水资源与取水工程.ppt

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1、第三章 水资源与取水工程,第一节 水资源,一、水资源的概况,（一）水资源的定义 广义的定义 狭义的定义 工程上的定义,（二）我国水资源现状人均占有量少总量位世界第6。人均占世界平均水准的1/4，排名88。空间分布不均81的水资源分布在长江流域及其以南降水量最高可达1600mm，少的地区不到200mm 年内及年际变化大6080降水集中在夏季；年际变化差36倍许多地区缺水严重在640个城市中，300多个城市缺水。,1、水的自然循环小循环是指由海洋表面蒸发的水汽,又以降水形式落入海洋；或者由大陆表面(包括陆地水体表面、土面及植物叶面等)蒸发的水气,仍以降水形式落回陆地表面。这种发生在局部范围内的水循

2、环过程。大循环是由海洋表面蒸发的水汽,随气流带到大陆上空,形成降水落回地面,再通过径流(地表的及地下)返回海洋的过程这种发生在海陆之间的循环过程。,二、水循环,自然界水循环的意义,水成为一种可更新的资源；具有自身净化作用。水循环的特点决定：水存在的形式多样性，分布的广泛性，时空变化的随机性，水资源的分配的巨大差异性。水的循环在地球上起到输送热量和调节气候的作用，对地球环境的形成、演化和人类生存都有重大的作用与影响。,2、水资源社会循环,给水系统的水源和排水系统接纳水体的地方大多是邻近的河流。取之于河流，还之于河流，形成一种受人类社会活动作用的水循环。人为水循环可以严重地改变天然水循环，处理不好

3、，会产生一系列水问题与生态环境问题,3、水的社会循环对自然循环的影响,三、我国取水工程的历程,（1）远古人类逐水而居，主要利用地表水 与泉水作为供水水源；（2）凿井取水：伯益作井（3）战国时期魏国：西门豹治邺 引漳十二渠（4）秦朝：李冰父子 四川都江堰（5）现代：水利枢纽：三门峡、葛洲坝、三峡,四、我国取水工程的发展表现,（1）地表取水技术：取水构筑物；（2）取水工程结构设计和施工；（3）机械化、自动化、信息系统的现代化技术。,三门峡水利枢纽,葛洲坝水利枢纽,第二节 给水水源,一、水源的类型,1、地表水。如江、河、湖、泊、水库及海洋等。特点：易受污染，一般水量较大，但一般水质较差，不能直接使用

4、，必须进行适当净化来改善水质。,河水取水（小水量）,湖泊水和水库水取水,2、地下水。包括潜水、直流水、泉水。特点：地下水埋藏于地下，流动于地层之中，水质常较地面水为佳，有时不经净化或经简单净化即可供使用，具有经济安全的特点；但一般水量较小。种类：潜水（无压地下水）；自流水（承压地下水）；泉水。,真地下水和非真地下水,回灌地下水,泉水种类,二、水源的选择,1、水质相当好2、符合卫生要求的地下水优先3、合理开采和利用水源选择的依据：水源水质和用水要求。,水质,三、水源的防护,1、水源保护的任务：防止水源枯竭和污染。2、给水水源的卫生防护 依据：生活饮用水卫生标准 a、地下水源卫生防护 b、地表水源

5、卫生防护 c、国外水源卫生防护的某些规定,第三节 地下水取水构筑物,一、管井,是地下水取水构筑物中用得最多的一种。直径：1501000mm D1000mm，大管井井深：101000m构造：井室、井管、滤水管、沉沙管、人工填砾,钻井,井管安装,井室,二、大口井,用于开采浅层地下水和河床渗透水的取水构筑物。井深：20m井直径：38m构造：井筒、井口、进水部分、井底反滤层,三、渗渠,原理：利用埋设在地下含水层中带孔眼的水平渗水管或渠道，依靠渗透和重力流来集取浅层地下水或地表渗透水。,构造：水平集水管 反滤层 检查井 导水管 集水井,第四节 地表水取水工程,一、影响地表水取水的主要因素：,1取水河段的

6、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河流的冰冻情况5河道中水工构筑物及天然障碍物 研究冰冻过程对河流正常情况的影响，是正确考虑取水工程设施的重要因素。在选择取水口位置时，应避开水工构筑物和天然障碍物的影响范围，否则应采取必要的措施。,二、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不同类型河段适宜的取水位置如下：顺直河段 取水点应选在主流靠近岸边、河床稳定、水深较大、流速较快的地段，通常也就是河流较窄处。弯曲河段 凹岸泥沙不易淤积，水质较好，且主流靠近河岸，是较好的取水地段。取水点应避开凹岸主流的顶冲点，在顶冲点下游15-20m。

7、也可在凸岸偏上游处。,游荡型河段 结合河床、地形、地质特点，将取水口布置在主流线密集的河段上。必要时需进行河道整治以保证取水河段的稳定性。有边滩、沙洲的河段 一般应将取水点设在上游距沙洲500m以远处。有支流汇入的顺直河段 取水口应离开支流入口处上下游有足够的距离，一般取水口多设在汇入口干流的上游河段上。,（2）取水点应尽量设在水质较好的地段 供生活用水的取水构筑物应设在城市和工业企业的上游，距离污水排放口上游100m以远，并应建立卫生防护地带。取水点应避开河流中的回流区和死水区，以减少水中泥沙、漂浮物进入和堵塞取水口。在沿海地区受潮汐影响的河流上设置取水构筑物时，应考虑到海水对河水水质的影响

8、。,（3）取水点应设在具有稳定的河床及岸边，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）取水点应避开水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；（8）供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置，应位于城镇和工业企业上游的清洁河段。,三、取水建筑物的类型,（一）固定式取水建筑物 是各种类型的地表水取水构筑物中应用广泛的一种。分类（依据：位置）：岸边式，河床式、斗槽式；（依据：结构）：合建式、分建式、直接吸

9、水式 主要缺点：当河水水位变化较大时，构筑物的高度需相应地增加，因而工程投资较高，水下工程量较大，施工期长，扩建困难。,（二）、移动式取水建筑物 在水流不稳定，河势复杂的河流上取水，修建固定式取水建筑物往往需要进行耗资巨大的河道整治工程，修建取水口会影响航运等。因此，在此条件下修建活动式取水建筑物。（三）、山区浅水河流取水建筑物 适于山区上游河段；流量和水位变化幅度很大，枯水期的流量和水深很小，甚或局部地段断流,四、岸边式取水构筑物,直接从江河岸边渠水的构筑物。由进水间和泵房组成。适于江河岸边较陡，主流近岸，有足够水深，水质和地质条件好，水位变幅不大。,按照集水井与泵房是否合建，分为合建和分建

10、式。集水井：是取水设施，一般由进水间、格网和吸水间三部分组成，顶部设操作平台，安装格栅、格网、闸门等设备的起吊装置。进水间前壁设有进水孔，孔上设有格栅及闸门槽，格栅用来拦截水中粗大的漂浮物及鱼类等。进水间和吸水间用纵向隔墙分开，在分隔墙上可以设置平板格网，用以拦截水中细小的漂浮物。当采用旋转格网时，应在进水间和吸水间之间设置格网室。水流经过装有格栅的进水孔进入集水井的进水间，再经过格网进入吸水间，然后由水泵抽走。,（1）合建式岸边取水构筑物 合建式岸边取水构筑物将集水井和泵房合建在一起所示。其特点是布置紧凑，总建筑面积小，吸水管路短，运行安全，维护方便；但土建结构复杂，施工较困难。适用于河岸坡

11、度较陡、岸边水流较深且地质条件较好、水位变幅和流速较大的河流。在取水量大、安全性要求较高时，多采用此种型式。,（2）分建式岸边取水构筑物当河岸处地质条件较差，以及集水井与泵房不宜合建，宜采用分建式岸边取水构筑物，由于将集水井和泵房分开建造，泵房可离开岸边，建于地质条件较好处，因此可使土建结构简单，易于施工；但吸水管较长，增加了水头损失，维护管理不太方便，运行安全性较差。,河床式取水建筑物 1、取水头部 2、进水管 3、集水井 4、泵房 a为合建式。b为分建式。,五、河床式取水构筑物,在河心设置进水孔，从河心取水的构筑物。适于河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，而河

12、中又具有足够水深或较好水质。河床式取水构筑物，其取水设施包括取水头部、进水管和集水井和泵房。河水经取水头部上带有格栅的进水孔，沿进水管流入集水井的进水间，然后经格网进入集水井的吸水间，最后由水泵抽走。,高位进水孔,优点：（1）靠重力自流，工作可靠，（2）比单用自流管进水安全、可靠，可分层取水缺点：敷设自流管土方量大,适用条件：河滩宽、河岸高、自流管埋深大或河岸为坚硬岩石及管道需穿越防洪堤。优点：（1）大大减少水下施工量和土石方量，（2）工期缩短，节约投资缺点（1）虹吸管必需做到严密、不漏气（2）需真空管路系统（3）启动时间长运行不方便,适用条件：取水量小、河中漂浮物少、水位变幅不大优点：泵房埋

13、深小不设集水井，施工简单造价低。缺点：施工质量高、不能漏气泥沙粒径大时磨损水泵快漂浮物易堵塞取水头部和水泵,适用条件：取水量大、岸坡较缓、岸边不易建泵房、河道含沙量高，水位变幅大，河床地质条件较好缺点：基础埋设较深，施工复杂，造价高，维护管理不便，影响航运。,六、移动式取水构筑物,当修建固定式取水构筑物有困难时，可采用活动式取水构筑物。例如，在水流不稳定，河势复杂的河流上取水，修建固定式取水构筑物往往需要进行耗资巨大的河道整治工程，对于中小型水厂建设常带来困难。修建固定式取水口水下工程量大，施工困难，投资较高，而当地施工条件及资金不允许等都可以采用活动式取水构筑物。,1、浮船式取水构筑物 适用条件 河流水位变幅在1040m或更大，水位变化速度不大于2mh，取水点有足够的水深，河道水流平稳、流速和风浪较小、停泊条件好，河床较稳定、岸坡有适当的倾角(2060度)。优点：浮船式取水构筑物的特点是无水下工程、投资省、上马快，有较高的适应性 缺点：船体受风浪影响大，操作管理不便，安全性差。,2、缆车式取水构筑物,