地表取水工程详解

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进水间设计要点
（1）根据安全运行，检修和清洗、排泥等要求，进水室通常 用隔墙分成可独立工作的若干分隔。 （2）一般每一分隔布置一根进水管或一个进水孔口。（3） 当河流水位变幅不大时，可采用单层进水孔口，当河流水位 变幅超过6m时，可设置两层或三层进水孔，上层进水孔的上
缘应在洪水位以下1.0m，下层进水孔的下缘至少应高出河
K1=b/(b+s)
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(2)格栅一般按可拆卸设计，并考虑有 人工或机械清除的措施。 （3）格栅与水平面最好成65～75度倾 角。 （4）框架外形应与进水口形状一致。 （5）通过格栅的水头损失，一般采用 0.05～ 0.1米。
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2、格网设计
格网设在进水间内，用以拦截水中细 小的漂浮物。格网分为旋转格网和平板格 网两种。 旋转格网构造复杂，所占面积大，但 冲洗方便，拦污效果好，适用于水中漂浮 物较多，取水量较大的取水构筑物。
Q 旋转格网面积： F0 K1 K 2 K 3V0
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平板格网构造简单，所占位置小，可 减小进水间尺寸，但网眼不能太小，因而 不能拦截较细小漂浮物，且冲洗麻烦，每 次冲洗都有部分杂质进入吸水室，适用于 中小取水量、漂浮物不多的情况。
Q 平板格网面积： F0 K1 K 2V0
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(2)排泥、启闭及起起吊设备 河水进入进水间后流速减小，会有泥 沙沉积，需及时排除。常用的排泥设备有 排沙泵、排污泵、射流泵、压缩空气提升 器等。 在进水间的进水孔、格网和横向连通 孔上都须设置闸阀、闸板等启闭设备，常 用的有平板闸门、滑阀及蝶阀等。 为便于格网、格栅的清洗和检修及闸 门的启闭和检修，需在操作平台上设置起 吊设备。常用的起吊设备有电动卷扬机、 电动和手动单轨吊车等。
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为避免以上缺点， 可采用立式泵，这种形式的进水间和上 一种的相同，而吸水间在水泵间下面，用不透水的隔板分开。 此层隔板应按最高洪水位时的静水压力求近行结构设计，同 时应十分严密(包括人孔及吸水管穿过隔板处，都应做严密的 防水措施)。隔板以上的水泵间也应做严密的防水措施。 这 种布置形式可减小建筑面积 降低土建投资，电机和电气设备 可设置在最高水位以上的操作间内，通风和采光条件良好， 操作管理方便。但是，立式防砂泵与电机连接轴长，水泵电 机的安装、检修都比较麻烦，因此目前较少采用。 在水位变化较大的河流上，水中漂浮物不多，取水量不大时， 也可采用潜水泵取水。潜水泵和潜水电机可以设在岸边进水 间内，亦可设在岸边斜坡上。这种取水方式结构简单，造价 低。但水泵电机检修较困难。
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进水间附属设备 1、格栅设计要点 格栅设于进水口(或取水头部)的进水 孔上，以拦截水中粗大的漂浮物及鱼类， 栅条厚度或直径一般采用10mm，净距通常 采用30～120mm。栅条可以直接固定在进水 孔上，也可放在进水孔外侧的导槽中，清 洗和检修时便于拆卸。
（1）格栅面积：
Q F0 K1 K 2V0
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6．2．5．1 固定式取水构筑物的基本型式




固定式取水构筑物按照取水点的位置，可分为 岸边式、河床式和斗槽式； 按照结构类型，可分为合建式和分建式； 河床式取水构筑物按照进水管的型式，可分为 自流管式、虹吸管式、水泵直接吸水式、桥墩 式； 按照取水泵型及泵房的结构特点，可分为干式、 湿式泵房和淹没式、非淹没式泵房； 按照斗槽的类型，可分为顺流式、逆流式、侧 坝进水逆流式和双向式。
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(1) 基础呈阶梯式 在河岸地质情况较好(岸边为基岩)的条件 下才可采用这种布置形式，以保证不致因进水 间与水泵间的基础标高不同而引起构筑物的不 均匀沉陷。由于进水间与水泵间的底部标高不 同，可减小泵房的建筑高度，节省土建投资， 便于施工。但在枯水期低水位时，水泵不能自 灌引水需采用抽真空方式或灌注压力水引水方 式，对运行管理不方便。
底0.5m，其上缘至少应在设计量低水位以下0.3m。 （4）当取水量大，采用轴流泵或混流泵取水时，进水室 应结合水泵前池设计的要求进行设计，以免影响水泵效率。 （5）进水孔的高宽比，宜尽量配合格栅和闸门的标准尺寸。 （6）进水孔口前应设置格栅及阀门槽 。
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合建式进水间为非淹没式，分建式进 水间既可是非淹没式，也可是半淹没式。 非淹没式进水间的操作平台在设计洪 水位时仍露出水面，操作管理方便； 半淹没式进水间的操作平台当水位超 过设计水位时被淹没，淹没期间格网无法 清洗，积泥无法排除，只适用于高水位历 时不长，泥沙及漂浮物不多的情况，但投 资较省。
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6．2．5．1 固定式取水构筑物的基 本型式

1．岸边式取水构筑物的型式 取水设施和泵房都建在岸边,直接从岸边 取水的固定式取水构筑物.
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，水位变幅不大的情况。 按照集水井与泵房的合建与分建，岸边式取水构 筑物的基本型式可分为合建式和分建式。

2．活动式取水构筑物
活动式取水构筑物可分为 缆车式和浮船式。缆车式按坡道种类可分为斜坡式和 斜桥式。浮船式按水泵安装位置可分为上承式和下承 式；按接头连接方式可分为阶梯式连接和摇臂式连接。 山区浅水河流 取水构筑物包括底栏栅式和低坝式。低坝式可分为固 定低坝式和活动低坝式(橡胶坝、浮体闸等)。
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6．2地表水取水工程
6．2．1影响地表水取水的主要因素 6．2．2地表水取水位置的选择 6．2．3地表水取水构筑物设计的一般原 则
6．2．4地表水取水构筑物分类及设置原 则
6．2．5固定式取水构筑物 6．2．6活动式取水构筑物 6．2．7山区浅水河流取水构筑物
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6．2．5固定式取水构筑物
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(2)泵房布置 泵房的平面形状有圆形、矩形、椭 圆形、半圆形等。矩形便于布置水泵、 管路和起吊设备，而圆形受力条件好， 当泵房深度较大时，土建费用较低。 水泵机组、管路及附属设备布置， 既要满足安装、操作、检修的方便，为 远期发展留有余地，又要尽量减小泵房 面积、减低造价。


6．2．5．1 固定式取水构筑物的基本型式 6．2．5．2 固定式取水构筑物主要构造及设计原则 定义：把不经过筑坝拦蓄河水、而在岸边或河床上直 接修建的固定的取水设施称为固定式取水构筑物。 特点：


应用广泛，优点有取水安全可靠、维修管理方便、适应范围 较广等。 其主要缺点是当河水水位变化较大时，构筑物的高度需相应 地增加，因而工程投资较高，水下工程量较大，施工期长， 扩建困难。因此设计固定式取水构筑物时，应考虑远期发展 的需要，土建工程一般按远期设计，一次建成，水泵机组设 备可分期安装。
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岸边式取水构筑物，建在水岸边。
河岸较陡、岸 边水深、地质 条件较好、流 速较大的河流
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6．2．5．1 固定式取水构筑物的基本型式

岸边式取水构筑物由集水井和泵房两部分组成




集水井是岸边式取水构筑物的取水设施，一般由进 水间、格网和吸水间三部分组成，水流经过装有格 栅的进水孔进入集水井的进水间，再经过格网进入 吸水间，然后由水泵抽走。 集水井顶部设操作平台，安装格栅、格网、闸门等 设备的起吊装置。 进水间前壁设有进水孔，孔上设有格栅及闸门槽， 格栅用来拦截水中粗大的漂浮物及鱼类等。 进水间和吸水间用纵向隔墙分开，在分隔墙上可以 设置平板格网，用以拦截水中细小的漂浮物。当采 用旋转格网时，应在进水间和吸水间之间设置格网 室。
6 取 水 工 程
地表水取水工程
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6．1 地表水资源供水特征与水源选择
6．1．1地表水源的供水特征 6．1．2水源地选择原则

6．2地表水取水工程
6．2．1影响地表水取水的主要因素 6．2．2地表水取水位置的选择 6．2．3地表水取水构筑物设计的一般原则 6．2．4地表水取水构筑物分类及设置原则 6．2．5固定式取水构筑物 6．2．6活动式取水构筑物 6．2．7山区浅水河流取水构筑物
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(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。
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合建式与分建式比较

总的来看，合建式比分建式较为优越。在地质和施工条件许 可下，尤其是对于取水量大， 保水安全性要求较高的取水 工程， 应尽可能采用合建式。但在地质条件差，且施工技 术力量薄弱，施工条件差，对水下施工有困难的情况下，宣 采用分建式。
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岸边式取水构筑物的构造和计算 1)集水井 集水井由进水室和吸水室两部分组成， 可与泵房分建或合建。 分建时平面形状有圆形、矩形、椭圆形 等。圆形结构性能较好，水流阻力较小， 便于沉井施工，但不便于布置设备。矩 形则相反。进水间深度不大，用大开槽 施工时可采用矩形。深度较大时宜采用 圆形。椭圆形兼有两者优点，可用于大 型取水。
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6．2．4地表水取水构筑物分类及设置原则


6．2．4．1地表水取水构筑物的分类
地表水取水构筑物的型式应适应特定的河流水 文、地形及地质条件，同时应考虑到取水构筑 物的施工条件和技术要求。 分类： 按水源种类可分为河流、湖泊、水库及海水 取水构筑物； 按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)两种，在山区河流上，有低坝式和低栏 栅式取水构筑物。
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(3)防冰、防草措施 在有冰冻的河流上取水时，必须采取 防冰措加。常用的防冰措施有降低进水孔 流速；利用电、热水或蒸汽加热格栅；在 进水孔前引入废热水，在进水孔上游设置 挡冰木排；利用渠道引水使水内冰在渠道 上浮。 防止水草堵塞，可采用机械或水力方 法及时清理格栅；在进水孔前设置挡草木 排；在压力管中设置除草器等措施。
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岸边式取水泵房的设计特点 (1)水泵选择 水泵选择包括水泵型号选择和水泵台 数确定。水泵台数过多，将增大泵房面积 和土建造价；水泵台数过少，不利于运行 调度，一般采用3～4台。水泵型号应尽量 相同，以便互为备用。当供水量或扬程变 化较大时，可考虑大小水泵搭配，以利调 节。选泵时应以近期水量为主，适当考虑 远期发展。
3．山区浅水河流取水构筑物
6．2．4．2取水构筑物型式的选择原则

取水构筑物型式的选择，应根据取水量 和水质要求，结合河床地形及地质、河 床冲淤、水深及水位变幅、泥沙及漂浮 物、冰情和航运等因素，并充分考虑施 工条件和施工方法，在保证安全可靠的 前提下，通过技术经济比较确定。
西北地区常采用斗槽式取水构筑物，以减少泥沙和防止冰凌； 对于水位变幅特大的重庆地区常采用土建费用省、施工方便的湿 式深井泵房； 广西地区对能节省土建工程量的淹没式取水泵房有丰富的实践经 验； 中南、西南地区很多工程采用了能适应水位涨落，基建投资省的 活动式取水构筑物；山区浅水河床上常建造低坝式和底栏栅式取 水构筑物。
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1．岸边式取水构筑物的型式

(2)分建式岸边取水构筑物 当河岸处地质条件较差，以及集水井与泵房不 宜合建，如水下施工有困难，或建造合建式取 水构筑物对河道断面及航道影响较大时，宜采 用分建式岸边取水构筑物。由于将集水井和泵 房分开建造，泵房可离开岸边，建于地质条件 较好处，因此可使土建结构简单，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。
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6．2．4地表水取水构筑物分类及设置原则

1．固定式取水构筑物
固定式取水构筑物按照取 水点的位置:岸边式、河床式和斗槽式；按照结构类型: 合建式和分建式；河床式取水构筑物按照进水管的型 式:自流管式、虹吸管式、水泵直接吸水式、桥墩式； 按照取水泵型及泵房的结构特点:干式、湿式泵房和淹 没式、非淹没式泵房；按照斗槽的类型:顺流式、逆流 式、侧坝进水逆流式和双向式。
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1)合建式岸边取水构筑物 合建式岸边取水构筑物进水间与泵房合建， 水经进水孔进入进水室，再经格网进入吸水室， 然后由水泵抽送至水厂或用户。进水孔上的格栅 用以拦截水中粗大的漂浮物。进水间中的格网用 以拦截水中细小的漂浮物。 合建式的优点是布置紧凑，占地面积小，水 泵吸水管路短，运行安全，管理维护方便；缺点 是土建结构复杂，施工较困难。只有在岸边水深 较大，河岸较陡，同时河岸地质条件良好的地方 以及水位变幅和流速较大的河流才可采用。