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第6章 取水工程1、地表水源的供水特征?(1)水量較充沛,分布較廣泛,總?cè)芙夤腆w含量較低,硬度一般較??;(2)時(shí)空分布不均,受季節(jié)影響大;(3)保護(hù)能力差,容易受污染;(4)泥沙和懸浮物含量較高,常需凈化處理后才能使用;(5)取水條件及取水構(gòu)筑物一般比較復(fù)雜。2、水源地選擇原則?(1)水源選擇前,必須進(jìn)行水源的勘察;(2)水源的選用應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后綜合考慮確定; (3)用地表水作為城市供水水源時(shí),其設(shè)計(jì)枯水流量的保證率,應(yīng)根據(jù)城市規(guī)模和工業(yè)大用水戶的重要性選定,一般可采用9097;(4)地下水與地表水聯(lián)合使用;(5)確定水源、取水地點(diǎn)和取水量等,應(yīng)取得水資源管理、衛(wèi)生防疫、航運(yùn)等有關(guān)部門的書面同意。對(duì)于生活飲用水源衛(wèi)生防護(hù)應(yīng)符合有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定,并應(yīng)積極取得環(huán)保等有關(guān)部門的支持配合。3、影響地表水取水的主要因素?(1)取水河段的徑流特征;(2)河流的泥沙運(yùn)動(dòng)及河床演變;(3)河床與岸坡的巖性和穩(wěn)定性;(4)江河中的泥沙和漂浮物;(5)河流的冰凍情況;(6)河道中水工構(gòu)筑物及天然障礙物。4、地表水取水位置的選擇?(1)取水點(diǎn)應(yīng)設(shè)在具有穩(wěn)定河床、靠近主流和有足夠水深的地段;(2)取水點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)在水質(zhì)較好的地段;(3)取水點(diǎn)應(yīng)設(shè)在具有良好的工程地質(zhì)條件的地段,并有較好的地形及施工條件; (4)取水點(diǎn)應(yīng)盡量靠近主要用水區(qū); (5)取水點(diǎn)應(yīng)避開人工構(gòu)筑物和天然障礙物的影響; (6)取水點(diǎn)應(yīng)盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮等影響; (7)取水點(diǎn)的位置應(yīng)與河流的綜合利用相適應(yīng),不妨礙航運(yùn)和排洪,并符合河道、湖泊、水庫(kù)整治規(guī)劃的要求。5、地表水取水構(gòu)筑物的分類及其適用條件?地表水取水構(gòu)筑物按其構(gòu)造形式不同可分為固定式取水構(gòu)筑物、活動(dòng)式取水構(gòu)筑物和山區(qū)淺水河流取水構(gòu)筑物。固定式取水構(gòu)筑物:按取水點(diǎn)位置可分為岸邊式、河床式和斗槽式。岸邊式適用于河岸較陡,主流近岸,岸邊有一定取水水深,水位變幅不大,水質(zhì)及地質(zhì)條件較好的情況;河床式適用于河岸較平緩,主流離岸遠(yuǎn)、岸邊缺乏必要取水深度或水質(zhì)不好的情況;斗槽式適用于河流含沙量大、冰凌嚴(yán)重的情況。活動(dòng)式取水構(gòu)筑物:可分為纜車式和浮船式,纜車式適用于河流水位變幅為1035m、漲落速度小于2m/h的情況;浮船式適用于河流水位變幅為1040m或更大、水位變化速度不大于2m/h的情況。山區(qū)淺水河流取水構(gòu)筑物:可分為低壩式和底欄柵式,低壩式適用于山區(qū)河流枯水期流量特別小,取水量為枯水期流量的3050以上或取水深度不足時(shí),在不通航、不放筏、推移質(zhì)不多的情況;底欄柵式適用于河床較窄、水深較淺、河床縱坡降較大、大粒徑推移質(zhì)較多、取水百分比較大的山區(qū)河流。6、固定式取水構(gòu)筑物的基本形式及其組成?、固定式取水構(gòu)筑物分為岸邊式、河床式和斗槽式,包括取水設(shè)施和泵房?jī)刹糠?。?) 岸邊式取水構(gòu)筑物組成:由集水井和泵房?jī)刹糠纸M成。形式:1)合建式;2)分建式。(2) 河床式取水構(gòu)筑物組成:由取水頭部、進(jìn)水管、集水井和泵房組成。形式:1)自流管式;2)虹吸管式;3)水泵直接吸水式;4)橋墩式;5)濕式豎井泵房;淹沒(méi)式泵房。(3) 斗槽式取水構(gòu)筑物組成:由斗槽、集水井和泵房組成。形式:1)順流式;2)逆流式;3)側(cè)壩進(jìn)水逆流式;4)雙向式。7、固定式取水構(gòu)筑物的主要構(gòu)造及設(shè)計(jì)原則?固定式取水構(gòu)筑物一般包括集水井和泵房,(對(duì)于岸邊式和河床式)以及取水頭部和進(jìn)水管(對(duì)于河床式)等。據(jù)室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50013-2006(5.3 地表水取水構(gòu)筑物),固定式取水構(gòu)筑物應(yīng)遵循下列設(shè)計(jì)原則: 5.3.9 岸邊式取水泵房進(jìn)口地坪的設(shè)計(jì)標(biāo)高,應(yīng)分別按下列情況確定: (1)當(dāng)泵房在渠道邊時(shí),為設(shè)計(jì)最高水位加0.5m ; (2)當(dāng)泵房在江河邊時(shí),為設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m ,必要時(shí),應(yīng)增設(shè)防止浪爬高的措施; (3) 泵房在湖泊、水庫(kù)或海邊時(shí),為設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m ,并應(yīng)設(shè)防止浪爬高的措施。 5.3.10 位于江河上的取水構(gòu)筑物最底層進(jìn)水孔下緣距河床的高度,應(yīng)根據(jù)河流的水文和泥沙特性以及河床穩(wěn)定程度等因素確定,并應(yīng)分別遵守下列規(guī)定: (1) 側(cè)面進(jìn)水孔不得小于0.5m ,當(dāng)水深較淺、水質(zhì)較清、河床穩(wěn)定、取水量不大時(shí),其高度可減至0.3m ; (2) 頂面進(jìn)水孔不得小于1.0m 。 5.3.11 水庫(kù)取水構(gòu)筑物宜分層取水。位于湖泊或水庫(kù)邊的取水構(gòu)筑物最底層進(jìn)水孔下緣距水體底部的高度,應(yīng)根據(jù)水體底部泥沙沉積和變遷情況等因素確定,不宜小于1.0m ,當(dāng)水深較淺、水質(zhì)較清,且取水量不大時(shí),其高度可減至0.5m 。 5.3.12 取水構(gòu)筑物淹沒(méi)進(jìn)水孔上緣在設(shè)計(jì)最低水位下的深度,應(yīng)根據(jù)河流的水文、冰情和漂浮物等因素通過(guò)水力計(jì)算確定,并應(yīng)分別遵守下列規(guī)定: (1)頂面進(jìn)水時(shí),不得小于 0.5m ;(2)側(cè)面進(jìn)水時(shí),不得小于 0.3m ;(3)虹吸進(jìn)水時(shí),不宜小于 1.0m ,當(dāng)水體封凍時(shí),可減至 0.5m 。注: 上述數(shù)據(jù)在水體封凍情況下應(yīng)從冰層下緣起算; 湖泊、水庫(kù)、海邊或大江河邊的取水構(gòu)筑物,還應(yīng)考慮風(fēng)浪的影響。 5.3.13 取水構(gòu)筑物的取水頭部宜分設(shè)兩個(gè)或分成兩格。進(jìn)水間應(yīng)分成數(shù)間,以利清洗。 注:漂浮物多的河道,相鄰頭部在沿水流方向宜有較大間距。 5.3.14 取水構(gòu)筑物進(jìn)水孔應(yīng)設(shè)置格柵,柵條間凈距應(yīng)根據(jù)取水量大小、冰絮和漂浮物等情況確定,小型取水構(gòu)筑物宜為3050mm ,大、中型取水構(gòu)筑物宜為80120mm。當(dāng)江河中冰絮或漂浮物較多時(shí),柵條間凈距宜取大值。 5.3.15 進(jìn)水孔的過(guò)柵流速,應(yīng)根據(jù)水中漂浮物數(shù)量、有無(wú)冰絮、取水地點(diǎn)的水流速度、取水量大小、檢查和清理格柵的方便等因素確定,宜采用下列數(shù)據(jù): (1)岸邊式取水構(gòu)筑物,有冰絮時(shí)為0.20.6m/s ;無(wú)冰絮時(shí)為0.41.0m/s ; (2)河床式取水構(gòu)筑物,有冰絮時(shí)為0.10.3m/s ;無(wú)冰絮時(shí)為0.20.6m/s 。 格柵的阻塞面積應(yīng)按 25考慮。 5.3.16 當(dāng)需要清除通過(guò)格柵后水中的漂浮物時(shí),在進(jìn)水間內(nèi)可設(shè)置平板式格網(wǎng)、旋轉(zhuǎn)式格網(wǎng)或自動(dòng)清污機(jī)。 平板式格網(wǎng)的阻塞面積應(yīng)按 50考慮,通過(guò)流速不應(yīng)大于 0.5m/s ;旋轉(zhuǎn)式格網(wǎng)或自動(dòng)清污機(jī)的阻塞面積應(yīng)按 25考慮,通過(guò)流速不應(yīng)大于 1.0m/s 。 5.3.17 進(jìn)水自流管或虹吸管的數(shù)量及其管徑,應(yīng)根據(jù)最低水位,通過(guò)水力計(jì)算確定。其數(shù)量不宜少于兩條。當(dāng)一條管道停止工作時(shí),其余管道的通過(guò)流量應(yīng)滿足事故用水要求。 5.3.18 進(jìn)水自流管和虹吸管的設(shè)計(jì)流速,不宜小于 0.6m/s 。必要時(shí),應(yīng)有清除淤積物的措施。 虹吸管宜采用鋼管。 5.3.19 取水構(gòu)筑物進(jìn)水間平臺(tái)上應(yīng)設(shè)便于操作的閘閥啟閉設(shè)備和格網(wǎng)起吊設(shè)備;必要時(shí)還應(yīng)設(shè)清除泥沙的設(shè)施。8、取水頭部設(shè)計(jì)的一般要求?(1)取水頭部應(yīng)設(shè)在河床的主流深槽處,有足夠的取水深度;(2)取水頭部的形狀對(duì)取水水質(zhì)及河道水流有較大的影響,因此應(yīng)選擇合理的外形和較小的體積,以避免對(duì)周圍水流產(chǎn)生大的擾動(dòng),同時(shí)防止取水頭部受沖刷,甚至被沖走;(3)任何形式的取水頭部均不同程度地使河道水流發(fā)生變化,引起局部沖刷,因此應(yīng)在可能的沖刷范圍內(nèi)拋石加固,并將取水頭部的基礎(chǔ)埋在沖刷深度以下;(4)取水構(gòu)筑物的取水頭部宜分設(shè)兩個(gè)或分成兩格;(5)取水頭部應(yīng)防止冰塊堵塞和沖擊,并防止船只、木筏碰撞。9、取水頭部的類型及適用條件?管式取水頭部適用條件:江河水質(zhì)較好、洪水期濁度不大、水位變幅較小的中小型取水構(gòu)筑物。蘑菇式取水頭部適用條件:適用于中小型取水構(gòu)筑物,要求在枯水期仍有1.0m以上的水深。魚形罩式取水頭部適用條件:適用于水泵直接吸水的中小型取水構(gòu)筑物。箱式取水頭部適用條件:適用于水深較小、含沙量小、冬季潛冰較多的河流。橋墩式取水頭部適用條件:適用于中小型的取水構(gòu)筑物和水深較小、船只通航不頻繁的河流。樁架式取水頭部適用條件:適用于流速較小、水位變化不大、有足夠水深、河床可打樁且無(wú)流冰的河流。斜板式取水頭部適用條件:適用于含沙量大、粗顆粒泥沙占一定數(shù)量、枯水期仍有較大水深和較大流速的河段?;顒?dòng)式取水頭部適用條件:適用于枯水期水深較淺、洪水期底部含沙量較大的山區(qū)河流,在中、小取水量(1001400 m/h)時(shí)采用。10、活動(dòng)式取水構(gòu)筑物的類型及適用條件?活動(dòng)式取水構(gòu)筑物:可分為纜車式和浮船式。纜車式適用于河流水位變幅為1035m、漲落速度小于2m/h的情況;浮船式適用于河流水位變幅為1040m或更大、水位變化速度不大于2m/h的情況。11、低壩式取水構(gòu)筑物的類型及適用條件?低壩式取水構(gòu)筑物有固定式低壩和活動(dòng)式低壩。低壩式取水構(gòu)筑物適用于山區(qū)河流枯水期流量特別小,取水量為枯水期流量的3050以上或取水深度不足時(shí),在不通航、不放筏、推移質(zhì)不多的情況。12、地下水水源地選擇?1)集中式供水水源地的選擇水源地的水文地質(zhì)條件。水源地應(yīng)選在含水層透水性強(qiáng)、厚度大、層數(shù)多、分布面積廣的地段上。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考慮其補(bǔ)給條件。水源地的地質(zhì)環(huán)境。新建水源地應(yīng)遠(yuǎn)離原有的取水點(diǎn)或排水點(diǎn),減少相互干擾;為保證地下水的水質(zhì),水源地應(yīng)選在遠(yuǎn)離城市或工礦排污區(qū)的上游;遠(yuǎn)離已污染(或天然水質(zhì)不良)的地表水體或含水層的地段;避開易于使水井淤塞、涌砂或水質(zhì)長(zhǎng)期混濁的沉砂層和巖溶充填帶;在濱海地區(qū),應(yīng)考慮海水入侵對(duì)水質(zhì)的不良影響;在濱海地區(qū),應(yīng)考慮海水入侵對(duì)水質(zhì)的不良影響;為減少垂向污水入滲的可能性,最好選在含水層上部有穩(wěn)定隔水層分布的地段。此外,水源地應(yīng)選在不易引發(fā)地面沉降、塌陷、地裂等有害地質(zhì)作用的地段。水源地的經(jīng)濟(jì)、安全性和擴(kuò)建前景。在滿足水量、水質(zhì)要求的前提下,為節(jié)省建設(shè)投資,水源地應(yīng)靠近用戶、少占耕地;為降低取水成本,應(yīng)選在地下水淺埋或自流地段;河谷水源地要考慮水井的淹沒(méi)問(wèn)題;人工開挖的大口井取水工程,要考慮井壁的穩(wěn)固性;考慮未來(lái)擴(kuò)大開采的前景條件。2)小型分散式水源地的選擇以上集中式供水水源地的選擇原則,對(duì)基巖山區(qū)裂隙水小型水源地的選擇也是適合的。但在基巖山區(qū),由于地下水分布極為不均,水井布置主要取決于強(qiáng)含水裂隙帶及強(qiáng)巖溶發(fā)育帶的分布位置;此外,布井地
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