和桥孔的上游附近。
设计取水构筑物时应收集的有关 资料：
取水位置的选择
湄公河水厂所需资料1、江河取水构筑物位置的选择：应根据以下要求，通过技术经济比较确定：（1）位于水质良好地带：为了避免污染，取得较好水质，取水构筑物的位置，宜位于城镇和工业企业上游的清洁河段。
在污水排放口的上游100~150m以上。
另外，取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区，以减少河流中的泥沙和漂浮物；在沿海地区应考虑到咸潮的影响，尽量避免吸入咸水；农田污水灌溉，农作物及果园施加杀虫剂，有害废料场等都有可能污染水源，在选择取水构筑物时应予以注意。
（2）靠近主流，有足够的水深，有稳定的河床及岸边在弯曲河段，取水构筑物宜设在河流的凹岸。
河流凸岸岸坡平缓，容易淤积，深槽主流离岸较远，一般不宜设置取水构筑物。
但是，如果在凸岸的起点，主流尚未偏离时，或在凸岸的起点或终点，主流虽已偏离，但离岸不远游不淤积的深槽时，仍可设置取水构筑物。
在顺直河段上，取水构筑物的位置，宜设在河流稳定、深槽主流近岸处，通常也就是河流较窄，流速较大，水深较大的低点，在取水构筑物出的水深一般要求2.5~3m。
（3）具有良好的地质、地形及施工条件在有边滩、沙洲的河段上取水时，应注意了解边滩、沙洲的形成原因，移动的趋势和速度，取水构筑物不宜设在可能移动的边滩、沙洲下游的附近，以免日后被泥沙堵塞。
在有支流入口的河段上，由于干流和支流涨水的幅度和先后各不相同容易形成雍水，产生大量的泥沙沉积。
因此，取水构筑物应离开支流出口处上下游有足够的距离。
取水构筑物应设在地质构造稳定、承载力高的地基上，不宜设在淤泥、流沙、滑坡、风化严重的和熔岩发育地带。
在地震地区不宜将取水构筑物设在不稳定的陡坡或山脚下。
取水构筑物也不宜设在有宽广河滩的地方，以免进水管过长。
另外，选择取水构筑物时，要尽量考虑到施工条件，要求施工运输方便，有足够的施工场地外，还要尽量减少土方量，以节省投资，缩短工期。
(4)尽量靠近主要用水地区取水构筑物位置选择应与工业布局和城市规划相适应，全面考虑整个给水系统（输水管线、净水厂、二级泵房等）的合理布置。
地下水取水构筑物5
部分深层地下水可能含盐量偏高，不适于作为饮用水 水源。
不同位置、类型的地下水的开发方式
不同的地下水取水构筑物 的选择，是根据所在位置 含水层的情况决定的。
5.2 地下水取水构筑物分类
管井：井管从地面打到含 水层，抽取地下水的井； 大口井：由人工开挖或沉 井法施工，设置井筒，以截 取浅层地下水的构筑物； 渗渠：壁上开孔，以集取 浅层地下水的水平管渠；
W = μ ·F ·h 式中：W—地下水的储存量(m3)；
μ—含水层的给水度； F—潜水含水层的面积(m2)； h—潜水含水层的厚度(m) 。
5.4 地下水资源的分类
2. 储存量
在承压含水层中，压力水头的变化主要反映弹性水的释 放，称为弹性储存量，可按下式计算：
W弹＝μ*·F· h 式中：W弹—承压水的弹性储存量(m3)；
目的：在已知水文地质等参数的条件下， 通过计算确定管井在最大允许水位降落时的可 能出水量；或在给定的管井出水量下可能产生 的水位降落。
理论公式：方法简单，计算结果精度较差， 适用于水源选择、方案拟定和初步设计。
经验公式：计算结果接近实际，用于施工 图设计。
理论公式的概念
承压含水层完整井
Q
R
s
s0
H
地下水取水构筑物的适用条件
管井：适用于含水层厚度大于5米，其底板埋 藏深度大于15米的场合；
大口井：适用于含水层厚度在5米左右，其底 板埋藏深度小于15米场合；
渗渠：仅适用于含水层厚度小于5米，渠底埋 藏深度小于6米场合；
管井的构造
管井直径一般在50～1000mm，深 度一般在200m以内，由井室、井壁管、 过滤器、沉淀管组成。
地表水取水构筑物
(2)具有稳定河床和河岸，靠近主流， 有足够的水深 在弯曲河段上，取水构筑物位置宜 设在河流的凹岸；如果在凸岸的起点， 主流尚未偏离时，或在凸岸的起点或终 点；主流虽已偏离，但离岸不远有不淤 积的深槽时，仍可设置取水构筑物。 在顺直河段上，取水构筑物位置宜 设在河床稳定、深槽主流近岸处，通常 也就是河流较窄、流速较大，水较深的 地点，在取水构筑物处的水深一般要求 不小于2.5～3.Om。
2)分建式岸边取水构筑物 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。 采用分建式岸边取水构筑物时，在地形及 地质条件允许的情况下，应尽可能缩短水泵房与 进水构筑物之间的距离。如受地形及地质的自然 条件限制，则要采取必要的结构措施，缩短其间 距，减短水泵吸水管路，有利于维护管理和增加 运行的安全性。 与合建式岸边取水构筑物形式相比，分建式 取水构筑物显然水泵吸水管长，水泵启动所需时 间较长，吸水管或吸水底阀漏水时，检修困难。
(1)设在水质较好地点 为避免污染，取水构筑物宜位于城 镇和工业企业上游的清洁河段，在污水 排放口的上游100～150m以上； 取水构筑物应避开河流中的回流区 和死水区，以减少进水中的泥沙和漂浮 物； 在沿海地区应考虑到咸潮的影响， 尽量避免吸入咸水； 污水灌溉农田、农作物施加杀虫剂 等都可能污染水源，也应予以注意。
(2)合建式岸边取水构筑物，基础呈水平布置 即进水间与水泵间的底在同一标高上。在岸边地 质条件较差，不宜作阶梯形基础布置时采用这种 形式。 这种形式的取水构筑物多用卧式泵，安装在 最低设计水位以下， 使水泵自灌引水启动，运 行管理方便。但由于水泵间高度大，建筑面积 (包括相应的进水间面积)也较大，因而造价较高， 检修不便，水泵间通风条件较差。
河床式取水构筑物
河床式取水构筑物1. 工程资料1.1 河流自然条件（1）河流水位取P=1 %的设计洪水位为35.40m，取水保证率为97%的设计最低水位为20.50m。
（2）河流流量最大流量：27000 m3/s最小流量：320 m3/s。
（3）河流流速最大流速：2．48 m/s；最小流速：0．32 m/s。
（4）含砂量最大含砂量：0.47kg/m3；最小含砂量；0015kg/m3。
（5）水中其他悬浮物有一定效量的水草及青苔，无冰絮。
（6）河流主流及河床情况河流岸坡平缓，主流离岸边约90m处，最小水深为3.80m。
（7）水泵所需扬程26m。
1.2 设计任务（1）取水头部其要求是：①避免吸入泥沙；②不引起附近河床的冲刷；③避免其进水口被水内冰堵塞；④不被船只、木排及流冰撞击；⑤便于清洗。
其设计要求：①具有合理的外形；②取水头部进水口的位置适当，其上缘在最低水位以下0.5~1.0，冰盖底面以下0.2~0.5m，其下缘高出河底1.0~1.5m；③进口水流速度适当。
其类型有：喇叭管、蘑菇型、鱼型罩、箱式、墩式、斜板式、活动式。
设计中采用箱式取水头部。
箱式取水头部由周边开设进水孔的钢筋砼箱和设在箱内的喇叭管组成。
进水孔总面积较大，能减少冰渍和泥沙进入量。
适用于冬季冰凌较多或含沙量不大，水深较小的河流上采用，中小型取水工程用得较多。
中南地区含沙量较小的河流上箱的平面形状：圆形、矩形、棱形。
（2）进水管进水管有自流管与虹吸管之分，其自流管取水：自流管淹没在水中，河水靠重力自流，工作较可靠，水中含沙量较高时，为取得含沙少的水可在集水间壁上开设进水孔，可设置高位自流管。
适用于自流管埋深不大，或可以开挖隧道；而当河水位高于虹吸管顶时，无需抽真空即可自流进水；当河水位低于虹吸管顶，需先将虹吸管抽真空可进水。
虹吸高度2—6m。
适用于河滩宽阔，河岸较高，且为坚硬岩石，埋设自流管需开挖大量土石方，或管道需要穿越防洪堤时可采用虹吸管。
优点：减少水下土石方量，缩短工期，节约投资。
地下水取水构筑物施工规范
地下水取水构筑物施工规范第一节一般规定第1.1.1条采用无砂混凝土制作大口井井筒或渗渠集水管时，应经试验确定其骨料粒径、灰石比和水灰比。
并应制定搅拌、浇筑和养护的施工措施，其渗透系数、阻砂能力和强度不应低于设计规定。
第1.1.2条滤料的制备应符合下列规定：一、滤料的粒径及性质符合设计要求。
二、滤料经过筛选并检验合格后，按不同规格堆放在干净的场地上，并防止杂物混入。
三、标明堆放的滤料的规格、数量和铺设的层次。
四、滤料在铺设前应冲洗干净。
其含泥量不应大于1.0%(重量比)。
第1.1.3条铺设大口井或渗渠的反滤层前，应将大口井中或渗渠沟槽中的杂物全部清除，并经检查合格后，方可铺设反滤层。
第1.1.4条滤料在运输和铺设过程中，应防止不同规格的滤料或其它杂物混入。
冬期施工时，滤料中不得含有冻块。
第1.1.5条滤料的运送应采用溜槽或其他方法将滤料送至大口井井底或渗渠槽底，不得直接由高处向下倾倒。
第1.1.6条大口井或渗渠施工完毕，并经检验合格后，应按下列规定进行抽水清洗：一、抽水清洗前应将大口井或渗渠中的泥砂和其它杂物清除干净。
二、抽水清洗时，对大口井应在井中水位降到设计最低动水位以下停止抽水；对渗渠，应将集水井中水位降到集水管管底以下停止抽水。
待水位回升至静水位左右应再行抽水。
并应在抽水时取水样，测定含砂量。
当设备能力已经超过设计产水量而水位未达到上述要求时，可按实际抽水设备的能力抽水清洗。
三、当水中的含砂量小于或等于0.5ppm(体积比)时，停止抽水清洗。
四、抽水清洗时的静水位、水位下降值及含砂量测定结果，应及时做好记录。
第1.1.7条大口井或渗渠经过抽水清洗后，应按下列规定测定产水量；一、应测定大口井或渗渠集水井中的静水位；二、抽出的水应排至降水影响半径范围以外；三、按设计产水量进行抽水，并测定井中的相应动水位。
当含水层的水文地质情况与设计不符时，应测定实际产水量及相应的水位；四、测定产水量时，水位和水量的稳定延续时间，基岩地区不少于8h；松散层地区不少于4h；五、测定产水量宜采用薄壁堰；六、产水量及其相应的水位下降值的测定结果，应及时做记录；七、测定产水量宜在枯水期进行。
选择取水构筑物位置-建筑给水排水工程
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。当地表水作为城镇供水水 源时．其设计枯水位和设计枯水流量 的保证率，一般可采用90％～97％； 当地表水作为工业企业供水水源时， 其设计枯水流量的保证率应按有关部 门的规定选取。
(2)具有稳定河床和河岸，靠近主流， 有足够的水深 在弯曲河段上，取水构筑物位置宜 设在河流的凹岸；如果在凸岸的起点， 主流尚未偏离时，或在凸岸的起点或终 点；主流虽已偏离，但离岸不远有不淤 积的深槽时，仍可设置取水构筑物。 在顺直河段上，取水构筑物位置宜 设在河床稳定、深槽主流近岸处，通常 也就是河流较窄、流速较大，水较深的 地点，在取水构筑物处的水深一般要求 不小于2.5～3.Om。
河床纵向变形由水流纵向输沙不平 衡引起，而纵向输沙不平衡由来沙量随 时间变化和沿程变化、河流比降和河床 宽度沿程变化导致。
河床横向变形由水流横向输沙不平 衡引起，而横向输沙不平衡主要由环流 造成。
13.2
江河取水构筑物位置的选择
意义：江河取水构筑物位置的选择是 否恰当，直接影响取水的水质和水量、取 水的安全可靠性、投资、施工、运行管理 以及河流的综合利用。 要求：深入现场调查研究，根据取水 河段的水文、地形、地质、卫生等条件， 全面分析，综合考虑，提出几个可能的取 水位置方案，进行技术经济比较，从中选 择最优的方案。
河床变形可分为单向变形和往复变形 两种。单向变形是指在长时间内，河床缓 慢地不间断地冲则或不间断地淤积，不出 现外淤交错。往复变形是指河道周期性往 复发展的演变现象。 河床变形也可分为纵向变形和横向变 形两种。纵向变形是河床沿纵深方向的变 化，表现为河床纵剖面上的冲淤变化。横 向变形是河床在与水流垂直的方向上，向 两侧的变化，表现为河岸的冲刷与淤积， 使河床平面位置发生摆动。
《取水建筑物》课件
近代取水
随着工业革命的发展，人类开始建 设大型的水库、泵站等取水建筑物 ，以满足工业和城市用水需求。
现代取水
随着科技的发展，取水建筑物在结 构形式、材料选择、施工方法等方 面不断创新，同时考虑环境保护和 可持续发展。
02
取水建筑物的设计与建设
取水建筑物的设计原则
安全可靠
确保取水建筑物的结构安全， 能够抵御自然灾害和其他潜在 风险，保障水源的稳定供应。
钢材
用于构建取水建筑物的支架、 框架和网架等，具有较高的强
度和稳定性。
防水材料
用于取水建筑物的防水处理， 防止水分渗漏和侵蚀。
其他材料
根据具体情况选择适当的材料 ，如滤料、填料等，以满足特
定的功能需求。
03
取水建筑物的运行与管理
取水建筑物的运行方式
自然取水
分散取水
利用河流、湖泊、水库等自然水源， 通过引水渠、集水井等方式将水引入 取水建筑物。
《取水建筑物》ppt课件
contents
目录
• 取水建筑物的概述 • 取水建筑物的设计与建设 • 取水建筑物的运行与管理 • 取水建筑物的案例分析 • 取水建筑物的未来展望
01
取水建筑物的概述
取水建筑物的定义
定义
取水建筑物是指从河流、湖泊、 水库等水源中提取和输送到用水 地点的构筑物，是水利工程中的 重要组成部分。
期工作。
施工建设
按照设计要求进行施工 ，确保施工质量符合规
范要求。
验收与试运行
完成施工后进行验收和 试运行，确保取水建筑
物正常运行。
维护与管理
定期进行维护保养和检 查，确保取水建筑物的
长期稳定运行。
活动式取水构筑物详解
宜选择Q—H曲线较陡的水泵，在水位涨落幅度大的地区， 可使用两种叶轮，以提高运行效率。 水泵吸水管管径小于200～300mm时用底阀，管径较大时用 真空泵引水。吸水喇叭口上一般可采用圆形拦污格栅罩，喇 叭口距河底的高度不小于吸水管直径的1．5倍。吸水管向水 泵的上升坡度宜为1％。 水泵机组应通过公用底座将重量传到甲板粱上，不允许直接 放在甲板上。水泵一般采用单排布置，纵向布置较适用于大 泵，如sh型泵，管线转弯较少，操作管理方便，水力条件较 好。横向布置较紧凑，船体宽大，稳定性好，多用于单级单 吸卧式离心泵，如IS泵的布置，缺点是管路复杂，操作不便， 水力条件差。 水泵可以安装在甲板上 (上承式 )，也可以安装在船体骨架上 (下承式)
2．浮船的稳定 为保证浮船取水构筑物安全运行，浮船设计 应流的冲击力、进出水管内的动水压力、风浪 等，设计时应综合考虑 3．浮船的锚固 浮船采用锚、缆索、撑杆等加以固定，称为 锚固。
10
6.2.6.3活动式取水构筑物的数量
2
6．2．6．1缆车式取水构筑物
缆车式取水构筑物适用于河流水位变幅 为10～35m、涨落速度小于2m／h的情 况，其位置宜选择在河岸岸坡稳定、地 质条件好、岸坡倾角为10。～28。的地 段，如果河岸太陡，所需牵引设备过大， 移车较困难；如果河岸太缓，则吸水管 架太长，容易发生事故。
3
6．2．6．1缆车式取水构筑物
缆车上水泵机组的布置除满足布置紧凑、操作检修方便外，还应特别注 意缆车的稳定和振动问题 . 图6—23(a)为水泵平行布置，适用于中、小型 缆车，桁架受力好，运转时振动小。图6—23(b)为垂直布置，适用于大、 中型缆车，布置较紧凑，缆车接近正方形；其中一台水泵反转，缆车稳定 性较好。图6一23(b)的布置为阶梯形布置，缆车重心降低，可以增加稳定 4 性。
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浮船式取水构筑物
（2）连络管，输水管
②摇臂式 ： 5个套筒旋转接口，连络管长 L ＝20～25 m ，α≤70° 连络管长，不需换接头
K1——面积减少系数，K1 b——网眼净尺寸
(b
b2 d)2
d——金属丝直径
K2——阻塞系数0.5 ε——水流收缩系数 0.64～0.8
固定式取水构筑物
（1）集水井
⑥格网： 旋转格网：
连接网板
金属网 4×4～10×10 mm 连接框架
F2 Q
K1K 2 K 3 v 2
Q——设计流量； K2——阻塞系数0.75；
缆车式取水构筑物
（4）牵引设备及安全装置
①绞车牵引
②制动
绞车制动 泵车制动
③安全挂钩（泵车）
浮船式取水构筑物
（1）浮船
①木、钢、钢丝网水泥
B=4～6m，H＝1.2～1.5 m
L/B=2:1~3:1
吃水深0.5～1.0 m
水泵布置：
竖向
上承式 下承式
平面
一列式 平行式
浮船式取水构筑物
（2）连络管，输水管
③平面尺寸：
宽度：边距 C＝D进 ， D进＝（1.3～1.5）D1 ， D1为进水管道直径 中距 S≥（2～2.5）D进
长度：后壁距： T＝0～0.25D进 进口距： L2＝4D进 有效体积校核：V=BhL≥K×Q
V——最低水位时容积，m3； Q——最大泵流量，m3/s；
B——总宽度，m；
L——总长度，m；
取水构筑物介绍
1.固定式取水构筑物
➢ 岸边式取水构筑物 ➢ 河床式取水构筑物
2.活动式取水构筑物
➢ 缆车式取水构筑物 ➢ 浮船式取水构筑物
固定式取水构筑物
1.分类：岸边式 河床式
2.基本组成：进水构筑物+泵房
固定式取水构筑物
（1）集水井
①分格：大型一泵一格；
中小型多泵一格，不少于2格。 ②设备布置：检修门、格栅（进水孔）、格网、起吊设备
最低水位－0.3m
底高程：河底高程＋0.5m（侧面进水，水量不大时取0.3m）
面积： F Q
K1 K 2 v Q——过孔流量，m3/s; b——栅条净距 30～120 mm;
b K1——栅条面积减少系数，K1 b s s——栅条厚;
K2——堵塞系数0.75; v——设计过栅流速 有冰 0.2～0.6 m/s
校核：进水孔布置，hh吸悬淹水>同0室.上3m流且速≮≯
0.4m 0.5m/s
固定式取水构筑物
（1）集水井
⑥格网： 平板格网
金属网 支撑管架
工作网Φ1～2 mm 网眼5×5～10×10 mm 支撑网Φ2～3 mm 网眼25×25mm
F Q
面积：
K1 K 2v1
Q——设计流量，m3/s;
v1——流速0.2～0.4 m/s <0.5 m/s
反向水力冲洗：关闭阀门，灌满集水井，打开阀门； 虹吸管：破坏真空法
固定式取水构筑物
（4）取水泵房设计要点
①减少泵房面积：水泵台数3～4台，平面布置紧凑；
②泵房抗渗、抗浮、抗滑：
抗渗：提高砼标号
抗浮：
K
W重
＞1.1 ~ 1.2
W浮
增加自重，扩大底板并压土，打入锚固桩，增加侧墙与土的摩擦
抗滑力 抗滑：K滑 滑动力 1.3
h——设计枯水位时的水深 ，m。
K——秒换水系数，Q<0.5 m3/s， K＝25～30 ；
Q>0.5 m3/s， K＝15～20。
固定式取水构筑物
（1）集水井
③平面尺寸：
固定式取水构筑物
（1）集水井
⑤进水孔、格栅 布置：一格一孔，一格多孔。
水位变幅超过6 m，分二层、三层分别控制
顶高程：最高水位－1.0m
（2）坡道：斜坡式、斜桥式
①坡度10～28° ②轨距：出水管 < 300mm, 轨距1.5～2.5 m
出水管300～500 mm, 轨距2.5～4.0 m ③坡道上设置人行道，电缆沟，接管平台，冲沙水管
缆车式取水构筑物
（3）输水管
①三通接口高度差1～2 m
②接口方式：
橡胶软管 曲臂活动接头
球形方向接头 套筒旋转接头
固定式取水构筑物
（2）取水头部
设计要点：a.选择合理的外形 流线形：
t:b=3:1, R0=10R
棱形： 长圆形：
α=60~90° L/B=2.5~4
圆形和多边形：
适用水库或主流多变的场合
固定式取水构筑物
（2）取水头部
设计要点：b.进水孔
面积： F Q vK1 K 2
Q——设计流量，m3/s； v——流速， 有冰 0.2～0.6 m/s；
固定式取水构筑物
B
A
4、泵房尺寸 （1）泵突出部分（基础）到墙壁 的净距A A=最大设备宽度+1m，但A ≮2m （2）出水侧泵基础与墙壁的净距 B B不宜小于3m （3）电机突出部分与配电设备的 净距C C=电机轴长+0.5m。低压配电设备 C≥1.5m;高压配电设备C≥2m （4）水泵基础之间的净距E与C要 求相同。
固定式取水构筑物
5、进水间 6、吸水间
活动式取水构筑物
分类：缆车式 浮船式
缆车式取水构筑物
（1）泵车及水泵布置
①泵车为型钢组成的桁架结构； ②主桁架2～3对滚轮； ③小型供水一部车，大型供水二部车； ④每车不少于2泵，吸水高度部小于4m，Q～H较陡； ⑤小泵平行布置，大泵一列式布置，泵重心与轴线重合。
K1——网丝面积减少系数，K1
(b
b2 d)2
K3——框架减少系数0.75
v2＝0.7～1.0 m/s
ε——收缩系数 0.64～0.8
固定式取水构筑物
（2）取水头部
喇叭口式
a.顺水流方向 b.水平式 c.垂直向上 d.垂直向下
蘑菇式取水头部 鱼形罩式取水头部 箱式取水头部 桥墩式取水头部 桩架式取水头部 斜板式取水头部 活动式取水头部
无冰 0.4～1.0 m/s；
K1 、K2——格栅面积减少系数，阻塞系数0.75。
进水孔下沿距河床高度h1
侧孔≥0.5 m 顶孔≥1.0 m
进水孔上沿淹没深度h2
侧孔≥0.3 m 顶孔≥0.5 m 虹吸进水≥1.0m
固定式取水构筑物
（3）进水管
①根数：根数n≥2,事故时n-1条管道，通过70%的设计量； ②流速：v＝1～1.5 m/s，v≥0.6 m/s，事故时v＝1.5～2 m/s； ③自流管埋深在河床下0.5～1.0 m，出口设阀门； ④虹吸管进出口在动水位下1.0 m，最高点排气口； ⑤虹吸高度4～6m，≯7m； ⑥虹吸管纵度 ：（1～5）‰ 向外坡； ⑦冲洗：正向水力冲洗：抽低集水井水位，打开出口阀门；
设齿坎，减少墙后填土，降低墙后水位
固定式取水构筑物
（4）取水泵房设计要点
③起吊、通风、交通、控制： 高度： >20～30 m ，二级起吊监控
固定式取水构筑物
喇格叭网口 格栅
1、格栅 栅条净距：小型取水构筑物宜为3050mm；大、中型取水构筑物宜为80120mm 2、格网 （1）平板格网：格网面积较大时， 设两层金属网。其中一层为工作网， 起拦截水中漂浮物的作用，网眼尺寸 一般为5mm×5mm~10mm×10mm；另一 层是支撑网，用以增强工作网的强度， 网眼尺寸为：25mm×25mm，金属丝直 径为2~3mm （2）旋转格网：网眼尺寸视水中漂 浮数量和大小而定，一般为 4mm×4mm~10mm×10mm；网丝直径为 0.8~1.0mm 3、 喇叭口： （1）喇叭管中心与后墙距离为 （0.8-1.0）D，同时满足管道安装要 求。 （2）喇叭管中心与侧墙距离为1.5D （3）喇叭管中心至进水室进口距离 大于4D
无冰 0.4～1.0 m/s
固定式取水构筑物
（1）集水井
④高程布置：
顶高程：非淹没式：最高水位＋浪高＋0.5 淹 没 式 ：常水位＋浪高＋0.5
底高程：垂直进水：最低水位－h淹－h悬 h悬＝（0.6～0.8）D进
h淹
0.64（Fr
0.65
T D进
0.75）且 ≮ 0.5m
T——后壁距
水平进水：最低水位－h淹－h悬－D进