第三章地表水取水構(gòu)筑物

第三章地表水取水構(gòu)筑物

3.1江河特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系3.2江河取水構(gòu)筑物位置的選擇3.3江河固定式取水構(gòu)筑物分類(lèi)：1、水源種類(lèi)：河流、湖泊、水庫(kù)及海水取水構(gòu)筑物；2、取水構(gòu)筑物的構(gòu)造形式：固定式：岸邊式、河床式、斗槽式活動(dòng)式：浮船式、纜車(chē)式，在山區(qū)河流上，有低壩式和低欄柵式取水構(gòu)筑物。第三章地表水取水構(gòu)筑物1、江河作為水源時(shí)的特征徑流特征：水位、流量、流速設(shè)計(jì)取水構(gòu)筑物時(shí)應(yīng)收集的有關(guān)資料：

(1)河段歷年最高水位和最低水位、逐月平均水位和常年水位；

(2)河段歷年最大流量和最小流量；

(3)河段取水點(diǎn)歷年的最大流速、最小流速速、平均流速。地表水取水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)最高水位，—般按百年一遇(設(shè)計(jì)頻率為1％)確定。設(shè)計(jì)枯水位和設(shè)計(jì)枯水流量的設(shè)計(jì)頻率，應(yīng)根據(jù)水源情況和供水重要性選定。當(dāng)?shù)乇硭鳛槌擎?zhèn)供水水源時(shí)，其設(shè)計(jì)枯水位和設(shè)計(jì)枯水流量的保證率，一般可采用90％～97％。3.1江河特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系2泥沙運(yùn)動(dòng)與河床演變及其對(duì)取水構(gòu)筑物的影響①泥沙運(yùn)動(dòng)：推移質(zhì)泥沙、懸移質(zhì)泥沙推移質(zhì)(又稱(chēng)底沙)：在水流的作用下，沿河床滾動(dòng)、滑動(dòng)或跳躍前進(jìn)的泥沙；一般粒徑較粗，通常占江河總含沙量的5％～10％。懸移質(zhì)(也稱(chēng)懸沙)：懸浮在水中，隨水流前進(jìn)的泥沙。一般顆粒較細(xì)。在沖積平原河流中約占總含沙量的90％～95％。含沙量：?jiǎn)挝惑w積河水內(nèi)挾帶泥沙的重量，以kg/m3表示。

江河橫斷面上各點(diǎn)的水流脈動(dòng)強(qiáng)度不同，含沙量的分布亦不均勻，一般越靠近河床含沙量越大，泥沙粒徑較粗；越靠近水面含沙量越小，泥沙粒徑較細(xì)；河心的含沙量高于兩側(cè)。3.1江河特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系②河床演變定義：水流與河床的相互作用，淤積、沖刷，使河床形態(tài)不斷發(fā)生變化的過(guò)程，水流與河床的相互作用通過(guò)泥沙運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)。

挾沙能力：水流能夠挾帶泥沙的飽和數(shù)量。水流條件改變時(shí)，挾沙能力也隨之改變。如果上游來(lái)沙量與本河段水流挾沙能力相適應(yīng)，河床既不外刷，也不淤積，如果來(lái)沙量與本河段水流挾沙能力不相適應(yīng)，河床將發(fā)生沖刷或淤積。影響河床演變的因素：河段來(lái)水量及其變化；來(lái)沙量；水面比降；河床地質(zhì)情況3.1江河特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系3江河中泥沙、漂浮物及冰凍情況對(duì)取水構(gòu)筑物的影響水質(zhì)特征：漂浮物和冰凍，含沙量、粒徑、分布，無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物南方：漂浮物多北方：冰凍現(xiàn)象多結(jié)凍階段、封凍階段、解凍階段3.1江河特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系

意義：江河取水構(gòu)筑物位置的選擇是否恰當(dāng)，直接影響取水的水質(zhì)和水量、取水的安全可靠性、投資、施工、運(yùn)行管理以及河流的綜合利用。

要求：深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，根據(jù)取水河段的水文、地形、地質(zhì)、衛(wèi)生等條件，全面分析，綜合考慮，提出幾個(gè)可能的取水位置方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從中選擇最優(yōu)的方案。3.2江河取水構(gòu)筑物位置的選擇關(guān)于位置的選擇應(yīng)考慮六點(diǎn)：1設(shè)在水質(zhì)較好地點(diǎn)；2具有穩(wěn)定河床和河岸，靠近主流，有足夠的水深；3具有良好的地質(zhì)、地形及施工條件；4靠近主要用水地區(qū)；5應(yīng)注意河流上的人工構(gòu)筑物或天然障礙物；6避免冰凌的影響；7應(yīng)與河流的綜合利用相適應(yīng)。3.2江河取水構(gòu)筑物位置的選擇

(1)設(shè)在水質(zhì)較好地點(diǎn)取水構(gòu)筑物宜位于城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)上游的清潔河段，在污水排放口的上游100～150m以上；取水構(gòu)筑物應(yīng)避開(kāi)河流中的回流區(qū)和死水區(qū)，以減少進(jìn)水中的泥沙和漂浮物；在沿海地區(qū)應(yīng)考慮到咸潮的影響，盡量避免吸入咸水；污水灌溉農(nóng)田、農(nóng)作物施加殺蟲(chóng)劑等都可能污染水源，也應(yīng)予以注意。3.2江河取水構(gòu)筑物位置的選擇

(2)具有穩(wěn)定河床和河岸，靠近主流，有足夠的水深在彎曲河段上，取水構(gòu)筑物位置宜設(shè)在河流的凹岸；如果在凸岸的起點(diǎn)，主流尚未偏離時(shí)，或在凸岸的起點(diǎn)或終點(diǎn)；主流雖已偏離，但離岸不遠(yuǎn)有不淤積的深槽時(shí)，仍可設(shè)置取水構(gòu)筑物。在順直河段上，取水構(gòu)筑物位置宜設(shè)在河床穩(wěn)定、深槽主流近岸處，通常也就是河流較窄、流速較大，水較深的地點(diǎn)，在取水構(gòu)筑物處的水深一般要求不小于2.5～3.Om。3.2江河取水構(gòu)筑物位置的選擇(3)具有良好的地質(zhì)、地形及施工條件取水構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、承載力高的地基上；取水構(gòu)筑物不宜設(shè)在有寬廣河漫灘的地方，以免進(jìn)水管過(guò)長(zhǎng)；選擇取水構(gòu)筑物位置時(shí)，要盡量考慮到施工條件，除要求交通運(yùn)輸方便，有足夠的施工場(chǎng)地外，還要盡量減少土石方量和水下工程量，以節(jié)省投資，縮短工期。3.2江河取水構(gòu)筑物位置的選擇(4)靠近主要用水地區(qū)取水構(gòu)筑物位置選擇應(yīng)與工業(yè)布局和城市規(guī)劃相適應(yīng)，全面考慮整個(gè)給水系統(tǒng)的合理布置。在保證取水安全的前提下，取水構(gòu)筑物應(yīng)盡可能靠近主要用水地區(qū)，以縮短輸水管線(xiàn)的長(zhǎng)度，減少輸水管的投資和輸水電費(fèi)。此外，輸水管的敷設(shè)應(yīng)盡量減少穿過(guò)天然或人工障礙物。(5)注意人工構(gòu)筑物或天然障礙物取水構(gòu)筑物應(yīng)避開(kāi)橋前水流滯緩段和橋后沖刷、落淤段，一般設(shè)在橋前0.5～1.0km或橋后1.0km以外；取水構(gòu)筑物與丁壩同岸時(shí)，應(yīng)設(shè)在丁壩上游，與壩前淺灘起點(diǎn)相距一定距離處，也可設(shè)在丁壩的對(duì)岸；攔河壩上游流速減緩，泥沙易于淤積，閘壩泄洪或排沙時(shí)，下游產(chǎn)生沖刷泥沙增多，取水構(gòu)筑物宜設(shè)在其影響范圍以外的地段。3.2江河取水構(gòu)筑物位置的選擇

(6)避免冰凌的影響在北方地區(qū)的河流上設(shè)置取水構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)避免冰凌的影響。取水構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)在水內(nèi)冰較少和不受流冰沖擊的地點(diǎn)，而不宜設(shè)在易于產(chǎn)生水內(nèi)冰的急流、冰穴、冰洞及支流出口的下游，盡量避免將取水構(gòu)筑物設(shè)在流冰易于堆積的淺灘、沙洲、回流區(qū)和橋孔的上游附近。在水內(nèi)冰較多的河段，取水構(gòu)筑物不宜設(shè)在冰水混雜地段，而宜設(shè)在冰水分層地段，以便從冰層下取水。3.2江河取水構(gòu)筑物位置的選擇3.3江河固定式取水構(gòu)筑物江河固定式取水構(gòu)筑物優(yōu)點(diǎn)：取水可靠，維護(hù)管理簡(jiǎn)單，適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但投資較大，水下工程量較大，施工期長(zhǎng)，在水源水位變幅較大時(shí)尤其突出。設(shè)計(jì)：考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的需要，土建工程一般按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)，一次建成，水泵機(jī)組設(shè)備可分期安裝。江河固定式取水構(gòu)筑物主要分為岸邊式和河床式兩種，另外還有斗槽式等。3.3江河固定式取水構(gòu)筑物3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物3.3.2河床式取水構(gòu)筑物3.3.3斗槽式取水構(gòu)筑物3.3.4江河固定式取水構(gòu)筑物的施工方法3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物1基本型式2構(gòu)造和計(jì)算3工程實(shí)例

定義：直接從江河岸邊取水的構(gòu)筑物，由進(jìn)水間和泵房?jī)刹糠纸M成。適用條件：岸邊較陡，主流近岸，岸邊有足夠水深，水質(zhì)和地質(zhì)條件較好，水位變幅不大的情況。本節(jié)主要內(nèi)容如下：3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物1)合建式岸邊取水構(gòu)筑物

進(jìn)水間與泵房合建，水經(jīng)進(jìn)水孔進(jìn)入進(jìn)水室，再經(jīng)格網(wǎng)進(jìn)入吸水室，然后由水泵抽送至水廠(chǎng)或用戶(hù)。進(jìn)水孔上的格柵用以攔截水中粗大的漂浮物。進(jìn)水間中的格網(wǎng)用以攔截水中細(xì)小的漂浮物。優(yōu)點(diǎn)：布置緊湊，占地面積小，水泵吸水管路短，運(yùn)行管理方便；但土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工較困難。1基本型式3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物1基本型式

當(dāng)?shù)鼗鶙l件較好時(shí)，進(jìn)水間與泵房的基礎(chǔ)可以建在不同的標(biāo)高上，呈階梯式布置，以利用水泵吸水高度減小泵房深度，有利于施工和降低造價(jià)，但水泵啟動(dòng)時(shí)需要抽真空。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物1基本型式

當(dāng)?shù)鼗鶙l件較差時(shí)，為避免產(chǎn)生不均勻沉降，或者水泵需要自灌啟動(dòng)時(shí)，宜將進(jìn)水間與泵房的基礎(chǔ)建在相同標(biāo)高上，泵房較深，土建費(fèi)用增加，通風(fēng)及防潮條件差，操作管理不甚方便。

為縮小泵房面積，減小泵房深度，降低泵房造價(jià)，可采用立式泵或軸流泵取水。這種布置電機(jī)設(shè)在泵房上層，操作方便，通風(fēng)條件較好。但立式泵安裝較困難，檢修不方便。在水位變化較大的河流上，水中漂浮物不多，取水量不大時(shí)，也可采用潛水泵取水。潛水泵和潛水電機(jī)可以設(shè)在岸邊進(jìn)水間內(nèi)，亦可設(shè)在岸邊斜坡上。這種取水方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。但水泵電機(jī)檢修較困難。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物1基本型式2)分建式岸邊取水構(gòu)筑物當(dāng)岸邊地質(zhì)條件較差，進(jìn)水間不宜與泵房合建時(shí)，或者分建對(duì)結(jié)構(gòu)和施工有利時(shí)，宜采用分建式。

分建式進(jìn)水間設(shè)于岸邊，泵房建于岸內(nèi)地質(zhì)條件較好的地點(diǎn)，但不宜距進(jìn)水間太遠(yuǎn)，以免吸水管過(guò)長(zhǎng)。

分建式土建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工較容易，但操作管理不便，吸水管路較長(zhǎng)，增加了水頭損失，運(yùn)行安全性不如合建式。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物1基本型式3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算（1）進(jìn)水間由進(jìn)水室和吸水室兩部分組成，可與泵房分建或合建。分建時(shí)平面形狀有圓形、矩形、橢圓形等。圓形結(jié)構(gòu)性能較好，水流阻力較小，便于沉井施工，但不便于布置設(shè)備。矩形則相反，進(jìn)水間深度不大，用大開(kāi)槽施工時(shí)可采用矩形。深度較大時(shí)宜采用圓形。橢圓形兼有兩者優(yōu)點(diǎn)，可用于大型取水。

河流水位變幅在6m以上時(shí)，一般設(shè)置兩層進(jìn)水孔，上層進(jìn)水孔的上緣應(yīng)在洪水位以下1.0m，下層進(jìn)水孔的下緣至少應(yīng)高出河底0.5m，其上緣至少應(yīng)在設(shè)計(jì)量低水位以下0.3m。進(jìn)水孔的高寬比，宜盡量配合格柵和閘門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。進(jìn)水間上部的操作平臺(tái)設(shè)有格柵、格網(wǎng)、閘門(mén)等設(shè)備的起吊裝置和沖洗系統(tǒng)。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

進(jìn)水間通常用橫向隔墻分成幾個(gè)能獨(dú)立工作的分格。當(dāng)分格數(shù)較少時(shí)，設(shè)連通管互相連通。分格數(shù)應(yīng)根據(jù)安全供水要求、水泵臺(tái)數(shù)及容量、清洗排泥周期、運(yùn)行檢修時(shí)間、格柵類(lèi)型等因素確定。一般不少于兩格。大型取水工程最好一臺(tái)泵一個(gè)分格。吸水室用于安裝水泵吸水管，其設(shè)計(jì)要求與泵房吸水井基本相同。吸水室的平面尺寸按水泵吸水管的直徑、數(shù)量和布置要求確定。

合建式進(jìn)水間為非淹沒(méi)式，分建式進(jìn)水間既可是非淹沒(méi)式，也可是半淹沒(méi)式。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算（2）進(jìn)水間附屬設(shè)備

1）格柵、格網(wǎng)及沖洗設(shè)備

A）格柵

格柵設(shè)于進(jìn)水口(或取水頭部)的進(jìn)水孔上，以攔截水中粗大的漂浮物及魚(yú)類(lèi)，柵條厚度或直徑一般采用10mm，凈距通常采用30～120mm。柵條可以直接固定在進(jìn)水孔上，也可放在進(jìn)水孔外側(cè)的導(dǎo)槽中，清洗和檢修時(shí)便于拆卸。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算格柵面積：平板格網(wǎng)：由槽鋼或角鋼框架及金屬網(wǎng)構(gòu)成。特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，所占位置小，可減小進(jìn)水間尺寸，但網(wǎng)眼不能太小，因而不能攔截較細(xì)小漂浮物，且沖洗麻煩，每次沖洗都有部分雜質(zhì)進(jìn)入吸水室，適用于中小取水量、漂浮物不多的情況。平板格網(wǎng)面積：3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算B）格網(wǎng)格網(wǎng)設(shè)在進(jìn)水間內(nèi)，用以攔截水中細(xì)小的漂浮物。格網(wǎng)分為旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)和平板格網(wǎng)兩種。平板格網(wǎng)：由槽鋼或角鋼框架及金屬網(wǎng)構(gòu)成。格柵、平板格網(wǎng)計(jì)算實(shí)例：P199旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)：由繞在上下兩個(gè)旋轉(zhuǎn)輪上的連續(xù)網(wǎng)板組成，用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。網(wǎng)板由金屬框架及金屬網(wǎng)組成。特點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜，所占面積大，但沖洗方便，攔污效果好，適用于水中漂浮物較多，取水量較大的取水構(gòu)筑物。布置方式：直流、網(wǎng)內(nèi)及網(wǎng)外進(jìn)水三種。旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)面積：3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算B）格網(wǎng)

C)排泥、啟閉及起吊設(shè)備河水進(jìn)入進(jìn)水間后流速減小，會(huì)有泥沙沉積，需及時(shí)排除。常用的排泥設(shè)備有排沙泵、排污泵、射流泵、壓縮空氣提升器等。在進(jìn)水間的進(jìn)水孔、格網(wǎng)和橫向連通孔上都須設(shè)置閘閥、閘板等啟閉設(shè)備，常用的有平板閘門(mén)、滑閥及蝶閥等。為便于格網(wǎng)、格柵的清洗和檢修及閘門(mén)的啟閉和檢修，需在操作平臺(tái)上設(shè)置起吊設(shè)備。常用的起吊設(shè)備有電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)、電動(dòng)和手動(dòng)單軌吊車(chē)等。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

D)防冰、防草措施防冰措施：降低進(jìn)水孔流速；利用電、熱水或蒸汽加熱格柵；在進(jìn)水孔前引入廢熱水，在進(jìn)水孔上游設(shè)置擋冰木排；利用渠道引水使水內(nèi)冰在渠道上浮。防草措施：采用機(jī)械或水力方法及時(shí)清理格柵；在進(jìn)水孔前設(shè)置擋草木排；在壓力管中設(shè)置除草器等措施。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算（3）岸邊式取水泵房的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1)水泵選擇水泵選擇包括水泵型號(hào)選擇和水泵臺(tái)數(shù)確定。水泵臺(tái)數(shù)過(guò)多，將增大泵房面積和土建造價(jià)；水泵臺(tái)數(shù)過(guò)少，不利于運(yùn)行調(diào)度，一般采用3～4臺(tái)。水泵型號(hào)應(yīng)盡量相同，以便互為備用。當(dāng)供水量或揚(yáng)程變化較大時(shí)，可考慮大小水泵搭配，以利調(diào)節(jié)。選泵時(shí)應(yīng)以近期水量為主，適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

2）泵房布置泵房的平面形狀有圓形、矩形、橢圓形、半圓形等。矩形便于布置水泵、管路和起吊設(shè)備，而圓形受力條件好，當(dāng)泵房深度較大時(shí)，土建費(fèi)用較低。水泵機(jī)組、管路及附屬設(shè)備布置，既要滿(mǎn)足安裝、操作、檢修的方便，為遠(yuǎn)期發(fā)展留有余地，又要盡量減小泵房面積、減低造價(jià)。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

3）泵房地面層的設(shè)計(jì)標(biāo)高泵房地面層(又稱(chēng)泵房頂層進(jìn)口平臺(tái))的設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)分別按下列情況確定：當(dāng)泵房位于渠道邊時(shí)，采用設(shè)計(jì)最高水位加0.5m；當(dāng)泵房位于江河邊時(shí)，采用設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m；當(dāng)泵房位于湖泊、水庫(kù)或海邊時(shí)，采用設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m，并應(yīng)設(shè)有防止風(fēng)浪爬高的措施。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

4）泵房的通風(fēng)采暖及附屬設(shè)備泵房應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施，深度不大時(shí)采取自然通風(fēng)；深度較大時(shí)可采用機(jī)械通風(fēng)。寒冷地區(qū)，泵房應(yīng)考慮采暖。為便于泵房?jī)?nèi)設(shè)備的安裝、檢修，需要設(shè)置起吊設(shè)備。當(dāng)水泵啟動(dòng)時(shí)，不能自灌時(shí)，應(yīng)采用真空泵和水射器引水。地下式或半地下式取水泵房須設(shè)置集水溝和排水泵，及時(shí)排除漏水及滲水。為便于調(diào)度、泵房?jī)?nèi)還應(yīng)設(shè)置通訊、遙控等自動(dòng)化設(shè)施。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

5）泵房的防滲和抗浮取水泵房的側(cè)壁及底部，要求在水壓作用下不產(chǎn)生滲漏，因此必須注意混凝土的級(jí)配及施工質(zhì)量。取水泵房在岸邊時(shí)，將會(huì)受到河水和地下水的浮力作用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮抗浮。具體方式可以依靠自重或增加重物抗浮，也可將泵房底板擴(kuò)大嵌固于巖石地基內(nèi)或錨固在一起抗浮等。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物3工程實(shí)例實(shí)例1：圖13-14為我國(guó)東北某廠(chǎng)岸邊式取水泵房（平、剖面圖）。取水規(guī)模為19400m3/h(5.4m3/s)，矩形泵房，平面尺寸為18×9m，深約10m，裝有24HцH型水泵2臺(tái)和32ц-9型水泵2臺(tái)。采用手動(dòng)橋式吊車(chē)起吊。水泵啟動(dòng)為真空泵。自然通風(fēng)。從排水渠引熱水（冷卻水）至進(jìn)水口前防冰。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物3工程實(shí)例實(shí)例2：圖13-15為我國(guó)南方某廠(chǎng)岸邊式取水泵房（平、剖面圖）。取水規(guī)模為1.8m3/s，圓形泵房，直徑為13m，深10m，裝有16SA-9A型水泵4臺(tái)。采用環(huán)形電動(dòng)葫蘆起吊。真空泵啟動(dòng)。機(jī)械通風(fēng)。該泵房?jī)?nèi)夏季溫度仍較高（達(dá)41度）。泵房屋頂沒(méi)天窗通風(fēng)，是造成溫度較高的原因之一。3.3.1岸邊式取水構(gòu)筑物3工程實(shí)例實(shí)例3：圖13-16為我國(guó)南方某廠(chǎng)岸邊式取水泵房（平、剖面圖）。取水規(guī)模為9.2m3/s，矩形泵房，平面尺寸為20.5×15.4m，深16.8m，裝有沅江36-23型立式水泵4臺(tái)。水位變幅為11.6m，淹沒(méi)啟動(dòng)，進(jìn)水口處設(shè)有格柵，進(jìn)水間內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，電動(dòng)橋式吊車(chē)起吊。機(jī)械抽風(fēng)（即采用密閉風(fēng)管連接電機(jī)，直接抽風(fēng)）。泵房運(yùn)行由廠(chǎng)區(qū)集中控制。自1971看投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行正常。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物1基本型式2構(gòu)造和計(jì)算3工程實(shí)例

定義：利用伸入江河中心的進(jìn)水管和固定在河床上的取水頭部取水的構(gòu)筑物。由取水頭部、進(jìn)水管、集水間和泵房等部分組成。適用條件：當(dāng)河床穩(wěn)定，河岸較平坦，枯水期主流遠(yuǎn)離岸邊，岸邊水深不夠或水質(zhì)不好，而河中心具有足夠的水深或水質(zhì)較好時(shí)，宜采用河床式取水構(gòu)筑物。本節(jié)主要內(nèi)容如下：

1)自流管取水自流管淹沒(méi)在水中，河水靠重力進(jìn)入集水間，集水間可與泵房合建或分建。

優(yōu)缺點(diǎn)：取水工作可靠，但敷設(shè)自流管時(shí)開(kāi)挖土石方量較大。適用于自流管埋深不大或河岸可以開(kāi)挖敷設(shè)自流管時(shí)。在河流水位變幅較大，洪水期歷時(shí)較長(zhǎng)，水中含沙量較高時(shí)，可在集水間壁上開(kāi)設(shè)進(jìn)水孔，或設(shè)置高位自流管取上層含沙量較少的水（圖13-17）。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物1基本類(lèi)型3.3.2河床式取水構(gòu)筑物1基本類(lèi)型

2)虹吸管取水河水通過(guò)虹吸管進(jìn)入集水井中，然后由水泵抽走。河水高于虹吸管頂時(shí)可自流進(jìn)水；河水低于虹吸管頂時(shí)需抽真空。適用于河灘寬闊，河岸較高，且為堅(jiān)硬巖石，埋設(shè)自流管需開(kāi)挖大量土石方，或管道需要穿越防洪堤時(shí)。由于虹吸管高度最大可達(dá)7m，與自流管相比提高了埋管的高程，故可減少水下土石方量，縮短工期，節(jié)約投資。但對(duì)管材及施工質(zhì)量要求較高，運(yùn)行管理要求嚴(yán)格，需裝置真空設(shè)備，工作可靠性不如自流管。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物1基本類(lèi)型3.3.2河床式取水構(gòu)筑物1基本類(lèi)型3)水泵直接吸水不設(shè)集水間，水泵吸水管直接伸入河中取水。

水泵直接吸水可利用水泵吸水高度減小泵房深度，省去集水間，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)較低。適用于水中漂浮物不多，吸水管不長(zhǎng)的中小型取水泵房。在不影響航運(yùn)時(shí)，水泵吸水管可以架空敷設(shè)在樁架或支墩上。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物1基本類(lèi)型

4)橋墩式取水

整個(gè)取水構(gòu)筑物建在水中，在進(jìn)水間的壁上設(shè)置進(jìn)水孔。

橋墩式取水構(gòu)筑物建在河中，縮小了水流過(guò)水?dāng)嗝?，容易造成附近河床沖刷，基礎(chǔ)埋深大，水下工程量大，施工復(fù)雜，需要設(shè)置較長(zhǎng)的引橋與岸邊連接，影響航運(yùn)，只適用于江河斷面寬、含沙量高、取水量大、岸邊平緩、岸邊無(wú)條件建泵房的情況（見(jiàn)圖13-21）。取水泵房可分為濕井型、淹沒(méi)型、瓶型、框架型等。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物1基本類(lèi)型3.3.2河床式取水構(gòu)筑物1基本類(lèi)型二水廠(chǎng)橋墩式取水構(gòu)筑物1)集水間

3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

圖13-24集水間與泵房分建2)取水頭部（a）形式和構(gòu)造有喇叭管、蘑菇形、魚(yú)形罩、箱式、橋墩式等。

喇叭管取水頭部是將設(shè)有格柵的金屬喇叭管用樁架或支墩固定在河床上。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，施工方便，適宜在中小取水量時(shí)采用。喇叭管的布置可以朝向下游、水平式、垂直向上和垂直向下布置。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

蘑菇形取水頭部是在向上的喇叭管上加金屬帽蓋。河水由帽蓋底部流入，帶入的泥沙及漂浮物較少；但頭部高度較大，所以要求設(shè)置在枯水期時(shí)仍有一定水深，適用于中小型取水構(gòu)筑物。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

魚(yú)形罩取水頭部是一個(gè)兩端帶有圓錐頭部的圓筒，在圓筒表面和背水圓錐面上開(kāi)設(shè)圓形進(jìn)水孔。外形趨于流線(xiàn)型，進(jìn)水面積大，進(jìn)水孔流速小，水流阻力小，漂浮物難于吸附在罩上，可減輕水草堵塞，適宜于水泵直接從河中取水時(shí)采用。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

箱式取水頭部由周邊開(kāi)設(shè)進(jìn)水孔的鋼筋混凝土箱和設(shè)在箱內(nèi)的喇叭管組成。由于進(jìn)水孔總面積較大，能減少冰凌和泥沙進(jìn)入量。適宜在冬季冰凌較多或含沙量不大，水深較小的河流上采用。中小型取水工程中用得較多。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

斜板取水頭部在取水頭部安設(shè)斜板，河水經(jīng)過(guò)斜板時(shí)，粗顆粒泥沙沉淀在斜板上，沿斜板滑落至河底，除沙效果好，適用于粗顆粒泥沙較多的河流。但要求河流具有足夠的水深和流速。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算（b）取水頭部的設(shè)計(jì)與計(jì)算

A取水頭部的位置和朝向取水頭部應(yīng)設(shè)在穩(wěn)定河床的深槽主流有足夠的水深處。側(cè)面進(jìn)水孔下緣應(yīng)高出河底不小于0.5m，頂部進(jìn)水孔應(yīng)高出河底1.0～1.5m以上。取水頭部進(jìn)水孔的上緣在設(shè)計(jì)最低水位以下的淹沒(méi)深度，當(dāng)頂部進(jìn)水時(shí)不小于0.5m，側(cè)面進(jìn)水時(shí)不小于0.3m，有冰凌時(shí)應(yīng)從冰凌下緣算起。虹吸管和吸水管進(jìn)水時(shí)，其上緣的淹沒(méi)深度不小于1.0m。從頂部進(jìn)水時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)水流速大產(chǎn)生漩渦而影響淹沒(méi)深度。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算（b）取水頭部的設(shè)計(jì)與計(jì)算

B

取水頭部的外形與水流沖刷

流線(xiàn)型、棱形、長(zhǎng)圓形、圓形

C

進(jìn)水孔流速和面積進(jìn)水孔流速要選擇恰當(dāng)，過(guò)大，易帶入泥沙、雜草和冰凌；過(guò)小，會(huì)增大進(jìn)水孔和取水頭部尺寸，增加造價(jià)和水流阻力?？筛鶕?jù)河中泥沙及漂浮物的數(shù)量、有無(wú)冰凌、取水點(diǎn)的水流速度、取水量的大小等確定。一般有冰凌時(shí)取0.1～0.3m/s；無(wú)冰凌時(shí)取0.2～0.6m/s。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算3)進(jìn)水管有自流管、進(jìn)水暗渠、虹吸管等。自流管采用鋼管、鑄鐵管和鋼筋混凝土管。虹吸管要求嚴(yán)密不漏氣，宜采用鋼管，但埋在地下的亦可采用鑄鐵管。進(jìn)水暗渠用鋼筋混凝土。為了提高進(jìn)水的安全可靠性和便于清洗檢修，進(jìn)水管不少于兩條。當(dāng)一條進(jìn)水管停止工作時(shí)，其余進(jìn)水管通過(guò)的流量應(yīng)滿(mǎn)足事故用水要求。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

進(jìn)水管的管徑應(yīng)按正常供水時(shí)的設(shè)計(jì)水量和流速?zèng)Q定。管中流速不應(yīng)低于泥沙顆粒的不淤流速，以免泥沙沉積；但也不宜過(guò)大，以免水頭損失過(guò)大；增加集水間和泵房深度。流速一般不小于0.60m/s，水量較大、含沙量較大、進(jìn)水管短時(shí)，流速可適當(dāng)增大。一條管線(xiàn)沖洗或檢修時(shí)，管中流速允許達(dá)到1.5～2.0m/s。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算

自流管一般埋設(shè)在河床下0.5～1.Om，如需敷設(shè)在河床上時(shí)，須用塊石或支墩固定。自流管的坡度和坡向應(yīng)視具體條件而定，可以坡向河心、坡向集水間或水平敷設(shè)。虹吸管的虹吸高度一般不大于4～6m，虹吸管末端至少應(yīng)伸入集水井最低動(dòng)水位以下1.0m；虹吸管應(yīng)朝集水間方向上升，最小坡度為0.003～0.005；每條虹吸管宜設(shè)置單獨(dú)的真空管路，以免互相影響。進(jìn)水管的沖洗方法：順沖、反沖3.3.2河床式取水構(gòu)筑物2構(gòu)造和計(jì)算3工程實(shí)例例1：圖13-33為我國(guó)湖南某廠(chǎng)河床式取水泵房(平、剖面圖)。取水規(guī)模為2600m3/h，圓形泵房，直徑8m，深14.3m，裝有14Sh-19A型水泵4臺(tái)。真空泵啟動(dòng)。機(jī)械通風(fēng)。手動(dòng)單梁起吊?？菟竟?jié)里，主流偏對(duì)岸，故自流管長(zhǎng)達(dá)18.5m，投產(chǎn)以來(lái)，未發(fā)生大的問(wèn)題。3.3.2河床式取水構(gòu)筑物例2：圖13-34為長(zhǎng)江上游江邊某廠(chǎng)河床式取水泵房(平、剖面圖)。取水規(guī)模為10800m3/h，圓形泵房，直徑14m，深（井筒）17.4m，裝有22HцC

型水泵3臺(tái)。2條自流管為暗渠斷面為了m×1m（投產(chǎn)初期水量較小，渠內(nèi)有淤積堵塞現(xiàn)象），井筒為條石砌筑，真空泵啟動(dòng)，機(jī)械通風(fēng)。手動(dòng)橋式起重機(jī)?？菟竟?jié)里，主流偏對(duì)岸。3工程實(shí)例例3：圖13-35為我國(guó)四川某廠(chǎng)河床式取水泵房(平、剖面圖)。取水規(guī)模為50000m3/h，圓形泵房，直徑17m，（井筒）深33m，裝有4臺(tái)沅江48-20Ⅰ型立式泵，其中2臺(tái)泵除了電機(jī)驅(qū)動(dòng)外，還配有水輪機(jī)帶動(dòng)水泵，是利用電廠(chǎng)凝汽器的排水來(lái)推動(dòng)水輪機(jī)，以達(dá)到節(jié)省電能的目的。引水管為兩根DN2000的虹吸管，其間距約為11m。機(jī)械通風(fēng)，電動(dòng)環(huán)形吊車(chē)進(jìn)行起吊；為了上下