第6章取水工程(修)

第六章取水工程第一節(jié)地表水源特征與水資源選擇

一、水資源特征

1、水質(zhì)變化大：濁度，水溫，藻類(lèi)；

2、硬度低，含鹽量低；

3、易污染；

4、水位變化大；

5、取水方便，水量有保證，管理集中。

二、水源選擇原則

1、水質(zhì)良好：符合《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》2、水量充足，有保證；無(wú)壩取水：Q取水≤0.15Q枯有壩取水：Q取水≤0.3Q枯

Q枯——保證率為90～97%的枯水流量

3、供水安全可靠，便于衛(wèi)生防護(hù)；

4、統(tǒng)一規(guī)劃合理布局，多點(diǎn)供水；

5、考慮其他部門(mén)用水，綜合利用；

6、經(jīng)濟(jì)合理。第二節(jié)地表水取水構(gòu)筑物一、河流特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系

1、河流經(jīng)流特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系（1）水文資料（大于10～15年）①流量：年最大、最小流量，逐月平均水位。②水位：各年最高、最低水，逐月平均水位。③流速：年最大、最小流速及斷面流速分布，逐月平均。④波浪：波高及相應(yīng)流向、風(fēng)速、吹程。（2）設(shè)計(jì)流量及水位①設(shè)計(jì)枯水流量：年最小流量系列，保證率90～97％枯水流量；②設(shè)計(jì)最低水位：年最低水位系列，保證率90～99％枯水位；③設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)：年最高水位系列，頻率P＝1％，（100年一遇）

2、河床特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系

（1）泥沙運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式：推移、懸移、沙波運(yùn)動(dòng)。換沙能力：流速、砂粒徑有關(guān)。沖刷：含砂量<挾沙能力淤積：含砂量>挾沙能力河流斷面變化比降變化流量、流速變化地質(zhì)變化沖淤交替的原因：沖淤：（2）河床演變①縱向變化。②橫向變化：凹岸沖刷。凸岸淤泥。橫向環(huán)流凸岸凹岸凸岸凹岸（3）河床資料的收集①河段歷年沖淤資料。②河道地形圖（1:20000～1:5000），取水點(diǎn)上游4km至下游2km。③取水口水下地形圖（1:200～1:500），取水點(diǎn)上游600m至下游300m，岸邊到取水頭部外10～20m。④河床斷面圖：上下游各50m。

3、河流水質(zhì)特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系泥河，漂流物，冰凌，水質(zhì)分層。二、取水構(gòu)筑物位置選擇

1、選擇原則（1）設(shè)在水質(zhì)較好的點(diǎn)，便于衛(wèi)生防護(hù)，生活用水水資源應(yīng)盡量位于城鎮(zhèn)上游。（2）河床河岸穩(wěn)定，靠近主流，有足夠的水深，2.5～3.0m(小型1.5~2.0)。（3）具有良好的地形，地質(zhì)條件，施工條件。（4）靠近主要用水區(qū)。（5）考慮與其他構(gòu)筑物的關(guān)系。（6）盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌的影響。

2、河段形態(tài)對(duì)取水口的影響（1）順直微典河段，有沙咀和深槽。設(shè)置點(diǎn)：深槽稍下游。（2）彎曲河河段：沖刷不嚴(yán)重：凹岸頂沖點(diǎn)下游10～20m.

沖刷嚴(yán)重：頂點(diǎn)偏上游。（3）分汊河段：設(shè)置于發(fā)展、穩(wěn)定汊。（4）婉曲河段：不宜設(shè)，凹岸頂點(diǎn)。（5）支流匯入，沙洲河段。（6）潮汐河段：海水倒灌范圍以外，或采取蓄淡避咸。（7）湖、庫(kù)：大壩及出口附近，避開(kāi)支流匯入點(diǎn)及主導(dǎo)風(fēng)向。3、上、下游取水構(gòu)筑物的影響。（1）橋梁：上游0.5~1km，下游1km外。（2）碼頭：邊緣外100m，征得航運(yùn)部門(mén)得同意。（3）攔河壩：閘壩上游附近，下游放水影響范圍以外。（4）丁壩：上游(150~200m)、對(duì)岸(2/3處）（5）污水排放口：上游100m，下游1000m外。進(jìn)水間吸水間泵房水泵格柵檢修閘門(mén)格網(wǎng)進(jìn)水孔進(jìn)水孔泵房水泵吸水間進(jìn)水間檢修閘門(mén)最低水位最高水位平臺(tái)三、固定式取水構(gòu)筑物

岸邊式分類(lèi)：河床式基本組成：進(jìn)水構(gòu)筑物＋泵房1、岸邊式取水構(gòu)筑物型式

＋集水井進(jìn)水間吸水間泵房組成：附件：進(jìn)水孔、格柵、格網(wǎng)、檢修閘門(mén)。適用：岸邊較陡、主流近岸

水位變幅不大

有足夠得水深水質(zhì)地質(zhì)條件好優(yōu)點(diǎn)：布置緊湊，吸水管短，運(yùn)行安全，管理集中。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難。適用：河岸坡度較陡，岸邊水流較深，岸邊地形地質(zhì)條件好，水位變幅和流速較大的河流；取水量大，安全性要求較高。優(yōu)點(diǎn)：泵房可設(shè)于較好的地質(zhì)條件下，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工容易，防洪要求低。缺點(diǎn)：吸水管路長(zhǎng)，管理分散。適用：河岸條件差，合建對(duì)航運(yùn)堤壩有影響，水下施工困難。

（1）合建式與分建式分建式岸邊取水構(gòu)筑物泵房吸水間進(jìn)水間階梯底板岸邊合建式進(jìn)水間吸水間

泵房

水泵進(jìn)水孔格網(wǎng)（2）階梯底板合建式優(yōu)點(diǎn)：可減小泵房深度，減少投資。

缺點(diǎn)：水泵啟動(dòng)要抽真空，啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，安全性低。適用：具有巖石基礎(chǔ)或其他較好的地質(zhì)，可采用開(kāi)挖施工。閥門(mén)井水平底板立式泵1－進(jìn)水孔，2－格柵，3－進(jìn)水間，4－泵房（3）水平底板合建式（集水井與泵房布置同一高程，采用臥式泵）優(yōu)點(diǎn)：水泵可設(shè)于低水位下，水泵能直接啟動(dòng)。缺點(diǎn)：泵房深、造價(jià)大、通風(fēng)差。適用：安全要求高；取水量大；地基條件差，不宜做階梯式得場(chǎng)合；可采用開(kāi)挖或沉井施工。（4）水平底板（立式泵）優(yōu)點(diǎn)：電氣設(shè)備在最高水位以上，操作管理方便，通風(fēng)條件好，建筑面積小。缺點(diǎn)：水泵檢修條件差。適用：在地基條件較差不宜做階梯布置，以及河道水位較低的情況下；揚(yáng)程較小的立式軸流泵、混流泵。海河分建式岸邊取水構(gòu)筑物岸邊式取水構(gòu)筑物的平面形狀：圓形、矩形、橢圓形和多拱形等。圓形：平面結(jié)構(gòu)性能好，容易施工，但水泵、設(shè)備等不好布置，面積利用率不高。矩形：構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)性能不及圓形，但便于機(jī)組、設(shè)備等布置。橢圓形：介于圓形和矩形之間，兼有兩者優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)要求高。多拱形：一般用于需要較大平面尺寸的取水構(gòu)筑物。2、河床式取水構(gòu)筑物型式

適用：岸坡平緩，水位變幅大，主流遠(yuǎn)岸，河岸水深不夠；岸邊水質(zhì)差；水中懸浮物較少。特點(diǎn)：集水井設(shè)于河岸上，可不受水流沖刷和冰棱抨擊，也不影響河床水流；進(jìn)水頭部伸入河床，不宜檢修和清洗；洪水期，河流底部泥沙較多，水質(zhì)較差，集水井不宜清洗；冬季保溫、防凍條件比岸邊式好。（1）自流管式：

組成：取水頭部，自流管，集水井，泵房。

特點(diǎn)：非洪水期，利用自流管區(qū)的河心水質(zhì)較好的水；洪水期利用集水井上進(jìn)水口取得水質(zhì)較好水；進(jìn)水自流，啟動(dòng)可靠。適用：河灘平緩；枯水期主流離岸邊較遠(yuǎn)；洪水期含沙量較大；開(kāi)挖量不大。合建式分建式自流管河床式取水構(gòu)筑物合建式分建式取水頭部進(jìn)水間吸水間泵房自流管取水頭部進(jìn)水井泵房自流管（2）虹吸管式：組成：取水頭部，虹吸引水管，集水井，泵房。特點(diǎn)：水下工作量少，土方開(kāi)挖少，開(kāi)啟要抽真空，安全性差，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行不方便。適用：水位變幅大，河灘寬而高，開(kāi)挖量大，巖石河灘。虹吸管河床式取水構(gòu)筑物取水頭部集水井泵房虹吸管（3）水泵直接吸水管，泵房組成：取水頭部，水泵吸水管，泵房。特點(diǎn)：不設(shè)集水井，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；施工質(zhì)量要求高；河流泥沙粒徑大，易堵塞，水泵葉輪磨損快；可利用水泵吸水高度減小泵房埋深，安全性差。適用：水泵允許吸上高度大，取水量小，河中漂浮物少。水泵直接吸水式取水構(gòu)筑物取水頭部泵房吸水管出水管集水井進(jìn)水流道軸流泵泵房人行橋進(jìn)水孔（4）橋墩式組成：出水管，集水井，泵房。特點(diǎn)：取水構(gòu)筑物建在河心，需較長(zhǎng)引橋，基礎(chǔ)埋深較大；泵房對(duì)水流，航運(yùn)有影響，河床易沖刷。施工管理不便，取水可靠。適用：取水量大，不易建岸邊泵房，河床地質(zhì)好。電機(jī)集水井深井泵進(jìn)水管進(jìn)水管取水頭部（5）濕式豎井式組成：取水頭部，自流管，集水井，深井泵。特點(diǎn)：泵房下部為集水井，上部為電機(jī)操作室，管理方便；水泵檢修麻煩，井筒內(nèi)泥沙難清理，采用防沙深井泵；集水井兼泵房，面積小。適用：水位變幅大（10m以上），漲落快（水位變幅大于2m/h，水流流速較大。于橋水庫(kù)塔式取水構(gòu)筑物進(jìn)水管出水管廊道泵房集水井（6）淹沒(méi)式組成：集水井，泵房，出水管，交通，廊道特點(diǎn)：構(gòu)筑物高度小，隱蔽性好，通風(fēng)差，噪音大，管理不便，清洗困難；土建投資少。適用：水位變幅大，洪水期短，岸坡穩(wěn)定，含沙量少3、斗槽式取水構(gòu)筑物（斗槽+岸邊式取水構(gòu)筑物）特點(diǎn)：斗槽流速小，水中泥沙易沉淀，漂浮物和潛冰易上浮，從而可以減少泥沙、漂浮物和冰凌進(jìn)入取水口。（1）順流式斗槽，取表層水。特點(diǎn)：斗槽口正對(duì)集水方向，表層水進(jìn)入斗槽。適用：泥沙量高，漂浮物不多的場(chǎng)合。（2）逆流式斗槽，取下層水。

特點(diǎn)：斗槽口背對(duì)來(lái)水方向，下層水進(jìn)入斗槽。

適用：漂浮物含量多，而含沙量不高的場(chǎng)合。（3）雙流式斗槽特點(diǎn)：斗槽上下游進(jìn)口由閘門(mén)控制，分別取上下層水。適用：季節(jié)性，泥沙含量高，漂浮物多的場(chǎng)合。四、構(gòu)筑形式選擇1、影響選擇的因素（1）河流水位變幅（包括最高水位與最低水位之差及水位漲落的速度）水位變化很大，可選擇濕井泵房、淹沒(méi)泵房，以減少泵房造價(jià)；水位變幅不大，一般的岸邊式或河床式；河流最低水位不能滿(mǎn)足取水水深，可采用底欄柵取水或筑低壩取水；水位變幅很大，建造固定式取水構(gòu)筑物有困難時(shí)，可采用移動(dòng)式。（2）河床及岸坡的地形條件河床岸坡陡，且主流靠近，宜采用岸邊取水構(gòu)筑物；河床岸坡平緩。且主流遠(yuǎn)離岸時(shí)，宜采用河床式取水構(gòu)筑物；河床岸坡平緩，岸邊無(wú)足夠水深，可考慮橋墩合建式取水構(gòu)筑物；（3）河流含砂量洪水期含砂量較高，且在垂直為上的含砂分布有明顯差異時(shí)，應(yīng)考慮分層取水；含砂量高，且主要由粗顆粒泥砂組成時(shí)，如河流取水點(diǎn)有足夠水深，考慮采用斜板（斜管）式取水頭部。（4）取水規(guī)模及安全度大型取水泵房當(dāng)安全度要求較高時(shí)，一般采用集水井與泵房合建的形式；小型取水泵房當(dāng)條件允許，可采用水泵吸水管直接取水；水泵啟動(dòng)時(shí)間要求不高時(shí)，可用集水井與泵房分離，以減少泵房的埋深；（5）航運(yùn)要求應(yīng)滿(mǎn)足通航河道的航運(yùn)要求；通航頻繁的河道，一般不宜采用橋墩式取水構(gòu)筑物；在淹沒(méi)式取水口附近，設(shè)置明顯的警示牌，防止船只碰撞；（6）冰情條件2、不同水源的典型取水方式地表水水源類(lèi)型：江河、湖泊、水庫(kù)、（1）江河：長(zhǎng)江、黃河、松花江、山溪河流等。①長(zhǎng)江長(zhǎng)江上游：河水流速大，河道水位變幅大，且是陡漲陡落（水位變幅大于2m/h），如主流靠近，常用豎井泵房取水構(gòu)筑物。長(zhǎng)江中游：河道水幅變化也較大，水質(zhì)變渾。當(dāng)水位變幅小于2m/h，河岸穩(wěn)定，流速較小，水流平穩(wěn)，常選用河床式或岸邊式；長(zhǎng)江下游：地勢(shì)平坦寬廣，水幅變化較小，含砂量也較小，泥砂顆粒較細(xì)。一般選用合建或分建的河床式取水構(gòu)筑物。②黃河：土質(zhì)細(xì)而疏松，水土流失嚴(yán)重，含砂量高；河床與河岸的可動(dòng)性都較大；不設(shè)取水頭部、自流管及集水井，如岸邊有足夠水深，可采用水泵吸水管直接抽吸取水；對(duì)于河床平緩，岸邊無(wú)足夠水深，可采用河床式橋墩取水。在含砂量高且冰情嚴(yán)重的河段，可采用雙向斗槽式取水構(gòu)筑物；黃河下游段，河床淤積嚴(yán)重，建造固定取水構(gòu)筑物時(shí)應(yīng)考慮淤高問(wèn)題，或采用活動(dòng)式取水構(gòu)筑物。③松花江：寒冷；降水量小，季節(jié)性變化大；河水濁度低，溫度低，冰情嚴(yán)重；上游河段：河床自流管合建式或岸邊合建式中游：屬平原河流，主流穩(wěn)定，有較寬的河漫灘，但主流擺動(dòng)，穩(wěn)定性差；下游：河床蜿蜒曲折，河面寬闊，主流穩(wěn)定，沒(méi)有明顯的沖刷現(xiàn)場(chǎng)；其取水構(gòu)筑物形式：當(dāng)主流靠近河岸，水深陡起，常采用岸邊合建式取水構(gòu)筑；當(dāng)取水量小，采用水泵直吸式；當(dāng)主流遠(yuǎn)離河岸，常用分建式或合建式河床自流管取水構(gòu)筑物形式。④湖泊取水在河灘寬窄，水深不大的湖灘取水，可采用自流或虹吸管取水，為了點(diǎn)綴湖心合建式取水構(gòu)筑物。取水口處水深很大，分成取水，具體參見(jiàn)水水庫(kù)取水。4、固定式取水構(gòu)筑物的構(gòu)造（1）集水井

①分格：大型－泵－格；中小型多泵－格，不少于2格。

②設(shè)備布置：檢修門(mén)、格柵（進(jìn)水孔）、格網(wǎng)、起吊設(shè)備③平面尺寸寬度：邊距C＝D進(jìn)，D進(jìn)＝（1.3～1.5）D1

，D1為進(jìn)水管道直徑中距S≥（2～2.5）D進(jìn)

長(zhǎng)度：后壁距T＝0～0.25D進(jìn)進(jìn)口距：L2＝4D進(jìn)有效體積校核

Q——最大泵流量m3/sB——總寬度（m）

h——設(shè)計(jì)枯水位時(shí)的水深（m）

K——秒換水系數(shù)，Q<0.5m3/s，K＝25～30；

Q>0.5m3/s，K＝15～20。

④進(jìn)水孔、格柵

布置：一格一孔，一格多孔。水位變幅超過(guò)6m，分二層、三層分別控制頂高程：最高水位－（1.0~1.25）m

最低水位－0.3m

底高程：河底高程＋0.5m。（側(cè)面進(jìn)水，水量不大時(shí)0.3m）

面積：

Q——過(guò)孔流量

K1——柵條面積減少系數(shù)，

b——柵條凈距30～120mmS——柵條厚

K2——堵塞系數(shù)0.75

V0——設(shè)計(jì)過(guò)柵流速有冰0.2～0.6m/s

無(wú)冰0.4～1.0m/s⑤格網(wǎng)平板格網(wǎng)：

面積：

Q——設(shè)計(jì)流量，m3/s;V1——流速0.2～0.4m/s<0.5m/sK1——面積減少系數(shù)

b——網(wǎng)眼凈尺寸

d——金屬絲直徑

K2——阻塞系數(shù)0.5

ε——水流收縮系數(shù)0.64～0.8工作網(wǎng)Φ1～2mm網(wǎng)眼5×5～10×10mm支撐網(wǎng)Φ2～3mm網(wǎng)眼25×25金屬網(wǎng)支撐管架旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)：Q——設(shè)計(jì)流量；K1——網(wǎng)絲面積減少系數(shù)，同上；K2——阻塞系數(shù)0.75；K3——框架減少系數(shù)0.75V2＝0.7～1.0m/sε——收縮系數(shù)0.64～0.8連接網(wǎng)板金屬網(wǎng)4×4～10×10mm連接框架（2）取水頭部

1）喇叭口式a.順?biāo)鞣较蚰嗌臣捌∥锒?，防沙防草水平式順?biāo)鞣较虼怪毕蛳率酱怪毕蛏鲜絙.水平式水流平緩c.垂直向上有沙無(wú)漂浮物時(shí)，防沙d.垂直向下有漂浮物無(wú)沙時(shí)，防草2）蘑菇式取水頭部防沙、防草適用于中小型3）魚(yú)形罩式取水頭部防漂浮物適用于中小型，水泵直接吸水式4）箱式取水頭部適用于水深淺，含沙量少、有潛冰、取水量大5）橋墩式取水頭部適用于水深較小，通航不頻繁6）樁架式取水頭部適用于水位變化不大，無(wú)冰凌7）斜板式取水頭部適用于含沙量大的河流8）活動(dòng)式取水頭部適用于枯水期水深淺、洪水期含沙量大的山區(qū)河流9）取水頭部設(shè)計(jì)要點(diǎn)

a、選擇合理的外形：

流線性棱形

長(zhǎng)圓形

圓形和多邊形：適用水庫(kù)或主流多變的場(chǎng)合t:b=3:1,R0=10Rα=60~90oL/B=2.5~4b、進(jìn)水孔面積Q——設(shè)計(jì)流量；V——流速，有冰0.2～0.6m/s；無(wú)冰0.4～1.0m/s；K1

、K2——格柵面積減少系數(shù)，阻塞系數(shù)0.75。側(cè)孔≥0.3m頂孔≥0.5m虹吸進(jìn)水≥1.0進(jìn)水孔下緣距河床高度h1進(jìn)水孔在最低水位下的淹沒(méi)深度h2側(cè)孔≥0.5m頂孔≥1.0m水庫(kù)、湖泊≥1.0（3）進(jìn)水管①根數(shù)：根數(shù)n≥2,事故時(shí)n-1條管道，通過(guò)70%的設(shè)計(jì)量；②流速：V＝1～1.5m/s，V≥0.6m/s，事故時(shí)V＝1.5～2m/s；③自流管埋深在沖刷線下0.5～0.3m，并不小于0.5m，出口設(shè)閥門(mén)；④虹吸管進(jìn)出口在動(dòng)水位下1.0m，最高點(diǎn)排氣口；⑤虹吸高度4～6m，≯7m；⑥縱度：（1～5）‰

向外坡；⑦沖洗：正向水力沖洗：抽低集水井水位，打開(kāi)出口閥門(mén)；反向水力沖洗：關(guān)閉閥門(mén)，灌滿(mǎn)集水井，打開(kāi)閥門(mén)；虹吸管用破壞真空法（低水位時(shí)）吸水間各部分尺寸確定如下：（1）吸水喇叭口直徑D=（1.3~1.5）d，d為吸水管直徑（2）喇叭口凈間距α1和喇叭口井壁間的凈距離α2α1=（1.5~2.0）D；α2=（0.75~1）D（3）吸水喇叭口的最小懸空高度（喇叭口與井底間距）h1和最小淹沒(méi)水深h2h1=（0.6~0.8）D，且h1≥0.5m，h2=0.5~1.0m（4）吸水間進(jìn)水長(zhǎng)度l的確定：l≥3D進(jìn)水間平面尺寸：應(yīng)根據(jù)進(jìn)水孔、格網(wǎng)和閘板的尺寸、安裝、檢修和清洗等要求確定。（4）取水泵房設(shè)計(jì)要點(diǎn)①減少泵房面積：水泵臺(tái)數(shù)3～4臺(tái)，平面布置緊湊。②泵房抗?jié)B、抗浮、抗滑抗?jié)B：提高砼標(biāo)號(hào)。抗?。?/p>

增加自重，擴(kuò)大底板并壓土，打入錨固樁，增加側(cè)墻與土的摩擦抗滑：

設(shè)齒坎，減少墻后填土，降低墻后水位③起吊、通風(fēng)、交通、控制高度>20～30m，二級(jí)起吊，下為橋式，上為單軌。通風(fēng)：機(jī)械送排風(fēng)交通：設(shè)電梯控制：自控、監(jiān)控。四、移動(dòng)式取水構(gòu)筑物纜車(chē)式取水構(gòu)筑物和浮船式取水構(gòu)筑物1、纜車(chē)式取水構(gòu)筑物組成：泵車(chē)、坡道或斜橋、輸水管和牽引設(shè)備等部分組成。優(yōu)點(diǎn)：施工較固定式取水構(gòu)筑物簡(jiǎn)單，水下施工量小，施工周期短；投資小于固定，但大于浮船式，能適應(yīng)較大的風(fēng)浪。缺點(diǎn)：只能取岸邊表層水，水質(zhì)較差；生產(chǎn)管理人員教固定式多，移車(chē)?yán)щy，安全性差；取水位置固定，需經(jīng)常按照水位漲落拆裝接頭，在水文情況（洪枯水位）變幅較大情況下，不及浮船式取水機(jī)動(dòng)靈活；泵車(chē)內(nèi)面積和空間小，工作條件差。適用條件：河水漲落在10~35m，漲落速度不大于2m/h；河床比較穩(wěn)定，河岸地質(zhì)條件較好，且岸坡有適宜角度（一般在10o~28o）；河段順直，靠近主流；河流漂浮物較少、無(wú)冰凌不易受漂木、浮伐、船只等撞擊。鋼絲繩A－AA叉管尾車(chē)人行道閥門(mén)井電纜構(gòu)絞車(chē)房輸水管聯(lián)絡(luò)管泵車(chē)軌道掛鉤座A鋼絲繩輸水管泵車(chē)聯(lián)絡(luò)管軌道絞車(chē)房叉管纜車(chē)式取水構(gòu)筑物示意圖（1）泵車(chē)及水泵布置①泵車(chē)為型鋼組成的桁架結(jié)構(gòu);②主桁架2～3對(duì)滾輪;③小型供水一部車(chē)，大型供水二部車(chē);④每車(chē)不少于2泵，吸水高度部小于4m，Q～H較陡;⑤小泵平行布置，大泵一列式布置，泵重心與軸線重合。（2）坡道：斜坡式、斜橋式①坡度10～28o

②軌距：出水管<300mm,軌距1.5～2.5m

出水管300～500mm,軌距2.5～4.0m③坡度上設(shè)置人行道，電纜溝，接管平臺(tái)，沖沙水管

（3）輸水管①三通接口高度差1～2m②接口方式：橡膠軟管典壁活動(dòng)接頭

球形方向接頭套筒旋轉(zhuǎn)接頭軌道萬(wàn)向球套筒接頭輸水管軌道（4）牽引設(shè)備安全裝置①絞車(chē)牽引②制動(dòng)③安全掛鉤（泵車(chē)）絞車(chē)泵車(chē)2、浮船式取水構(gòu)筑物組成：浮船、聯(lián)絡(luò)管和輸水管等。優(yōu)點(diǎn)：工程材料少，投資??；無(wú)復(fù)雜的水下施工作業(yè)，無(wú)大量的土石方工程，施工簡(jiǎn)單，基建費(fèi)用較低；在河流水文和河床易變化的情況下，能經(jīng)常取得沙量較少的表層水，有較強(qiáng)的適應(yīng)性。缺點(diǎn)：受風(fēng)浪、航運(yùn)、漂木及浮伐、河流的流量、水位的急劇變化影響較大，稍一疏忽，就有可能發(fā)生安全事故，影響安全供水；取水需隨水位的漲落拆換接頭，移動(dòng)船位，收放電線電纜，尤其水位變幅較大的洪水期，操作更為頻繁；浮船必須定期維護(hù)，且工作量大。適用條件：河岸比較穩(wěn)定，河床沖淤不大，岸坡角度在20o~30o左右，水位變幅在10~35m左右，枯水期水深不小于1.5~2m，河水漲幅在2m/h，水流平緩，風(fēng)浪不大，無(wú)漂浮物撞擊。上承式下承式（1）浮船：木、銅、鋼、絲網(wǎng)水泥

B=4～6m，H＝1.2～1.5m，吃水深0.5～1.0m，不少于2只水泵布置：豎向平面上承式下承式縱向－列式橫向平行一列式浮船橡膠軟管接口輸水管柔性聯(lián)絡(luò)管剛性管球形萬(wàn)向接頭支墩接口輸水管浮船剛性聯(lián)絡(luò)管（2）連絡(luò)管，輸水管①階梯式連接

A、軟管橡膠管連接:B、剛性連接：C、輸水管：L＝6～8m，D≤350m，壓力≤0.5MPa鋼管兩段帶萬(wàn)向球接頭α＝11～15o

，L＝8～12mD≤350mm斜三通，高差，1.5～2.0m搖臂聯(lián)絡(luò)管支墩套筒接頭套筒接頭浮船套筒接頭搖臂聯(lián)絡(luò)管套筒接頭浮船70度②搖臂式：5個(gè)套筒旋轉(zhuǎn)接口，連絡(luò)管長(zhǎng)L＝20～25m，α≤70o連絡(luò)管長(zhǎng)，不需換接頭丹江口水庫(kù)活動(dòng)式取水構(gòu)筑物第3節(jié)地下水取水構(gòu)筑物

一、地下水源的選擇（一）地下水源的特點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)水質(zhì)較好（與地表水相比，從生物或有機(jī)物角度分析）；含溶解性固體（礦物質(zhì)）含量較高，對(duì)人體有益；不易受地表污染物的污染，衛(wèi)生條件較好；水溫較低，常年變化不大；需凈化處理構(gòu)筑物少，占地面積小，基建投資省，日常維護(hù)費(fèi)用低。2、缺點(diǎn)硬度高、含鹽量高；水質(zhì)一旦污染，很難治理；水量較?。蝗∷畼?gòu)筑分散，不方便管理。（二）地下水源地選擇原則1、水質(zhì)較好、水量充沛和便于保護(hù)和管理的地段；2、城市上游或居民區(qū)上游，避開(kāi)污染區(qū)；3、滿(mǎn)足近期和遠(yuǎn)期發(fā)展需要的供水量；4、地形平坦、工程地質(zhì)條件好和施工、維護(hù)方便地區(qū)。（三）設(shè)計(jì)資料1、氣象資料（氣溫、濕度、主導(dǎo)風(fēng)、頻率、降水量、蒸發(fā)量）；2、地表水體對(duì)其的影響；3、水質(zhì)、水文地質(zhì)參數(shù)、水量、水位變化等；4、工程地質(zhì)資料；5、施工現(xiàn)場(chǎng)的周?chē)h(huán)境、交通運(yùn)輸和動(dòng)力條件。二、地下水取水構(gòu)筑物的種類(lèi)分為水平和垂直的兩種類(lèi)型1、垂直：管井和大口井；根據(jù)過(guò)濾器進(jìn)水部分在含水層位置可分完整井和非完整井。2、水平：滲渠；根據(jù)滲渠在含水層埋設(shè)位置分完整式滲渠和非完整式滲渠。3、混合：輻射井三、水文地質(zhì)參數(shù)的確定（一）水文地質(zhì)參數(shù)的種類(lèi)影響半徑R、滲透系數(shù)K、釋水系數(shù)S、給水度μ、越流系數(shù)k′/m′、降水入滲系數(shù)α等。（二）水文地質(zhì)參數(shù)的計(jì)算方法R：穩(wěn)定流、抽水試驗(yàn)；K：穩(wěn)定流完整井、抽水試驗(yàn)；四、水質(zhì)評(píng)價(jià)1、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（1）地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14848-93）；（2）分為Ⅴ類(lèi)，39項(xiàng)；Ⅰ類(lèi)：反映地下水化學(xué)組分的低背景含量，適用于各種用途；Ⅱ類(lèi)：反映地下水化學(xué)組分天然背景含量，適用于各種用途；Ⅲ類(lèi)：以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)，適用于飲用水源及農(nóng)業(yè)用水Ⅳ類(lèi)：以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水為依據(jù)，適當(dāng)處理后作為生活用水；Ⅴ類(lèi)：不宜飲用，其它用水根據(jù)使用目的選用。2、評(píng)價(jià)方法單項(xiàng)組評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)五、地下水量評(píng)價(jià)1、水量分類(lèi)補(bǔ)給量、儲(chǔ)存量、允許開(kāi)采量；2、水量評(píng)價(jià)原則充分運(yùn)用地下水與大氣降水、地表水相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律；充分考慮水量、水質(zhì)和水溫三方面關(guān)系以及開(kāi)采后可能發(fā)生的變化；充分發(fā)揮儲(chǔ)存量的調(diào)節(jié)作用避免水源之間相互影響，采用合理布局、優(yōu)化開(kāi)采方案。3、補(bǔ)給量計(jì)算地下徑流量、大氣降水滲入量、河水滲入量、灌溉水滲入量、越流補(bǔ)給量。4、儲(chǔ)存量的計(jì)算容積儲(chǔ)存量、彈性?xún)?chǔ)存量。5、允許開(kāi)采量計(jì)算（1）水量均衡法（2）補(bǔ)償疏干法（3）開(kāi)采試驗(yàn)法（4）水文地質(zhì)比擬法（5）解析法（6）數(shù)值法六、地下水取水構(gòu)筑物

（一）管井

型式：特點(diǎn)：

口徑?。?50～600mm常用200～400mm

深度大：20～300mm

出水量：500～6000m3/d

適用：含水層厚>5米，底板埋深大于8米，土質(zhì)不限。完整井不完整井1、管井的構(gòu)造（井室、井壁管、過(guò)濾器、沉淀管）（1）井壁管

作用：保護(hù)加固井壁，隔離不良水層，出水通道。

材料：鋼管：深度不限。鑄鐵：深<150m。鋼筋砼：深<150m。其他管：聚氯乙烯，玻璃鋼。

連接方式：套箍、絲扣、法蘭。

直徑：抽水設(shè)備外徑＋100mm（2）過(guò)濾器

作用：集水，保持含水層滲透穩(wěn)定性。

型式：①鋼筋骨架：適用于礫巖、砂巖、裂隙。

②圓孔、條孔：巖層特性圓孔直徑條孔寬度（2.5～3.0）d50

（1.25～1.5）d50

（3～4）d50

（1.5～2.0）d50開(kāi)孔率：鋼管（30～35）%，鋼筋砼（10～15）%

鑄鐵管（18～25）%塑料管10%③纏絲過(guò)濾器：鋼筋骨架圓孔、條孔顆粒特性纏絲間隙＋纏鍍鋅絲、不銹鋼絲、尾龍絲中細(xì)砂d50～d70卵石（不含砂）

5～8mm粗砂d40～d60卵石（含砂）

d20～d30適用于礫石、卵石、礫巖、砂巖、裂隙適用于粗砂、礫石、卵石④包網(wǎng)過(guò)濾器：粗砂、礫石、卵石鋼筋骨架圓孔、條孔＋包網(wǎng)⑤礫石過(guò)濾器：適用粗砂、中砂、細(xì)砂自然形成：

人工填礫：

填礫厚度：75～150mm或100～150（細(xì)粉砂）孔徑：孔徑＝（1.5~2)d50孔徑＝（2~2.5)d50過(guò)濾器孔隙＝D50礫

⑥礫石無(wú)砂水泥管：適用于中砂、粗砂、礫石、卵石。水泥礫石3～5mm

井外填礫，填礫厚50～100mm⑦過(guò)濾器直徑、長(zhǎng)度、安裝位置的確定直徑D：中、細(xì)砂200～250mm

礫石、卵石300～400mm

長(zhǎng)度L：含水層厚度－（0.5～1.0）m，且≯30m

復(fù)核：

a、按井外土層允許滲透速度復(fù)核灰石比1：6，孔隙率20％Q——設(shè)計(jì)出水量,m3/d;vc——井外層允許滲透速度,m/d，K——含水層滲透系數(shù),m/d.

n——過(guò)濾器孔隙率粉砂vo＝1200m/d

細(xì)砂1700

中砂3500

粗砂、礫石5000c、按過(guò)器中允許上升流速?gòu)?fù)核

過(guò)濾器內(nèi)徑mm100

上升流速（m/s）0.7

安裝位置：透水性最強(qiáng)的位置。均質(zhì)潛水：含水層下部1/2～1/3

厚度大的含水層：分段設(shè)置，避免搶水，提高效益。b、按過(guò)濾器孔實(shí)際允許進(jìn)水速度1500.91250.82501.32001.03501.63001.54001.8（3）沉淀管：沉淀泥砂井深（m）<3031～90>90沉淀管長(zhǎng)（m）2510（4）井室①保護(hù)井口免受污染：粘土封井，高出地坪0.3～0.5m

②安裝抽水設(shè)備：③維護(hù)管理：電氣設(shè)備。深井泵深井潛水泵臥式泵2、管井的施工

施工步驟：鑿井、井管安裝、填礫、粘土封井、洗井、抽水試驗(yàn)。（1）鑿井①?zèng)_擊鉆進(jìn)：沖擊鉆頭往復(fù)沖擊巖層→破碎切割巖層→抽筒取出碎土特點(diǎn)：鉆進(jìn)不連續(xù)、速度慢；但機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便。

②回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)：鉆頭旋轉(zhuǎn)→切割土層→碎土隨泥漿流出特點(diǎn)：泥漿循環(huán)護(hù)壁去屑、適用于各種巖層。正循環(huán)：泥漿泵→鉆桿→井底→井口→泥漿池特點(diǎn)：上升流速低，不易帶出大顆粒反循環(huán)：泥池←泥漿泵←鉆桿←井底←井口←泥漿池特點(diǎn)：上升流速大，要求泵的抽吸能力大，只適用深度<100m。護(hù)壁方法：井口套筒護(hù)壁，井下泥漿護(hù)壁（2）井管安裝：檢查井深，核對(duì)土層

下管方法：（3）填礫：要求堅(jiān)實(shí)、圓滑，頂面超出含水層8～10m（4）粘土封井：隔離不良土層，Φ25mm粘土球。（5）洗井：目的：①消除過(guò)濾器及含水層中的泥漿。②排除含水層中細(xì)顆粒。方法：①活塞洗井：②壓縮空氣洗井：結(jié)果檢驗(yàn)：出水含砂量1/10000～1/50000（6）抽水試驗(yàn)：目的：①測(cè)定出水量Q～s關(guān)系②檢驗(yàn)水質(zhì)①吊裝法②托盤(pán)法：適用抗拉能力差③浮板法：適用重量大3、管井出水量計(jì)算

穩(wěn)定流非穩(wěn)定流完整井非完整井承壓水潛水（1）承壓完整井，穩(wěn)定出流

M——含水層厚度（m）Sw——水位降落值（m）R——影響半徑（m）rw——過(guò)濾器半徑（m）K——滲透系數(shù)（m/d）（2）潛水完整井，穩(wěn)定出流H——潛水含水層厚度（m）hw——過(guò)濾器處水深（m）完整井公式適用條件：穩(wěn)定流、層流、均勻緩變流、均質(zhì)含水層，各向同性，無(wú)限分布，隔水層頂板，底板水平，影響半徑R不變（裘布依公式）

例：（1）潛水完整井總深度80m，過(guò)濾器直徑400mm，含水層滲透系數(shù)12m/d，靜水位距地面38m，穩(wěn)定出水流量2500m3/d，抽水影響半徑120m，求其水位降為多少？（2）若上述完整井穩(wěn)定出水時(shí)的動(dòng)水位距地面45m,計(jì)算井的出水量（3）若上述井為完整井，上隔水層距地面65m，含水層水頭距地面38m，設(shè)計(jì)穩(wěn)定出流時(shí)的水位降為7m，計(jì)算出水量。（4）承壓水非完整井穩(wěn)定流

l為過(guò)濾器有效長(zhǎng)度當(dāng)

l>0.3M

時(shí)

當(dāng)l≤0.3M，且l>5rw

時(shí)

（5）潛水非完整井穩(wěn)定流：

M=hw

－0.5l

，

（8）穩(wěn)定出流經(jīng)驗(yàn)公式由抽水試驗(yàn)得：水位降S1S2……Sn

出水量Q1Q2……Qn

①直線型：Q＝q.s適用：補(bǔ)給訊速的礫石，含水層厚度大，水位降小②拋物線型：S＝aQ＋bQ2

適用：補(bǔ)給條件好，含水層厚，水量大。S設(shè)≤1.5～2Smax，Smax實(shí)測(cè)最大N——測(cè)點(diǎn)數(shù)③冪函數(shù)適用：滲透性好，含水層厚，補(bǔ)給差。S設(shè)≤2Smax

④半對(duì)數(shù)Q＝a＋blgs

適用：含水層薄，補(bǔ)給差S設(shè)≤3Smax

問(wèn)題管井特點(diǎn)及適用條件管井的組成部分及各自的作用和設(shè)計(jì)要點(diǎn)承壓、潛水完整井的水量計(jì)算管井施工步驟通過(guò)抽水試驗(yàn)確定穩(wěn)定出流的經(jīng)驗(yàn)公式有哪些？4、井群系統(tǒng)及其布置

（1）井群系統(tǒng)（取水方式）①自流井：承壓水井→集水井②虹吸井群：管井→虹吸管→集水井，動(dòng)水位6～8m③臥式泵井群：一泵多井或一泵一井，適用動(dòng)水6～8m④深井泵，深井潛水泵。（2）井群布置

①井?dāng)?shù)：

Q——總?cè)∷?/p>

q——單井出水量備用井不少于1口自流②布置：直線排列，垂直于地下徑流方向，位于徑流排泄口。間距：相互干擾引起單井出水量減少不超過(guò)20～25%單井出水量（m3/d）松散巖層裂隙巖石

<2050m50m20～10050～100m100～150m100～300150～200m200～300m口徑大：5～8m，不宜超過(guò)10m深度?。翰灰舜笥?5m出水量：500～10000m3/d，最大可達(dá)2~3萬(wàn)m3/d適用：含水層埋深淺<10m，厚度為5～15m,補(bǔ)給豐富；水文地質(zhì)特征：砂、礫石、卵石，滲透系數(shù)K大于20m/d特點(diǎn)：二、大口井1、大口井構(gòu)造：井筒、井室、進(jìn)水部分（1）井筒：加固井壁，隔離不良水層材料：鋼筋砼、磚、石（2）井室：安裝抽水設(shè)備，防止井口免污染粘土封口（3）進(jìn)水部分①井壁進(jìn)水孔：水平孔或斜孔：Φ100～200mm或100×150～200×250mm,開(kāi)孔率15%細(xì)粉砂：d土=d40,中砂：d土＝d30,粗砂：d土＝d20,礫石卵石：d土＝d10～d15外層:內(nèi)層:填礫：②透水井壁：礫石無(wú)砂砼，礫石d＝3～5mm，灰石比＝1：6③井底反濾層進(jìn)水：3~4層,每層厚0.2~0.3m,自下而上逐漸變粗。粒徑厚度

d＝100～150mm厚度＝0.1～0.3m

＝30～500.2～0.3m

＝10～200.3～0.4m邊角處適當(dāng)加厚外層:內(nèi)層:填礫：細(xì)粉砂：d土=d40,中砂：d土＝d30,粗砂：d土＝d20,礫石卵石：d土＝d10～d152、大口井施工