河床演变学--灌溉取水工程取水防沙问题课件.pptx
1,二、灌溉取水工程类型,1、按有无拦河壅水坝，可将取水口分为有坝取水和无坝取水两种形式（1）、无坝取水工程（包括无坝半拦河式取水工程）（2）、有坝取水工程,2,2、按枢纽布置形式分类（1）、低坝取水枢纽A、低坝冲沙槽式 B、低坝冲沙廊道式C、低坝引渠式 D、低坝后缩式（2）、弯道式取水枢纽（3）、底栏栅取水枢纽（4）、拦河闸式（5）、分层式取水枢纽 A、悬板分层式 B、跌井分层式,3,低坝冲沙槽式渠首布置图,4,底部冲沙廊道式渠首布置图（a）底坎下直线形冲沙廊道（b）曲线形底部冲沙廊道,5,正面引水正面排沙的冲沙廊道式渠首,冲沙廊道前方加设分水墙的正面引水正面排沙渠首,6,陕西宝鸡峡林家村引渭工程引渠式渠首布置图,7,河北省解放渠首,8,9,10,甘肃洪水河东干渠渠首底栏栅弯道式渠首,11,新疆塔里木河拦河闸,12,新疆皮山县桑株河分层式渠首进水悬板、冲沙闸、溢洪闸平面布置图（单位:cm）,13,新疆策勒县努尔河引水渠首泄洪冲沙闸 与竖井平面图及廊道断面图,14,3、按引水角度分类（1）、侧向（面）取水，正向（面）排沙（2）、正向（面）取水，侧向（面）排沙（3）、正向（面）取水，正向（面）排沙,15,（1）优点:A、工程简单、投资省、收效快；B、对河床演变影响较小，与航运、渔业、过木的矛盾较小。（2）缺点:A、取水保证率较低；B、往往引进大量泥沙。C、取水口附近河段的河床演变对这种取水口的正常运用影响极大。,第一节、无坝取水工程的取水防沙问题,1、无坝取水工程的优缺点,16,河道主流经常流经取水口；在灌溉期内，取水口前必须维持必要的水位，以保证引进设计流量；防止推移质泥沙在取水口前淤积，并避免大量推移质泥沙进入渠道；对含沙量较大的河流，还应尽可能降低进入渠道的悬移质含沙量；防止取水口遭受水流的严重冲刷，以确保渠道建筑物的安全。,2、无坝取水口设计要求,17,一、取水口位置的选择,、一般考虑自流灌溉要求及地质条件；、应认真研究河床演变及泥沙运动对取水口的影响。,图14-1 主流顶冲点下移使取水口脱溜1现河道；2原河道；3取水口；4堤,18,、无坝取水口的位置最好选择在弯道凹岸顶点的下游。、应尽可能减小引水角度。,图14-2 取水口位置的确定1取水口；2河轴线,一、取水口位置的选择,19,、力求减小闸前引水渠长度，避免引水渠口门附近形成回流淤积区。、分汊河段取水口应选择在比较稳定或具有发展趋势的一股汊道上。游荡型河段上的取水口，应选择在经常靠溜的节点处。,图14-3 汉江某取水口的回流1进水闸；2引水渠；3码头；4回流；5堤防,一、取水口位置的选择,20,二、调整和稳定取水口附近的河道,1、要造成凹岸引水的条件，势必要通过一系列整治措施将河道整治成弯道。,图14-5 整治后形成的凹岸取水口 1丁坝；2护岸；3进水闸 4引水渠；5边滩,21,2、为保证主流不致偏离取水口出现“脱溜”现象，往往需要采取比较经济简单的局部整治措施。3、当进水闸前存在一段较长引水渠时，往往需要采取护岸护滩等整治措施对渠口岸滩进行保护。,二、调整和稳定取水口附近的河道,14-6 引水口冲淤示意图1表层水流；2底层水流,22,三、渠首建筑物的布置,图14-7 渠首建筑物的布置 1引水坝；2进水闸；3泄水闸；4引水槽；5渠道,23,24,四川都江堰渠布置图,25,四、防淤措施,1、侧面取水分流分沙特性,、侧面取水时，水流弯曲产生横向环流，底层水流比表层水流更多的进入取水口。,图14-10 取水口的分流宽度 1底流界限；2表流界限,、底层分流宽度大于表层分流宽度。,26,2、取水口防淤措施,、导沙坎、导流屏、水力拉沙,图14-4 黄河某取水口的布置图1拦沙潜堰；2进水闸,图14-13 冲沙道示意图（a）冲沙入原河道；（b）冲沙入湖泊1-进水闸；2冲沙闸；3拦沙坎；4河道；5引水渠；6冲沙道；7湖泊,27,第二节、有坝取水工程的取水防沙问题,一、侧面取水,这种取水枢纽主要由溢流坝、沉沙槽、冲沙闸及进水闸所组成。它的布置特点是在迎流正面布置雍水、沉沙设施，而将进水闸布置在河流的侧面。,1、布置特点,图14-14 印度式取水枢纽1冲沙闸；2进水闸；3坝；4沉沙塘；,28,2、侧面取水形式的缺点,、由于进水闸布置在河道侧面，当开闸引水时，水流急转弯形成横向环流及其它复杂的局部环流。大部分泥沙并不按照设计意图沉积在沉沙槽内。、由于进水闸和冲沙闸成正交，若两者同时开启，水流紊乱，易招致泥沙入渠。因此，必须经常停水冲沙，大大影响渠道正常供水。,29,3、侧面取水的改进形式改良印度式取水枢纽,图14-14 渭惠渠印度式取水枢纽改建工程布置图（b）改建后1冲沙闸；2进水闸；3坝；4沉沙塘；5分水墙；6导沙坎,30,二、正面取水,利用环流结构，使河道中表层较清的水流流向取水口，而挟沙较多的底层水流流向泄水闸或冲沙闸，形成正面取水，侧面排沙的形式。,1、设计思想,图14-15 正面取水工程布置图1-冲沙闸；2进水闸；3导流堤；4曲线形导沙坎,31,二、正面取水（弯道取水枢纽）,2、布置特点,、有些还在进水闸前设置弯曲的导沙坎，以加强上述环流运动。由于这种取水枢纽主要是利用环流，亦称。,、将进水闸设置在弯道凹岸迎流处，而将冲沙闸与水流方向斜交。,、引水弯道首端凸岸一侧设置泄洪排沙闸，同时又在弯道末端的凸岸一侧设置冲沙闸。二次利用弯道环流处理泥沙，引水防沙效果更为显著。,32,图14-16 喀什河弯道取水枢纽工程布置图1泄洪排沙闸；2排沙槽；3弯道槽；4冲沙闸；5取水闸,33,、枢纽应布置在自然情况下输沙能力甚强的河段上。,3、弯道式取水枢纽设计要点,、进水闸底必须比排沙闸底有足够的超高，排沙闸底比原河床底也有所抬高。,、凹岸导流堤应加以防护。,、在对枢纽上下游进行整治时，确定设计流量，一般以采用汛期常见流量，例如每年都能遇到的历时1020d的洪水流量为宜。,二、正面取水（弯道取水枢纽）,34,图14-17 头屯河底栏栅取水枢纽工程布置图1栏栅堰；2引水廊道；3泄洪排沙闸；4侧堰；5淤滩,、底栏栅取水,主要由栅堰、引水廊道、泄洪排沙闸、溢洪侧堰及进水闸等组成。进水闸之后还设有曲线沉沙池及有关渠系建筑物。水流通过栏栅堰堰顶，在释放较粗颗粒推移质后，向下进入引水廊道。,1、组成,35,图7-23 头屯河底栏栅取水枢纽工程布置图1栏栅堰；2引水廊道；3泄洪排沙闸；4侧堰；5淤滩,、底栏栅取水,底栏栅取水多用于坡陡流急，河床为卵石、砾石组成，推移质输移量较大的中小山溪河流。,2、适用范围,36,图7-23 头屯河底栏栅取水枢纽工程布置图1栏栅堰；2引水廊道；3泄洪排沙闸；4侧堰；5淤滩,、底栏栅取水,优点：结构简单、投资少、运行管理简便，能有效排除大颗粒推移质；缺点：比栏栅缝隙小的泥沙还会大量进入引水渠，且栏栅极易堵塞。,（3）优缺点,37,1、河道上设置的取水口需满足什么要求？2、无坝取水口设计中应注意哪些问题？3、无坝取水口位置选择中应注意的问题有哪些？4、解释无坝引水口进沙量多的根本原因。5、为防止或减轻取水口淤积，无坝取水工程可采取哪些措施？6、有坝取水工程常用的布置形式有哪几种？7、侧面取水工程的布置特点及存在的主要缺点是什么？8、谈谈正面取水的设计思想和布置特点。9、谈谈底栏栅取水枢纽的组成及优缺点。,思 考 题,
