《水資源與取水工程》課件

第三章水資源與取水工程1建筑精選課件第三章水資源與取水工程1建筑精選課件第一節(jié)水資源2建筑精選課件第一節(jié)水資源2建筑精選課件一、水資源的概況（一）水資源的定義廣義的定義狹義的定義工程上的定義3建筑精選課件一、水資源的概況（一）水資源的定義3建筑精選課件（二）我國水資源現(xiàn)狀人均占有量少總量位世界第6。人均占世界平均水準的1/4，排名88?？臻g分布不均81％的水資源分布在長江流域及其以南降水量最高可達1600mm，少的地區(qū)不到200mm

年內(nèi)及年際變化大60－80％降水集中在夏季；年際變化差3－6倍許多地區(qū)缺水嚴重在640個城市中，300多個城市缺水。4建筑精選課件（二）我國水資源現(xiàn)狀4建筑精選課件1、水的自然循環(huán)小循環(huán)—是指由海洋表面蒸發(fā)的水汽,又以降水形式落入海洋；或者由大陸表面(包括陸地水體表面、土面及植物葉面等)蒸發(fā)的水氣,仍以降水形式落回陸地表面。這種發(fā)生在局部范圍內(nèi)的水循環(huán)過程。大循環(huán)—是由海洋表面蒸發(fā)的水汽,隨氣流帶到大陸上空,形成降水落回地面,再通過徑流(地表的及地下)返回海洋的過程這種發(fā)生在海陸之間的循環(huán)過程。二、水循環(huán)5建筑精選課件二、水循環(huán)5建筑精選課件6建筑精選課件6建筑精選課件自然界水循環(huán)的意義

水成為一種可更新的資源；具有自身凈化作用。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，水資源的分配的巨大差異性。水的循環(huán)在地球上起到輸送熱量和調(diào)節(jié)氣候的作用，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。7建筑精選課件自然界水循環(huán)的意義水成為一種可更新的資源；具有自身凈化作用2、水資源社會循環(huán)

8建筑精選課件2、水資源社會循環(huán)

8建筑精選課件給水系統(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)。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(chǎn)生一系列水問題與生態(tài)環(huán)境問題9建筑精選課件給水系統(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。3、水的社會循環(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)10建筑精選課件自然循環(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三、我國取水工程的歷程（1）遠古人類逐水而居，主要利用地表水與泉水作為供水水源；（2）鑿井取水：伯益作井（3）戰(zhàn)國時期魏國：西門豹治鄴引漳十二渠（4）秦朝：李冰父子四川都江堰（5）現(xiàn)代：水利樞紐：三門峽、葛洲壩、三峽11建筑精選課件三、我國取水工程的歷程11建筑精選課件四、我國取水工程的發(fā)展表現(xiàn)（1）地表取水技術(shù)：取水構(gòu)筑物；（2）取水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工；（3）機械化、自動化、信息系統(tǒng)的現(xiàn)代化技術(shù)。12建筑精選課件四、我國取水工程的發(fā)展表現(xiàn)（1）地表取水技術(shù)：取水構(gòu)筑物；1三門峽水利樞紐13建筑精選課件三門峽水利樞紐13建筑精選課件葛洲壩水利樞紐14建筑精選課件葛洲壩水利樞紐14建筑精選課件第二節(jié)給水水源15建筑精選課件第二節(jié)給水水源15建筑精選課件一、水源的類型1、地表水。如江、河、湖、泊、水庫及海洋等。特點：易受污染，一般水量較大，但一般水質(zhì)較差，不能直接使用，必須進行適當(dāng)凈化來改善水質(zhì)。16建筑精選課件一、水源的類型1、地表水。如江、河、湖、泊、水庫及海洋等。1河水取水（小水量）17建筑精選課件河水取水（小水量）17建筑精選課件湖泊水和水庫水取水18建筑精選課件湖泊水和水庫水取水18建筑精選課件2、地下水。包括潛水、直流水、泉水。

特點：地下水埋藏于地下，流動于地層之中，水質(zhì)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；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。19建筑精選課件2、地下水。包括潛水、直流水、泉水。19建筑精選課件20建筑精選課件20建筑精選課件真地下水和非真地下水21建筑精選課件真地下水和非真地下水21建筑精選課件回灌地下水22建筑精選課件回灌地下水22建筑精選課件泉水種類23建筑精選課件泉水種類23建筑精選課件24建筑精選課件24建筑精選課件二、水源的選擇1、水質(zhì)相當(dāng)好2、符合衛(wèi)生要求的地下水優(yōu)先3、合理開采和利用水源選擇的依據(jù)：水源水質(zhì)和用水要求。25建筑精選課件二、水源的選擇1、水質(zhì)相當(dāng)好25建筑精選課件26建筑精選課件26建筑精選課件水質(zhì)27建筑精選課件水質(zhì)27建筑精選課件28建筑精選課件28建筑精選課件三、水源的防護1、水源保護的任務(wù)：防止水源枯竭和污染。2、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29建筑精選課件三、水源的防護1、水源保護的任務(wù)：防止水源枯竭和污染。29建第三節(jié)地下水取水構(gòu)筑物30建筑精選課件第三節(jié)地下水取水構(gòu)筑物30建筑精選課件一、管井是地下水取水構(gòu)筑物中用得最多的一種。直徑：150~1000mmD<150mm，小管井；D>1000mm，大管井井深：10~1000m構(gòu)造：井室、井管、濾水管、沉沙管、人工填礫31建筑精選課件一、管井是地下水取水構(gòu)筑物中用得最多的一種。31建筑精選課件32建筑精選課件32建筑精選課件鉆井33建筑精選課件鉆井33建筑精選課件井管安裝34建筑精選課件井管安裝34建筑精選課件井室35建筑精選課件井室35建筑精選課件二、大口井用于開采淺層地下水和河床滲透水的取水構(gòu)筑物。井深：20m井直徑：3~8m構(gòu)造：井筒、井口、進水部分、井底反濾層36建筑精選課件二、大口井用于開采淺層地下水和河床滲透水的取水構(gòu)筑物。36建37建筑精選課件37建筑精選課件三、滲渠原理：利用埋設(shè)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。38建筑精選課件三、滲渠原理：38建筑精選課件構(gòu)造：水平集水管反濾層檢查井導(dǎo)水管集水井39建筑精選課件構(gòu)造：39建筑精選課件第四節(jié)地表水取水工程40建筑精選課件40建筑精選課件一、影響地表水取水的主要因素：1取水河段的徑流特征2河流的泥沙運動及河床演變3河床與岸坡的巖性和穩(wěn)定性4河流的冰凍情況5河道中水工構(gòu)筑物及天然障礙物

研究冰凍過程對河流正常情況的影響，是正確考慮取水工程設(shè)施的重要因素。在選擇取水口位置時，應(yīng)避開水工構(gòu)筑物和天然障礙物的影響范圍，否則應(yīng)采取必要的措施。

41建筑精選課件一、影響地表水取水的主要因素：41建筑精選課件二、地表水取水位置的選擇：（1）取水點應(yīng)設(shè)在具有穩(wěn)定河床、靠近主流和有足夠水深的地段不同類型河段適宜的取水位置如下：①順直河段取水點應(yīng)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。②彎曲河段凹岸泥沙不易淤積，水質(zhì)較好，且主流靠近河岸，是較好的取水地段。取水點應(yīng)避開凹岸主流的頂沖點，在頂沖點下游15-20m。也可在凸岸偏上游處。42建筑精選課件二、地表水取水位置的選擇：42建筑精選課件43建筑精選課件43建筑精選課件③游蕩型河段

結(jié)合河床、地形、地質(zhì)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。

④有邊灘、沙洲的河段

一般應(yīng)將取水點設(shè)在上游距沙洲500m以遠處。

⑤有支流匯入的順直河段

取水口應(yīng)離開支流入口處上下游有足夠的距離，一般取水口多設(shè)在匯入口干流的上游河段上。44建筑精選課件③游蕩型河段

結(jié)合河床、地形、地質(zhì)特點，將取水口布45建筑精選課件45建筑精選課件（2）取水點應(yīng)盡量設(shè)在水質(zhì)較好的地段

①供生活用水的取水構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)在城市和工業(yè)企業(yè)的上游，距離污水排放口上游100m以遠，并應(yīng)建立衛(wèi)生防護地帶。②取水點應(yīng)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。③在沿海地區(qū)受潮汐影響的河流上設(shè)置取水構(gòu)筑物時，應(yīng)考慮到海水對河水水質(zhì)的影響。

46建筑精選課件（2）取水點應(yīng)盡量設(shè)在水質(zhì)較好的地段

46建筑精選課件（3）取水點應(yīng)設(shè)在具有穩(wěn)定的河床及岸邊，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）取水點應(yīng)盡量靠近主要用水區(qū)（5）取水點應(yīng)避開水工構(gòu)筑物和天然障礙物的影響（6）取水點應(yīng)盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮等影響47建筑精選課件（3）取水點應(yīng)設(shè)在具有穩(wěn)定的河床及岸邊，有良好的工程地質(zhì)條件（7）取水點的位置應(yīng)與河流的綜合利用相適應(yīng)，不妨礙航運和排洪，并符合河道、湖泊、水庫整治規(guī)劃的要求；（8）供生活飲用水的地表水取水構(gòu)筑物的位置，應(yīng)位于城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)上游的清潔河段。

48建筑精選課件（7）取水點的位置應(yīng)與河流的綜合利用相適應(yīng)，不妨礙航運和排洪三、取水建筑物的類型

（一）固定式取水建筑物是各種類型的地表水取水構(gòu)筑物中應(yīng)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(jié)構(gòu)）：合建式、分建式、直接吸水式

主要缺點：當(dāng)河水水位變化較大時，構(gòu)筑物的高度需相應(yīng)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。

49建筑精選課件三、取水建筑物的類型

（一）固定式取水建筑物49建筑精選課件（二）、移動式取水建筑物在水流不穩(wěn)定，河勢復(fù)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。（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

50建筑精選課件（二）、移動式取水建筑物50建筑精選課件四、岸邊式取水構(gòu)筑物直接從江河岸邊渠水的構(gòu)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(zhì)和地質(zhì)條件好，水位變幅不大。51建筑精選課件四、岸邊式取水構(gòu)筑物直接從江河岸邊渠水的構(gòu)筑物。由進水間和泵按照集水井與泵房是否合建，分為合建和分建式。集水井：是取水設(shè)施，一般由進水間、格網(wǎng)和吸水間三部分組成，頂部設(shè)操作平臺，安裝格柵、格網(wǎng)、閘門等設(shè)備的起吊裝置。進水間前壁設(shè)有進水孔，孔上設(shè)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(shè)置平板格網(wǎng)，用以攔截水中細小的漂浮物。當(dāng)采用旋轉(zhuǎn)格網(wǎng)時，應(yīng)在進水間和吸水間之間設(shè)置格網(wǎng)室。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。52建筑精選課件按照集水井與泵房是否合建，分為合建和分建式。52建筑精選課件（1）合建式岸邊取水構(gòu)筑物

合建式岸邊取水構(gòu)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工較困難。適用于河岸坡度較陡、岸邊水流較深且地質(zhì)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，多采用此種型式。53建筑精選課件（1）合建式岸邊取水構(gòu)筑物53建筑精選課件（2）分建式岸邊取水構(gòu)筑物當(dāng)河岸處地質(zhì)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(gòu)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(zhì)條件較好處，因此可使土建結(jié)構(gòu)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。54建筑精選課件（2）分建式岸邊取水構(gòu)筑物54建筑精選課件河床式取水建筑物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。55建筑精選課件河床式取水建筑物1、取水頭部2、進水管3、集水井4、五、河床式取水構(gòu)筑物在河心設(shè)置進水孔，從河心取水的構(gòu)筑物。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(zhì)不好，而河中又具有足夠水深或較好水質(zhì)。河床式取水構(gòu)筑物，其取水設(shè)施包括取水頭部、進水管和集水井和泵房。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。56建筑精選課件五、河床式取水構(gòu)筑物在河心設(shè)置進水孔，從河心取水的構(gòu)筑物。5高位進水孔優(yōu)點：（1）靠重力自流，工作可靠，（2）比單用自流管進水安全、可靠，可分層取水缺點：敷設(shè)自流管土方量大57建筑精選課件高位進水孔優(yōu)點：57建筑精選課件適用條件：河灘寬、河岸高、自流管埋深大或河岸為堅硬巖石及管道需穿越防洪堤。優(yōu)點：（1）大大減少水下施工量和土石方量，（2）工期縮短，節(jié)約投資缺點（1）虹吸管必需做到嚴密、不漏氣（2）需真空管路系統(tǒng)（3）啟動時間長運行不方便58建筑精選課件適用條件：河灘寬、河岸高、自流管埋深大或河岸為堅硬巖石及管道適用條件：取水量小、河中漂浮物少、水位變幅不大優(yōu)點：泵房埋深小不設(shè)集水井，施工簡單造價低。缺點：施工質(zhì)量高、不能漏氣泥沙粒徑大時磨損水泵快漂浮物