第13章地表水取水构筑物PPT课件

第13章 地表水取水构筑物
分类： 按水源种类可分为河流、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固
定式(岸边式、河床，有低坝式和底栏栅式取水构筑物。
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13.1 江河特征与取水构筑物的关系
江河径流特征主要是指水位、流 量和流速等因素的变化特征。
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(4)靠近主要用水地区 取水构筑物位置选择应与工业布局
和城市规划相适应，全面考虑整个给水 系统的合理布置。
在保证取水安全的前提下，取水构 筑物应尽可能靠近主要用水地区，以缩 短输水管线的长度，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。
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(5)注意人工构筑物或天然障碍物 取水构筑物应避开桥前水流滞缓段
河床变形也可分为纵向变形和横向变 形两种。纵向变形是河床沿纵深方向的变 化，表现为河床纵剖面上的冲淤变化。横 向变形是河床在与水流垂直的方向上，向 两侧的变化，表现为河岸的冲刷与淤积， 使河床平面位置发生摆动。
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河床纵向变形由水流纵向输沙不平 衡引起，而纵向输沙不平衡由来沙量随 时间变化和沿程变化、河流比降和河床 宽度沿程变化导致。
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(1)设在水质较好地点 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；
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；
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，也应予以注意。
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(7)应与河流的综合利用相适应 选择取水构筑物位置时，应结合河
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江河中的泥沙，按运动状态可分为 推移质和悬移质两大类。
在水流的作用下，沿河床滚动、滑 动或跳跃前进的泥沙、称为推移质(又称 底沙)；这类泥沙一般粒径较粗，通常占 江河总合沙量的5％～10％。
悬浮在水中，随水流前进的泥沙， 称为悬移质(也称悬沙)。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％。
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(2)具有稳定河床和河岸，靠近主流， 有足够的水深
在弯曲河段上，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 积的深槽时，仍可设置取水构筑物。
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 不小于2.5～3.Om。
河床横向变形由水流横向输沙不平 衡引起，而横向输沙不平衡主要由环流 造成。
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13.2 江河取水构筑物位置的选择
意义：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 以及河流的综合利用。
要求：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 水位置方案，进行技术经济比较，从中选 择最优的方案。
时，应避免冰凌的影响。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，尽量避免将取水 构筑物设在流冰易于堆积的浅滩、沙洲、 回流区和桥孔的上游附近。
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。
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(3)具有良好的地质、地形及施工条 件
取水构筑物应设在地质构造稳定、 承载力高的地基上；
取水构筑物不宜设在有宽广河漫滩 的地方，以免进水管过长；
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，缩 短工期。
挟沙能力：水流能够挟带泥沙的饱 和数量。
水流条件改变时，挟沙能力也随之 改变。如果上游来沙量与本河段水流挟 沙能力相适应，河床既不外刷，也不淤 积，如果来沙量与本河段水流挟沙能力 不相适应，河床将发生冲刷或淤积。
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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；
设计取水构筑物时应收集的有关 资料：
(1)河段历年最高水位和最低水位、 逐月平均水位和常年水位；
(2)河段历年最大流量和最小流量； (3)河段取水点历年的最大流速、最 小流速和平均流速。
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地表水取水构筑物的设计最高水 位，—般按百年一遇(设计频率为1％) 确定。设计枯水位和设计枯水流量的 设计频率，应根据水源情况和供水重 要性选定。当地表水作为城镇供水水 源时．其设计枯水位和设计枯水流量 的保证率，一般可采用90％～97％； 当地表水作为工业企业供水水源时， 其设计枯水流量的保证率应按有关部 门的规定选取。
和桥后冲刷、落淤段，一般设在桥前 0.5～1.0km或桥后1.0km以外；
取水构筑物与丁坝同岸时，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；
拦河坝上游流速减缓，泥沙易于淤 积，闸坝泄洪或排沙时，下游产生冲刷 泥沙增多，取水构筑物宜设在其影响范 围以外的地段。
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(6)避免冰凌的影响 在北方地区的河流上设置取水构筑物
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含沙量：单位体积河水内挟带泥沙 的重量，以kg/m3表示。
江河横断面上各点的水流脉动强度 不同，含沙量的分布亦不均匀，一般来 说，越靠近河床含沙量越大，泥沙粒径 较粗；越靠近水面含沙量越小，泥沙粒 径较细；河心的含沙量高于两侧。
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河床演变：水流与河床相互作用， 使河床形态不断发生变化的过程，水流 与河床的相互作用通过泥沙运动体现。
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、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；
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。
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河床变形可分为单向变形和往复变形 两种。单向变形是指在长时间内，河床缓 慢地不间断地冲则或不间断地淤积，不出 现外淤交错。往复变形是指河道周期性往 复发展的演变现象。