水源第6章1.ppt

第6章 取水工程 6.1 地表水资源供水特征与水源选择 一、地表水源的供水特征一、地表水源的供水特征l l水量大、总溶解固体含量较低、硬度小水量大、总溶解固体含量较低、硬度小 l l时空分布不均时空分布不均 l l易受污染易受污染 l l泥沙和泥沙和SSSS含量高含量高 l l取水条件及取水构筑物一般比较复杂取水条件及取水构筑物一般比较复杂 二、水源地选择原则二、水源地选择原则l l进行水源勘察进行水源勘察 l l水源的选用应通过技术经济比较水源的选用应通过技术经济比较 l l水源的流量有一定的保证率水源的流量有一定的保证率 l l地表水与地下水联合使用地表水与地下水联合使用 l l相关部门的书面同意书相关部门的书面同意书 6.2 地表水取水工程 一、影响地表水取水的主要因素一、影响地表水取水的主要因素1.1.取水河段的径流特征取水河段的径流特征 水位（最高、最低、平均）、流量（最大、最小、平均）水位（最高、最低、平均）、流量（最大、最小、平均）、流速（最大、最小、平均）、流速（最大、最小、平均）2.2.河流的泥沙运动及河床演变河流的泥沙运动及河床演变 1 1）泥沙运动）泥沙运动运动状态：运动状态：床沙：静止床沙：静止 推移质：沿河床滑动、滚动、跳动推移质：沿河床滑动、滚动、跳动 悬移质：悬移质：泥沙运动的影响因素：泥沙粒径、水流速度泥沙运动的影响因素：泥沙粒径、水流速度 水流运动：水流运动：纵向流纵向流环流：环流：河床冲涮和淤积河床冲涮和淤积 2 2）河床演变）河床演变纵向变形纵向变形 横向变形横向变形单向变形单向变形 往复变形往复变形河流弯断、直断、凹岸、凸岸、边滩及深水线3 3）河段）河段顺直型：浅滩深槽冲淤交替，并向下游平移顺直型：浅滩深槽冲淤交替，并向下游平移 弯曲型：浅滩深槽水深相差大弯曲型：浅滩深槽水深相差大 游荡型：演变强度大、变形速度快、河漫滩广阔游荡型：演变强度大、变形速度快、河漫滩广阔汊道型：河岸坍塌和淤积，江心洲的迁移和汊道的兴衰汊道型：河岸坍塌和淤积，江心洲的迁移和汊道的兴衰3.3.河床与岸坡的岩性和稳定性：河床与岸坡的岩性和稳定性：取水构筑物应选在河岸稳定、岩石露头、未风化的基岩上或取水构筑物应选在河岸稳定、岩石露头、未风化的基岩上或地质条件较好的河床处。地质条件较好的河床处。在地震区要按照防震要求设计。在地震区要按照防震要求设计。4.4.河流的冰冻情况：秋季流冰期、封冻期和春季流冰期。河流的冰冻情况：秋季流冰期、封冻期和春季流冰期。1 1）冰冻：冰晶）冰冻：冰晶水内冰水内冰冰盖冰盖冻结冻结 底冰底冰 冰坝冰坝 2 2）对取水构筑物影响对取水构筑物影响增加水头损失，冲击、挤压取水构筑物增加水头损失，冲击、挤压取水构筑物 5.5.河道中水工构筑物及天然障碍物河道中水工构筑物及天然障碍物二、地表水取水位置的选择二、地表水取水位置的选择 1.1.取水点应设置在具有稳定河床、靠近主流和有足够水深的地取水点应设置在具有稳定河床、靠近主流和有足够水深的地段段顺直河段：靠岸、河床稳定、水深较大、流速较快顺直河段：靠岸、河床稳定、水深较大、流速较快 。取水。取水口水深一般要求不小于口水深一般要求不小于2.5-3.0m2.5-3.0m。弯曲河段：凹岸弯曲河段：凹岸 ,一般设在顶冲点下游一般设在顶冲点下游151520m20m。游荡性河段：主流线密集的河段上或河道整治游荡性河段：主流线密集的河段上或河道整治 有边滩沙洲的河段：沙洲上游有边滩沙洲的河段：沙洲上游500m500m远处远处 有支流汇入的顺直河段：汇入口干流的上游河段有支流汇入的顺直河段：汇入口干流的上游河段 2.2.取水点应尽量设在水质较好的地段取水点应尽量设在水质较好的地段排污口上游排污口上游100m100m以外，并建立卫生防护带以外，并建立卫生防护带 避开回流区、死水区避开回流区、死水区 考虑海水影响考虑海水影响 凹岸河段取水 位置3.3.取水点应设在具有稳定的河床及岸边，有良好的工程地取水点应设在具有稳定的河床及岸边，有良好的工程地质条件的地段，并有良好的地形和施工条件质条件的地段，并有良好的地形和施工条件4.4.靠近主要用水区靠近主要用水区5.5.避开人工构筑物和天然障碍物避开人工构筑物和天然障碍物 桥墩：上游桥墩：上游0.50.51.0km1.0km，下游下游1.0km1.0km以外以外 丁坝：上游或对岸（丁坝：上游或对岸（150150200m 200m 码头：距码头边缘至少码头：距码头边缘至少100m100m外外 拦河闸坝：闸坝上游拦河闸坝：闸坝上游100100200m200m处，闸坝影响范围外处，闸坝影响范围外 陡崖、石嘴：附近不宜设置陡崖、石嘴：附近不宜设置 6.6.尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮等的影响尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮等的影响7.7.与河流综合利用相适应与河流综合利用相适应8.8.生活饮用水取水处设在城市和工业企业清洁河段生活饮用水取水处设在城市和工业企业清洁河段三、地表水取水构筑物设计的一般原则三、地表水取水构筑物设计的一般原则1.1.大型取水构筑物，必要时进行水工模型试验大型取水构筑物，必要时进行水工模型试验 2.2.供水水源的供水水源的QQ枯保证率：枯保证率：90%90%95%95%，H H枯：枯：90%90%99%99%3.3.采取一定的防患措施采取一定的防患措施 4.4.取水构筑物的防洪标准不应低于城市防洪标准，设计洪取水构筑物的防洪标准不应低于城市防洪标准，设计洪水重现期水重现期 100100年年 5.5.取水构筑物的冲涮深度应通过调查与计算确定取水构筑物的冲涮深度应通过调查与计算确定 6.6.设标志设标志 7.7.黄河下游淤积段：预留淤积高度，考虑淤积引起的水位黄河下游淤积段：预留淤积高度，考虑淤积引起的水位变化变化 黄河上设取水构筑物需经相关部门同意黄河上设取水构筑物需经相关部门同意 4 4地表水取水构筑物分类及设置原则地表水取水构筑物分类及设置原则1.1.分类分类（3 3大类，大类，2020种型式）种型式）图图6464l l固定式取水构筑物：不经过筑坝拦蓄河水，在岸边或河床固定式取水构筑物：不经过筑坝拦蓄河水，在岸边或河床上直接修建的固定的取水设施上直接修建的固定的取水设施 l l活动式取水构筑物活动式取水构筑物l l山区浅水河流取水构筑物山区浅水河流取水构筑物2.2.型式的选择型式的选择l l考虑河流水文特征、施工条件和方法，保证安全，技术经考虑河流水文特征、施工条件和方法，保证安全，技术经济比较后确定济比较后确定 游荡型河道：桥墩式游荡型河道：桥墩式 水位变幅大的河道：浮船式水位变幅大的河道：浮船式 含沙量大及冬季有潜冰的河道：斗槽式含沙量大及冬季有潜冰的河道：斗槽式 5 5固定式取水构筑物固定式取水构筑物1.1.优缺点：优缺点：l l优：取水安全可靠、维修管理方便、适应范围广优：取水安全可靠、维修管理方便、适应范围广 l l缺：水位变化大时，工程投资较高、施工期长、扩建困难缺：水位变化大时，工程投资较高、施工期长、扩建困难 2.2.基本形式基本形式1 1）岸边式岸边式定义：取水设施和泵房都建在岸边，直接从岸边取水的固定定义：取水设施和泵房都建在岸边，直接从岸边取水的固定式取水构筑物式取水构筑物 构成：集水井、泵房构成：集水井、泵房 适用范围：河岸较陡，主流靠近河岸，岸边有一定的取水深适用范围：河岸较陡，主流靠近河岸，岸边有一定的取水深度，水位变幅不太大，水质、地质好，取水量大和安全性度，水位变幅不太大，水质、地质好，取水量大和安全性要求较高要求较高 型式：型式：l l 合建式岸边取水构筑物：合建式岸边取水构筑物：3 3种形式（图）种形式（图）岸边式：底板呈阶梯布置特点：集水井与特点：集水井与泵房底板呈阶梯泵房底板呈阶梯布置；可减小泵布置；可减小泵房深度，减少投房深度，减少投资，水泵启动需资，水泵启动需采用抽真空方式，采用抽真空方式，启动时间较长。启动时间较长。适用条件：具有适用条件：具有岩石基础或其他岩石基础或其他较好的地质，可较好的地质，可采用开挖施工。采用开挖施工。岸边合建式：底板水平布置（采用卧式泵）特点：集水井与泵房特点：集水井与泵房布置在同一高程上；布置在同一高程上；水泵可设于低水位水泵可设于低水位下，启动方便；泵下，启动方便；泵房较深，巡视检查房较深，巡视检查不便，通风条件差。不便，通风条件差。适用条件：在地质条适用条件：在地质条件较差，不宜作阶件较差，不宜作阶梯布置以及安全性梯布置以及安全性要求较高、取水量要求较高、取水量较大的情况，可采较大的情况，可采用开挖或沉井法施用开挖或沉井法施工。工。岸边合建式：底板水平布置（采用立式泵）特点：集水井与泵特点：集水井与泵房布置在同一高房布置在同一高程上；电器设备程上；电器设备可置于最高水位可置于最高水位上，操作管理方上，操作管理方便、通风条件好；便、通风条件好；建筑面积小，检建筑面积小，检修条件差。修条件差。适用条件：在地质适用条件：在地质条件较差，不宜条件较差，不宜作阶梯布置以及作阶梯布置以及河道水位较低的河道水位较低的情况。情况。分建式岸边取水构筑物特点：泵房可离开岸边，设于较好的地质条件下；维护管理及特点：泵房可离开岸边，设于较好的地质条件下；维护管理及运行安全性较差，一般吸水管布置不宜过长。运行安全性较差，一般吸水管布置不宜过长。适用范围：在河岸处地质条件较差，不宜合建时，建造合建式适用范围：在河岸处地质条件较差，不宜合建时，建造合建式对河道端面及航道影响较大时，水下施工有困难，施工装备力对河道端面及航道影响较大时，水下施工有困难，施工装备力量较差时采用。量较差时采用。2 2）河床式河床式定义：在河心设置进水孔，从河心取水的构筑物定义：在河心设置进水孔，从河心取水的构筑物 构成：取水头部、进水管、集水井、泵房构成：取水头部、进水管、集水井、泵房 适用范围：适用范围：河岸较平缓、主流缺乏必要的取水深度或水质河岸较平缓、主流缺乏必要的取水深度或水质不好时不好时 型式：型式：l l自流管式：高位进水孔分层取水自流管式：高位进水孔分层取水 l l虹吸式：虹吸高度可达虹吸式：虹吸高度可达4 46m 6m l l水泵直接吸水式：不设集水井，小型取水工程水泵直接吸水式：不设集水井，小型取水工程 l l桥墩式：施工复杂、造价高、维护管理不便、影响航运桥墩式：施工复杂、造价高、维护管理不便、影响航运l l湿式竖井泵房：适用于水位变幅大于湿式竖井泵房：适用于水位变幅大于10m10m，水流速度大，水流速度大 l l淹没式泵房：长时期为枯水期水位淹没式泵房：长时期为枯水期水位 3 3）斗槽式）斗槽式 顺流式：含沙高、冰凌不严重的河段顺流式：含沙高、冰凌不严重的河段 逆流式：冰凌严重、含沙量较少的河段逆流式：冰凌严重、含沙量较少的河段 侧坝进水逆流式：含沙量较高的河段侧坝进水逆流式：含沙量较高的河段 双向式：冰凌严重、泥沙含量高的河段双向式：冰凌严重、泥沙含量高的河段 西北某水厂，以西川为水源，采用斗槽预沉西北某水厂，以西川为水源，采用斗槽预沉(预沉渠道预沉渠道)取水。取水。取水工程主要由滚水坝、冲沙闸、进水渠道及取水泵房等组取水工程主要由滚水坝、冲沙闸、进水渠道及取水泵房等组成。共没三条进水渠道，成。共没三条进水渠道，1 1、3 3为预沉渠道，中间为预沉渠道，中间2 2为取水为取水渠道。二条预沉渠道可同时运行，或单独运行。预沉渠道首渠道。二条预沉渠道可同时运行，或单独运行。预沉渠道首部设有栏污栅和格网，网后设置穿孔管式部设有栏污栅和格网，网后设置穿孔管式3 3号号(聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺)絮絮凝剂投加设施；接近其尾部有侧堰、并设二道格网，通过侧凝剂投加设施；接近其尾部有侧堰、并设二道格网，通过侧堰预沉水进入取水渠道。当某预沉渠道须要冲洗时，可关闭堰预沉水进入取水渠道。当某预沉渠道须要冲洗时，可关闭该渠侧堰，打开尾闸进行冲洗。当进水含沙量超过该渠侧堰，打开尾闸进行冲洗。当进水含沙量超过2323公斤公斤米米3 3时，即投加时，即投加3 3号絮凝剂：进渠含沙量在号絮凝剂：进渠含沙量在3030公斤公斤mm3 3以下、以下、正常操作时，预沉后出水含沙量一般可小于正常操作时，预沉后出水含沙量一般可小于3.03.0公斤公斤 mm3 3 ；进渠含沙量约进渠含沙量约5050公斤公斤mm3 3，如沙峰来得不很急，投药及时，如沙峰来得不很急，投药及时，加强操作管理，预沉后出水含沙量仍可达到加强操作管理，预沉后出水含沙量仍可达到3.03.0公斤公斤 mm3 3 。某西川取水工程某市水厂，以黄河为水源，采用斗槽为预沉池。设计最大流某市水厂，以黄河为水源，采用斗槽为预沉池。设计最大流量为量为6.0m3/S,6.0m3/S,最小流量为最小流量为2.5m3/S2.5m3/S，斗槽上下游两端均设有控，斗槽上下游两端均设有控制闸，上游斗糟长为制闸，上游斗糟长为107107米，下游斗格长米，下游斗格长 237237米，斗槽底宽为米，斗槽底宽为1515米，槽边坡为米，槽边坡为1 1：0.250.25，最低水位时斗槽水深为，最低水位时斗槽水深为2.152.15米，槽米，槽内设计流速为内设计流速为0.0170.0860.0170.086米米/秒。秒。河水从下游进入斗槽，预沉效果为河水从下游进入斗槽，预沉效果为15371537。因主流靠近。因主流靠近斗槽便于引入河水进行冲洗，槽内冲洗流速可达斗槽便于引入河水进行冲洗，槽内冲洗流速可达1.71.7米秒，米秒，冲洗效果较好，图中冲洗效果较好，图中IIII、II-IIII-II断面可分别冲去积泥厚度约断面可分别冲去积泥厚度约7575，6565。黄河某取水工程自流管式 特点：集水井设于河岸上，可不受水流冲刷和冰凌的碰击，亦不影响河床水流；冬季保温防冻条件比岸边式好；进水头部深入河床，检修和清洗不便；在洪水期，河流底部泥沙较多，水质较差，建于高浊度河流的集水井，常沉积大量泥沙不易清除。适用条件：河床较稳定，河岸平坦，主流据河岸较远，河岸水深较浅；岸边水质较差；水中悬浮物较少。分建式虹吸管取水构筑物l l特点：虹吸管管顶可高于最低设计水位特点：虹吸管管顶可高于最低设计水位4 46m6m，可大大减，可大大减少管道的埋设深度、节约土石方工程量、缩短工期、降低少管道的埋设深度、节约土石方工程量、缩短工期、降低工程造价；需装设一套真空管路系统，当虹吸管径较大时，工程造价；需装设一套真空管路系统，当虹吸管径较大时，启动时间长，运行不便；对施工的质量要求高，需严密不启动时间长，运行不便；对施工的质量要求高，需严密不漏气。漏气。l l适用条件：枯水期主流远离取水岸、水位又很低、河流水适用条件：枯水期主流远离取水岸、水位又很低、河流水位变幅较大，以及河滩宽阔、岸坡高而陡、且河床多为坚位变幅较大，以及河滩宽阔、岸坡高而陡、且河床多为坚硬的岩石或土质的河床。硬的岩石或土质的河床。3.3.固定式取水构筑物主要构造及设计原则固定式取水构筑物主要构造及设计原则1 1）集水井）集水井l l平台、进水阀、进水孔、防冰措施、排泥和冲洗平台、进水阀、进水孔、防冰措施、排泥和冲洗 2 2）取水泵房）取水泵房l l平面形式：平面形式：H10mH4n4；H10mH10m，圆形，但圆形，但n4 n4 l l平面布置：泵、附属设备平面布置：泵、附属设备 l l高程布置：堤外需考虑最高水位，堤内可不考虑高程布置：堤外需考虑最高水位，堤内可不考虑 集水井和泵房合建形式岸边分建式进水间河床分建式集水井形式进水孔口分层并列布置进水孔口分层交错布置格网形式选择旋转格网旋转格网布置形式和优缺点3 3）取水头部）取水头部设计要求：设计要求：l l水深足够、外型合理、体积小、防冲涮、防堵防冲击、水深足够、外型合理、体积小、防冲涮、防堵防冲击、宜分格宜分格 取水头部形式取水头部形式和构造取水头部形式和构造l l管式取水头部：管式取水头部：l l蘑菇式取水头部：适用于中小型取水构筑物蘑菇式取水头部：适用于中小型取水构筑物 l l鱼形罩式取水头部：水泵直接吸水的中小型取水构筑物鱼形罩式取水头部：水泵直接吸水的中小型取水构筑物 l l箱式取水头部：水深较小、含沙量小、冬季潜水较多箱式取水头部：水深较小、含沙量小、冬季潜水较多 l l桥墩式取水头部：桥墩式取水头部：l l桩架式取水头部：桩架式取水头部：l l斜板式取水头部：斜板式取水头部：l l活动式取水头部：活动式取水头部：布置原则：布置原则：(1)(1)河床为容易冲刷的土壤，河流含沙量大，且竖向分布很河床为容易冲刷的土壤，河流含沙量大，且竖向分布很不均匀时，应在顶部开设进水孔；不均匀时，应在顶部开设进水孔；(2)(2)有漂浮物或流冰的河流，宜在侧面开设进水孔，有漂浮物或流冰的河流，宜在侧面开设进水孔，(3)(3)当泥沙和漂浮物均较少时，可在下游布置进水孔；当泥沙和漂浮物均较少时，可在下游布置进水孔；(4)(4)一般不宜在上游迎水面布置进水孔。一般不宜在上游迎水面布置进水孔。4)4)取水头部进水孔的设计取水头部进水孔的设计进水孔下缘离河床的距离进水孔下缘离河床的距离l l侧面进水孔下缘距河床的高度不得小于侧面进水孔下缘距河床的高度不得小于0.50.5米米(当水深较浅、当水深较浅、水质较清，河床稳定，取水量不大时，可减至水质较清，河床稳定，取水量不大时，可减至0.30.3米米)l l对于顶部进水的淹没式取水头部，应高出河床不得小于对于顶部进水的淹没式取水头部，应高出河床不得小于1 1米米;l l 对于斜板式取水头部，进水管口离河床的高度一般不小于对于斜板式取水头部，进水管口离河床的高度一般不小于2 2米，在浅水河床可取米，在浅水河床可取1 1米米l l在水库和湖泊中取水，一般不宜小于在水库和湖泊中取水，一般不宜小于1 1米，当众深较浅，米，当众深较浅，水质较清，且取水量不大时，其高度可减至水质较清，且取水量不大时，其高度可减至0.50.5米米进水孔在最低水位下的淹没深度进水孔在最低水位下的淹没深度l l顶部进水时，不得小于顶部进水时，不得小于0.50.5米。米。l l侧面进水时，不得小于侧面进水时，不得小于0.30.3米。米。l l虹吸进水或吸水管直接吸水时，一般不宜小于虹吸进水或吸水管直接吸水时，一般不宜小于1 1米米 小型小型的虹吸或吸水管式进水孔的淹没深度，当河水较浅时可适的虹吸或吸水管式进水孔的淹没深度，当河水较浅时可适当降低，当水体封冻时，可减至当降低，当水体封冻时，可减至0.50.5米。米。4 4）进水管）进水管设计要求设计要求不少于两根，不少于两根，v=1.0v=1.01.5m/s1.5m/s，有冲洗措施有冲洗措施 型式型式自流管：钢管、铸铁管、钢砼管，管顶在河床下，并考虑抗自流管：钢管、铸铁管、钢砼管，管顶在河床下，并考虑抗浮浮 虹吸管：钢管，每条管线设抽真空系统虹吸管：钢管，每条管线设抽真空系统 冲洗冲洗正向冲洗：泥沙不易冲走，效果差正向冲洗：泥沙不易冲走，效果差 反向冲洗：效果好，使用灵活反向冲洗：效果好，使用灵活 虹吸自流管实例 下图下图 为中南地区某取水工程采用的虹吸自流管，其设计要点为中南地区某取水工程采用的虹吸自流管，其设计要点为：为：虹吸管两根，远期最大进水量为虹吸管两根，远期最大进水量为1010万吨万吨/天，近期进水量天，近期进水量为为5 5万吨万吨/d/d时，仅仅用一根。为使管内不发生淤积现象，时，仅仅用一根。为使管内不发生淤积现象，经设计计算虹吸自流管管径采用经设计计算虹吸自流管管径采用800mm800mm，管内最小流速大，管内最小流速大于于0.70.7米米/秒，在最枯水位时单管流速为秒，在最枯水位时单管流速为1.27m/s,1.27m/s,进水流量进水流量可保证达可保证达5.55.5万吨万吨/d/d虹吸高度根据动力压强分析计算，并考虑工程自然条件、虹吸高度根据动力压强分析计算，并考虑工程自然条件、施工方便、安全供水，确定最大虹吸内度为施工方便、安全供水，确定最大虹吸内度为3.43.4米。自流管米。自流管末端埋入泵房集水井最低水位以下末端埋入泵房集水井最低水位以下1.11.1米。米。虹吸自流管六、活动式取水构筑物六、活动式取水构筑物1 1、特点特点优点：水下工程量小、施工方便、工程投资少、适应性强、优点：水下工程量小、施工方便、工程投资少、适应性强、灵活性大灵活性大 缺点：操作管理复杂，供水安全性差缺点：操作管理复杂，供水安全性差 2 2、缆车式取水构筑物缆车式取水构筑物1 1）适用范围：水位变幅）适用范围：水位变幅101035m35m、岸坡稳定、倾角为岸坡稳定、倾角为1010o o2828o o、地质条件好的地段地质条件好的地段 2 2）构造及设计要求：）构造及设计要求：缆车：安装水泵机组缆车：安装水泵机组 l l结构：上部结构：上部布置水泵机组，下部布置水泵机组，下部车架、装滚轮车架、装滚轮 l l设备选择与布置：水泵的设备选择与布置：水泵的QHQH曲线较陡，一泵一管，曲线较陡，一泵一管，水平或垂直布置机组水平或垂直布置机组 坡道坡道l l管径：管径：300300500mm500mm，轨距：轨距：2.52.54.0m 4.0m l l管径：管径：300mm 300mm，轨距：轨距：1.51.52.5m 2.5m l l坡道：斜坡式、斜桥式坡道：斜坡式、斜桥式 l l上端标高：上端标高：H H高水位高水位+浪高浪高+吸水喇叭口到缆车层高度之和吸水喇叭口到缆车层高度之和+1.5m+1.5ml l下端标高：下端标高：H H低水位低水位-1.5m-1.5m输水斜管及活动接头输水斜管及活动接头l l输水斜管：铸铁管（焊接钢管）、设叉管输水斜管：铸铁管（焊接钢管）、设叉管 l l活动接头：活动接头：橡皮软管柔性接头：橡皮软管柔性接头：DN300mmDN300mm，构造简单、折装方便、灵活性大，构造简单、折装方便、灵活性大 套管活动接头：各种管径、拆装方便、寿命较长套管活动接头：各种管径、拆装方便、寿命较长 球形万向接头：组合方便、转动灵活（球形万向接头：组合方便、转动灵活（11o11o22o22o），制造复杂，拆），制造复杂，拆装麻烦装麻烦 曲臂式活动接头：曲臂式活动接头：牵引设备及安全措施牵引设备及安全措施3 3）缆车的稳定）缆车的稳定3.3.浮船式取水构筑物浮船式取水构筑物1 1）适用范围：水位变幅）适用范围：水位变幅101040m40m或更大、深足够、水流平稳、或更大、深足够、水流平稳、流速和风浪小、停泊条件好、河床较稳定、岸坡倾角流速和风浪小、停泊条件好、河床较稳定、岸坡倾角202060602 2）构造及设计要求）构造及设计要求l l浮船：浮船：结构：钢筋砼结构、平底、平面为矩形、长宽比结构：钢筋砼结构、平底、平面为矩形、长宽比3 3：1 1 设备选择与布置：设备选择与布置：QHQH曲线较陡的水泵、单排布置、上承式曲线较陡的水泵、单排布置、上承式（下承式）安装（下承式）安装 l l水泵出水管与输水斜管的连接管水泵出水管与输水斜管的连接管 阶梯式连接：柔性连络管、钢性连络管阶梯式连接：柔性连络管、钢性连络管 摇臂式连接：球形接头摇臂管摇臂式连接：球形接头摇臂管 套筒接头摇臂管套筒接头摇臂管 钢桁架接头摇臂管钢桁架接头摇臂管l l输水斜管：设排气阀，止回阀输水斜管：设排气阀，止回阀 3 3）浮船的稳定）浮船的稳定l l影响因素：各设备的重力、水流冲击力、动水压力、风影响因素：各设备的重力、水流冲击力、动水压力、风流等流等 l l措施：机组布置平衡、重物舱底压载、移动压载、液压措施：机组布置平衡、重物舱底压载、移动压载、液压载载 4 4）浮船的锚固：）浮船的锚固：l l岸边系留加支撑杆岸边系留加支撑杆 l l岸边系留与船着尾抛锚相结合岸边系留与船着尾抛锚相结合 l l岸边系留与船着尾抛锚及增设外开锚岸边系留与船着尾抛锚及增设外开锚 3.3.活动式取水构筑物的数量活动式取水构筑物的数量l l决定因素：供水规模、接头形式、调节池决定因素：供水规模、接头形式、调节池 七、山区浅水河流取水构筑物1 1、山区浅水河流的特性、利用特点及取水方式、山区浅水河流的特性、利用特点及取水方式 1 1）山区浅水河流的特性：）山区浅水河流的特性：河床坡降大、较稳定、河狭流急河床坡降大、较稳定、河狭流急 流量及水位变化大、水质变化大流量及水位变化大、水质变化大 2 2）山区浅水河流的利用特点及取水方式）山区浅水河流的利用特点及取水方式QQ取取=70%=70%80%Q80%Q枯枯 吸水深度小，需设低坝吸水深度小，需设低坝 考虑推移质影响考虑推移质影响 2 2、低坝式取水构筑物、低坝式取水构筑物1 1）固定式低坝（图）固定式低坝（图631631）2 2）活动式低坝（采用较多）活动式低坝（采用较多）橡胶坝橡胶坝 形状：袋形、片形形状：袋形、片形 特点：轻、施工安装方便、工期短、投资省、出水效果好、操作特点：轻、施工安装方便、工期短、投资省、出水效果好、操作简便、抗震、坚固性耐久性差、易坏简便、抗震、坚固性耐久性差、易坏 浮体闸（图浮体闸（图634634）l l构成：主闸板、上下副闸板、充排水系统构成：主闸板、上下副闸板、充排水系统 l l特点：投资少、管理方便、使用年限长，适用于推移质特点：投资少、管理方便、使用年限长，适用于推移质少的河流少的河流 3.3.底栏栅式取水构筑物底栏栅式取水构筑物1 1）构造：图（）构造：图（635635）l l拦河低坝、底栏栅、引水廊道、沉沙池、取水泵房拦河低坝、底栏栅、引水廊道、沉沙池、取水泵房 2 2）底栏栅的设计和计算）底栏栅的设计和计算l l栏栅：梯形断面栏栅：梯形断面 净距净距 8 810mm 10mm l l进水量计算：进水量计算：集取河流部分水量时集取河流部分水量时 集取河流全部水量时集取河流全部水量时 l l栏栅宽度计算栏栅宽度计算l l双排廊道的流量计算双排廊道的流量计算 据观测，当据观测，当i i0.10.1时，第一排流量占时，第一排流量占6565，第二排流量占，第二排流量占3535。例题某河流量某河流量QQ8m8m3 3/s/s，设计流量，设计流量QQ0 02 m2 m3 3/s/s，经过栏栅的流量，经过栏栅的流量Q1Q14 m4 m3 3/s/s，根据具体情况，取栏栅长度，根据具体情况，取栏栅长度L L4m4m，栏栅孔口，栏栅孔口的流量系数的流量系数 0.50.5，栅条宽度，栅条宽度s s8mm8mm，栅条间隙宽度，栅条间隙宽度t t8mm8mm，堵塞系数，堵塞系数K K1 11 1，试求底栏栅的水平投影宽度。，试求底栏栅的水平投影宽度。八八 取水构筑物形式选择的主要考虑因素取水构筑物形式选择的主要考虑因素l l河流的水位变幅河流的水位变幅l l河床及岸边的地形条件河床及岸边的地形条件l l河流的含沙量河流的含沙量l l取水规模及安全度取水规模及安全度l l航运要求航运要求l l冰情条件冰情条件l l 草情条件草情条件九九 各大水系取水形式各大水系取水形式l l长江水系长江水系上游：竖井泵房上游：竖井泵房中游：岸边式、河床式、浮船式、缆车式、淹没式泵房中游：岸边式、河床式、浮船式、缆车式、淹没式泵房下游：合建或分建河床式下游：合建或分建河床式l l黄河水系黄河水系 一般不设取水头部、自流管及集水井。水泵吸水管直接抽吸取水、一般不设取水头部、自流管及集水井。水泵吸水管直接抽吸取水、桥墩式桥墩式 含沙高及冰情严重的河段：双向斗槽式含沙高及冰情严重的河段：双向斗槽式 下游：固定式考虑淤高情况、活动式下游：固定式考虑淤高情况、活动式l l松花江水系松花江水系 主流靠岸，水深岸陡：岸边合建式，水量小时水泵直吸主流靠岸，水深岸陡：岸边合建式，水量小时水泵直吸 主流离岸较远：河床自流管式主流离岸较远：河床自流管式l l湖泊取水构筑物湖泊取水构筑物l l海水取水构筑物海水取水构筑物思考题思考题 四四江河取水构筑物位置选择的基本要求是什么？江河取水构筑物位置选择的基本要求是什么？什么是岸边式取水构筑物？它的基本形式及其构造组成是怎什么是岸边式取水构筑物？它的基本形式及其构造组成是怎样的？各适用什么取水条件？样的？各适用什么取水条件？什么是河床式取水构筑物？它的基本形式及其构造组成是怎什么是河床式取水构筑物？它的基本形式及其构造组成是怎样的？各适用什么取水条件？样的？各适用什么取水条件？斗槽式取水构筑物的工作原理适用条件？斗槽式取水构筑物的工作原理适用条件？山区浅水河流取水方式有何特点？山区浅水河流取水方式有何特点？低坝式取水和底栏栅取水的构造组成和适用条件是怎样的？低坝式取水和底栏栅取水的构造组成和适用条件是怎样的？浮船式取水构筑物和缆车式取水构筑物的构造组成和适用条浮船式取水构筑物和缆车式取水构筑物的构造组成和适用条件是怎样的？件是怎样的？某河流量某河流量QQ8m8m3 3/s/s，设计流量，设计流量QQ0 02 m2 m3 3/s/s，经过栏栅的流量，经过栏栅的流量Q1Q14 m4 m3 3/s/s，根据具体情况，取栏栅长度，根据具体情况，取栏栅长度L L4m4m，栏栅孔口，栏栅孔口的流量系数的流量系数 0.50.5，栅条宽度，栅条宽度s s8mm8mm，栅条间隙宽度，栅条间隙宽度t t8mm8mm，堵塞系数，堵塞系数K K1 11 1，粗糙系数，粗糙系数n n0.0250.025，试求底栏栅的，试求底栏栅的水平投影宽度。水平投影宽度。