水资源利用与保护思考题 第六章

第6章取水工程1、地表水源的供水特征？（1）水量较充沛，分布较广泛，总溶解固体含量较低，硬度一般较小；（2）时空分布不均，受季节影响大；（3）保护能力差，容易受污染；（4）泥沙和悬浮物含量较高，常需净化处理后才能使用；（5）取水条件及取水构筑物一般比较复杂。

2、水源地选择原则？（1）水源选择前，必须进行水源的勘察；（2）水源的选用应通过技术经济比较后综合考虑确定；（3）用地表水作为城市供水水源时，其设计枯水流量的保证率，应根据城市规模和工业大用水户的重要性选定，一般可采用90％～97％；（4）地下水与地表水联合使用；（5）确定水源、取水地点和取水量等，应取得水资源管理、卫生防疫、航运等有关部门的书面同意。

对于生活饮用水源卫生防护应符合有关现行标准、规范的规定，并应积极取得环保等有关部门的支持配合。

3、影响地表水取水的主要因素？（1）取水河段的径流特征；（2）河流的泥沙运动及河床演变；（3）河床与岸坡的岩性和稳定性；（4）江河中的泥沙和漂浮物；（5）河流的冰冻情况；（6）河道中水工构筑物及天然障碍物。

4、地表水取水位置的选择？（1）取水点应设在具有稳定河床、靠近主流和有足够水深的地段；（2）取水点应尽量设在水质较好的地段；（3）取水点应设在具有良好的工程地质条件的地段，并有较好的地形及施工条件；（4）取水点应尽量靠近主要用水区；（5）取水点应避开人工构筑物和天然障碍物的影响；（6）取水点应尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮等影响；（7）取水点的位置应与河流的综合利用相适应，不妨碍航运和排洪，并符合河道、湖泊、水库整治规划的要求。

5、地表水取水构筑物的分类及其适用条件？地表水取水构筑物按其构造形式不同可分为固定式取水构筑物、活动式取水构筑物和山区浅水河流取水构筑物。

固定式取水构筑物：按取水点位置可分为岸边式、河床式和斗槽式。

岸边式适用于河岸较陡，主流近岸，岸边有一定取水水深，水位变幅不大，水质及地质条件较好的情况；河床式适用于河岸较平缓，主流离岸远、岸边缺乏必要取水深度或水质不好的情况；斗槽式适用于河流含沙量大、冰凌严重的情况。

活动式取水构筑物：可分为缆车式和浮船式，缆车式适用于河流水位变幅为1035m、涨落速度小于2m/h的情况；浮船式适用于河流水位变幅为1040m或更大、水位变化速度不大于2m/h的情况。

山区浅水河流取水构筑物：可分为低坝式和底栏栅式，低坝式适用于山区河流枯水期流量特别小，取水量为枯水期流量的30％50％以上或取水深度不足时，在不通航、不放筏、推移质不多的情况；底栏栅式适用于河床较窄、水深较浅、河床纵坡降较大、大粒径推移质较多、取水百分比较大的山区河流。

6、固定式取水构筑物的基本形式及其组成？、固定式取水构筑物分为岸边式、河床式和斗槽式，包括取水设施和泵房两部分。

（1）岸边式取水构筑物组成：由集水井和泵房两部分组成。

形式：1）合建式；2）分建式。

（2）河床式取水构筑物组成：由取水头部、进水管、集水井和泵房组成。

形式：1）自流管式；2）虹吸管式；3）水泵直接吸水式；4）桥墩式；5）湿式竖井泵房；淹没式泵房。

（3）斗槽式取水构筑物组成：由斗槽、集水井和泵房组成。

形式：1）顺流式；2）逆流式；3）侧坝进水逆流式；4）双向式。

7、固定式取水构筑物的主要构造及设计原则？固定式取水构筑物一般包括集水井和泵房，（对于岸边式和河床式）以及取水头部和进水管（对于河床式）等。

据《室外给水设计规范》GB 50013-2006（5.3 地表水取水构筑物），固定式取水构筑物应遵循下列设计原则：5.3.9 岸边式取水泵房进口地坪的设计标高，应分别按下列情况确定：（1）当泵房在渠道边时，为设计最高水位加0.5m ；（2）当泵房在江河边时，为设计最高水位加浪高再加0.5m ，必要时，应增设防止浪爬高的措施；（3）泵房在湖泊、水库或海边时，为设计最高水位加浪高再加0.5m ，并应设防止浪爬高的措施。

5.3.10 位于江河上的取水构筑物最底层进水孔下缘距河床的高度，应根据河流的水文和泥沙特性以及河床稳定程度等因素确定，并应分别遵守下列规定：（1）侧面进水孔不得小于0.5m ，当水深较浅、水质较清、河床稳定、取水量不大时，其高度可减至0.3m ；（2）顶面进水孔不得小于1.0m 。

5.3.11 水库取水构筑物宜分层取水。

位于湖泊或水库边的取水构筑物最底层进水孔下缘距水体底部的高度，应根据水体底部泥沙沉积和变迁情况等因素确定，不宜小于1.0m ，当水深较浅、水质较清，且取水量不大时，其高度可减至0.5m 。

5.3.12 取水构筑物淹没进水孔上缘在设计最低水位下的深度，应根据河流的水文、冰情和漂浮物等因素通过水力计算确定，并应分别遵守下列规定：（1）顶面进水时，不得小于 0.5m ；（2）侧面进水时，不得小于 0.3m ；（3）虹吸进水时，不宜小于 1.0m ，当水体封冻时，可减至 0.5m 。

注：①上述数据在水体封冻情况下应从冰层下缘起算；②湖泊、水库、海边或大江河边的取水构筑物，还应考虑风浪的影响。

5.3.13 取水构筑物的取水头部宜分设两个或分成两格。

进水间应分成数间，以利清洗。

注：漂浮物多的河道，相邻头部在沿水流方向宜有较大间距。

5.3.14 取水构筑物进水孔应设置格栅，栅条间净距应根据取水量大小、冰絮和漂浮物等情况确定，小型取水构筑物宜为30～50mm ，大、中型取水构筑物宜为80～120mm。

当江河中冰絮或漂浮物较多时，栅条间净距宜取大值。

5.3.15 进水孔的过栅流速，应根据水中漂浮物数量、有无冰絮、取水地点的水流速度、取水量大小、检查和清理格栅的方便等因素确定，宜采用下列数据：（1）岸边式取水构筑物，有冰絮时为0.2～0.6m/s ；无冰絮时为0.4～1.0m/s ；（2）河床式取水构筑物，有冰絮时为0.1～0.3m/s ；无冰絮时为0.2～0.6m/s 。

格栅的阻塞面积应按 25％考虑。

5.3.16 当需要清除通过格栅后水中的漂浮物时，在进水间内可设置平板式格网、旋转式格网或自动清污机。

平板式格网的阻塞面积应按 50％考虑，通过流速不应大于 0.5m/s ；旋转式格网或自动清污机的阻塞面积应按 25％考虑，通过流速不应大于 1.0m/s 。

5.3.17 进水自流管或虹吸管的数量及其管径，应根据最低水位，通过水力计算确定。

其数量不宜少于两条。

当一条管道停止工作时，其余管道的通过流量应满足事故用水要求。

5.3.18 进水自流管和虹吸管的设计流速，不宜小于 0.6m/s 。

必要时，应有清除淤积物的措施。

虹吸管宜采用钢管。

5.3.19 取水构筑物进水间平台上应设便于操作的闸阀启闭设备和格网起吊设备；必要时还应设清除泥沙的设施。

8、取水头部设计的一般要求？（1）取水头部应设在河床的主流深槽处，有足够的取水深度；（2）取水头部的形状对取水水质及河道水流有较大的影响，因此应选择合理的外形和较小的体积，以避免对周围水流产生大的扰动，同时防止取水头部受冲刷，甚至被冲走；（3）任何形式的取水头部均不同程度地使河道水流发生变化，引起局部冲刷，因此应在可能的冲刷范围内抛石加固，并将取水头部的基础埋在冲刷深度以下；（4）取水构筑物的取水头部宜分设两个或分成两格；（5）取水头部应防止冰块堵塞和冲击，并防止船只、木筏碰撞。

9、取水头部的类型及适用条件？适用条件：江河水质较好、洪水期浊度不大、水位变幅较小的中小型取水构筑物。

适用条件：适用于中小型取水构筑物，要求在枯水期仍有1.0m以上的水深。

适用条件：适用于水泵直接吸水的中小型取水构筑物。

适用条件：适用于水深较小、含沙量小、冬季潜冰较多的河流。

适用条件：适用于中小型的取水构筑物和水深较小、船只通航不频繁的河流。

桩架式取水头部适用条件：适用于流速较小、水位变化不大、有足够水深、河床可打桩且无流冰的河流。

斜板式取水头部适用条件：适用于含沙量大、粗颗粒泥沙占一定数量、枯水期仍有较大水深和较大流速的河段。

活动式取水头部适用条件：适用于枯水期水深较浅、洪水期底部含沙量较大的山区河流，在中、小取水量（100～1400 m³/h）时采用。

10、活动式取水构筑物的类型及适用条件？活动式取水构筑物：可分为缆车式和浮船式。

缆车式适用于河流水位变幅为1035m、涨落速度小于2m/h的情况；浮船式适用于河流水位变幅为1040m或更大、水位变化速度不大于2m/h的情况。

11、低坝式取水构筑物的类型及适用条件？低坝式取水构筑物有固定式低坝和活动式低坝。

低坝式取水构筑物适用于山区河流枯水期流量特别小，取水量为枯水期流量的30％50％以上或取水深度不足时，在不通航、不放筏、推移质不多的情况。

12、地下水水源地选择？1）集中式供水水源地的选择①水源地的水文地质条件。

水源地应选在含水层透水性强、厚度大、层数多、分布面积广的地段上。

在此基础上，进一步考虑其补给条件。

②水源地的地质环境。

新建水源地应远离原有的取水点或排水点，减少相互干扰；为保证地下水的水质，水源地应选在远离城市或工矿排污区的上游；远离已污染(或天然水质不良)的地表水体或含水层的地段；避开易于使水井淤塞、涌砂或水质长期混浊的沉砂层和岩溶充填带；在滨海地区，应考虑海水入侵对水质的不良影响；在滨海地区，应考虑海水入侵对水质的不良影响；为减少垂向污水入渗的可能性，最好选在含水层上部有稳定隔水层分布的地段。

此外，水源地应选在不易引发地面沉降、塌陷、地裂等有害地质作用的地段。

③水源地的经济、安全性和扩建前景。

在满足水量、水质要求的前提下，为节省建设投资，水源地应靠近用户、少占耕地；为降低取水成本，应选在地下水浅埋或自流地段；河谷水源地要考虑水井的淹没问题；人工开挖的大口井取水工程，要考虑井壁的稳固性；考虑未来扩大开采的前景条件。

2）小型分散式水源地的选择以上集中式供水水源地的选择原则，对基岩山区裂隙水小型水源地的选择也是适合的。

但在基岩山区，由于地下水分布极为不均，水井布置主要取决于强含水裂隙带及强岩溶发育带的分布位置；此外，布井地段的地下水水位埋深及上游有无较大的汇水补给面积，也是必须考虑的条件。

13、地下水取水构筑物的类型及适用条件？地下水取水构筑物有管井、大口井、辐射井、复合井和水平渗渠。

适用条件：管井，用于开采深层地下水；大口井，用于取集含水层厚度20m以内的潜水或承压水；辐射井，用于汲取含水层厚度较薄的浅层地下水；复合井，用于同时集取上部孔隙潜水和下部厚层基岩高水位的承压水；水平渗渠，用于地下水埋深小于2m的浅层地下水或集取季节性河流河床下的地下水。