取水工程(4-6课时)课件

1、2.2 取水构筑物设置位置的意义与要求取水构筑物设置位置的意义与要求n 意义：意义：江河取水构筑物位置的选择是否恰当，直接影响取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以及河流的综合利用。n 要求：要求：深入现场调查研究，根据取水河段的水文、地形、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水位置方案，进行技术经

2、济比较，从中选择最优的方案。2.2.1 位置选择考虑因素位置选择考虑因素n 1、设在水质较好的地段、设在水质较好的地段 u 城市和工业企业的上游，避开污水排放口城市和工业企业的上游，避开污水排放口100m以上，并建立卫生防以上，并建立卫生防护带。岸边水质差时可伸入江心取水。护带。岸边水质差时可伸入江心取水。u 避开河流中的回水区和死水区，防止泥沙、漂浮物堵塞和淤积取水避开河流中的回水区和死水区，防止泥沙、漂浮物堵塞和淤积取水口。口。u 沿海地区受潮汐影响的取水口，应考虑海水对河水影响的措施。沿海地区受潮汐影响的取水口，应考虑海水对河水影响的措施。n 2、具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水

3、深、具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深u 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。槽时，仍可设置取水构筑物。u 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就是河流较窄、流速较

4、大，水较深的地点，在取水构筑物处的水深一般要求不小于于2.53.0m。u 有边滩、沙洲河段，注意其形成原因、形态和趋势，不宜设置在可移动的边有边滩、沙洲河段，注意其形成原因、形态和趋势，不宜设置在可移动的边滩、沙洲下游；一般设置在其上游不小于滩、沙洲下游；一般设置在其上游不小于500m处合适地段。处合适地段。u 有支流汇入河段，由于干流、支流涨水的先后、幅度不同，容易在汇入口形有支流汇入河段，由于干流、支流涨水的先后、幅度不同，容易在汇入口形成堆积锥，取水口应离开汇入口上下游足够的距离，多设置在汇入口干流的上游成堆积锥，取水口应离开汇入口上下游足够的距离，多设置在汇入口干流的上游河段上。河段上

5、。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程4u 在游荡性河段设置固定式取水口比较困难，必要时刻改变取在游荡性河段设置固定式取水口比较困难，必要时刻改变取水构筑物型式或者对河道进行整治，保证取水河段的稳定性。水构筑物型式或者对河道进行整治，保证取水河段的稳定性。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程5o 3、具有良好的地质、地形及施工条件、具有良好的地质、地形及施工条件u 取水构筑物应设在地质构造稳定、承载力高的地基上；取水构筑物应设在地质构造稳定、承载力高的地基上；u 取水构筑物不宜设在有宽广河漫滩的地方，以免进水管过长；取水构筑物不宜设在有宽广河漫滩的地方，以免进水管过长；

6、u 选择取水构筑物位置时，要尽量考虑到施工条件，除要求交通运输方便，选择取水构筑物位置时，要尽量考虑到施工条件，除要求交通运输方便，有足够的施工场地外，还要尽量减少土石方量和水下工程量，以节省投资，有足够的施工场地外，还要尽量减少土石方量和水下工程量，以节省投资，缩短工期。缩短工期。o 4、靠近主要用水地区、靠近主要用水地区u 位置选择应与工业布局和城市规划相适应，全面考虑给水系统的合理布位置选择应与工业布局和城市规划相适应，全面考虑给水系统的合理布置。置。u 在保证取水安全的前提下，应尽可能靠近主要用水地区，以缩短输水管在保证取水安全的前提下，应尽可能靠近主要用水地区，以缩短输水管线的长度，

7、减少输水管的投资和输水电费。此外，输水管的敷设应尽量减少线的长度，减少输水管的投资和输水电费。此外，输水管的敷设应尽量减少穿过天然或人工障碍物。穿过天然或人工障碍物。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程6o 5、注意人工构筑物或天然障碍物、注意人工构筑物或天然障碍物u 应避开桥前水流滞缓段和桥后冲刷、落淤段，一般设在桥前应避开桥前水流滞缓段和桥后冲刷、落淤段，一般设在桥前0.51.0km或桥后或桥后1.0km以外；以外；u 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，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；也可设在丁坝的对岸；

8、 拦河坝上游流速拦河坝上游流速减缓，泥沙易于淤积，减缓，泥沙易于淤积，闸坝泄洪或排沙时，闸坝泄洪或排沙时，下游产生冲刷泥沙增下游产生冲刷泥沙增多，取水构筑物宜设多，取水构筑物宜设在其影响范围以外的在其影响范围以外的地段。地段。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程7u 6、避免冰凌的影响、避免冰凌的影响u 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，尽量避免设在流冰易于堆积的浅滩、沙洲、回流区和桥孔的上游附

9、近。设在流冰易于堆积的浅滩、沙洲、回流区和桥孔的上游附近。u 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。设在冰水分层地段，以便从冰层下取水。 o 7、应与河流的综合利用相适应、应与河流的综合利用相适应u 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、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。排洪、水力发电等，全面考虑，统筹安排。u 在通航河流上设置取水构筑物时，应不影响航船通行，必要时应在通航河流上设置取水构筑物时，应不影响

10、航船通行，必要时应按照航道部门的要求设置航标；应注意了解河流上下游近远期内拟建按照航道部门的要求设置航标；应注意了解河流上下游近远期内拟建的各种水工构筑物和整治规划对取水构筑物可能产生的影响。的各种水工构筑物和整治规划对取水构筑物可能产生的影响。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程82.2.2 取水构筑物设计的一般原则取水构筑物设计的一般原则o 1、对于大型取水构筑物，当河道及水文条件复杂或取水量占枯水量、对于大型取水构筑物，当河道及水文条件复杂或取水量占枯水量比例较大时，应进行水工模型试验。比例较大时，应进行水工模型试验。o 2、取水构筑物的最高水位按、取水构筑物的最高水位按1%

11、频率设计；枯水量按频率设计；枯水量按9097%，枯水，枯水位位9099%保证率进行。保证率进行。o 3、取水构筑物的型式，应根据水量、水质要求，结合河床地形、地、取水构筑物的型式，应根据水量、水质要求，结合河床地形、地质、河床冲淤，水深及水位变幅，泥沙及漂浮物、冰情和航运因素、施质、河床冲淤，水深及水位变幅，泥沙及漂浮物、冰情和航运因素、施工条件等因素，在保证安全可靠的前提下，通过技术经济比较确定。工条件等因素，在保证安全可靠的前提下，通过技术经济比较确定。o 4、取水构筑物应根据水源情况，采取防止下列情况发生的保护措施：、取水构筑物应根据水源情况，采取防止下列情况发生的保护措施：u （1）漂

12、浮物、泥沙、冰凌、冰絮和水生生物的堵塞；）漂浮物、泥沙、冰凌、冰絮和水生生物的堵塞；u （2）洪水冲刷、淤积，冰冻层挤压和雷击的破坏；）洪水冲刷、淤积，冰冻层挤压和雷击的破坏；u （3）冰凌、木筏、船只的撞击；）冰凌、木筏、船只的撞击；o （4）在通航河道上，根据河道部门的要求在取水构筑物附近设立标）在通航河道上，根据河道部门的要求在取水构筑物附近设立标识。识。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程92.3 固定式取水构筑物固定式取水构筑物o 1、概念：、概念：在地表水源的开发利用过程中，习惯上把不经过筑坝在地表水源的开发利用过程中，习惯上把不经过筑坝拦蓄江河水，而在岸边和河中直接修

13、建固定的取水设施成为固定式拦蓄江河水，而在岸边和河中直接修建固定的取水设施成为固定式取水构筑物取水构筑物。o 2、特点、特点:u （1）应用最为广泛，与活动式取水构筑物相比具有取水可靠，）应用最为广泛，与活动式取水构筑物相比具有取水可靠，维护管理简单，适应范围广等优点，但投资较大，水下工程量较大，维护管理简单，适应范围广等优点，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。施工期长，在水源水位变幅较大时尤其突出。u （2）固定式取水构筑物设计时应考虑远期发展的需要，土建工）固定式取水构筑物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

14、。程一般按远期设计，一次建成，水泵机组设备可分期安装。o 3、分类：江河固定式取水构筑物主要分为岸边式和河床式两种，、分类：江河固定式取水构筑物主要分为岸边式和河床式两种，另外还有斗槽式等。另外还有斗槽式等。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程102.3.1 岸边式取水构筑物岸边式取水构筑物o 1、概念：、概念：直接从江河岸边取水的构筑物，称为岸边式取水构筑物，由进直接从江河岸边取水的构筑物，称为岸边式取水构筑物，由进水间和泵房两部分组成。适用于岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深，水水间和泵房两部分组成。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

15、况。由进水室、吸水室及泵房构成质和地质条件较好，水位变幅不大的情况。由进水室、吸水室及泵房构成。o 2、分类：、分类： 按照进水间（含进水室、吸水室）与泵房的合建与分建，岸边按照进水间（含进水室、吸水室）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。式取水构筑物的基本型式可分为合建式和分建式。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程112.3.1.1 合建式岸边取水构筑物合建式岸边取水构筑物o 概念：概念：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

16、拦截水中粗大水室，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的漂浮物。进水间中的格网用以拦截水中细小的漂浮物。o 优缺点：优缺点：合建式构筑物布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运合建式构筑物布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便；但土建结构复杂，施工较困难行管理方便；但土建结构复杂，施工较困难。o 布置分类：布置分类：u （1）当地基条件较好时，进水间与泵房的基础可以建在不同的标高）当地基条件较好时，进水间与泵房的基础可以建在不同的标高上，呈阶梯式布置，以利用水泵吸水高度减小泵房深度，有利于施工和降上，呈阶梯式布置

17、，以利用水泵吸水高度减小泵房深度，有利于施工和降低造价，但水泵启动时需要抽真空。低造价，但水泵启动时需要抽真空。u （2）当地基条件较差时，为避免不均匀沉降，或者水泵需要自灌启）当地基条件较差时，为避免不均匀沉降，或者水泵需要自灌启动时，宜将进水间与泵房的基础建在相同标高上，泵房较深，土建费用增动时，宜将进水间与泵房的基础建在相同标高上，泵房较深，土建费用增加，通风及防潮条件差，操作管理不甚方便。加，通风及防潮条件差，操作管理不甚方便。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程12u 为缩小泵房面积，减小泵房深度，降低泵房造价，可采用立式泵或轴流为缩小泵房面积，减小泵房深度，降低泵房造价

18、，可采用立式泵或轴流泵取水。这种布置电机设在泵房上层，操作方便，通风条件较好。但立式泵泵取水。这种布置电机设在泵房上层，操作方便，通风条件较好。但立式泵安装较困难，检修不方便。安装较困难，检修不方便。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程13u 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。岸边斜坡上。这种取水方式结构简单，造价低

19、。但水泵电机检修较困难。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程142.3.1.2 分建式岸边取水构筑物分建式岸边取水构筑物o 适用条件：当岸边地质条件较差，进水间不宜与泵房合建时，或者适用条件：当岸边地质条件较差，进水间不宜与泵房合建时，或者分建对结构和施工有利时，宜采用分建式。分建对结构和施工有利时，宜采用分建式。o 要求：分建式进水间设于岸边，泵房建于岸内地质条件较好的地点，要求：分建式进水间设于岸边，泵房建于岸内地质条件较好的地点，但不宜距进水间太远，以免吸水管过长。但不宜距进水间太远，以免吸水管过长。o 特点：土建结构特点：土建结构简单，施工较容易，简单，施工较容易，但操作管

20、理不便，吸但操作管理不便，吸水管路较长，增加了水管路较长，增加了水头损失，运行安全水头损失，运行安全性不如合建式。性不如合建式。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程152.3.1.3 岸边取水构筑物构造及计算岸边取水构筑物构造及计算p进水间：进水间：u进水间包括进水室和吸水室两部分。分建时平面形状有圆形、矩形、进水间包括进水室和吸水室两部分。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便于布置设备。矩形则相反。进水间深度

21、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。取水。u进水间通常用横向隔墙分成几个能独立工作的分格。当分格数较少时，进水间通常用横向隔墙分成几个能独立工作的分格。当分格数较少时，设连通管互相连通。分格数应根据安全供水要求、水泵台数及容量、设连通管互相连通。分格数应根据安全供水要求、水泵台数及容量、清洗排泥周期、运行检修时间、格栅类型等因素确定。一般不少于两清洗排泥周期、运行检修时间、格栅类型等因素确定。一般不少于两格。大型取水工程最好一台泵一个分格。格。大型取水工程最好一台泵一个分格。u进水

22、孔：河流水位变幅在进水孔：河流水位变幅在6m以上时，一般设置两层进水孔，上层进水以上时，一般设置两层进水孔，上层进水孔的上缘应在洪水位以下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底，下层进水孔的下缘至少应高出河底0.5m，其上缘至少应在设计量低水位以下，其上缘至少应在设计量低水位以下0.3m。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程16u进水孔的高宽比，宜尽量配合格栅和闸门的标准尺寸。进水间上部操作进水孔的高宽比，宜尽量配合格栅和闸门的标准尺寸。进水间上部操作平台设有格栅、格网、闸门等设备的起吊装置和冲洗系统。平台设有格栅、格网、闸门等设备的起吊装置和冲洗系统。u

23、吸水室用于安装水泵吸水管，其设计要求与泵房吸水井基本相同。吸水吸水室用于安装水泵吸水管，其设计要求与泵房吸水井基本相同。吸水室的平面尺寸按水泵吸水管的直径、数量和布置要求确定。室的平面尺寸按水泵吸水管的直径、数量和布置要求确定。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程17岸边取水构筑物构造及计算岸边取水构筑物构造及计算u 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，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

24、作平台当水位超过设计水位时操作管理方便；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。历时不长，泥沙及漂浮物不多的情况，但投资较省。o 进水间附属设备进水间附属设备u 格栅、格网及冲洗设备：格栅设于进水口格栅、格网及冲洗设备：格栅设于进水口(或取水头部或取水头部)的进水孔上，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，净距通常采用净距通常采用30120mm

25、。栅条可以直接固定在进水孔上，也可放。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。在进水孔外侧的导槽中，清洗和检修时便于拆卸。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程180210VKKQF 格栅面积：格栅面积：式中：式中：F0格栅面积，格栅面积，m2 Q流量，流量，m3/s K1栅条的堵塞系数，栅条的堵塞系数，0.75 K2栅条的面积减小系数栅条的面积减小系数 V0过栅流速，过栅流速，m/sNoImage面积减小系数：面积减小系数：式中：式中：b栅条宽度，栅条宽度，mm s栅条间距，栅条间距，mmo格栅规定：据调查，栅条净距大都在 40100mm，个别

26、最小为 20mm( 南京城北水厂 1996 年建成 )，最大为 120mm( 湘潭一水厂 ) ；现行国家标准泵站设计规范 GB/T 50265 对拦污栅栅条净距规定：对于轴流泵，可取 D0/20 ；对于混流泵和离心泵，可取 D0/30，D0为水泵叶轮直径。最小净距不得小于 50mm 。o过栅流速：确定取水头部外形尺寸的主要设计参数。如流速过大，易带入泥沙、杂草和冰凌；流速过小，会加大头部尺寸，增加造价。因此过栅流速应根据条文规定的诸因素决定。如取水地点的水流速度大，漂浮物少，取水规模大，则过栅流速可取上限，反之，则取下限。 2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程192021-10-2

27、0水资源利用与取水工程取水工程20o实例调查：淹没式取水头部进水孔的过栅流速 ( 无冰絮 ) 多数在 0.20.6m/s，最小为 0.02m/s( 九江河东水厂，取水规模只有 188m3/h)，最高为 2.0m/s( 南京上元门水厂 ) 。东北地区淹没式取水头部的过栅流速多数在 0.10.3m/s( 有冰絮 )，对于岸边式取水构筑物，格栅起吊、清渣都很方便，故过栅流速比河床式取水构筑物的规定略高。 2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程21u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。平板格

28、网两种。0210VKKQF，水流收缩系数，0.640.80旋转格网构造复旋转格网构造复杂，所占面积大，杂，所占面积大，但冲洗方便，拦但冲洗方便，拦污效果好，适用污效果好，适用于水中漂浮物较于水中漂浮物较多，取水量较大多，取水量较大的取水构筑物。的取水构筑物。o构造：上下旋转轮，电动机；金属框及金属网；网眼尺寸4x410 x10mm，网丝直径0.81.0mm。o材料：铜丝、镀锌钢丝、不锈钢丝o分类：直流进水、网外进水，网内进水。直流进水：优点、缺点网外进水：优缺点网内进水：优缺点p运行：连续或者间歇p面积计算2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程2203210VKKKQFo 安装o 水

29、头损失：（0.150.3）m2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程23RBFH222021-10-20水资源利用与取水工程取水工程24平板格网构造简单，所占平板格网构造简单，所占位置小，可减小进水间尺位置小，可减小进水间尺寸，但网眼不能太小，因寸，但网眼不能太小，因而不能拦截较细小漂浮物，而不能拦截较细小漂浮物，且冲洗麻烦，每次冲洗都且冲洗麻烦，每次冲洗都有部分杂质进入吸水室，有部分杂质进入吸水室，适用于中小取水量、漂浮适用于中小取水量、漂浮物不多的情况。物不多的情况。0210VKKQF平板格网面积：平板格网面积：o构造：小面积，单层；大面积，双层。o材料：铜丝、镀锌钢丝、不锈钢丝o

30、安装：放置在轨道内o维护：及时冲洗，防止水位差过大导致网破裂。（20-50）m水柱冲洗。o参数规定及含义：V1过网流速， 0.20.4m/s；k1网丝导致面积减少系数 b2/(b+d)2 k2阻塞导致的面积减少系数，一般采用0.5 水流收缩系数，一般采用0.640.8水头损失：（0.10.2）m例题 P1992021-10-20水资源利用与取水工程取水工程252021-10-20水资源利用与取水工程取水工程26u 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

31、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。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程27u 防冰、防草措施在冰冻的河流上取水时，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。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程28岸边式取水泵房的设计

32、特点岸边式取水泵房的设计特点o 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，一般采用采用34台。水泵型号应尽量相同，以便互为备用。当供水量或扬台。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。水量为主，适当考虑远期发展。o 泵房布置泵房布置u 泵房的平面形状有圆形、矩形、

33、椭圆形、半圆形等。矩形便于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，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。土建费用较低。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程29u 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。远期发展留有余地，又要尽量减小泵房面积、减低造价。o 泵房顶层设计标高：泵房顶层进口平台的设计标高，当泵房位于渠道边时，泵房顶层设计标

34、高：泵房顶层进口平台的设计标高，当泵房位于渠道边时，采用设计最高水位加采用设计最高水位加0.5m；当泵房位于江河边时，采用设计最高水位加浪；当泵房位于江河边时，采用设计最高水位加浪高再加高再加0.5m；当泵房位于湖泊、水库或海边时，采用设计最高水位加浪高；当泵房位于湖泊、水库或海边时，采用设计最高水位加浪高再加再加0.5m，并应设有防止风浪爬高的措施。，并应设有防止风浪爬高的措施。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程30o 泵房的通风采暖及附属设备泵房的通风采暖及附属设备u 泵房应有通风设施，深度不大时自然通风；深度较大时机械通风。泵房应有通风设施，深度不大时自然通风；深度较大时机

35、械通风。u 寒冷地区，泵房应考虑采暖。为便于泵房内设备的安装、检修，需要寒冷地区，泵房应考虑采暖。为便于泵房内设备的安装、检修，需要设置起吊设备。设置起吊设备。u 当水泵启动时不能自灌时，应采用真空泵和水射器引水。当水泵启动时不能自灌时，应采用真空泵和水射器引水。u 地下或半地下式取水泵房须设置集水沟和排水泵，及时排除漏水及渗地下或半地下式取水泵房须设置集水沟和排水泵，及时排除漏水及渗水。水。u 为便于调度、泵房内还应设置通讯、遥控等自动化设施。为便于调度、泵房内还应设置通讯、遥控等自动化设施。岸边式取水泵房的设计特点岸边式取水泵房的设计特点2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程31

36、o 泵房的防渗和抗浮泵房的防渗和抗浮u 取水泵房的侧壁及底部，要求在水压作用下不产生渗漏，因此必须注意取水泵房的侧壁及底部，要求在水压作用下不产生渗漏，因此必须注意混凝土的级配及施工质量。混凝土的级配及施工质量。u 取水泵房在岸边时，将会受到河水和地下水的浮力作用，因此在设计时取水泵房在岸边时，将会受到河水和地下水的浮力作用，因此在设计时必须考虑抗浮。具体方式可以依靠自重或增加重物抗浮，也可将泵房底必须考虑抗浮。具体方式可以依靠自重或增加重物抗浮，也可将泵房底板与基岩嵌出或锚固在一起抗浮。板与基岩嵌出或锚固在一起抗浮。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程322.2.2河床式取水构河

37、床式取水构筑物筑物o 概念：利用伸入江河中心的进水管和固定在河床上的取水头部取水的构概念：利用伸入江河中心的进水管和固定在河床上的取水头部取水的构筑物，称为河床式取水构筑物。河床式取水构筑物由取水头部、进水管、筑物，称为河床式取水构筑物。河床式取水构筑物由取水头部、进水管、集水间和泵房等部分组成。集水间和泵房等部分组成。o 适用条件：适用条件： 当河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流远离岸边，岸边水深当河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流远离岸边，岸边水深不够或水质不好，而河中心具有足够的水深或水质较好时，宜采用河床不够或水质不好，而河中心具有足够的水深或水质较好时，宜采用河床式取水构筑物。式取水构筑

38、物。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程33河床式取水构筑物河床式取水构筑物类型类型o自流管取水：自流管淹没在水中，河水靠重力进入集水间，集水间可与泵自流管取水：自流管淹没在水中，河水靠重力进入集水间，集水间可与泵房合建或分建。该方式工作可靠，但敷设自流管时开挖土石方量较大，适房合建或分建。该方式工作可靠，但敷设自流管时开挖土石方量较大，适用于自流管埋深不大或河岸可以开挖敷设自流管时。在河流水位变幅较大，用于自流管埋深不大或河岸可以开挖敷设自流管时。在河流水位变幅较大，洪水期历时较长，水中含沙量较高时，可在集水间壁上开设进水孔，或设洪水期历时较长，水中含沙量较高时，可在集水间壁上开

39、设进水孔，或设置高位自流管取上层含沙量较少的水。置高位自流管取上层含沙量较少的水。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程34河床式取水构筑物类型河床式取水构筑物类型p虹吸管取水：河水通过虹吸虹吸管取水：河水通过虹吸管进入集水井中，然后由水管进入集水井中，然后由水泵抽走。河水高于虹吸管顶泵抽走。河水高于虹吸管顶时可自流进水；河水低于虹时可自流进水；河水低于虹吸管顶时需抽真空。吸管顶时需抽真空。 适用于适用于河滩宽阔，河岸较高且为坚河滩宽阔，河岸较高且为坚石，埋设自流管需开挖大量石，埋设自流管需开挖大量土石方，或管道需要穿越防土石方，或管道需要穿越防洪堤时。虹吸管取水可减少洪堤时。虹吸管

40、取水可减少水下土石方量，缩短工期，水下土石方量，缩短工期，节约投资。但对管材及施工节约投资。但对管材及施工质量要求较高，运行管理要质量要求较高，运行管理要求严格，需装置真空设备，求严格，需装置真空设备，工作可靠性不如自流管。工作可靠性不如自流管。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程35河床式取水构筑物类河床式取水构筑物类型型p水泵直接吸水水泵直接吸水:不设不设集水间，水泵吸水集水间，水泵吸水管直接伸入河中取管直接伸入河中取水。可利用水泵吸水。可利用水泵吸水高度减小泵房深水高度减小泵房深度，省去集水间，度，省去集水间，结构简单，施工方结构简单，施工方便，造价较低。适便，造价较低。适用

41、于水中漂浮物不用于水中漂浮物不多，吸水管不长的多，吸水管不长的中中小型取水泵房。在不影响航运时，水泵吸水管可以架空敷设在桩架或支墩上。小型取水泵房。在不影响航运时，水泵吸水管可以架空敷设在桩架或支墩上。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程36河床式取水构筑物河床式取水构筑物类型类型o桥墩式取水桥墩式取水: 整个取水构整个取水构筑物建在水中，在进水间筑物建在水中，在进水间的壁上设置进水孔。的壁上设置进水孔。 由于由于构筑物建在河中，缩小了构筑物建在河中，缩小了水流过水断面，容易造成水流过水断面，容易造成附近河床冲刷，基础埋深附近河床冲刷，基础埋深大，水下工程量大，施工大，水下工程量大

42、，施工复杂，需要设置较长的引复杂，需要设置较长的引桥与岸边连接，影响航运，桥与岸边连接，影响航运，只适用于江河断面宽、含只适用于江河断面宽、含沙量高、取水量大、岸边沙量高、取水量大、岸边平缓、岸边无条件建泵房平缓、岸边无条件建泵房的情况。的情况。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程37河床式取水构筑物的构造和河床式取水构筑物的构造和设计设计o 取水头部取水头部 类型：型式很多，常用的有类型：型式很多，常用的有喇叭管、蘑菇形、鱼形罩、喇叭管、蘑菇形、鱼形罩、箱式、桥墩式等。箱式、桥墩式等。 喇叭管取水头部：将设有格喇叭管取水头部：将设有格栅的金属喇叭管用桩架或支栅的金属喇叭管用桩架或

43、支墩固定在河床上。这种头部墩固定在河床上。这种头部构造简单，造价较低，施工构造简单，造价较低，施工方便，适宜在中小取水量时方便，适宜在中小取水量时采用。喇叭管的布置可以朝采用。喇叭管的布置可以朝向下游、水平式、垂直向上向下游、水平式、垂直向上和垂直向下布置。和垂直向下布置。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程38河床式取水构筑物的构造和设计河床式取水构筑物的构造和设计 蘑菇形：在向上的喇叭管上加金属帽盖。蘑菇形：在向上的喇叭管上加金属帽盖。河水由帽盖底部流入，带入的泥沙及漂浮河水由帽盖底部流入，带入的泥沙及漂浮物较少；但头部高度较大，要求设置在枯物较少；但头部高度较大，要求设置在枯

44、水期时仍有一定水深，适用于中小型取水水期时仍有一定水深，适用于中小型取水构筑物。构筑物。鱼形罩：两端带有圆锥头部的鱼形罩：两端带有圆锥头部的圆筒，在圆筒表面和背水圆锥圆筒，在圆筒表面和背水圆锥面上开设圆形进水孔。外形趋面上开设圆形进水孔。外形趋于流线型，进水面积大，进水于流线型，进水面积大，进水孔流速小，水流阻力小，漂浮孔流速小，水流阻力小，漂浮物难于吸附在罩上，可减轻水物难于吸附在罩上，可减轻水草堵塞，适宜于水泵直接从河草堵塞，适宜于水泵直接从河中取水时采用。中取水时采用。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程39河床式取水构筑物的构造和设计河床式取水构筑物的构造和设计 箱式取水头

45、部由周边开设进水孔的钢筋混凝土箱和设在箱内的喇叭管箱式取水头部由周边开设进水孔的钢筋混凝土箱和设在箱内的喇叭管组成。由于进水孔总面积较大，能减少冰凌和泥沙进入量。适宜在冬组成。由于进水孔总面积较大，能减少冰凌和泥沙进入量。适宜在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。中小型取水工程中用得较多。中用得较多。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程40河床式取水构筑物的构造和设计河床式取水构筑物的构造和设计2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程41o 取水头部应设在稳定河床的深槽主流有足够的水深处。侧取水头部应设

46、在稳定河床的深槽主流有足够的水深处。侧面进水孔下缘应高出河底不小于面进水孔下缘应高出河底不小于0.5m，顶部进水孔应高出，顶部进水孔应高出河底河底1.01.5m以上。以上。o 取水头部进水孔的上缘在设计最低水位以下的淹没深度，取水头部进水孔的上缘在设计最低水位以下的淹没深度，当顶部进水时不小于当顶部进水时不小于0.5m，侧面进水时不小于，侧面进水时不小于0.3m，有冰，有冰凌时应从冰凌下缘算起。虹吸管和吸水管进水时，其上缘凌时应从冰凌下缘算起。虹吸管和吸水管进水时，其上缘的淹没深度不小于的淹没深度不小于1.0m。从顶部进水时，应考虑进水流速。从顶部进水时，应考虑进水流速大产生漩涡而影响淹没深度

47、。大产生漩涡而影响淹没深度。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程42o取水头部进水孔的流速要选择恰当，流速过大，易带入泥沙、杂草取水头部进水孔的流速要选择恰当，流速过大，易带入泥沙、杂草和冰凌；流速过小，会增大进水孔和取水头部尺寸，增加造价和水和冰凌；流速过小，会增大进水孔和取水头部尺寸，增加造价和水流阻力。流阻力。o进水孔流速可根据河中泥沙及漂浮物的数量、有无冰凌、取水点的进水孔流速可根据河中泥沙及漂浮物的数量、有无冰凌、取水点的水流速度、取水量的大小等确定。一般有冰凌时取水流速度、取水量的大小等确定。一般有冰凌时取0.10.3m/s；无；无冰凌时取冰凌时取0.20.6m/s。o

48、2)进水管进水管o进水管有自流管、进水暗渠、虹吸管等。自流管一般采用钢管、铸进水管有自流管、进水暗渠、虹吸管等。自流管一般采用钢管、铸铁管和钢筋混凝土管。虹吸管要求严密不漏气，宜采用钢管，但埋铁管和钢筋混凝土管。虹吸管要求严密不漏气，宜采用钢管，但埋在地下的亦可采用铸铁管。进水暗渠一般用钢筋混凝土。在地下的亦可采用铸铁管。进水暗渠一般用钢筋混凝土。o为了提高进水的安全可靠性和便于清洗检修，进水管一般不应少于为了提高进水的安全可靠性和便于清洗检修，进水管一般不应少于两条。当一条进水管停止工作时，其余进水管通过的流量应满足事两条。当一条进水管停止工作时，其余进水管通过的流量应满足事故用水要求。故用

49、水要求。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程43o进水管的管径应按正常供水时的设计水量和流速决定。管中流速不进水管的管径应按正常供水时的设计水量和流速决定。管中流速不应低于泥沙颗粒的不淤流速，以免泥沙沉积；但也不宜过大，以免应低于泥沙颗粒的不淤流速，以免泥沙沉积；但也不宜过大，以免水头损失过大；增加集水间和泵房深度。水头损失过大；增加集水间和泵房深度。o进水管流速一般不小于进水管流速一般不小于0.60m/s，水量较大、含沙量较大、进水管短，水量较大、含沙量较大、进水管短时，流速可适当增大。一条管线冲洗或检修时，管中流速允许达到时，流速可适当增大。一条管线冲洗或检修时，管中流速允许达

50、到1.52.0m/s。o自流管一般埋设在河床下自流管一般埋设在河床下0.51.Om，如需敷设在河床上时，须用，如需敷设在河床上时，须用块石或支墩固定。块石或支墩固定。o自流管的坡度和坡向应视具体条件而定，可以坡向河心、坡向集水自流管的坡度和坡向应视具体条件而定，可以坡向河心、坡向集水间或水平敷设。间或水平敷设。o虹吸管的虹吸高度一般不大于虹吸管的虹吸高度一般不大于46m，虹吸管末端至少应伸入集水，虹吸管末端至少应伸入集水井最低动水位以下井最低动水位以下1.0m；虹吸管应朝集水间方向上升，最小坡度为；虹吸管应朝集水间方向上升，最小坡度为0.0030.005；每条虹吸管宜设置单独的真空管路，以免互

51、相影响。；每条虹吸管宜设置单独的真空管路，以免互相影响。2021-10-20水资源利用与取水工程取水工程442.2.3 斗槽式取水构筑物斗槽式取水构筑物o在岸边式或河床式取水构筑物之前，在河流岸边用堤坝围成，或在在岸边式或河床式取水构筑物之前，在河流岸边用堤坝围成，或在岸内开挖形成进水斗槽。岸内开挖形成进水斗槽。o水流进入斗槽后，流速减小，便于泥沙沉淀和水内冰上浮，可减少水流进入斗槽后，流速减小，便于泥沙沉淀和水内冰上浮，可减少泥沙和冰凌进入进水孔，适用于取水量大、河流含沙量高、漂浮物泥沙和冰凌进入进水孔，适用于取水量大、河流含沙量高、漂浮物较多、冰絮较严重且有适合地形的情况。较多、冰絮较严重且有适合