取水工程

第11章取水工程概论

1.水资源的概念：

广义：包括海洋、地下水、冰川、湖泊、土壤水、河川径流、大气水在内的各种水体狭义：广义概念内逐年可得到恢复更新的一部分淡水

工程概念：狭义范围内，在一定技术经济条件下可以为人们所用的一部分淡水和用于冷却的海水

2.我国水资源现状：总量多人均少；地区不均；时程不均；开发利用缺乏统筹；污染严重

水资源缺乏的类型：资源型；污染型；管理型

3.给水水源类型：地下水源（潜水、自流水、泉水）；地表水源（江河湖泊、水库、海水）

地下水源特点：水质澄清，水温稳定，分布面广

径流量小，矿化度和硬度高，可能含铁锰等重金属

地表水源特点：径流量大，矿化度和硬度低，铁锰含量低

浊度高，水温变幅大，有机物和细菌含量多，易受污染

4.地下水源的优点：取水条件和取水构筑物简单，便于施工和管理

通常无需澄清处理

可以靠近用户建立水源，降低投资，提高给水可靠性

便于分期修建

便于建立卫生防护区

5.保护给水水源的措施：配合相关部门制定水资源开发利用规划

加强水源管理

进行流域面积内的水土保持工作

6.防止水源水质污染的措施：合理规划城市居住区和工业区

加强水源水质监督管理，制定污水排放标准并贯彻实施

勘查新水源时要有卫生防护措施

注意开采地下水引起的水质恶化问题

进行水体污染调查研究，建立水体污染监测网

7.透水层（含水层）：有众多相互连通的空隙的岩层

不透水层（隔水层）：粘土和花岗岩等紧密岩层

潜水：地面下第一个隔水层上的地下水

层间水：两个不透水层之间的水；有压力时为承压含水层，有自由水面时为无压含水层

8.地下水流动条件：岩层透水性和水位差

9.取水构筑物分类：管井、大口井、辐射井、复合井、渗渠

10.管井构造：井室、井壁管、过滤器、沉淀管

井室：有深井泵房、深井潜水泵房、卧式水泵房、和其他形式

深井泵房：地上式维护管理方便，防水通风条件好

地下式便于城镇和厂区规划，防寒条件好

深井潜水泵房：小水量潜水泵

卧式水泵房：地下水动水位较高

其他：地下水水位高时可以自流井或虹吸取水

11.井壁管：加固井壁、隔离水质不良或水头较低的含水层

可以分段钻进或不分段钻进（泥浆护壁、清水护壁、套管护壁）

12.过滤器：集水并保持填砾和含水层的稳定

有钢筋骨架过滤器（不能用在深度大于200m和侵蚀性大的含水层）；圆孔条孔

过滤器；缠丝过滤器（用于粗砂、砾石和卵石含水层）；包网过滤器（易堵塞

和腐蚀）；填砾过滤器（填砾厚度为粒径3~4倍）；砾石水泥过滤器

13. 沉淀管：接在过滤器下，沉淀进入井内的细小沙粒和水中析出的沉淀物

14. 管井出水量减少的原因：

管井原因：抽水设备故障，过滤器或周围填砾、含水层填塞

水源原因：地下水水位区域性下降，含水层地下水流失

15. 增加出水量的措施：真空井法，爆破法，酸处理法

16. 管井出水量经验公式：直线型

抛物线型：用于补给条件好、含水层厚、水量大的区域

幂函数型：用于渗透性号、厚度大、补给条件差的区域

半对数型：用于补给条件差的区域

17. 井群互阻影响的情况：

水位降落值不变时，共同工作各井出水量小于各井单独工作的出水量

出水量不变时，共同工作各井的水位降落值大于各井单独工作的水位降落值

18. 出水量减少系数2112

t S t α=+ t2为1号井抽水时2号井水位的削减量 校正出水量减少系数''00lg

lg R

L R L αα=⋅ 当井间间距大于影响半径时便不需考虑互阻影响。

列表算出来自左右的出水量减少系数的和，

'(1)Q qs α=-∑ ，s 为水位降落值，q 为单位出水量

19. 大口井是用于开采浅层地下水的取水构筑物，由井筒、井口和进水部分组成

20. 辐射井由集水井和若干辐射状铺设的集水管组成

21. 复合井是大口井和管井的组合，用于地下水位高，含水层厚度大的区域

22. 渗渠是水平铺设在含水层中的集水管，只适用于开采埋藏深度小于2m 厚度小于6m 的

含水层，常由于泥沙淤积河床和淤积含水层导致出水量衰减

第13章 地表水取水构筑物

1. 取水构筑物的设计最高水位按百年一遇确定，设计枯水位的保证率按90~99%

2. 泥沙按其运动状态可分为推移质和悬移质

推移质：在水流作用下沿着河底滚动、滑动或跳跃前进的泥沙

悬移质：悬浮于水中随水流前进的泥沙

3. 挟沙能力：水流能够挟带泥沙的饱和数量

水流输沙的不平衡是河床演变的根本原因

4. 在横向环流和纵向主流作用下，河湾水流实际上呈螺旋形前进

在弯曲河段的凹岸处取水一般是有利的

5. 江河取水构筑物的位置选择：

设在水质较好地点；

具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深

有良好的地质、地形和施工条件

靠近主要用水地区

应注意河流上的人工构筑物和天然障碍物

避免冰凌影响

与河流的综合利用相适应

6.固定式取水构筑物主要分为岸边式和河床式两种还有斗槽式

岸边式取水构筑物：直接从江河岸边取水的构筑物，由进水间和泵房组成

适用于江河岸边较陡，主流近岸，岸边水深足够，水质和地质条件

较好，水位变幅不大的情况

合建式岸边取水构筑物：布置紧凑，占地小；水泵吸水管路短；运行管理方便

但土建结构复杂，施工困难

地基条件好时可以阶梯式布置减小泵房深度分建式岸边取水构筑物：土建结构简单，施工容易

操作管理不便；吸水管路长，运行不安全

构造：进水间：进水室、吸水室、附属设备（格栅、格网、排泥、启闭和起吊设备）泵房：在渠道边时，设计标高为设计最高水位加0.5m

在江河边时，设计标高为设计最高水位加浪高加0.5m

在湖泊、水库、海边时，设计标高为设计最高水位加浪高加0.5m 河床式取水构筑物：由取水头部、进水管、进水间、泵房组成

适用于河床稳定，河岸平坦，枯水期主流离岸较远，岸边水深不够

或水质不好，而河中又有足够水深或较好水质的情况

自流管取水：河水靠重力自流，工作可靠

开挖土方量大

虹吸管取水：减少了开挖土方量，缩短工期，节约投资

对施工和运行管理要求高，需要真空设备；运行不如自流式可靠水泵直接吸水：适用于水中漂浮物不多，吸水管不长的中小型泵房

桥墩式取水：适用于大河含沙量大取水量大，岸坡平缓，岸边不适合建泵房的情况

构造：集水间：同岸边式的进水间

取水头部：喇叭形、蘑菇形、鱼形罩、箱式、斜板式等

进水管：流速一般不小于0.6m/s；有顺冲、反冲两种冲洗方法斗槽式取水构筑物：在岸边式或河床式取水构筑物前设置斗槽进水

顺流式斗槽：适用于泥沙多，冰凌不严重的河流

逆流式斗槽：适用于泥沙少，冰凌严重的河流

双流式斗槽：适用于两个都严重的河流

7.移动式取水构筑物：有浮船式和缆车式两种

浮船式取水构筑物：投资少，建设快；施工简单；有较大的适应性和灵活性；能取得含

沙少的表层水

缆车式取水构筑物：移动比浮船方便；受风浪影响小，比浮船稳定

8.湖泊、水库取水构筑物的位置选择：

不能选在湖岸芦苇丛生处附近；

不能选择在夏季主风向的向风面凹岸处；

应选在靠近大坝附近或远离支流的汇入口；

应选在稳定的湖岸或库岸处。

9.湖泊、水库取水构筑物类型：隧洞式取水和引水明渠取水；分层取水（深）；自流管式

取水（浅）