水資源與取水工程課件

1、水資源與取水工程第三章 水資源與取水工程水資源與取水工程o第一節(jié) 水資源水資源與取水工程一、水資源的概況o（一）水資源的定義o 廣義的定義o 狹義的定義o 工程上的定義水資源與取水工程o（二）我國水資源現(xiàn)狀o人均占有量少人均占有量少o總量位世界總量位世界第第6。o人均占世界平均水準的人均占世界平均水準的1/4，排名排名88。o空間分布不均空間分布不均o81的水資源分布在長江流域及其以南的水資源分布在長江流域及其以南o降水量最高可達降水量最高可達1600mm，少的地區(qū)不到少的地區(qū)不到200mm o年內及年際變化大年內及年際變化大o6080降水集中在夏季；年際變化差降水集中在夏季；年際變化差36倍

2、倍o許多地區(qū)缺水嚴重許多地區(qū)缺水嚴重o在在640個城市中，個城市中，300多個城市缺水。多個城市缺水。水資源與取水工程v1、水的自然循環(huán)水的自然循環(huán)v小循環(huán)小循環(huán)是指由海洋表面蒸發(fā)的水汽是指由海洋表面蒸發(fā)的水汽 , ,又以降水形又以降水形式落入海洋式落入海洋 ；或者由大陸表面；或者由大陸表面 ( ( 包括陸地水體表包括陸地水體表面、土面及植物葉面等面、土面及植物葉面等 ) ) 蒸發(fā)的水氣蒸發(fā)的水氣 , , 仍以降水仍以降水形式落回陸地表面。形式落回陸地表面。 這種發(fā)生在局部范圍內的水這種發(fā)生在局部范圍內的水循環(huán)過程。循環(huán)過程。v大循環(huán)大循環(huán)是由海洋表面蒸發(fā)的水汽是由海洋表面蒸發(fā)的水汽 , ,

3、隨氣流帶到隨氣流帶到大陸上空大陸上空 , , 形成降水落回地面形成降水落回地面 , , 再通過徑流再通過徑流 ( ( 地表的及地下地表的及地下) )返回海洋的過程這種發(fā)生在海陸返回海洋的過程這種發(fā)生在海陸之間的循環(huán)過程之間的循環(huán)過程。二、水循環(huán)水資源與取水工程水資源與取水工程自然界水循環(huán)的意義自然界水循環(huán)的意義v 水成為一水成為一種可更新的資源；具有自身凈化作種可更新的資源；具有自身凈化作用。用。v水循環(huán)的特點決定：水存在的形式多樣性，分水循環(huán)的特點決定：水存在的形式多樣性，分布的廣泛性，時空變化的隨機性，水資源的分布的廣泛性，時空變化的隨機性，水資源的分配的巨大差異性。配的巨大差異性。v水的

4、循環(huán)在地球上起到輸送熱量和調節(jié)氣候的水的循環(huán)在地球上起到輸送熱量和調節(jié)氣候的作用，對地球環(huán)境的形成、演化和人類生存都作用，對地球環(huán)境的形成、演化和人類生存都有重大的作用與影響。有重大的作用與影響。水資源與取水工程2、水資源社會循環(huán)、水資源社會循環(huán) 水資源與取水工程 給水系統(tǒng)的水源和排水系統(tǒng)接納水體的地方大多是鄰近的河流。取之于河流，還之于河流，形成一種受人類社會活動作用的水循環(huán)。v人為水循環(huán)可以嚴重地改變天然水循環(huán)，處人為水循環(huán)可以嚴重地改變天然水循環(huán)，處理不好，會產生一系列水問題與生態(tài)環(huán)境問理不好，會產生一系列水問題與生態(tài)環(huán)境問題題水資源與取水工程3、水的社會循環(huán)對自然循環(huán)的影響、水的社會循

5、環(huán)對自然循環(huán)的影響自然循環(huán)平衡破壞取水排放水污染控制工程平衡破壞給水處理社會循環(huán)水資源與取水工程三、我國取水工程的歷程o（1）遠古人類逐水而居，主要利用地表水）遠古人類逐水而居，主要利用地表水 與泉水作為供水水源；與泉水作為供水水源；o（2）鑿井取水：伯益作井）鑿井取水：伯益作井o（3）戰(zhàn)國時期魏國：西門豹治鄴）戰(zhàn)國時期魏國：西門豹治鄴 引漳十引漳十二渠二渠o（4）秦朝：李冰父子）秦朝：李冰父子 四川都江堰四川都江堰o（5）現(xiàn)代：水利樞紐：三門峽、葛洲壩、）現(xiàn)代：水利樞紐：三門峽、葛洲壩、 三峽三峽水資源與取水工程四、我國取水工程的發(fā)展表現(xiàn)o（1）地表取水技術：取水構筑物；）地表取水技術：取水

6、構筑物；o（2）取水工程結構設計和施工；）取水工程結構設計和施工；o（3）機械化、自動化、信息系統(tǒng)的現(xiàn)代化）機械化、自動化、信息系統(tǒng)的現(xiàn)代化技術。技術。水資源與取水工程三門峽水利樞紐水資源與取水工程葛洲壩水利樞紐水資源與取水工程o第二節(jié) 給水水源水資源與取水工程一、水源的類型o1 1、地表水。如江、河、湖、泊、水庫及海、地表水。如江、河、湖、泊、水庫及海洋等。洋等。 特點：特點：易受污染，一般水量較大，但一般水易受污染，一般水量較大，但一般水質較差，不能直接使用，必須進行適當凈化質較差，不能直接使用，必須進行適當凈化來改善水質。來改善水質。水資源與取水工程河水取水（小水量）水資源與取水工程湖泊

7、水和水庫水取水水資源與取水工程o2、地下水。包括潛水、直流水、泉水。 特點特點：地下水埋藏于地下，流動于地層之中，：地下水埋藏于地下，流動于地層之中，水質常較地面水為佳，有時不經(jīng)凈化或經(jīng)簡水質常較地面水為佳，有時不經(jīng)凈化或經(jīng)簡單凈化即可供使用，具有經(jīng)濟安全的特點；單凈化即可供使用，具有經(jīng)濟安全的特點；但一般水量較小。但一般水量較小。 種類：潛水（無壓地下水）；自流水（承壓地下水）；泉水。水資源與取水工程水資源與取水工程真地下水和非真地下水水資源與取水工程回灌地下水水資源與取水工程泉水種類水資源與取水工程水資源與取水工程二、水源的選擇o1、水質相當好o2、符合衛(wèi)生要求的地下水優(yōu)先o3、合理開采和

8、利用水源選擇的依據(jù)：水源水質和用水要求。水資源與取水工程水資源與取水工程水質水資源與取水工程水資源與取水工程三、水源的防護o1、水源保護的任務：防止水源枯竭和污染。o2、給水水源的衛(wèi)生防護 依據(jù)：生活飲用水衛(wèi)生標準 a、地下水源衛(wèi)生防護 b、地表水源衛(wèi)生防護 c、國外水源衛(wèi)生防護的某些規(guī)定水資源與取水工程o第三節(jié) 地下水取水構筑物水資源與取水工程一、管井o是地下水取水構筑物中用得最多的一種。是地下水取水構筑物中用得最多的一種。o直徑：直徑：1501000mm D1000mm，大管井大管井o井深：井深：101000mo構造：井室、井管、濾水管、沉沙管、人工構造：井室、井管、濾水管、沉沙管、人工填

9、礫填礫水資源與取水工程水資源與取水工程鉆井水資源與取水工程井管安裝水資源與取水工程井室水資源與取水工程二、大口井o用于開采淺層地下水和河床滲透水的取水構筑物。o井深：20mo井直徑：38mo構造：井筒、井口、進水部分、井底反濾層水資源與取水工程水資源與取水工程三、滲渠o原理： 利用埋設在地下含水層中帶孔眼的水平滲水管或渠道，依靠滲透和重力流來集取淺層地下水或地表滲透水。水資源與取水工程o構造： 水平集水管 反濾層 檢查井 導水管 集水井水資源與取水工程第四節(jié) 地表水取水工程水資源與取水工程一、影響地表水取水的主要因素：一、影響地表水取水的主要因素：o1取水河段的徑流特征取水河段的徑流特征o2河

10、流的泥沙運動及河床演變河流的泥沙運動及河床演變o3河床與岸坡的巖性和穩(wěn)定性河床與岸坡的巖性和穩(wěn)定性o4河流的冰凍情況河流的冰凍情況o5河道中水工構筑物及天然障礙物河道中水工構筑物及天然障礙物 研究冰凍過程對河流正常情況的影響，是正確考慮取水研究冰凍過程對河流正常情況的影響，是正確考慮取水工程設施的重要因素。工程設施的重要因素。 在選擇取水口位置時，應避開水工構筑物和天然障礙物在選擇取水口位置時，應避開水工構筑物和天然障礙物的影響范圍，否則應采取必要的措施。的影響范圍，否則應采取必要的措施。 水資源與取水工程二、地表水取水位置的選擇：二、地表水取水位置的選擇：（1）取水點應設在具有穩(wěn)定河床、靠近

11、主流和有足夠水）取水點應設在具有穩(wěn)定河床、靠近主流和有足夠水深的地段深的地段o不同類型河段適宜的取水位置如下：不同類型河段適宜的取水位置如下： 順直河段順直河段 取水點應選在主流靠近岸邊、河床穩(wěn)定、水深較大、流取水點應選在主流靠近岸邊、河床穩(wěn)定、水深較大、流速較快的地段，通常也就是河流較窄處。速較快的地段，通常也就是河流較窄處。 彎曲河段彎曲河段 凹岸泥沙不易淤積，水質較好，且主流靠近河岸，是凹岸泥沙不易淤積，水質較好，且主流靠近河岸，是較好的取水地段。較好的取水地段。 取水點應避開凹岸主流的頂沖點，取水點應避開凹岸主流的頂沖點，在頂沖點下游在頂沖點下游15-20m。 也可在凸岸偏上游處。也可

12、在凸岸偏上游處。水資源與取水工程水資源與取水工程o 游蕩型河段游蕩型河段 結合河床、地形、地質特點，將取水口布置在主流線密集的河段上。必要時需進行河道整治以保證取水河段的穩(wěn)定性。 有邊灘、沙洲的河段有邊灘、沙洲的河段 一般應將取水點設在上游距沙洲500m以遠處。 有支流匯入的順直河段有支流匯入的順直河段 取水口應離開支流入口處上下游有足夠的距離，一般取水口多設在匯入口干流的上游河段上。水資源與取水工程水資源與取水工程o（2）取水點應盡量設在水質較好的地段）取水點應盡量設在水質較好的地段o 供生活用水的取水構筑物應設在城市和工業(yè)企供生活用水的取水構筑物應設在城市和工業(yè)企業(yè)的上游，距離污水排放口上

13、游業(yè)的上游，距離污水排放口上游100m以遠，并以遠，并應建立衛(wèi)生防護地帶。應建立衛(wèi)生防護地帶。o 取水點應避開河流中的回流區(qū)和死水區(qū)，以減取水點應避開河流中的回流區(qū)和死水區(qū)，以減少水中泥沙、漂浮物進入和堵塞取水口。少水中泥沙、漂浮物進入和堵塞取水口。o 在沿海地區(qū)受潮汐影響的河流上設置取水構筑在沿海地區(qū)受潮汐影響的河流上設置取水構筑物時，應考慮到海水對河水水質的影響。物時，應考慮到海水對河水水質的影響。水資源與取水工程o（3）取水點應設在具有穩(wěn)定的河床及岸邊，有良）取水點應設在具有穩(wěn)定的河床及岸邊，有良好的工程地質條件的地段，并有較好的地形及施工好的工程地質條件的地段，并有較好的地形及施工條件

14、條件o（4）取水點應盡量靠近主要用水區(qū)）取水點應盡量靠近主要用水區(qū)o（5）取水點應避開水工構筑物和天然障礙物的影）取水點應避開水工構筑物和天然障礙物的影響響o（6）取水點應盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、）取水點應盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮等影響冰絮、支流和咸潮等影響 水資源與取水工程o（7）取水點的位置應與河流的綜合利用相適應，）取水點的位置應與河流的綜合利用相適應，不妨礙航運和排洪，并符合河不妨礙航運和排洪，并符合河 道、湖泊、水庫整道、湖泊、水庫整治規(guī)劃的要求；治規(guī)劃的要求；o（8）供生活飲用水的地表水取水構筑物的位置，）供生活飲用水的地表水取水構筑物的位置，應位于城鎮(zhèn)

15、和工業(yè)企業(yè)上游的清潔河段。應位于城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)上游的清潔河段。o水資源與取水工程三、取水建筑物的類型o（一）固定式取水建筑物 是各種類型的地表水取水構筑物中應用廣泛的一種。是各種類型的地表水取水構筑物中應用廣泛的一種。 分類（依據(jù)：位置）：岸邊式，河床式、斗槽式；（依據(jù)：結構）：合建式、分建式、直接吸水式 主要缺點：當河水水位變化較大時，構筑物的高度需主要缺點：當河水水位變化較大時，構筑物的高度需相應地增加，因而工程投資較高，水下工程量較大，相應地增加，因而工程投資較高，水下工程量較大，施工期長，擴建困難。施工期長，擴建困難。o 水資源與取水工程o（二）、移動式取水建筑物 在水流不穩(wěn)定，河勢復

16、雜的河流上取水，修建固定式取水建筑物往往需要進行耗資巨大的河道整治工程，修建取水口會影響航運等。因此，在此條件下修建活動式取水建筑物。o（三）、山區(qū)淺水河流取水建筑物 適于山區(qū)上游河段；流量和水位變化幅度很大，枯水期的流量和水深很小，甚或局部地段斷流 水資源與取水工程四、岸邊式取水構筑物o直接從江河岸邊渠水的構筑物。由進水間和泵房組成。適于江河岸邊較陡，主流近岸，有足夠水深，水質和地質條件好，水位變幅不大。水資源與取水工程o按照集水井與泵房是否合建，分為合建和分建式。o集水井：是取水設施，一般由進水間、格網(wǎng)和吸水間三部分組成，頂部設操作平臺，安裝格柵、格網(wǎng)、閘門等設備的起吊裝置。o 進水間前壁

17、設有進水孔，孔上設有格柵及閘門槽，格柵用來攔截水中粗大的漂浮物及魚類等。進水間和吸水間用縱向隔墻分開，在分隔墻上可以設置平板格網(wǎng)，用以攔截水中細小的漂浮物。o 當采用旋轉格網(wǎng)時，應在進水間和吸水間之間設置格網(wǎng)室。o 水流經(jīng)過裝有格柵的進水孔進入集水井的進水間，再經(jīng)過格網(wǎng)進入吸水間，然后由水泵抽走。水資源與取水工程o（1）合建式岸邊取水構筑物 o合建式岸邊取水構筑物將集水井和泵房合建在一起所示。其特點是布置緊湊，總建筑面積小，吸水管路短，運行安全，維護方便；但土建結構復雜，施工較困難。適用于河岸坡度較陡、岸邊水流較深且地質條件較好、水位變幅和流速較大的河流。在取水量大、安全性要求較高時，多采用此

18、種型式。水資源與取水工程（2）分建式岸邊取水構筑物o當河岸處地質條件較差，以及集水井與泵房不宜合建，宜采用分建式岸邊取水構筑物，由于將集水井和泵房分開建造，泵房可離開岸邊，建于地質條件較好處，因此可使土建結構簡單，易于施工；但吸水管較長，增加了水頭損失，維護管理不太方便，運行安全性較差。水資源與取水工程河床式取水建筑物 1、取水頭部 2、進水管 3、集水井 4、泵房 a為合建式。b為分建式。水資源與取水工程五、河床式取水構筑物o在河心設置進水孔，從河心取水的構筑物。o適于河床穩(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不好，而河中又具有足夠水深或較好水質。o河床式取水構筑物，其取水設施包括取水頭部、進水管和集水井和泵房。o河水經(jīng)取水頭部上帶有格柵的進水孔，沿進水管流入集水井的進水間，然后經(jīng)格網(wǎng)進入集水井的吸水間，最后由水泵抽走。水資源與取水工程高位進水孔水資源與取水工程水資源與取水工程水資源與取水工程水資源與取水工程六、 移動式取水構筑物o當修建固定式取水構筑物有困難時，可采用活動式取水構筑物。o 例如，在水流不穩(wěn)定，河勢復雜的河流上取水，修建固