地表水取水構(gòu)筑物課件

地表水取水構(gòu)築物分類：按水源種類可分為河流、湖泊、水庫及海水取水構(gòu)築物；按取水構(gòu)築物的構(gòu)造形式可分為固定式(岸邊式、河床式、鬥槽式)和活動(dòng)式(浮船式、纜車式)兩種，在山區(qū)河流上，有低壩式和低欄柵式取水構(gòu)築物。1河流特徵與取水構(gòu)築物的關(guān)係

江河徑流特徵主要是指水位、流量和流速等因素的變化特徵。設(shè)計(jì)取水構(gòu)築物時(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)築物的設(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，一般可採用90％～97％；當(dāng)?shù)乇硭鳛楣I(yè)企業(yè)供水水源時(shí)，其設(shè)計(jì)枯水流量的保證率應(yīng)技行有關(guān)部門的規(guī)定選取。

江河中的泥沙，按運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為推移質(zhì)和懸移質(zhì)兩大類。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、稱為推移質(zhì)(又稱底沙)；這類泥沙一般粒徑較粗，通常占江河總合沙量的5％～10％。懸浮在水中，隨水流前進(jìn)的泥沙，稱為懸移質(zhì)(也稱懸沙)。這類泥沙一般顆粒較細(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，含沙量的分佈亦不均勻，一般來說，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)；河心的含沙量高於兩側(cè)。

河床演變：水流與河床相互作用，使河床形態(tài)不斷發(fā)生變化的過程，水流與河床的相互作用通過泥沙運(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。影響河床演變的主要因素：

1)河段的來水量來水量大，河床沖刷，來水量小，河床淤積；

2)河段的來沙量、來沙組成來沙量大、沙粒粗，河床淤積，來沙量少、沙粒細(xì)，河床沖刷；

3)河段的水面比降水面比降小，河床淤積；水面比降增大，河床沖刷；

4)河床地質(zhì)情況疏鬆土質(zhì)河床容易沖刷變形，堅(jiān)硬巖石河床不易變形。

河床變形可分為單向變形和往復(fù)變形兩種。單向變形是指在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，河床緩慢地不間斷地沖則或不間斷地淤積，不出現(xiàn)外淤交錯(cuò)。往復(fù)變形是指河道週期性往復(fù)發(fā)展的演變現(xiàn)象。河床變形也可分為縱向變形和橫向變形兩種?？v向變形是河床沿縱深方向的變化，表現(xiàn)為河床縱剖面上的沖淤變化。橫向變形是河床在與水流垂直的方向上，向兩側(cè)的變化，表現(xiàn)為河岸的沖刷與淤積，使河床平面位置發(fā)生擺動(dòng)。

河床縱向變形由水流縱向輸沙不平衡引起，而縱向輸沙不平衡由來沙量隨時(shí)間變化和沿程變化、河流比降和河床寬度沿程變化導(dǎo)致。河床橫向變形由水流橫向輸沙不平衡引起，而橫向輸沙不平衡主要由環(huán)流造成。

意義：江河取水構(gòu)築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。2江河取水構(gòu)築物位置的選擇(1)設(shè)在水質(zhì)較好地點(diǎn)為避免污染，取水構(gòu)築物宜位於城鎮(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)築物應(yīng)避開河流中的回流區(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)考慮到鹹潮的影響，儘量避免吸入鹹水；污水灌溉農(nóng)田、農(nóng)作物施加殺蟲劑等都可能污染水源，也應(yīng)予以注意。(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)築物位置宜設(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)築物。在順直河段上，取水構(gòu)築物位置宜設(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)築物處的水深一般要求不小於2.5～3.Om。(3)具有良好的地質(zhì)、地形及施工條件取水構(gòu)築物應(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)築物不宜設(shè)在有寬廣河漫灘的地方，以免進(jìn)水管過長(zhǎng)；選擇取水構(gòu)築物位置時(shí)，要儘量考慮到施工條件，除要求交通運(yùn)輸方便，有足夠的施工場(chǎng)地外，還要儘量減少土石方量和水下工程量，以節(jié)省投資，縮短工期。(4)靠近主要用水地區(qū)取水構(gòu)築物位置選擇應(yīng)與工業(yè)佈局和城市規(guī)劃相適應(yīng)，全面考慮整個(gè)給水系統(tǒng)的合理佈置。在保證取水安全的前提下，取水構(gòu)築物應(yīng)盡可能靠近主要用水地區(qū)，以縮短輸水管線的長(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)儘量減少穿過天然或人工障礙物。(5)注意人工構(gòu)築物或天然障礙物取水構(gòu)築物應(yīng)避開橋前水流滯緩段和橋後沖刷、落淤段，一般設(shè)在橋前0.5～1.0km或橋後1.0km以外；取水構(gòu)築物與丁壩同岸時(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，泥沙易於淤積，閘壩洩洪或排沙時(shí)，下游產(chǎn)生沖刷泥沙增多，取水構(gòu)築物宜設(shè)在其影響範(fàn)圍以外的地段。(6)避免冰淩的影響在北方地區(qū)的河流上設(shè)置取水構(gòu)築物時(shí)，應(yīng)避免冰淩的影響。取水構(gòu)築物應(yīng)設(shè)在水內(nèi)冰較少和不受流冰衝擊的地點(diǎn)，而不宜設(shè)在易於產(chǎn)生水內(nèi)冰的急流、冰穴、冰洞及支流出口的下游，儘量避免將取水構(gòu)築物設(shè)在流冰易於堆積的淺灘、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)築物不宜設(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。(7)應(yīng)與河流的綜合利用相適應(yīng)選擇取水構(gòu)築物位置時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流的綜合利用，如航運(yùn)、灌溉、排洪、水力發(fā)電等，全面考慮，統(tǒng)籌安排。在通航河流上設(shè)置取水構(gòu)築物時(shí)，應(yīng)不影響航船通行，必要時(shí)應(yīng)按照航道部門的要求設(shè)置航標(biāo)；應(yīng)注意瞭解河流上下游近遠(yuǎn)期內(nèi)擬建的各種水工構(gòu)築物和整治規(guī)劃對(duì)取水構(gòu)築物可能產(chǎn)生的影響。

固定式取水構(gòu)築物與活動(dòng)式取水構(gòu)築物相比具有取水可靠，維護(hù)管理簡(jiǎn)單，適應(yīng)範(fàn)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。固定式取水構(gòu)築物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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。

3江河固定式取水構(gòu)築物採用岸邊式取水一般應(yīng)符合如下條件(1)河水主流靠近取水岸，或靠取水岸有穩(wěn)定的主流深槽，即岸邊有足夠的水深，能保證在最低水位時(shí)也可安全取水。(2)具有穩(wěn)定的河床和河岸，避免取水構(gòu)築物建成後，改變主流位置，而使取水地段產(chǎn)生淤積。(3)岸邊為地質(zhì)條件較好的陡坡，如巖石陡坡，這樣，取水構(gòu)築物設(shè)在陡岸可減少連接堤岸的工程量，同時(shí)岸堤對(duì)河流水力條件影響較小，不致引起河床變形。

(4)在水位變幅大，特別是急漲快落且流速大的取水河段上，採用豎井式岸邊取水構(gòu)築物，具有管理操作方便、取水安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。(5)水中泥沙、漂浮物和冰淩較嚴(yán)重的河流上不適宜採用自流管取水時(shí)。江河固定式取水構(gòu)築物主要分為岸邊式和河床式兩種，此外還有鬥槽式。

直接從江河岸邊取水的構(gòu)築物，稱為岸邊式取水構(gòu)築物，由進(jìn)水間和泵房?jī)刹糠纸M成。適用於岸邊較陡，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。按照進(jìn)水間與泵房的合建與分建，岸邊式取水構(gòu)築物的基本型式可分為合建式和分建式。岸邊式取水構(gòu)築物1)合建式岸邊取水構(gòu)築物

合建式岸邊取水構(gòu)築物進(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，然後由水泵抽送至水廠或用戶。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。

合建式的優(yōu)點(diǎn)是佈置緊湊，占地面積小，水泵吸水管路短，運(yùn)行安全，管理維護(hù)方便；缺點(diǎn)是土建結(jié)構(gòu)複雜，施工較困難。只有在岸邊水深較大，河岸較陡，同時(shí)河岸地質(zhì)條件良好的地方以及水位變幅和流速較大的河流才可採用。

(1)基礎(chǔ)呈階梯式在河岸地質(zhì)情況較好(岸邊為基巖)的條件下才可採用這種佈置形式，以保證不致因進(jìn)水間與水泵間的基礎(chǔ)標(biāo)高不同而引起構(gòu)築物的不均勻沉陷。由於進(jìn)水間與水泵間的底部標(biāo)高不同，可減小泵房的建築高度，節(jié)省土建投資，便於施工。但在枯水期低水位時(shí)，水泵不能自灌引水需採用抽真空方式或灌注壓力水引水方式，對(duì)運(yùn)行管理不方便。(2)合建式岸邊取水構(gòu)築物，基礎(chǔ)呈水準(zhǔn)佈置即進(jìn)水間與水泵間的底在同一標(biāo)高上。在岸邊地質(zhì)條件較差，不宜作階梯形基礎(chǔ)佈置時(shí)採用這種形式。這種形式的取水構(gòu)築物多用臥式泵，安裝在最低設(shè)計(jì)水位以下，使水泵自灌引水啟動(dòng)，運(yùn)行管理方便。但由於水泵間高度大，建築面積(包括相應(yīng)的進(jìn)水間面積)也較大，因而造價(jià)較高，檢修不便，水泵間通風(fēng)條件較差。為避免以上缺點(diǎn)，可採用立式泵，這種形式的進(jìn)水間和上一種的相同，而吸水間在水泵間下麵，用不透水的隔板分開。此層隔板應(yīng)按最高洪水位時(shí)的靜水壓力求近行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)十分嚴(yán)密(包括人孔及吸水管穿過隔板處，都應(yīng)做嚴(yán)密的防水措施)。隔板以上的水泵間也應(yīng)做嚴(yán)密的防水措施。這種佈置形式可減小建築面積降低土建投資，電機(jī)和電氣設(shè)備可設(shè)置在最高水位以上的操作間內(nèi)，通風(fēng)和採光條件良好，操作管理方便。但是，立式防砂泵與電機(jī)連接軸長(zhǎng)，水泵電機(jī)的安裝、檢修都比較麻煩，因此目前較少採用。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)，也可採用潛水泵取水。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。2)分建式岸邊取水構(gòu)築物

適用條件：靠近取水岸，水深岸陡，水位變幅較小，河床與河岸較穩(wěn)定，河岸地質(zhì)條件較差。採用分建式岸邊取水構(gòu)築物時(shí)，在地形及地質(zhì)條件允許的情況下，應(yīng)盡可能縮短水泵房與進(jìn)水構(gòu)築物之間的距離。如受地形及地質(zhì)的自然條件限制，則要採取必要的結(jié)構(gòu)措施，縮短其間距，減短水泵吸水管路，有利於維護(hù)管理和增加運(yùn)行的安全性。

與合建式岸邊取水構(gòu)築物形式相比，分建式取水構(gòu)築物顯然水泵吸水管長(zhǎng)，水泵啟動(dòng)所需時(shí)間較長(zhǎng)，吸水管或吸水底閥漏水時(shí)，檢修困難?？偟膩砜矗辖ㄊ奖确纸ㄊ捷^為優(yōu)越。在地質(zhì)和施工條件許可下，尤其是對(duì)於取水量大，保水安全性要求較高的取水工程，應(yīng)盡可能採用合建式。但在地質(zhì)條件差，且施工技術(shù)力量薄弱，施工條件差，對(duì)水下施工有困難的情況下，宣採用分建式。岸邊式取水構(gòu)築物一般採用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。構(gòu)築物的平面形狀有圓形、矩形和橢圓形。採用何種形式，應(yīng)根據(jù)工藝佈置方案及其所確定的構(gòu)築物尺寸、荷載條件、構(gòu)造特點(diǎn)以及施工方法等來確定。圓形的取水構(gòu)築物其結(jié)構(gòu)性能較好，便於施工，受力條件較好但不便於佈置水泵等設(shè)備。矩形的取水構(gòu)築物則與圓形相反。而橢圓形取水構(gòu)築物兼有圓形及矩形取水構(gòu)築物的優(yōu)點(diǎn)。合建式與分建式比較

在水位變幅大的河流，岸邊式取水構(gòu)築物為了能在洪水位、常水位及枯水位均可取得含砂量較小的河水，一股在進(jìn)水構(gòu)築物的外牆上設(shè)置兩層或兩層以上的進(jìn)水孔。底層進(jìn)水孔的下緣一般要高出河底0.5—1.0米．上緣宜低於設(shè)計(jì)最低水位0.50—1.0米。上層進(jìn)水口的上緣則要求低於設(shè)計(jì)洪水位1.00一1.25米以下。為了截留水中粗大的懸浮雜質(zhì)及漂浮物，須在進(jìn)水口設(shè)置格柵。格柵柵條寬一般採用10毫米，柵條間距為30一50毫米。為了進(jìn)一步截留水中的細(xì)小雜質(zhì)，可在進(jìn)水間與吸水間之間的縱向隔牆上設(shè)置濾網(wǎng)。岸邊式取水構(gòu)築物的構(gòu)造和計(jì)算

1)進(jìn)水間進(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，便於沉井施工，但不便於佈置設(shè)備。矩形則相反。進(jìn)水間深度不大，用大開槽施工時(shí)可採用矩形。深度較大時(shí)宜採用圓形。橢圓形兼有兩者優(yōu)點(diǎn)，可用於大型取水。（1）根據(jù)安全運(yùn)行，檢修和清洗、排泥等要求，進(jìn)水室通常用隔牆分成可獨(dú)立工作的若干分隔。（2）一般每一分隔佈置一根進(jìn)水管或一個(gè)進(jìn)水孔口。（3）當(dāng)河流水位變幅不大時(shí)，可採用單層進(jìn)水孔口，當(dāng)河流水位變幅超過6m時(shí)，可設(shè)置兩層或三層進(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。（4）當(dāng)取水量大，採用軸流泵或混流泵取水時(shí)，進(jìn)水室應(yīng)結(jié)合水泵前池設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以免影響水泵效率。（5）進(jìn)水孔的高寬比，宜儘量配合格柵和閘門的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。（6）進(jìn)水孔口前應(yīng)設(shè)置格柵及閥門槽。

進(jìn)水間設(shè)計(jì)要點(diǎn)

合建式進(jìn)水間為非淹沒式，分建式進(jìn)水間既可是非淹沒式，也可是半淹沒式。非淹沒式進(jìn)水間的操作平臺(tái)在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)仍露出水面，操作管理方便；半淹沒式進(jìn)水間的操作平臺(tái)當(dāng)水位超過設(shè)計(jì)水位時(shí)被淹沒，淹沒期間格網(wǎng)無法清洗，積泥無法排除，只適用於高水位歷時(shí)不長(zhǎng)，泥沙及漂浮物不多的情況，但投資較省。進(jìn)水間附屬設(shè)備

1、格柵設(shè)計(jì)要點(diǎn)格柵設(shè)於進(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類，柵條厚度或直徑一般採用10mm，淨(jìng)距通常採用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)便於拆卸。（1）格柵面積：K1=b/(b+s)(2)格柵一般按可拆卸設(shè)計(jì)，並考慮有人工或機(jī)械清除的措施。（3）格柵與水平面最好成65～75度傾角。（4）框架外形應(yīng)與進(jìn)水口形狀一致。（5）通過格柵的水頭損失，一般採用0.05～0.1米。

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。旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)構(gòu)造複雜，所占面積大，但沖洗方便，攔汙效果好，適用於水中漂浮物較多，取水量較大的取水構(gòu)築物。旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)面積：2、格網(wǎng)設(shè)計(jì)

平板格網(wǎng)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，適用於中小取水量、漂浮物不多的情況。平板格網(wǎng)面積：(2)排泥、啟閉及起起吊設(shè)備河水進(jìn)入進(jìn)水間後流速減小，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、排汙泵、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、滑閥及蝶閥等。為便於格網(wǎng)、格柵的清洗和檢修及閘門的啟閉和檢修，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)捲揚(yáng)機(jī)、電動(dòng)和手動(dòng)單軌吊車等。(3)防冰、防草措施在有冰凍的河流上取水時(shí)，必須採取防冰措加。常用的防冰措施有降低進(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；利用管道引水使水內(nèi)冰在管道上浮。防止水草堵塞，可採用機(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。岸邊式取水泵房的設(shè)汁特點(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)過多，將增大泵房面積和土建造價(jià)；水泵臺(tái)數(shù)過少，不利於運(yùn)行調(diào)度，一般採用3～4臺(tái)。水泵型號(hào)應(yīng)儘量相同，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。(2)泵房佈置泵房的平面形狀有圓形、矩形、橢圓形、半圓形等。矩形便於佈置水泵、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)備佈置，既要滿足安裝、操作、檢修的方便，為遠(yuǎn)期發(fā)展留有餘地，又要儘量減小泵房面積、減低造價(jià)。(3)泵房地面層的設(shè)計(jì)標(biāo)高岸邊式取水構(gòu)築物的泵房地面層(又稱泵房頂層進(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)泵房位於管道邊時(shí)，採用設(shè)計(jì)最高水位加0.5m；當(dāng)泵房位於江河邊時(shí)，採用設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m；當(dāng)泵房位於湖泊、水庫或海邊時(shí)，採用設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m，並應(yīng)設(shè)有防止風(fēng)浪爬高的措施。(4)泵房的通風(fēng)採暖及附屬設(shè)備泵房應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施，深度不大時(shí)採取自然通風(fēng)；深度較大時(shí)可採用機(jī)械通風(fēng)。寒冷地區(qū)，泵房應(yīng)考慮採暖。為便於泵房?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)採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。為便於調(diào)度、泵房?jī)?nèi)還應(yīng)設(shè)置通訊、遙控等自動(dòng)化設(shè)施。(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)配及施工品質(zhì)。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，也可將泵房底板與基巖嵌出或錨固在一起抗浮。

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)築物，稱為河床式取水構(gòu)築物。河床式取水構(gòu)築物由取水頭部、進(jìn)水管、集水間和泵房等部分組成。

當(dāng)河床穩(wěn)定，河岸平坦，枯水期主流遠(yuǎn)離取水岸，岸邊水深不夠或水質(zhì)較差，而河中心具有足夠的水深或水質(zhì)較好時(shí)，宜採用河床式取水構(gòu)築物。河床式取水構(gòu)築物河床式取水構(gòu)築物的類型

1)自流管取水自流管淹沒在水中，河水靠重力進(jìn)入集水間，集水間可與泵房合建或分建。自流管取水工作可靠，但敷設(shè)自流管時(shí)開挖土石方量較大，適用於自流管埋深不大或河岸可以開挖敷設(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。自流管取水選擇自流管取水構(gòu)築物的位置時(shí)，特別要注意在洪水期河流底砂及草情對(duì)取水的影響。在洪水期容易發(fā)生泥砂淤積的河段，如主、支流交匯處，凸岸處或在河水回流區(qū)內(nèi)，均不宜佈置自流管取水構(gòu)築物。另外，在高渾濁度的遊蕩性河段或河心灘、河心洲發(fā)育的河段，也不宜採用自流管取水。2)虹吸管取水河水通過虹吸管進(jìn)入集水井中，然後由水泵抽走。河水高於虹吸管頂時(shí)可自流進(jìn)水；河水低於虹吸管頂時(shí)需抽真空。

當(dāng)取水構(gòu)築物的位置處於枯水期主流遠(yuǎn)離取水岸、水位又很低、河流水位變幅較大，以及河灘寬闊、岸坡高而陡、且河床多為堅(jiān)硬的巖石或土質(zhì)的河床如果採用自流管取水，勢(shì)必自流管需要埋設(shè)很深，施工時(shí)要開挖大量的土石方，並且要進(jìn)行水下施工或鋪設(shè)自流管道需要穿越防洪堤、防洪牆等水工構(gòu)築物時(shí)，宜採用虹吸管取水。

利用虹吸管管頂可以高於最低設(shè)計(jì)水位4—6米的特點(diǎn)，可大大減少管道的埋沒深度、節(jié)約土石方工程量、縮短工期、降低工程造價(jià)。採用虹吸管取水，需要安裝一套真空抽氣設(shè)備。水泵啟動(dòng)前，先啟動(dòng)真空泵，將虹吸管道抽真空引水。當(dāng)虹吸管管徑較大且管路較長(zhǎng)或河水在低水位時(shí)，真空抽氣時(shí)間較長(zhǎng)，亦即水泵起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，運(yùn)行管理不如自流管取水方便。虹吸管道施工品質(zhì)變求很高，必須嚴(yán)密不漏水。由於管路較長(zhǎng)，一旦虹吸進(jìn)水管發(fā)生漏氣現(xiàn)象，查漏檢修也十分困難。虹吸進(jìn)水管設(shè)計(jì)要求

為確保安全取水的可靠性，虹吸進(jìn)水管設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：(1)總虹吸高度一般採用4—6米；(2)虹吸管末端應(yīng)伸入集水井最低動(dòng)水位以下1.0米，否則，虹吸作用易遭破壞，難以保證水泵的連續(xù)運(yùn)行。(3)取水頭部應(yīng)保證足夠的淹沒水深，以防吸入空氣，(4)至少設(shè)計(jì)二根虹吸進(jìn)水管，而每根虹吸管都應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的真空管路；(5)虹吸進(jìn)水管一般採用鋼管，管內(nèi)流速一般應(yīng)大於o．6米／秒。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。採用水泵吸水管直接取水的河床式取水構(gòu)築物，一般只限於取水量小，源水水質(zhì)較好的取水工程。水泵吸水管直接取水具有如下特點(diǎn)：(1)因無濾網(wǎng)設(shè)備，同時(shí)為防止水泵葉輪磨損過快，延長(zhǎng)水泵使用年限，因此只是當(dāng)河水水質(zhì)較好，即河水小泥砂(特別是顆粒粗大的泥砂)、漂浮物、青苔均較少時(shí)，宜採用之。(2)應(yīng)儘量採用吸水高度較大的水泵設(shè)備，泵房深度可以減少。同時(shí)由於不設(shè)集水井，施工簡(jiǎn)單，土建工程造價(jià)一般較低。(3)因主流遠(yuǎn)離取水岸、水泵吸水管路較長(zhǎng)，故真空引水的時(shí)間也較長(zhǎng)。其他問題（1）從安全取水考慮，只宜採用真空引水方式，不宜採用帶底閥的壓力灌水引水方式，否則，吸水底閥在洪水期失靈時(shí)，檢修十分困難。（2）吸水管最好採用鋼管，施工要求嚴(yán)密不漏氣。（3）吸水管一般埋設(shè)在河床下，當(dāng)河床為非基巖時(shí)，最好採用頂管法施工，否則採用明開槽施工。也有不少小型取水工程把水泵吸水管架空在河中樁架之上，吸水頭部裝柵罩，或在取水口周圍攔截漂浮物，佈置簡(jiǎn)單，不造圍堰，無水下工程，施工方便，節(jié)約投資。但只能在不妨礙水上航運(yùn)的情況下才允許採用。4)橋墩式取水

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

橋墩式取水構(gòu)築物建在河中，縮小了水流過水?dāng)嗝?，容易造成附近河床沖刷，基礎(chǔ)埋深大，水下工程量大，施工複雜，需要設(shè)置較長(zhǎng)的引橋與岸邊連接，影響航運(yùn)。

只有在枯水期主流遠(yuǎn)離取水岸，水位變幅較大，河水含砂量高而岸坡較緩，且河床地質(zhì)條件不適宜建岸邊取水構(gòu)築物的情況下，對(duì)於一些大型的，取水安全要求高的取水工程，才考慮採用橋墩式取水。

與一般的河床式取水構(gòu)築物相比，橋墩式取水可在構(gòu)築物兩側(cè)壁開設(shè)進(jìn)水孔，以擴(kuò)大總進(jìn)水面積，減小進(jìn)水口的水流速度，或減小構(gòu)築物的平面尺寸；省去了取水頭部及埋設(shè)於河床下的自流進(jìn)水管，集水井與泵房合建，使整個(gè)泵房系統(tǒng)簡(jiǎn)化，便於集中力量進(jìn)行突擊施工。橋墩式取水構(gòu)築物位置的選擇：在一般平原河流中宜選在順直微彎的深槽梢下處，且河床地質(zhì)條件良好的河段。在有河心洲、河心灘的分汊段的河流中，應(yīng)選在穩(wěn)定或發(fā)展的一汊道。在遊蕩性的河流中，宜選擇在主流線密集的河段，即河床較窄，變動(dòng)性較小的河段上。豎井泵房濕井型、淹沒型、瓶型、框架型濕井式泵房實(shí)際上是自流管立式泵房，所不同的是集(吸)水井設(shè)在泵房的下部電動(dòng)機(jī)、操作控制室設(shè)在泵房的上部。運(yùn)行管理方便。泵房下部的集水井井筒內(nèi)外水位相同，所以並筒沒有特殊的防水要求，泵房本身也沒有抗浮要求，因而井筒筒壁可以減薄。此外，濕井式泵房所採用的水泵為深井泵和潛水泵，泵房的面積小，可節(jié)約土建投資，並且運(yùn)行噪音低。

淹沒式泵房，是集水井、泵房等主要構(gòu)築物均建在常年洪水位以下，處於淹沒狀態(tài)，只在枯木期才露出水面的一種取水形式。這種泵房適用於水位變幅大、洪水期短、河水挾帶的漂浮物及含砂量均較少的河流同時(shí)具備河岸地基較穩(wěn)定等條件。

取水頭部運(yùn)行中存在的最大問題就是泥砂和雜草的阻塞，從而影響取水的安全。要解決這個(gè)問題，首先應(yīng)該深入調(diào)查研究取得可靠的河流水文、水質(zhì)資料，根據(jù)河流的特徵，結(jié)合河流的地形、地質(zhì)條件，正確地選擇取水頭部的位置及形式，就可以較合理地解決取水頭部的堵塞與淤積問題，必要時(shí)還應(yīng)在取水口前加設(shè)攔草排和沉砂設(shè)施，可使部分的泥砂和漂浮物攔阻在取水頭部之外的河道中，保證取水頭部和引水管渠的安全運(yùn)行．河床式取水構(gòu)築物的構(gòu)造和計(jì)算取水頭部形式取水頭部的形式繁多，一般有管式、蘑菇式、魚形罩式、箱式、橋墩式、岸邊隧洞式、樞架式、縱向底流槽敞開式、活動(dòng)式、斜板(管)式等。以平面形狀不同可分為圓形、橢圓形、棱形、矩形、梯形、管形、混合形等。以結(jié)構(gòu)材料分有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、石砌結(jié)構(gòu)等。取水頭部佈置和形式的確定，除滿足水流條件外，還應(yīng)考慮地質(zhì)、結(jié)構(gòu)、施工、航運(yùn)等因素。應(yīng)儘量減少水流對(duì)於取水頭部的阻力及局部沖刷，要防止因設(shè)置取水頭部而產(chǎn)生泥砂淤積，或?qū)е潞哟惭葑儭Ｔ谝恍┖哟沧冞w嚴(yán)重、河水含砂量大的河流中設(shè)置取水頭部時(shí)，應(yīng)進(jìn)行水工模型試驗(yàn)，以確定較合理酌取水頭部的位置和形式。管式取水頭部（喇叭管）管式取水頭部一般採用鋼結(jié)構(gòu)，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，施工方便等優(yōu)點(diǎn)。在河流水質(zhì)較好的條件下，中小型取水構(gòu)築物採用較多。喇叭口式取水頭部一般有順?biāo)魇健⑺疁?zhǔn)式、垂直水流向上式和垂直水流向下式四種佈置形式蘑菇式取水頭部

這種取水頭部進(jìn)水方向是自帽蓋底下曲折流入，因進(jìn)水時(shí)水層厚度最小，所以泥沙和懸浮物帶入較少。由於其頭部高度較大，所以只適用於設(shè)置在枯木期時(shí)仍有一定水深的河流中的中小型取水構(gòu)築物。

魚形罩式取水頭部，是改進(jìn)的蓮蓬頭式，在筒身及其尾部圓錐頭上鑽有圓形孔眼，具有外形圓滑水流阻力小等優(yōu)點(diǎn)，而且進(jìn)水流速小於河流流速，因此漂浮物不易吸附在罩面上，能避兔堵塞。魚形罩式取水頭部適用於水泵直吸式的中、小型取水構(gòu)築物。魚形罩式取水頭部

一般採用鋼筋混凝土製成的箱子，安置在河底，從一側(cè)設(shè)格柵進(jìn)水，或在四周壁上開條縫進(jìn)水。自流喇叭管設(shè)在箱內(nèi)。由於進(jìn)水總面積大(一般為自流管斷面積的10一15倍)．故能使冰淩和泥砂進(jìn)入箱內(nèi)。適用於水深較淺、含沙量不大，冬季潛冰較多的河流。箱式取水頭部

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)高出河底不小於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深度，當(dāng)頂部進(jìn)水時(shí)不小於0.5m，側(cè)面進(jìn)水時(shí)不小於0.3m，有冰淩時(shí)應(yīng)從冰淩下緣算起。虹吸管和吸水管進(jìn)水時(shí)，其上緣的淹沒深度不小於1.0m。從頂部進(jìn)水時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)水流速大產(chǎn)生漩渦而影響淹沒深度。

取水頭部進(jìn)水孔的流速要選擇恰當(dāng)，流速過大，易帶入泥沙、雜草和冰淩；流速過小，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。進(jìn)水孔流速可根據(jù)河中泥沙及漂浮物的數(shù)量、有無冰淩、取水點(diǎn)的水流速度、取水量的大小等確定。一般有冰淩時(shí)取0.1～0.3m/s；無冰淩時(shí)取0.2～0.6m/s。2)進(jìn)水管進(jìn)水管有自流管、進(jìn)水暗渠、虹吸管等。自流管一般採用鋼管、鑄鐵管和鋼筋混凝土管。虹吸管要求嚴(yán)密不漏氣，宜採用鋼管，但埋在地下的亦可採用鑄鐵管。進(jìn)水暗渠一般用鋼筋混凝土。為了提高進(jìn)水的安全可靠性和便於清洗檢修，進(jìn)水管一般不應(yīng)少於兩條。當(dāng)一條進(jìn)水管停止工作時(shí)，其餘進(jìn)水管通過的流量應(yīng)滿足事故用水要求。

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)低於泥沙顆粒的不淤流速，以免泥沙沉積；但也不宜過大，以免水頭損失過大；增加集水間和泵房深度。進(jìn)水管流速一般不小於0.60m/s，水量較大、含沙量較大、進(jìn)水管