取水工程

水资源利用与保护USE and PROTICTION of WATER RESOURCES 6 地表水取水工程 6.1 地表水取水工程概述6.1.1 取水构筑物分类一、分类：分类：1、按水源种类可分为：按水源种类可分为：河流、湖泊、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：2、按取水构筑物的构造形式可分为：岸边式、河床式、斗槽式) 固定式(岸边式、河床式、斗槽式) 浮船式、缆车式) 活动式(浮船式、缆车式) 3、取水构筑物类型的选择取水构筑物的类型选择，应根据取水量和水质要求，取水构筑物的类型选择，应根据取水量和水质要求，结合河床地形、河床冲淤、水位变幅、河床地形、河床冲淤、水位变幅、冰冻和航运等情况以及施工条件，在保证取水安全可靠的前提下，工条件，在保证取水安全可靠的前提下，通过技术经济比较确定。确定。6 地表水取水工程6.1 地表水取水工程概述6.1.1 取水构筑物分类4、各类取水构筑物的特点比较固定式取水构筑物：(1) 固定式取水构筑物：优点：取水可靠，维护管理简单，适应范围广。优点：取水可靠，维护管理简单，适应范围广。缺点：但投资较大，水下工程量较大，施工期长，缺点：但投资较大，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。设计时应考虑远期发展的需要，变幅较大时尤其突出。设计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。般按远期设计，一次建成，水泵机组设备可分期安装。适用于各种取水量和各种地表水源。取水量和各种地表水源。活动式取水构筑物：(2) 活动式取水构筑物：优点：移动式取水构筑物具有投资小、施工期短、见效快、优点：移动式取水构筑物具有投资小、施工期短、见效快、水下工程量小、对水源水位变化适应性强、便于分期建设。下工程量小、对水源水位变化适应性强、便于分期建设。缺点：维护管理复杂，易受水流、风浪、航运的影响，缺点：维护管理复杂，易受水流、风浪、航运的影响，取水可靠性差。适用于水源水位变幅大且中小取水量的情况，多用于江河、靠性差。适用于水源水位变幅大且中小取水量的情况，多用于江河、水库和湖泊取水。水库和湖泊取水。固定式取水构筑物（岸边式）固定式取水构筑物（岸边式）浙江永嘉县楠溪江引水工程取水口固定式取水构筑物（河床式）固定式取水构筑物（河床式）太湖中的渔洋山取水口移动式取水构筑物（缆车式）移动式取水构筑物（缆车式）鄂州燕矶自来水厂取水口 6.1.2 影响地表水取水构筑物的主要因素影响地表水取水构筑物运行的主要因素有：径流变化、影响地表水取水构筑物运行的主要因素有：径流变化、泥沙运动、河床演变、漂浮物及冰冻、人类活动等等。河床演变、漂浮物及冰冻、人类活动等等。径流变化是指江河中的水位、1、径流变化径流变化是指江河中的水位、流量及流速的变对取水构筑物安全取水产生重大影响。化，对取水构筑物安全取水产生重大影响。河流径流处于最大洪峰流量时，相应的最高水位可能高于取水构筑物，流量时，相应的最高水位可能高于取水构筑物，使其淹没而无法运处于枯水流量时、行；处于枯水流量时、相应的最低水位可能导致取水构筑物无法取水。2、泥沙运动泥沙运动按运动状态可以分为推移质和悬移质。泥沙运动按运动状态可以分为推移质和悬移质。推移质：在水流的作用下，沿河床滚动、推移质：在水流的作用下，沿河床滚动、滑动或跳跃前进的泥称为推移质。这类泥沙一般粒径较粗，沙、称为推移质。这类泥沙一般粒径较粗，通常占江河总合沙量的5％～10％。％～10％。10 悬移质：悬浮在水中，随水流前进的泥沙，称为悬移质( 悬移质：悬浮在水中，随水流前进的泥沙，称为悬移质(也称悬这类泥沙一般颗粒较细,在冲积平原河流中约占总含沙量的90 沙)。这类泥沙一般颗粒较细,在冲积平原河流中约占总含沙量的90 ％～95 95％。％～95％。含沙量：单位体积河水内挟带泥沙的重量，表示。含沙量：单位体积河水内挟带泥沙的重量，以kg/m3表示。6.1.2 影响地表水取水构筑物的主要因素3、河床演变：河床演变：影响河床演变的主要因素：影响河床演变的主要因素：（1）河段的来水量来水量大，河床冲刷；来水量小，河床淤积。来水量大，河床冲刷；来水量小，河床淤积。河段的来沙量、（2）河段的来沙量、来沙组成来沙量大、沙

粒粗，河床淤积；来沙量少、河床冲刷。来沙量大、沙粒粗，河床淤积；来沙量少、沙粒细，河床冲刷。（3）河段的水面比降水面比降小，河床淤积；水面比降增大，河床冲刷。水面比降小，河床淤积；水面比降增大，河床冲刷。（4）河床地质情况疏松土质河床容易冲刷变形，坚硬岩石河床不易变形。疏松土质河床容易冲刷变形，坚硬岩石河床不易变形。漂浮物、4、漂浮物、冰冻河流中的漂浮物包括：水草、树枝、树叶、废弃物、泥沙、冰河流中的漂浮物包括：水草、树枝、树叶、废弃物、泥沙、块甚至山区河流中所放的木排等。块甚至山区河流中所放的木排等。5、人类活动的影响6.1.3 取水构筑物设计原则和位置的选择一、设计原则：设计原则：（1）取水构筑物必须保证在各种季节，都能按规范要求取足相应取水构筑物必须保证在各种季节，保证率的设计水量，设计最高水位应按百年一遇频率确定。保证率的设计水量，设计最高水位应按百年一遇频率确定。取水水质应符合有关水质标准要求。（2）取水水质应符合有关水质标准要求。取水构筑物应根据水源情况，采取防止相应保护措施。（3）取水构筑物应根据水源情况，采取防止相应保护措施。取水构筑物的布置应符合城市近远期总体规划要求。（4）取水构筑物的布置应符合城市近远期总体规划要求。（5）取水构筑物的布置必须结合河流的综合利用，取水构筑物不取水构筑物的布置必须结合河流的综合利用，得影响河流航运，必须满足防洪规范要求。得影响河流航运，必须满足防洪规范要求。在取水工程设计中，凡有条件的情况下，（6）在取水工程设计中，凡有条件的情况下，应尽量设计成节能输水管的敷设应尽量减少穿过天然或人工障碍物。型。输水管的敷设应尽量减少穿过天然或人工障碍物。在各方面条件比较接近的情况下，应尽可能选择近点取水，（7）在各方面条件比较接近的情况下，应尽可能选择近点取水，以便管理和节省投资。以便管理和节省投资。对于大型的取水构筑物，（8）对于大型的取水构筑物，当河道及水文条件复杂或取水量占河道的最枯流量比例较大时，在设计前应进行水工模型试验。河道的最枯流量比例较大时，在设计前应进行水工模型试验。6.1.3 取水构筑物设计原则和位置的选择二、位置的选择1、设在水质较好地点为避免污染，（1）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100～以上。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，（2）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。的泥沙和漂浮物。（3）在沿海地区应考虑到咸潮的影响，尽量避免吸入咸水。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，（4）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。予以注意。有稳定河床和河岸，靠近主流，2、有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深在弯曲河段、顺直河段、蜿蜒弯曲、分叉段的选址如下图；（1）在弯曲河段、顺直河段、蜿蜒弯曲、分叉段的选址如下图；在有河漫滩的河段上，应尽可能避开河漫滩，并要充分估计河漫滩在有河漫滩的河段上，应尽可能避开河漫滩，的变化趋势；在有砂洲的河段上，应离开砂洲500m以外，500m 以外的变化趋势；在有砂洲的河段上，应离开砂洲500m以外，当砂洲有向取水方向移动趋势时，这一距离还需适当加大。向取水方向移动趋势时，这一距离还需适当加大。在有支流汇入的河段上，应注意汇入口附近“泥沙堆积堆” （2）在有支流汇入的河段上，应注意汇入口附近“泥沙堆积堆” 的扩大和影响，取水口应与汇入口保持足够的距离，的扩大和影响，取水口应与汇入口保持足够的距离，一般取水口多设在绘入口干流的上游河段。设在绘入口干流的上游河段。有限弯曲段（1）宜选在凹岸弯顶稍下游处（2）不应选在凸岸顺直微变型河段①应选在深槽稍下游处②应注意边滩是否会下移动蜿蜒弯曲段不宜建址分汊段①取水口选在主流河道的深水地段或发展的汊，取水口选在主流河道的深水地段或发展的汊，不应选在衰亡之汊。不应选在衰亡之汊。分汊口门前建址，②分汊口门前建址，应注意汊道变迁影响6.2 固定式取水构筑物6.2.1基本形式及其特点基本形式