第六章取水工程第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇第二節(jié)地表水取水工程第三節(jié)地下水水源地選擇第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件第六章取水工程第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇1

水源方面——各種天然水體的存在形式、運動變化規(guī)律、作為給水水源的可能性，為供水目的而進行的水源勘查、規(guī)劃、調節(jié)治理與衛(wèi)生防護等。

取水構筑物方面——各種水源的選擇和利用，從各種水源取水的方法，各種取水構筑物的構造形式，設計計算，施工方法和運行管理等。水源方面——各種天然水體的存在形式、運動變化規(guī)律、作2第六章取水工程ppt課件3第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇一、地表水源的供水特征水量大、總溶解固體含量較低、硬度小時空分布不均易受污染泥沙和SS含量高取水條件及取水構筑物一般比較復雜第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇一、地表水源的供水特征4第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇二、水源地選擇原則進行水源勘察水源的選用應通過技術經濟比較水源的流量有一定的保證率地表水與地下水聯合使用相關部門的書面同意書第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇二、水源地選擇原則5第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇三、水源選擇要求

水源選擇應密切結合城市遠近期規(guī)劃和工業(yè)總體布局要求，通過技術經濟比較后綜合考慮確定。所選水源應該水質良好且穩(wěn)定、水量充沛并能持續(xù)開發(fā)利用、易于進行衛(wèi)生防護、靠近主要用水區(qū)域、有利于水資源的綜合利用、具有良好的取水構筑物施工條件。第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇三、水源選擇要求6第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇四、防止水源水質污染措施①合理規(guī)劃城市居住區(qū)和工業(yè)區(qū)，應盡量將容易造成污染的工廠布置在城市及水源地的下游；②加強水源水質監(jiān)督管理，制定污水排放標準并切實貫徹實施；③勘察新水源時，應從防止污染角度，提出衛(wèi)生防護條件與防護措施；④進行水體污染調查研究，建立水體污染監(jiān)測網。第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇四、防止水源水質污染措施7第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇五、地表水源衛(wèi)生防護

取水點周圍半徑100m的水域內嚴禁捕撈、停靠船只、游泳和從事可能污染水源的任何活動，并應設有明顯的范圍標志和嚴禁事項的告示牌；河流取水點上游1000m至下游100m的水域內，不得排入工業(yè)廢水和生活污水；飲用水水源的水庫和湖泊，應根據情況將取水點周圍部分水域或整個水域及其沿岸列入防護范圍；受潮汐影響的河流取水點的防護范圍，由水廠會同衛(wèi)生防疫站、環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測站研究確定。第一節(jié)地表水資源供水特征與水源選擇五、地表水源衛(wèi)生防護8第二節(jié)地表取水工程分類：按水源種類可分為河流、湖泊、水庫及海水取水構筑物；按取水構筑物的構造形式可分為固定式(岸邊式、河床式、斗槽式)和活動式(浮船式、纜車式)兩種，在山區(qū)河流上，有低壩式和底欄柵式取水構筑物。第二節(jié)地表取水工程分類：9第二節(jié)地表取水工程一、影響地表水取水的主要因素1.取水河段的徑流特征

水位（最高、最低、平均）、流量（最大、最小、平均）、流速（最大、最小、平均）第二節(jié)地表取水工程一、影響地表水取水的主要因素10第二節(jié)地表取水工程2.河流的泥沙運動及河床演變

1）泥沙運動①運動狀態(tài)：床沙：靜止推移質：沿河床滑動、滾動、跳動懸移質：床沙是組成河床表面的靜止泥沙河流泥沙是指在河流中運動的以及組成河床的泥沙，所有在河流中運動及靜止的粗細泥沙、大小石礫都稱為河流泥沙。第二節(jié)地表取水工程2.河流的泥沙運動及河床演變河流泥沙是11第二節(jié)地表取水工程在水流的作用下，沿河床滾動、滑動或跳躍前進的泥沙、稱為推移質(又稱底沙)；這類泥沙一般粒徑較粗，通常占江河總含沙量的5％～10％。懸浮在水中，隨水流前進的泥沙，稱為懸移質(也稱懸沙)。這類泥沙一般顆粒較細。在沖積平原河流中約占總含沙量的90％～95％。第二節(jié)地表取水工程在水流的作用下，沿河床滾動、滑動或跳躍前12河流彎斷、直斷、凹岸、凸岸、邊灘及深水線河流彎斷、直斷、凹岸、凸岸、邊灘及深水線13第二節(jié)地表取水工程②泥沙運動的影響因素：泥沙粒徑、水流速度③水流運動：縱向流環(huán)流：河床沖涮和淤積第二節(jié)地表取水工程②泥沙運動的影響因素：泥沙粒徑、水流速度14第二節(jié)地表取水工程含沙量：單位體積河水內挾帶泥沙的重量，以kg/m3表示。

江河橫斷面上各點的水流脈動強度不同，含沙量的分布亦不均勻，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；河心的含沙量高于兩側。第二節(jié)地表取水工程含沙量：單位體積河水內挾帶泥沙的重量，以15第二節(jié)地表取水工程2）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動體現。挾沙能力：水流能夠挾帶泥沙的飽和數量。水流條件改變時，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，河床既不沖刷，也不淤積，如果來沙量與本河段水流挾沙能力不相適應，河床將發(fā)生沖刷或淤積。第二節(jié)地表取水工程2）河床演變16第二節(jié)地表取水工程①單向變形②往復變形③縱向變形④橫向變形單向變形是指在長時間內，河床緩慢地不間斷地沖刷或不間斷地淤積，不出現沖淤交錯。往復變形是指河道周期性往復發(fā)展的演變現象。縱向變形是河床沿縱深方向的變化，表現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，向兩側的變化，表現為河岸的沖刷與淤積，使河床平面位置發(fā)生擺動。第二節(jié)地表取水工程①單向變形17第二節(jié)地表取水工程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間變化和沿程變化、河流比降和河床寬度沿程變化導致。

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。第二節(jié)地表取水工程河床縱向變形由水流縱向輸沙不平衡引起，而18第二節(jié)地表取水工程3）河段①順直型：淺灘深槽沖淤交替，并向下游平移②彎曲型：淺灘深槽水深相差大③游蕩型：演變強度大、變形速度快、河漫灘廣闊④汊道型：河岸坍塌和淤積，江心洲的遷移和汊道的興衰第二節(jié)地表取水工程3）河段19沖積平原河段類型順直型河段彎曲型河段游蕩型河段汊道型河段沖積平原河段類型順直型河段彎曲型河段游蕩型河段汊道型河段20第二節(jié)地表取水工程3.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，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；第二節(jié)地表取水工程3.影響河床演變的主要因素1)河段21第二節(jié)地表取水工程4）河床與岸坡的巖性和穩(wěn)定性：取水構筑物應選在河岸穩(wěn)定、巖石露頭、未風化的基巖上或地質條件較好的河床處。在地震區(qū)要按照防震要求設計。5）河流的冰凍情況：秋季流冰期、封凍期和春季流冰期。1）冰凍：冰晶→水內冰→冰蓋→凍結↘底冰↗冰壩

2）對取水構筑物影響增加水頭損失，沖擊、擠壓取水構筑物第二節(jié)地表取水工程4）河床與岸坡的巖性和穩(wěn)定性：22第二節(jié)地表取水工程6）河道中水工構筑物及天然障礙物第二節(jié)地表取水工程6）河道中水工構筑物及天然障礙物23第二節(jié)地表取水工程二、地表水取水位置的選擇1.取水點應設置在具有穩(wěn)定河床、靠近主流和有足夠水深的地段：①順直河段：靠岸、河床穩(wěn)定、水深較大、流速較快。取水口水深一般要求不小于2.5-3.0m。②彎曲河段：凹岸,一般設在頂沖點下游15－20m。③游蕩性河段：主流線密集的河段上或河道整治④有邊灘沙洲的河段：沙洲上游500m遠處⑤有支流匯入的順直河段：匯入口干流的上游河段第二節(jié)地表取水工程二、地表水取水位置的選擇24凹岸河段取水位置凹岸河段取水位置25游蕩性河段取水位置選擇示意將取水口布置在主流線密集的河段上，必要時進行河流整治游蕩性河段取水位置選擇示意將取水口布置在主流線密集的河段上，26第六章取水工程ppt課件27第二節(jié)地表取水工程

2.取水點應盡量設在水質較好的地段①排污口上游100m以外，并建立衛(wèi)生防護帶②避開回流區(qū)、死水區(qū)③考慮海水影響第二節(jié)地表取水工程2.取水點應盡量設在水質較好的地段28第二節(jié)地表取水工程3.取水點應設在具有穩(wěn)定的河床及岸邊，有良好的工程地質條件的地段，并有良好的地形和施工條件

取水構筑物應設在地質構造穩(wěn)定、承載力高的地基上；取水構筑物不宜設在有寬廣河漫灘的地方，以免進水管過長；選擇取水構筑物位置時，要盡量考慮到施工條件，除要求交通運輸方便，有足夠的施工場地外，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。第二節(jié)地表取水工程3.取水點應設在具有穩(wěn)定的河床及岸邊，有29第二節(jié)地表取水工程4.靠近主要用水區(qū)取水構筑物位置選擇應與工業(yè)布局和城市規(guī)劃相適應，全面考慮整個給水系統的合理布置。在保證取水安全的前提下，取水構筑物應盡可能靠近主要用水地區(qū)，以縮短輸水管線的長度，減少輸水管的投資和輸水電費。此外，輸水管的敷設應盡量減少穿過天然或人工障礙物。第二節(jié)地表取水工程4.靠近主要用水區(qū)30第二節(jié)地表取水工程5.避開人工構筑物和天然障礙物橋墩：上游0.5～1.0km，下游1.0km以外丁壩：上游或對岸（150～200m碼頭：距碼頭邊緣至少100m外攔河閘壩：閘壩上游100～200m處，閘壩影響范圍外陡崖、石嘴：附近不宜設置第二節(jié)地表取水工程5.避開人工構筑物和天然障礙物31第二節(jié)地表取水工程6.盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮等的影響在北方地區(qū)的河流上設置取水構筑物時，應避免冰凌的影響。取水構筑物應設在水內冰較少和不受流冰沖擊的地點，而不宜設在易于產生水內冰的急流、冰穴、冰洞及支流出口的下游，盡量避免將取水構筑物設在流冰易于堆積的淺灘、沙洲、回流區(qū)和橋孔的上游附近。在水內冰較多的河段，取水構筑物不宜設在冰水混雜地段，而宜設在冰水分層地段，以便從冰層下取水。第二節(jié)地表取水工程6.盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮等32第二節(jié)地表取水工程7.與河流綜合利用相適應

選擇取水構筑物位置時，應結合河流的綜合利用，如航運、灌溉、排洪、水力發(fā)電等，全面考慮，統籌安排。在通航河流上設置取水構筑物時，應不影響航船通行，必要時應按照航道部門的要求設置航標；應注意了解河流上下游近遠期內擬建的各種水工構筑物和整治規(guī)劃對取水構筑物可能產生的影響。第二節(jié)地表取水工程7.與河流綜合利用相適應33第二節(jié)地表取水工程8.生活飲用水取水處設在城市和工業(yè)企業(yè)清潔河段第二節(jié)地表取水工程8.生活飲用水取水處設在城市和工業(yè)企業(yè)清34第二節(jié)地表取水工程三、地表水取水構筑物設計的一般原則1.大型取水構筑物，必要時進行水工模型試驗2.供水水源的Q枯保證率：90%～95%，H枯：90%～99%3.采取一定的防患措施4.取水構筑物的防洪標準不應低于城市防洪標準，設計洪水重現期≥100年第二節(jié)地表取水工程三、地表水取水構筑物設計的一般原則35第二節(jié)地表取水工程5.取水構筑物的沖涮深度應通過調查與計算確定6.設標志7.黃河下游淤積段：預留淤積高度，考慮淤積引起的水位變化8.黃河上設取水構筑物需經相關部門同意第二節(jié)地表取水工程5.取水構筑物的沖涮深度應通過調查與計算36第二節(jié)地表取水工程四、地表水取水構筑物分類及設置原則1.分類（3大類，20種型式）固定式取水構筑物：不經過筑壩攔蓄河水，在岸邊或河床上直接修建的固定的取水設施活動式取水構筑物山區(qū)淺水河流取水構筑物第二節(jié)地表取水工程四、地表水取水構筑物分類及設置原則37第二節(jié)地表取水工程2.型式的選擇考慮河流水文特征、施工條件和方法，保證安全，技術經濟比較后確定游蕩型河道：橋墩式水位變幅大的河道：浮船式含沙量大及冬季有潛冰的河道：斗槽式第二節(jié)地表取水工程2.型式的選擇38第二節(jié)地表取水工程五、固定式取水構筑物1.優(yōu)缺點：優(yōu)：取水安全可靠、維修管理方便、適應范圍廣缺：水位變化大時，工程投資較高、施工期長、擴建困難第二節(jié)地表取水工程五、固定式取水構筑物39第二節(jié)地表取水工程2.基本形式1）岸邊式①定義：取水設施和泵房都建在岸邊，直接從岸邊取水的固定式取水構筑物②構成：集水井、泵房③適用范圍：河岸較陡，主流靠近河岸，岸邊有一定的取水深度，水位變幅不太大，水質、地質好，取水量大和安全性要求較高④型式：合建式岸邊取水構筑物：3種形式第二節(jié)地表取水工程2.基本形式40岸邊式：底板呈階梯布置特點：集水井與泵房底板呈階梯布置；可減小泵房深度，減少投資，水泵啟動需采用抽真空方式，啟動時間較長。適用條件：具有巖石基礎或其他較好的地質，可采用開挖施工。岸邊式：底板呈階梯布置特點：集水井與泵房底板呈階梯布置；可減41岸邊合建式：底板水平布置（采用臥式泵）特點：集水井與泵房布置在同一高程上；水泵可設于低水位下，啟動方便；泵房較深，巡視檢查不便，通風條件差。適用條件：在地質條件較差，不宜作階梯布置以及安全性要求較高、取水量較大的情況，可采用開挖或沉井法施工。岸邊合建式：底板水平布置（采用臥式泵）42岸邊合建式：底板水平布置（采用立式泵）特點：集水井與泵房布置在同一高程上；電器設備可置于最高水位上，操作管理方便、通風條件好；建筑面積小，檢修條件差。適用條件：在地質條件較差，不宜作階梯布置以及河道水位較低的情況。岸邊合建式：底板水平布置（采用立式泵）特點：集水井與泵房布置43分建式岸邊取水構筑物特點：泵房可離開岸邊，設于較好的地質條件下；維護管理及運行安全性較差，一般吸水管布置不宜過長。適用范圍：在河岸處地質條件較差，不宜合建時，建造合建式對河道端面及航道影響較大時，水下施工有困難，施工裝備力量較差時采用。分建式岸邊取水構筑物特點：泵房可離開岸邊，設于較好的地質條件44第二節(jié)地表取水工程2）河床式①定義：在河心設置進水孔，從河心取水的構筑物②構成：取水頭部、進水管、集水井、泵房③適用范圍：河岸較平緩、主流缺乏必要的取水深度或水質不好時第二節(jié)地表取水工程2）河床式45第二節(jié)地表取水工程④型式：自流管式：高位進水孔分層取水虹吸式：虹吸高度可達4～6m水泵直接吸水式：不設集水井，小型取水工程橋墩式：施工復雜、造價高、維護管理不便、影響航運濕式豎井泵房：適用于水位變幅大于10m，水流速度大淹沒式泵房：長時期為枯水期水位第二節(jié)地表取水工程④型式：46自流管式

特點：集水井設于河岸上，可不受水流沖刷和冰凌的碰擊，亦不影響河床水流；冬季保溫防凍條件比岸邊式好；進水頭部深入河床，檢修和清洗不便；在洪水期，河流底部泥沙較多，水質較差，建于高濁度河流的集水井，常沉積大量泥沙不易清除。適用條件：河床較穩(wěn)定，河岸平坦，主流據河岸較遠，河岸水深較淺；岸邊水質較差；水中懸浮物較少。自流管式特點：集水井設于河岸上，可不受水流沖刷和冰凌47分建式虹吸管取水構筑物分建式虹吸管取水構筑物48分建式虹吸管取水構筑物特點：虹吸管管頂可高于最低設計水位4～6m，可大大減少管道的埋設深度、節(jié)約土石方工程量、縮短工期、降低工程造價；需裝設一套真空管路系統，當虹吸管徑較大時，啟動時間長，運行不便；對施工的質量要求高，需嚴密不漏氣。適用條件：枯水期主流遠離取水岸、水位又很低、河流水位變幅較大，以及河灘寬闊、岸坡高而陡、且河床多為堅硬的巖石或土質的河床。分建式虹吸管取水構筑物特點：虹吸管管頂可高于最低設計水位4～49水泵直接吸水式1-取水頭部；2-水泵吸水管；3-泵房

不設集水間，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，結構簡單，施工方便，造價較低。適用于水中漂浮物不多，吸水管不長的中小型取水泵房。在不影響航運時，水泵吸水管可以架空敷設在樁架或支墩上。水泵直接吸水式1-取水頭部；2-水泵吸水管；3-泵房50橋墩式取水構筑物

橋墩式取水構筑物建在河中，縮小了水流過水斷面，容易造成附近河床沖刷，基礎埋深大，水下工程量大，施工復雜，需要設置較長的引橋與岸邊連接，影響航運，只適用于江河斷面寬、含沙量高、取水量大、岸邊平緩、岸邊無條件建泵房的情況。

整個取水構筑物建在水中，在進水間的壁上設置進水孔。

橋墩式取水構筑物橋墩式取水構筑物建在河中，縮小了水流51第二節(jié)地表取水工程3）斗槽式在岸邊式或河床式取水構筑物之前，在河流岸邊用堤壩圍成，或在岸內開挖形成進水斗槽。

水流進入斗槽后，流速減小，便于泥沙沉淀和水內冰上浮，可減少泥沙和冰凌進入進水孔，適用于取水量大、河流含沙量高、漂浮物較多、冰絮較嚴重且有適合地形的情況。順流式：含沙高、冰凌不嚴重的河段逆流式：冰凌嚴重、含沙量較少的河段側壩進水逆流式：含沙量較高的河段雙向式：冰凌嚴重、泥沙含量高的河段第二節(jié)地表取水工程3）斗槽式52第二節(jié)地表取水工程第二節(jié)地表取水工程53第二節(jié)地表取水工程

順流式斗槽水流方向與河流一致，但斗槽中流速小于河水流速，一部分動能轉化位能，在進口形成壅水和橫向環(huán)流，進入斗槽的水流主要是河流表層水，適用于含泥沙多，冰凌不嚴重的河流。

逆流式斗槽水流方向與河流相反，河水在斗槽進口受到抽吸，形成水位跌落，產生橫向環(huán)流，進入斗槽的水流主要是河流底層的水，適用于冰凌嚴重，而泥沙較少的河流。第二節(jié)地表取水工程順流式斗槽水流方向與河流一致，但54第二節(jié)地表取水工程雙流式斗槽適用于河流含沙量和冰凌含量季節(jié)性變化的情況。當洪水季節(jié)含沙量大時，打開上游端閘門，順流進水。當冬季冰凌嚴重時，打開下游端閘門，逆流進水。斗槽式取水構筑物的位置應設在凹岸靠近主流的岸邊處，以便利用水力沖洗沉積在斗槽內的泥沙。斗槽式取水構筑物施工量大，造價較高，排泥困難，并且要有良好的地質條件，采用較少。第二節(jié)地表取水工程雙流式斗槽適用于河流含沙量和冰凌含量季節(jié)55第二節(jié)地表取水工程3.固定式取水構筑物主要構造及設計原則1）集水井集水井平臺：

設置便于操作的閘閥啟閉設備和格柵、格網起吊設備；必要時還應設清除泥沙的設施。有半淹沒和非淹沒式兩種類型（平臺上緣應在設計最高水位線以上0.5m）。第二節(jié)地表取水工程3.固定式取水構筑物主要構造及設計原則56第二節(jié)地表取水工程進水間：根據運行的安全以及檢修、清洗、排泥等要求，進水間常用隔墻分成可獨立工作的若干分格，其分格數目應按水泵的臺數和容量大小以及格網的類型確定，一般不少于兩格。大型取水工程可采用一臺泵一個分格，小型取水工程可采用數臺泵一個分格。

平面尺寸應根據進水孔、格網和閘板的尺寸及安裝、檢修和清洗等要求確定，同時應保證進水均勻、平穩(wěn)。第二節(jié)地表取水工程進水間：57第二節(jié)地表取水工程進水孔：

一般進水間每一分格布置一個進水孔。進水孔一般做成矩形，其面積及高寬比應盡量符合標準設計的格柵和閘門尺寸。下緣距河床的高度：

側面進水孔：不得小于0.5m，當水深較淺、水質較清、河床穩(wěn)定、取水量不大時，可為0.3m。

頂面進水孔：不得小于1.0m。上緣距設計最低水位的深度：頂面進水不得小于0.5m；側面進水不得小于0.3m；虹吸進水不宜得小于1.0m，封凍時可為0.5m。第二節(jié)地表取水工程進水孔：58第二節(jié)地表取水工程河流水位變幅在6m以上時，一般設置兩層進水孔，上層進水孔的上緣應在洪水位以下1.0-1.25m，下層進水孔的下緣至少應高出河底0.5m，其上緣至少應在設計量低水位以下0.3m。進水孔的高寬比，宜盡量配合格柵和閘門的標準尺寸。進水間上部的操作平臺設有格柵、格網、閘門等設備的起吊裝置和沖洗系統。第二節(jié)地表取水工程河流水位變幅在6m以上時，一般59進水孔口分層并列布置進水孔口分層并列布置60進水孔口分層交錯布置進水孔口分層交錯布置61第二節(jié)地表取水工程格柵：進水孔設置，攔截粗大漂浮物及魚類等。由金屬礦和柵條組成，框架外形與進水孔形狀一致。一般按可拆卸考慮，并考慮人工或機械清除的措施。柵條形狀有矩形、圓形和扁圓形等。第二節(jié)地表取水工程格柵：62第二節(jié)地表取水工程格網：設置在進水間和吸水間之間，攔截細小顆粒物。有平板式和旋轉式兩種形式（根據漂浮物數量、每臺水泵的出水量等因素考慮）。平板格網：出水量為1.5m3/s時采用。設置在隔墻上，隔墻上安裝導軌。由框架、金屬網構成。一般設一層金屬網，面積較大時，需設置兩層金屬網（工作網、支撐網）。第二節(jié)地表取水工程格網：63第二節(jié)地表取水工程格網堵塞需要及時沖洗，以免格網前后水位差過大，使網格破裂。設壓力沖洗水管，水壓為0.25~0.3MPa，廢水經排水槽排往河道下游。。為保證取水安全，一般平行設置兩道平板格網，一道為備用。第二節(jié)地表取水工程格網堵塞需要及時沖洗，以免格網前后水位差64第二節(jié)地表取水工程旋轉格網：出水量大于3.0m3/s時采用。在進水間和吸水間設置格網室。水頭損失為0.15-0.3m。構造復雜，但沖洗方便，攔污效果好，可以攔截細小的雜質，適宜在水中漂浮物較多、取水量較大時采用。第二節(jié)地表取水工程旋轉格網：出水量大于3.0m3/s時采用65旋轉格網旋轉格網66格網形式選擇格網形式選擇67第二節(jié)地表取水工程排泥和沖洗：大型取水構筑物可設排污泵小型或泥沙淤積不嚴重時，可采用射流泵。底部淤泥：大型-4~6格網高壓噴嘴；小型-水龍帶。第二節(jié)地表取水工程排泥和沖洗：68岸邊分建式進水間岸邊分建式進水間69第二節(jié)地表取水工程2）取水泵房（一級泵房或水源泵房）平面形式：H<10m，矩形，n>4；H>10m，圓形，但n<4平面布置：泵（3-4臺）、附屬設備高程布置：堤外需考慮最高水位，堤內可不考慮第二節(jié)地表取水工程2）取水泵房（一級泵房或水源泵房）70集水井和泵房合建形式集水井和泵房合建形式71岸邊式取水泵房的設汁特點(1)水泵選擇水泵選擇包括水泵型號選擇和水泵臺數確定。水泵臺數過多，將增大泵房面積和土建造價；水泵臺數過少，不利于運行調度，一般采用3～4臺。水泵型號應盡量相同，以便互為備用。當供水量或揚程變化較大時，可考慮大小水泵搭配，以利調節(jié)。選泵時應以近期水量為主，適當考慮遠期發(fā)展。岸邊式取水泵房的設汁特點(1)水泵選擇72岸邊式取水泵房的設汁特點(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、管路和起吊設備，而圓形受力條件好，當泵房深度較大時，土建費用較低。水泵機組、管路及附屬設備布置，既要滿足安裝、操作、檢修的方便，為遠期發(fā)展留有余地，又要盡量減小泵房面積、減低造價。岸邊式取水泵房的設汁特點(2)泵房布置73岸邊式取水構筑物實例岸邊式取水構筑物實例74岸邊式取水構筑物實例岸邊式取水構筑物實例75岸邊式取水泵房的設汁特點(3)泵房進口地平設計標高

岸邊式取水構筑物的泵房地平設計標高，應分別按下列情況確定：當泵房位于渠道邊時，采用設計最高水位加0.5m；當泵房位于江河邊時，采用設計最高水位加浪高再加0.5m；當泵房位于湖泊、水庫或海邊時，采用設計最高水位加浪高再加0.5m，并應設有防止風浪爬高的措施。岸邊式取水泵房的設汁特點(3)泵房進口地平設計標高76岸邊式取水泵房的設汁特點(4)泵房的通風采暖及附屬設備

泵房應有通風設施，深度不大時采取自然通風；深度較大時可采用機械通風。寒冷地區(qū)，泵房應考慮采暖。為便于泵房內設備的安裝、檢修，需要設置起吊設備。當水泵啟動時不能自灌時，應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置集水溝和排水泵，及時排除漏水及滲水。為便于調度、泵房內還應設置通訊、遙控等自動化設施。岸邊式取水泵房的設汁特點(4)泵房的通風采暖及附屬設備77岸邊式取水泵房的設汁特點(5)泵房的防滲和抗浮

取水泵房的側壁及底部，要求在水壓作用下不產生滲漏，因此必須注意混凝土的級配及施工質量。取水泵房在岸邊時，將會受到河水和地下水的浮力作用，因此在設計時必須考慮抗浮。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。岸邊式取水泵房的設汁特點(5)泵房的防滲和抗浮78第二節(jié)地表取水工程3）取水頭部

①設計要求：水深足夠、外型合理、體積小、防沖涮、防堵防沖擊、宜分格第二節(jié)地表取水工程3）取水頭部79取水頭部形式取水頭部形式80第二節(jié)地表取水工程②取水頭部形式和構造取水頭部型式很多，常用的有喇叭管、蘑菇形、魚形罩、箱式、橋墩式等。

喇叭管取水頭部是將設有格柵的金屬喇叭管用樁架或支墩固定在河床上。這種頭部構造簡單，造價較低，施工方便，適宜在中小取水量時采用。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。第二節(jié)地表取水工程②取水頭部形式和構造81喇叭管取水頭部喇叭管取水頭部82第二節(jié)地表取水工程

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，所以要求設置在枯水期時仍有一定水深，適用于中小型取水構筑物。

魚形罩取水頭部是一個兩端帶有圓錐頭部的圓筒，在圓筒表面和背水圓錐面上開設圓形進水孔。外形趨于流線型，進水面積大，進水孔流速小，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采用。第二節(jié)地表取水工程蘑菇形取水頭部是在向上的喇叭管上83蘑菇形、魚形罩取水頭部蘑菇形、魚形罩取水頭部84第二節(jié)地表取水工程箱式取水頭部由周邊開設進水孔的鋼筋混凝土箱和設在箱內的喇叭管組成。由于進水孔總面積較大，能減少冰凌和泥沙進入量。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。

斜板取水頭部在取水頭部安設斜板，河水經過斜板時，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。第二節(jié)地表取水工程箱式取水頭部由周邊開設進水孔的鋼85箱式、斜板式取水頭部箱式、斜板式取水頭部86第二節(jié)地表取水工程

橋墩式取水頭部有淹沒式與半淹沒式兩種，使用于中小型的取水構筑物和水深較小、船只通航不頻繁的河道。因取水頭部的基礎深入河床，產生局部沖刷，使泥沙不易淤積，單對周圍的河床必須采取防護措施。長軸方向盡量與洪水期水流方向一致。

樁架式取水頭部是用鋼筋混凝土或木樁打入河底，支承取水頭部和管道。樁架四周設置格柵。適用于流速較小、水位變化不大、有足夠水深、河床可打樁且無流冰的河道。第二節(jié)地表取水工程橋墩式取水頭部有淹沒式與半淹87框架式、活動式取水頭部框架式、活動式取水頭部88第二節(jié)地表取水工程

活動式取水頭部由浮筒、取水頭部和膠管組成。一個浮筒帶兩個取水頭部，膠管一端與取水頭連接，另一端接入鋼制叉形三通，三通焊接在自流管進口的喇叭口上。適用于枯水期水深較淺、洪水期底部含沙量較大的山區(qū)河流。第二節(jié)地表取水工程活動式取水頭部由浮筒、取水頭部89第二節(jié)地表取水工程③取水頭部進水孔的設計布置原則：(1)河床為容易沖刷的土壤，河流含沙量大，且豎向分布很不均勻時，應在頂部開設進水孔；(2)有漂浮物或流冰的河流，宜在側面開設進水孔，(3)當泥沙和漂浮物均較少時，可在下游布置進水孔；(4)一般不宜在上游迎水面布置進水孔。第二節(jié)地表取水工程③取水頭部進水孔的設計90第二節(jié)地表取水工程進水孔下緣離河床的距離：側面進水孔下緣距河床的高度不得小于0.5米(當水深較淺、水質較清，河床穩(wěn)定，取水量不大時，可減至0.3米)對于頂部進水的淹沒式取水頭部，應高出河床不得小于1米。

對于斜板式取水頭部，進水管口離河床的高度一般不小于2米，在淺水河床可取1米。在水庫和湖泊中取水，一般不宜小于1米，當眾深較淺，水質較清，且取水量不大時，其高度可減至0.5米。第二節(jié)地表取水工程進水孔下緣離河床的距離：91第二節(jié)地表取水工程進水孔在最低水位下的淹沒深度：頂部進水時，不得小于0.5米。側面進水時，不得小于0.3米。虹吸進水或吸水管直接吸水時，一般不宜小于1米。小型的虹吸或吸水管式進水孔的淹沒深度，當河水較淺時可適當降低，當水體封凍時，可減至0.5米。第二節(jié)地表取水工程進水孔在最低水位下的淹沒深度：92第二節(jié)地表取水工程④進水管設計要求：

不少于兩根，v=1.0～1.5m/s，有沖洗措施型式：

自流管：鋼管、鑄鐵管、鋼砼管，管頂在河床下，并考慮抗浮

虹吸管：鋼管，每條管線設抽真空系統沖洗：正向沖洗：泥沙不易沖走，效果差反向沖洗：效果好，使用靈活第二節(jié)地表取水工程④進水管93第二節(jié)地表取水工程自流管一般埋設在河床下0.5～1.0m，如需敷設在河床上時，須用塊石或支墩固定。自流管的坡度和坡向應視具體條件而定，可以坡向河心、坡向集水間或水平敷設。虹吸管的虹吸高度一般采用4～6m，不大于7m。虹吸管末端至少應伸入集水井最低動水位以下1.0m；虹吸管應朝集水間方向上升，最小坡度為0.003～0.005；每條虹吸管宜設置單獨的真空管路，以免互相影響。第二節(jié)地表取水工程自流管一般埋設在河床下0.594虹吸自流管虹吸自流管95第二節(jié)地表取水工程六、活動式取水構筑物當修建固定式取水構筑物有困難時，可采用活動式取水構筑物。活動式取水構筑物主要有纜車式、浮船式兩種，它們具有水下工程量小、施工方便、工程投資少、適應性強、靈活性大等優(yōu)點，能適應水位的變化；但操作管理較復雜，需經常隨河水的變化將纜車或浮船移位以及更換輸水斜管的接頭，供水安全性差。第二節(jié)地表取水工程六、活動式取水構筑物96第二節(jié)地表取水工程1.特點優(yōu)點：水下工程量小、施工方便、工程投資少、適應性強、靈活性大缺點：操作管理復雜，供水安全性差第二節(jié)地表取水工程1.特點97第二節(jié)地表取水工程2.纜車式取水構筑物1）適用范圍：水位變幅10～35m、岸坡穩(wěn)定、傾角為10o～28o、地質條件好的地段2）構造及設計要求：纜車：安裝水泵機組結構：上部——布置水泵機組，下部——車架、裝滾輪設備選擇與布置：水泵的Q—H曲線較陡，一泵一管，水平或垂直布置機組第二節(jié)地表取水工程2.纜車式取水構筑物98第六章取水工程ppt課件99第六章取水工程ppt課件100第二節(jié)地表取水工程坡道管徑：300～500mm，軌距：2.5～4.0m管徑：<300mm，軌距：1.5～2.5m坡道：斜坡式、斜橋式上端標高：H高水位+浪高+吸水喇叭口到纜車層高度之和+1.5m下端標高：H低水位-1.5m第二節(jié)地表取水工程坡道101第二節(jié)地表取水工程輸水斜管及活動接頭輸水斜管：鑄鐵管（焊接鋼管）、設叉管活動接頭：橡皮軟管柔性接頭：DN<300mm，構造簡單、折裝方便、靈活性大套管活動接頭：各種管徑、拆裝方便、壽命較長球形萬向接頭：組合方便、轉動靈活（11°～22°），制造復雜，拆裝麻煩曲臂式活動接頭：可沿已定彎曲軌道移動，減少換頭次數，需要迴轉面積較大，增加泵車面積及重量。牽引設備及安全措施第二節(jié)地表取水工程輸水斜管及活動接頭102第二節(jié)地表取水工程3.浮船式取水構筑物1）適用范圍：水位變幅10～40m或更大、深足夠、水流平穩(wěn)、流速和風浪小、停泊條件好、河床較穩(wěn)定、岸坡傾角20～60。第二節(jié)地表取水工程3.浮船式取水構筑物103第二節(jié)地表取水工程2）構造及設計要求浮船：結構：鋼筋砼結構、平底、平面為矩形、長寬比3：1設備選擇與布置：Q—H曲線較陡的水泵、單排布置、上承式（下承式）安裝水泵出水管與輸水斜管的連接管階梯式連接：柔性連絡管、鋼性連絡管搖臂式連接：球形接頭搖臂管套筒接頭搖臂管鋼桁架接頭搖臂管輸水斜管：設排氣閥，止回閥第二節(jié)地表取水工程2）構造及設計要求104第二節(jié)地表取水工程3）浮船的穩(wěn)定影響因素：各設備的重力、水流沖擊力、動水壓力、風流等措施：機組布置平衡、重物艙底壓載、移動壓載、液壓載4）浮船的錨固：岸邊系留加支撐桿岸邊系留與船著尾拋錨相結合岸邊系留與船著尾拋錨及增設外開錨第二節(jié)地表取水工程3）浮船的穩(wěn)定105浮船豎向布置浮船豎向布置106浮船平面布置浮船平面布置107第二節(jié)地表取水工程取水構筑物形式選擇的主要考慮因素：河流的水位變幅河床及岸邊的地形條件河流的含沙量取水規(guī)模及安全度航運要求冰情條件草情條件第二節(jié)地表取水工程取水構筑物形式選擇的主要考慮因素：108第二節(jié)地表取水工程各大水系取水形式：長江水系上游：豎井泵房中游：岸邊式、河床式、浮船式、纜車式、淹沒式泵房下游：合建或分建河床式第二節(jié)地表取水工程各大水系取水形式：109第二節(jié)地表取水工程黃河水系一般不設取水頭部、自流管及集水井。水泵吸水管直接抽吸取水、橋墩式含沙高及冰情嚴重的河段：雙向斗槽式下游：固定式考慮淤高情況、活動式松花江水系主流靠岸，水深岸陡：岸邊合建式，水量小時水泵直吸主流離岸較遠：河床自流管式第二節(jié)地表取水工程黃河水系110第三節(jié)地下水水源地選擇卵石層、砂層和石灰?guī)r層等組織松散，具有眾多相互連通的孔隙，透水性能較好，水能在其中流動的巖層叫透水層，透水層又叫含水層。粘土和花崗巖等結構緊密，透水性極差甚至不透水的巖層叫不透水層，不透水層也稱隔水層。埋藏在地面下第一個隔水層上的地下水叫潛水；兩個不透水層間的地下水叫層間水；具有自由水面的層間水稱無壓地下水；承受有壓力的層間水稱承壓地下水；在自身壓力作用下從某一出口涌出的地下水叫泉水。第三節(jié)地下水水源地選擇卵石層、砂層和石灰?guī)r層等組織松111第三節(jié)地下水水源地選擇一、集中式供水水源地的選擇1.水文地質條件

應選在含水層透水性強、厚度大、層數多、分布面積廣的地段上。

應有良好的匯水條件。2.地質環(huán)境

遠離原有取水點或排水點，減少相互干擾。

遠離城市或工礦排污的上游；遠離已污染的地表水體或含水層地段；避開沉砂層和巖溶充填帶；避免海水入侵；遠離容易引發(fā)地質災害的地段。

第三節(jié)地下水水源地選擇一、集中式供水水源地的選擇112第三節(jié)地下水水源地選擇3.水源地的經濟、安全性和擴建前景

在滿足水量、水質要求的前提下，為節(jié)省建設投資，水源地應靠近用戶、少占耕地；為降低取水成本，應選在地下水淺埋或自流地段；河谷水源地要考慮水井的淹沒問題；人工開挖的大口井取水工程，要考慮井壁的穩(wěn)固性。

有多個方案時，未來擴大開采的前景條件，也是必須考慮的因素之一。第三節(jié)地下水水源地選擇3.水源地的經濟、安全性和擴建前景113第三節(jié)地下水水源地選擇二、小型分散式水源地的選擇

在基巖山區(qū)，由于地下水分布不均勻，水井布置主要取決于強含水裂隙帶及強巖溶發(fā)育地帶的分布位置；此外，布井地段的地下水水位埋深及上游有無較大的匯水補給面積，也是必須考慮的條件。第三節(jié)地下水水源地選擇二、小型分散式水源地的選擇114第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件

管井——井管從地面打到含水層，抽取地下水的井；

大口井——由人工開挖或沉井法施工，設置井筒，以截取淺層地下水的構筑物；

滲渠——壁上開孔，以集取淺層地下水的水平管渠；

泉室——集取泉水的構筑物。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件管井——井管115第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件地下水取水構筑物的適用條件：①.管井適用于含水層厚度大于5米，其底板埋藏深度大于15米；②.大口井適用于含水層厚度在5米左右，其底板埋藏深度小于15米；③.滲渠僅適用于含水層厚度小于5米，渠底埋藏深度小于6米；④.泉室適用于有泉水露頭，且覆蓋層厚度小于5米。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件地下水取水構筑物的適116第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件一、管井構造：管井主要由井室、井壁管、過濾器及沉砂管構成。當有幾個含水層且各層水頭相差不大時，可用多層過濾器管井。管井的一般構造第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件一、管井構造：管井主117第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件

管井直徑一般在50～1000mm，深度一般在200米以內，通常由井室、井壁管、過濾器、沉淀管組成。

井室：用以安裝各種設備，采光、采暖、通風，防水；

井壁管：加固井壁，隔離水質不良或水頭較低的含水層；

過濾器：集水，保持填礫與含水層的穩(wěn)定，防止漏砂及堵塞；

沉淀管：沉淀進入管井的砂粒。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件管井直徑一般在118第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件1.井室結構：

深井泵房——泵體和揚水管安裝在管井內，泵座和電動機安裝在井室內；深井潛水泵房——水泵和電動機安裝在管井內，控制設備安裝在井室內；臥式泵房——水泵和電動機安裝在井室內；地面式——便于維護管理，防水、防潮、通風、采光條件好；地下式——便于總體規(guī)劃，噪聲小，防凍條件好。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件1.井室結構：119第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件2.井管：

鋼管可用于任意井深的管井；鑄鐵管適用于井深小于250m的管井；鋼筋混凝土管適用于井深小于150m的管井。井壁管內徑應比水泵設備的外徑大100mm。井壁管應有足夠的強度，內壁平整光滑，軸線不彎曲，便于設備安裝和管井清洗；可采用鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管。

有異徑管和同徑管兩類。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件2.井管：鋼120第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件3.過濾器：過濾器的作用、組成

過濾器是管井的重要組成部分用以集水和保持填礫與含水層的穩(wěn)定。它的構造、材質、施工安裝質量對。它連接于井管，安裝在含水層中，管井的出水量、含砂量和工作年限有很大影響，所以是管井構造的核心。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件3.過濾器：過濾器的121第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件過濾器的分類

由不同骨架和不同過濾層可組成各種過濾器。骨架過濾器（a），（b）、纏絲過濾器（c），（d）、包網過濾器（e）、填礫過濾器（f）。（a）圓孔（b）縫隙（c）纏絲（d）鋼筋骨架（e）包網（f）填礫

過濾器類型第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件過濾器的分類（a122第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件過濾器應有足夠的強度和良好的透水性。鋼筋骨架過濾器：由短管、豎向鋼筋、支撐環(huán)構成；適用于裂隙巖、砂巖或礫石含水層，或用作纏絲過濾器、包網過濾器的骨架。圓孔或條孔過濾器：在管壁上鉆圓孔或條孔加工而成；適用于礫石、卵石、砂巖或裂隙含水層，亦可用作纏絲過濾器、包網過濾器的骨架。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件過濾器應有足123第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件纏絲過濾器：在鋼筋骨架過濾器、圓孔或條孔過濾器外纏繞2～3mm的鍍鋅鐵絲構成；適用于粗砂、礫石和卵石含水層。包網過濾器：在鋼筋骨架過濾器、圓孔或條孔過濾器外纏繞0.2～1.0mm的濾網構成；適用于粗砂、礫石和卵石含水層。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件纏絲過濾器124第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件

填礫過濾器：在各類過濾器的外圍填符合一定級配的礫石構成。填礫層厚度可采用75～150mm。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件填礫過濾器：125第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件

過濾器進水孔眼數量多，進水性能良好，但強度減小。過濾器的孔隙率取決于管材的強度，各種管材允許孔隙率為：鋼管30％～35％；鑄鐵管18％～25％；鋼筋混凝土管10％～15％；塑料管10％。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件過濾器進水孔126第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件過濾器有效長度：

過濾器周圍含水層中的水流屬于三維流動，靠近水泵吸水管管口越近，水流速度越大，管井的出水量越大、管徑越小，流速分布的不均勻程度越明顯。分段取水：管井抽水時只會對一定厚度的含水層產生影響，厚度超過40米的含水層可在不同深度分別打井抽水。相鄰過濾器垂直間距一般10～20m。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件過濾器有效長度：127第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件4.沉砂管：

作用：防止沉砂堵塞過濾器。

直徑與過濾器一致，長度一般為2~4m。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件4.沉砂管：128第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件二、管井施工

管井的施工建造一般包括鉆鑿井孔、井管安裝、填礫和管外封閉、洗井、抽水試驗等步驟，現介紹如下：鉆鑿井孔井管安裝填礫和管外封閉洗井抽水試驗第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件二、管井施工129第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件1.鉆鑿井孔

沖擊鉆進法：利用鉆頭對地層的沖擊力鉆鑿井孔；僅適用于松散巖層；機械設備簡單；效率低、速度慢。回轉鉆進法：包括一般回轉鉆進、反循環(huán)回轉鉆進和巖心回轉鉆進。利用鉆頭旋轉對地層的切削、擠壓、研磨破碎作用鉆鑿井孔；既適用于松散巖層，也適用于基巖；機械設備較復雜；效率高、速度快。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件1.鉆鑿井孔130第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件回轉鉆進過程：鉆機的動力通過傳動裝置使轉盤旋轉，帶動主鉆桿旋轉，主鉆桿接鉆桿，鉆桿接鉆頭，從而使鉆頭旋轉切削地層。當鉆進—個主鉆桿深度后，由鉆機的卷揚機提起鉆具，將鉆桿用卡盤卡在井口，取下主鉆桿，接一根鉆桿，再接上主鉆桿，繼續(xù)鉆進，如此反復進行，直至設計井深。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件回轉鉆進過程：131第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件鉆頭過程中，高壓泥漿泵把用粘土調制成的含砂量極低的泥漿經膠管、提引龍頭、鉆桿腹腔向下噴射至工作面，起到冷卻鉆頭、潤滑鉆具的作用，同時將被切削下來的巖土碎屑混合在一起，沿著井孔與鉆桿之間的環(huán)形空間上升至地面，流入泥漿池。地層被鉆成井孔后，破壞了原始應力平衡狀態(tài)，在側壓力作用下可導致井壁坍塌，因鉆進中泥漿始終灌滿井孔，比重較大，可平衡地層側壓力、防止井壁坍塌。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件鉆頭過程中，132第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件反循環(huán)回轉鉆進方式的泥漿循環(huán)運動方向與正循環(huán)鉆進相反，攜帶巖土碎屑的泥漿沿鉆桿腹腔或吸泥膠管的上升流速不變，能較好地保證巖土碎屑的清除。在井徑變動較大，這種鉆進方式清除巖土碎屑的能力比正循環(huán)鉆進要高，進尺速度要快。缺點是由于泥漿的回流僅靠泥漿泵的真空吸力作用，因此鉆進深度有限，只適用于打淺井。同時，因泥漿中央帶有大量的土碎屑，易產生堵塞現象。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件反循環(huán)回轉133第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件134第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件在基巖地層中鉆井，不能使用鉆進松散地層的鉆頭，必須使用巖心鉆頭。巖心鉆頭依靠鑲焊在鉆頭上的硬合金切削巖層，將沿井壁的巖石切削粉碎，但不削碎中間部分。因此仍有較高的鉆進速度。隨著鉆頭的鉆進，中間部分就成為圓柱狀的巖心。巖心可供觀察分析巖石的礦物成分、結構構造以及地層的地質構造等用。巖心鉆進不能連續(xù)進行，效率較低。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件在基巖地層中135第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件物探測井：

井孔打成后，還需了解掌握地層結構，含水層與隔水層的深度、厚度，地下水的礦化度(總合鹽量)和咸、淡水分界面，為井管安裝、填礫和粘土封閉提供可靠資料。取水工程通常采用電法勘探測井，其基本原理是：不同地層的導電性能差異很大，利用電測儀器測得反映各地層導電性能的物理參數，就可以反推各地層的性質。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件物探測井：136第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件沖孔換漿：

井孔打成后，在井孔中仍充滿著泥漿，泥漿粘度較大，含有大量泥質，無法安裝井管、填礫和粘土封閉，也會給洗井帶來困難。在下管前必須將井孔中的泥漿換成清水。將不帶鉆頭的鉆桿放入井底，用泥漿泵吸取清水打入井中，將泥漿換出，至井孔中全為清水力止。清水護壁作用不如泥漿好，有可能造成井壁局部坍塌，要盡量縮短沖孔時間，換漿完畢立即下管。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件沖孔換漿：137第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件2.井管安裝

井管安裝的順序為沉淀管－過濾器－井壁管，下管前應根據鑿井和電測井資料，確定過濾器的長度和安裝位置。井管安裝必須保證井管順直，接口牢固，過濾器安裝到位。下管一般有兩種方法：托盤法和吊裝法。前者適用于重量大、井管拉力小的管材，如鋼筋混凝土管；后者適用于拉力大、重量相對輕的管材，如鋼管、鑄鐵管、塑料管。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件2.井管安裝138第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件3.填礫和粘土封閉

填礫應以堅實、圓滑礫石為主，并應按設計要求的粒徑進行篩選。填礫過程要均勻、連續(xù)，避免堵塞。礫料填完后、一定要計算所填礫料的總體積，一般情況下，圍填礫料的總體積應等于或大于井管與孔壁之間環(huán)形空間的體積。粘土封閉一般采用球直徑為25mm的粘土球，圍填過程同樣要求均勻、連續(xù)，填至井口時，應進行夯實。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件3.填礫和粘土封閉139第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件4.洗井

目的：消除井孔及周圍含水層中的泥漿和井壁上的泥漿壁，沖洗出含水層中部分細小顆粒，形成天然反濾層。

方法：水泵洗井法、活塞洗井法、壓縮空氣洗井法、聯合洗井法。

要求：中、細砂地層出水含砂量在1/200000以下，粗砂地層出水含砂量在1/500000以下。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件4.洗井目的140第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件水泵洗井：

安裝實際使用的水泵抽水，使水位降深達到水泵所能達到的最大值，從而達到洗井的目的。

優(yōu)點：簡便，洗井和生產相結合，可不另設置洗井沒備；

缺點：水位降深有一定限度，地下水水力坡度較小，沖洗力較小，洗井時間長，當含水層含泥漿量較大、泥皮較厚時，可能造成洗井不徹底。適合于含水層本身水流較通暢、含泥漿量小、泥皮薄而軟的情況。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件水泵洗井：141第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件壓縮空氣洗井：將壓縮空氣以很高的速度呈渦旋形向井壁噴射，借助水氣混合的沖力破壞泥漿壁，壓縮空氣與水匯合上升時，可以形成很大的水位降，使地下水形成很大的流速，增大對泥漿和泥皮的沖擊力。

優(yōu)點：效率高、洗井比較徹底；

缺點：洗井攜走的砂粒較多，對砂層有一定破壞作用，不適合砂粒較細的含水層。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件壓縮空氣洗井：142第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件活塞洗井：是用安裝在鉆桿上活塞在井壁管內上下拉動，借助真空抽吸作用和壓縮作用，在過濾器周圍形成反復沖洗的水流，以破壞泥漿壁，清除含水層中殘留的泥漿顆粒。

優(yōu)點：洗井強度大，洗井徹底，洗井效果良好，對本身顆粒細、臺泥質較多的含水層，能較徹底地清除含水層中的泥質，明顯增大山水量；缺點：由于機械強度大，易破壞井管。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件活塞洗井：是143第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件5.抽水試驗

目的：測定管井的出水量，了解出水量與水位降落的關系，為選擇、安裝抽水設備提供依據；取樣進行分析，評價管井水質。

方法步驟：記錄靜水位，開啟抽水設備，使抽水量達到設計出水量，動水位穩(wěn)定后記錄水位降落值，繪制出水量與水位降落關系曲線。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件5.抽水試驗144第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件6.管井驗收管井驗收資料：①.管井施工說明書：管井地質柱狀圖，過濾器和填礫規(guī)格，井位的座標及井口的絕對標高，抽水試驗記錄，水的化學及細菌分析資料，過濾器安裝、填礫、外圍封閉施工記錄；②.管井使用說明書：最大開采量和選用抽水設備的型號規(guī)格，使用維護注意事項；③.鉆進中的巖樣：名稱、厚度、埋藏深度。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件6.管井驗收①145第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件7.井群互阻：

在水位降落值不變的條件下，共同工作時，各井的出水量小于各井單獨工作時的出水量；在出水量不變的條件下，共同工作時，各井的水位降落值大于各井單獨工作時的水位降落值。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件7.井群互阻：146第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件三、大口井、輻射井和復合井滲渠大口井

大口井構造簡單、取材容易、施工方便、使用年限長、容積大能起水量調節(jié)作用；但深度較淺，對水位變化適應性差。用于開采淺層地下水，口徑5～8m，井深≤15m。完整井只有井壁進水，適用于顆粒粗、厚度薄(5～8m)、埋深淺的含水層。含水層厚度較大(＞10m)時，應做成不完整大口井。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件三、大口井、輻射井和147第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件大口井的構造實圖第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件大口井的構造實圖148第六章取水工程ppt課件149第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件大口井主要由井筒、井口和進水部分組成：井筒通常用鋼筋混凝土澆注或用磚、塊石砌筑而成，用以加固井壁和隔離不良水質的含水層，鋼筋混凝土井筒最下端應設置刃腳，用以在井筒下沉時切削土層，刃腳外緣綠應凸出井筒5～10cm。采用磚石結構的井筒和進水孔井壁、透水井壁，也需加用鋼筋混凝土刃腳，刃腳高度不小于1.2m。第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件大口井主要由井筒、井150第四節(jié)地下水取水構筑物的類型和適用條件井口應高出地表0.5m