《取水工程》ppt課件

1、第一篇 取水工程,第一章 取水工程概述第二章 地下水取水構(gòu)筑物第三章 地表水取水構(gòu)筑物,第一章 取水工程概述,第一節(jié) 水資源概述及取水工程任務 第二節(jié) 給水水源,第一節(jié) 水資源概述及取水工程任務,一、水資源概念及我國水資源概況 1.水資源概念 1）廣義概念：海洋、地下水、冰川、湖泊、土壤水、河川徑流、大氣水等自然界存在的各種水體。 2）狹義概念：指上述廣

2、義水資源范圍內(nèi)可以得到恢復更新的那一部分淡水。 3）工程概念：指上述狹義水資源范圍內(nèi)可以得到恢復更新的淡水資源中，在一定的技術條件下，可以為人們所用 的那一部分水及少量被用于冷卻的海水。 2.我國水資源概況 1）人均淡水資源貧乏：人均占有量不到世界人均占有量的四分之一。 2）水資源時空分布不均勻：東南多，西北少年；年內(nèi)差別大。 3）水源污染相當嚴重：

3、90％以上城市水源受到污染。,,二、取水工程任務 從水源取水，并送至水廠或用戶。包括給水水源的選擇和取水構(gòu)筑物的建設兩個方面,第二節(jié) 給水水源,一、給水水源分類及其特點 1.給水水源分類： 給水水源可分為地表水和地下水： 地下水：潛水（無壓地下水），自流水（承壓地下水）和泉水。 地表水：江河、湖泊、水庫、山區(qū)淺水河流和海

4、水。 2.給水水源的特點： 地下水：水質(zhì)清澈、變幅不大，相對地表水不易被污染；礦化度和硬度較大；取水構(gòu)筑物構(gòu)造簡單，處理設施簡單，費用低，便于靠近用戶設置及衛(wèi)生防護，同時便于維護及運行管理。 地表水：水質(zhì)具有季節(jié)性，河水濁度高，汛期含砂量大，色度高，有機物和細菌的含量高且易被污染；水溫隨季節(jié)變化幅度較大；礦化度和硬度較地下水??；取水構(gòu)筑物構(gòu)造復雜，處理設施占地

5、大，費用高，維護管理較地下水復雜。,二、給水水源選擇及水源的合理利用 1.給水水源選擇的一般原則 1）水源水量充沛可靠，便于防護； 2）原水水質(zhì)符合要求； 3）符合要

6、求的地下水，應優(yōu)先作為飲用水水源； 4）與農(nóng)業(yè)、水利綜合利用； 5）取水、輸水、凈水設施安全經(jīng)濟和維護方便； 6）具有施工條件。 2.水源的合理利用 1）工業(yè)用水宜采用地表水水源，飲用水宜采用地下水水源； 2）利用經(jīng)處理后的污水灌溉農(nóng)田； 3）提高工業(yè)用水重復利用率；

7、 4）利用海水作為某些工業(yè)的給水水源； 5）人工回灌地下水以保持開采量與補充量平衡； 6）采用“蓄淡避咸”的措施充分利用潮汐河流洪水期的水資源。,三、給水水源的保護 1.保護給水水源的一般措施 1）配合有關部門制定水資源開發(fā)利用規(guī)劃； 2）加強水資源利用管理； 3）進行流域內(nèi)的水土保持工作；

8、 4）防止水源水質(zhì)污染。 2.給水水源衛(wèi)生防護 1）地表水水源衛(wèi)生防護 2）地下水水源衛(wèi)生防護,第二章 地下水取水構(gòu)筑物,第一節(jié) 地下水源概述 第二節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物的類型及適用條件,第一節(jié) 地下水源概述,一、地下巖層的構(gòu)造 透水層（含水層）：卵石層、砂層和石灰?guī)r等透水性較好的土層和巖層。 不

9、透水層（隔水層）：黏土和花崗巖等透水性差甚至不透水的土層和巖層。 地層由透水層和不透水層彼此相間構(gòu)成。二、地下水的種類 潛水：埋藏在地面下第一個隔水層上的水叫潛水，主要靠雨水和河流等地表水下滲補給。 自流水：兩個不透水層間的水叫層間水；若層間水有壓力，則為承壓含水層，打井時，若承壓含水層中的水噴出地面，叫自流水。 泉水：在適當?shù)牡匦蜗?，在某一出口處涌出?/p>

10、地下水叫泉水。,三、地下徑流 地下水在松散巖層中的流動稱為地下徑流。形成地下徑流需具備巖層透水性和水位差兩個條件。 地下徑流的 流速取決于地層滲透系數(shù)和水位差的大小，地下徑流的流速可分為穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流、平面流和空間流、層流、紊流和混合流等多種狀況。,第二節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物的類型及適用條件,一、地下水取水構(gòu)筑物的類型 地下水取水構(gòu)筑物的型式有管井、大口井、滲渠、輻射

11、井、復合井等。其中最基本的型式為管井、大口井和滲渠。 1.管井 管井是井壁和含水層中進水部分均為管狀結(jié)構(gòu)的取水構(gòu)筑物。管井一般由井室、井壁管、過濾器和沉淀管組成，可分為完整井和非完整井。 2.大口井 大口井是井徑較大、垂直建造的地下水取水構(gòu)筑物。大口井一般由井筒、有透水孔的井壁和井底反濾層組成，也可分為完整井和非完整井。 3.滲渠

12、 滲渠是將集水管（渠）水平鋪設在含水層中的取水構(gòu)筑物。滲渠一般由水平集水管、集水井、檢查井和泵站組成?？煞譃橥暾头峭暾?二、地下水取水構(gòu)筑物的適用條件 1.管井 1）適用于含水層厚度大于5米，其底板埋藏深度大于15米； 2）在深井泵性能允許的狀況下，不受地下水埋深限制； 3）適用于任何砂層、卵石層、礫石層、構(gòu)造裂隙、溶巖裂隙等含水層，應用范圍最為廣泛。 2.大

13、口井 1）適用于含水層厚度5～15米，地下水埋深在10米以內(nèi)； 2）適用于任何砂、卵石、礫石層，但滲透系數(shù)最好大于20m/d； 3）含水層厚度大于10m時應做成非完整井，非完整井由井壁和井底同時進水，不易堵塞，應盡可能采用； 4）在水量豐富、含水層較深時，宜增加穿孔輻射管做成輻射井； 5）比較適合中小城鎮(zhèn)、鐵路及農(nóng)村的地下水取水構(gòu)筑物。 3.滲渠

14、 1）適用于含水層厚度小于5m，地下水深度小于2m時，渠底埋深小于6m； 2）適用于中砂、粗砂、礫石或卵石層； 3）最適宜于開采河床滲透水。,第三章 地表水取水構(gòu)筑物,第一節(jié) 江河水水源特征與取水構(gòu)筑物的關系 第二節(jié) 江河取水構(gòu)筑物位置的選擇 第三節(jié) 江河固定式取水構(gòu)筑物 第四節(jié) 江河移動式取水構(gòu)筑物 第五節(jié) 湖泊和水庫取水構(gòu)筑物 第六節(jié) 山溪淺水河流

15、取水構(gòu)筑物 第七節(jié) 海水取水構(gòu)筑物,地表水取水構(gòu)筑物,分類： 按水源種類可分為河流、湖泊、水庫及海水取水構(gòu)筑物； 按取水構(gòu)筑物的構(gòu)造形式可分為固定式(岸邊式、河床式、斗槽式)和活動式(浮船式、纜車式)兩種，在山區(qū)河流上，有低壩式和低欄柵式取水構(gòu)筑物。,1 河流特征與取水構(gòu)筑物的關系,江河徑流特征主要是指水位、流量和流速等因素的變化特征。 設計取水構(gòu)筑物時應收集的有關資料： (1)河段歷年最高水位和

16、最低水位、逐月平均水位和常年水位； (2)河段歷年最大流量和最小流量； (3)河段取水點歷年的最大流速、最小流速速、平均流速。,地表水取水構(gòu)筑物的設計最高水位，—般按百年一遇(設計頻率為1％)確定。設計枯水位和設計枯水流量的設計頻率，應根據(jù)水源情況和供水重要性選定。當?shù)乇硭鳛槌擎?zhèn)供水水源時．其設計枯水位和設計枯水流量的保證率，一般可采用90％～97％；當?shù)乇硭鳛楣I(yè)企業(yè)供水水源時，其設計枯水流量的保證率應技行有關部門的規(guī)定選

17、取。,江河中的泥沙，按運動狀態(tài)可分為推移質(zhì)和懸移質(zhì)兩大類。 在水流的作用下，沿河床滾動、滑動或跳躍前進的泥沙、稱為推移質(zhì)(又稱底沙)；這類泥沙一般粒徑較粗，通常占江河總合沙量的5％～10％。 懸浮在水中，隨水流前進的泥沙，稱為懸移質(zhì)(也稱懸沙)。這類泥沙一般顆粒較細。在沖積平原河流中約占總含沙量的90％～95％。,含沙量：單位體積河水內(nèi)挾帶泥沙的重量，以kg/m3表示。 江河橫斷面上各點的水流脈動強度不同，含沙量

18、的分布亦不均勻，一般來說，越靠近河床含沙量越大，泥沙粒徑較粗；越靠近水面含沙量越小，泥沙粒徑較細；河心的含沙量高于兩側(cè)。,河床演變：水流與河床相互作用，使河床形態(tài)不斷發(fā)生變化的過程，水流與河床的相互作用通過泥沙運動體現(xiàn)。 挾沙能力：水流能夠挾帶泥沙的飽和數(shù)量。 水流條件改變時，挾沙能力也隨之改變。如果上游來沙量與本河段水流挾沙能力相適應，河床既不外刷，也不淤積，如果來沙量與本河段水流挾沙能力不相適應，河床將發(fā)生沖刷或淤積

19、。,意義：江河取水構(gòu)筑物位置的選擇是否恰當，直接影響取水的水質(zhì)和水量、取水的安全可靠性、投資、施工、運行管理以及河流的綜合利用。 要求：深入現(xiàn)場調(diào)查研究，根據(jù)取水河段的水文、地形、地質(zhì)、衛(wèi)生等條件，全面分析，綜合考慮，提出幾個可能的取水位置方案，進行技術經(jīng)濟比較，從中選擇最優(yōu)的方案。,2 江河取水構(gòu)筑物位置的選擇,2）分建式岸邊取水構(gòu)筑物 進水間與泵房分在兩處建立的取水構(gòu)筑物。優(yōu)點是：土建結(jié)構(gòu)簡單，施工較

20、容易。缺點是：操作管理不方便，吸水管管路較長，增加了水頭損失，運行安全性不如合建式。適用于岸邊地質(zhì)條件較差的情況。2.岸邊式取水構(gòu)筑物的構(gòu)造 岸邊式取水構(gòu)筑物主要有進水間和泵房組成，進水間由縱向隔墻分成進水室和吸水室，進水室外壁設置進水孔，在進水孔上設有格柵，用以攔截水中粗大的漂浮物。在進水室與吸水室中的隔墻上設有平板式或旋轉(zhuǎn)式格網(wǎng)，用以攔截水中較細小的漂浮物。,二、河床式取水構(gòu)筑物 直接從江河

21、岸邊取水，設置取水頭部的取水構(gòu)筑物。 當河床穩(wěn)定，河岸較平坦，枯水期主流離岸較遠，岸邊水深不夠或水質(zhì)不好，而河中又具有足夠的水深或較好水質(zhì)時，適宜采用河床式取水構(gòu)筑物。 1.基本型式 按照進水管形式的不同，分為自流管取水、虹吸管取水、水泵直接取水及橋墩式取水等取水方式。 2.河床式取水構(gòu)筑物的構(gòu)造 河床式取水構(gòu)筑物是由取水頭部、進水管、集水井和泵房組成。三、斗槽

22、式取水構(gòu)筑物 在岸邊式或河床式取水構(gòu)筑物之前設置“斗槽”進水，稱為斗槽式取水構(gòu)筑物。適宜在河流含沙量大，冰絮較嚴重，取水量較大，地形條件適合時采用。,第四節(jié) 江河移動式取水構(gòu)筑物,在水源水位變幅大，供水要求急和取水量不大時，可考慮采用移動式取水構(gòu)筑物?？煞譃楦〈饺∷畼?gòu)筑物和纜車式取水構(gòu)筑物。一、浮船式取水構(gòu)筑物 具有投資少、建設快、易于施工、有較大的適應性與靈活性、能經(jīng)常取得含沙量較少的

23、表層水等優(yōu)點。缺點是操作管理麻煩，安全可靠性較差。二、纜車式取水構(gòu)筑物 纜車式取水構(gòu)筑物由泵車、坡道或斜橋、輸水管和牽引設備等部分組成。其優(yōu)點與浮船式取水構(gòu)筑物基本相同，纜車移動壁浮船方便，受風浪影響小。但水下工程量和基建投資比浮船取水的大，宜在水位變幅較大，漲落速度不大，無冰凌和漂浮物較少的河流上采用。,第五節(jié) 湖泊和水庫取水構(gòu)筑物,直接從湖泊、水庫取水的構(gòu)筑物，稱為湖泊、水庫取水構(gòu)筑物。

24、湖泊、水庫的補水主要來自與湖水、地下水及降雨，其水質(zhì)、水位的變化與補給水的水質(zhì)有關。 湖泊、水庫取水的構(gòu)筑物在位置的選擇上同樣要求取水安全可靠，水質(zhì)良好。 湖泊、水庫取水構(gòu)筑物的類型有：隧洞式取水和引水明渠取水、分層取水的取水構(gòu)筑物、自流管式取水構(gòu)筑物,第六節(jié) 山溪淺水河流取水構(gòu)筑物,山溪河流水量、水位、水質(zhì)的變化幅度大，；河床常為砂、卵石或巖石組成；北方某些河流冬季潛冰期較長。

25、 根據(jù)其取水的特點主要有低壩式取水構(gòu)筑物及底欄柵取水構(gòu)筑物兩種。 低壩式取水構(gòu)筑物是在河流上修筑低壩來抬高水位和攔截足夠的水量。適用于推移質(zhì)不多的山區(qū)潛水河流。又可分為固定式低壩取水和活動式低壩取水。 底欄柵取水構(gòu)筑物是通過壩頂帶欄柵的引水廊道取水。適宜在水淺、大粒徑推移質(zhì)較多的山區(qū)河流，取水量較大時采用。底欄柵取水構(gòu)筑物由攔河低壩、底欄柵、引水廊道、沉砂池、取水泵站