1、給水排水工程,劉 奇, 博士, 副研究員 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 2014年9月,Email: 手機(jī)Hangzhou Normal University,內(nèi) 容,一、水資源 二、取水工程,Hangzhou Normal University,一、水資源,Hangzhou Normal University,1、水資源的含義 廣義：地球上所有的水。 狹義：目前的社會條件下可被人類直接開發(fā)利用的水。,技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，不影響地球生態(tài),水質(zhì)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn),一、水資源,Hangzhou Normal University,自然界的水必須滿足三個前提時才被稱為水資源 1、可使

2、用性 2、可獲得性 3、天然性,一、水資源,Hangzhou Normal University,地球上水的分布,一、水資源,Hangzhou Normal University,淡水量,一、水資源,Hangzhou Normal University,一、水資源,Hangzhou Normal University,一、水資源,Hangzhou Normal University,我國的淡水資源,一、水資源,Hangzhou Normal University,我國的淡水資源,一、水資源,Hangzhou Normal University,我國水資源緊缺的社會因素,1、人口的增加和城市化用

3、水標(biāo)準(zhǔn)的提高使水資源供需矛盾越來越突出。 2、我國農(nóng)用耕地需水量很大，農(nóng)用水量十分緊缺。 3、我國工業(yè)用水量增長極快，但是用水效率很差。 4、地表水已有明顯減縮。 5、地下水過量開采，水位降低。 6、水污染嚴(yán)重。 7、用水方式落后，水資源浪費驚人。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,1.取水工程任務(wù) 從水源取水，并送至水廠或用戶。包括給水水源的選擇和取水構(gòu)筑物的建設(shè)兩個方面。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,2.給水水源分類： 給水水源可分為地表水和地下水：(掌握) 地下水：潛水（無壓地下水），自流水（承壓地下水）和泉水。

4、地表水：江河、湖泊、水庫、山區(qū)淺水河流和海水。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,3.給水水源的特點： 地下水：水質(zhì)清澈、變幅不大，相對地表水不易被污染；礦化度和硬度較大；取水構(gòu)筑物構(gòu)造簡單，處理設(shè)施簡單，費用低，便于靠近用戶設(shè)置及衛(wèi)生防護(hù)，同時便于維護(hù)及運行管理。 地表水：水質(zhì)具有季節(jié)性，河水濁度高，汛期含砂量大，色度高，有機(jī)物和細(xì)菌的含量高且易被污染；水溫隨季節(jié)變化幅度較大；礦化度和硬度較地下水??；取水構(gòu)筑物構(gòu)造復(fù)雜，處理設(shè)施占地大，費用高，維護(hù)管理較地下水復(fù)雜。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,1、具備良好的水質(zhì)條件。

5、是否滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 5749）和地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838） 2、應(yīng)具有充足的水量。 3、選用水源時，應(yīng)充分考慮各個行業(yè)用水水質(zhì)和水量需求。 4、取水水源地應(yīng)具有良好的衛(wèi)生條件，并靠近凈水構(gòu)筑物和主用水區(qū)。,4.取水水源的選擇原則：,二、取水工程,Hangzhou Normal University,5.地下水源概述,1）、水在地下巖石中的存在形式： 氣態(tài)水、結(jié)合水 重力水和毛細(xì)管水,固態(tài)水。,可用作水源,二、取水工程,Hangzhou Normal University,地下水垂直分布圖,二、取水工程,Hangzhou Normal University,a.上層滯水;b

6、.潛水;c.承壓水 1.隔水層;2.透水層;3.飽水部分;4.潛水位;5.承壓水測壓水位;6.泉（上升泉）;7.水井，實線表示井壁不透水,二、取水工程,Hangzhou Normal University,地下巖層的構(gòu)造 透水層（含水層）：卵石層、砂層和石灰?guī)r等透水性較好的土層和巖層。 不透水層（隔水層）：黏土和花崗巖等透水性差甚至不透水的土層和巖層。 地層由透水層和不透水層彼此相間構(gòu)成。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,地下水的種類 潛水：埋藏在地面下第一個隔水層上的水叫潛水，主要靠雨水和河流等地表水下滲補給。 自流水：兩個不透水層間的水叫層間水；若層間水

7、有壓力，則為承壓含水層，打井時，若承壓含水層中的水噴出地面，叫自流水。 泉水：在適當(dāng)?shù)牡匦蜗拢谀骋怀隹谔幱砍龅牡叵滤腥?二、取水工程,Hangzhou Normal University,地下徑流 地下水在松散巖層中的流動稱為地下徑流。形成地下徑流需具備巖層透水性和水位差兩個條件。 地下徑流的流速取決于地層滲透系數(shù)和水位差的大小。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,地下水取水構(gòu)筑物的類型 地下水取水構(gòu)筑物的型式有管井、大口井、滲渠、輻射井、復(fù)合井等。其中最基本的型式為管井、大口井和滲渠。(掌握) 1.管井 管井是井壁和含水層中進(jìn)水部分均為管狀結(jié)構(gòu)的取水

8、構(gòu)筑物。管井一般由井室、井壁管、過濾器和沉淀管組成。 可分為完整井和非完整井。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,2.大口井 大口井是井徑較大、垂直建造的地下水取水構(gòu)筑物。大口井一般由井筒、有透水孔的井壁和井底反濾層組成，也可分為完整井和非完整井。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,地下水取水構(gòu)筑物的適用條件 1.管井 1）適用于含水層厚度大于5米，其底板埋藏深度大于15米； 2）在深井泵性能允許的狀況下，不受地下水埋深限制； 3）適用于任何砂層、卵石層、礫石層、構(gòu)造裂隙、溶巖裂隙等含水層，應(yīng)用范圍最為廣泛。,二、取水工程,H

9、angzhou Normal University,2.大口井 1）適用于含水層厚度5-15米，地下水埋深在10米以內(nèi)； 2）適用于任何砂、卵石、礫石層，但滲透系數(shù)最好大于20m/d； 3）含水層厚度大于10m時應(yīng)做成非完整井，非完整井由井壁和井底同時進(jìn)水，不易堵塞，應(yīng)盡可能采用； 4）在水量豐富、含水層較深時，宜增加穿孔輻射管做成輻射井； 5）比較適合中小城鎮(zhèn)、鐵路及農(nóng)村的地下水取水構(gòu)筑物.,二、取水工程,Hangzhou Normal University,3.滲渠 滲渠是將集水管（渠）水平鋪設(shè)在含水層中的取水構(gòu)筑物。滲渠一般由水平集水管、集水井、檢查井和泵站組成。,二、取水工程,Hang

10、zhou Normal University,地表水取水構(gòu)筑物,1、江河水水源特征與取水構(gòu)筑物的關(guān)系 2、江河取水構(gòu)筑物位置的選擇 3、江河固定式取水構(gòu)筑物 4、江河移動式取水構(gòu)筑物 5、湖泊和水庫取水構(gòu)筑物 6、山溪淺水河流取水構(gòu)筑物 7、海水取水構(gòu)筑物,二、取水工程,Hangzhou Normal University,江河水水源特征 1.江河的徑流特征 江河的水位、流量、流速等是江河徑流的重要特征。 2.泥沙運動 江河中的泥沙的運動狀態(tài)分為推移質(zhì)泥沙和懸移質(zhì)泥沙。 推移質(zhì)泥沙：在水流的作用下，沿河底滾動、滑動或跳躍前進(jìn)的泥沙。 懸移質(zhì)泥沙：懸浮在水中，隨水流前進(jìn)的泥沙。 3.河床演變 河

11、床演變是指由于沖刷或淤積導(dǎo)致河床縱橫剖面上的形態(tài)變化。它是水流與河床作用的結(jié)果，河床影響水流條件，水流促進(jìn)河床的變化。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,江河取水構(gòu)筑物的類型有固定式取水構(gòu)筑物、移動式取水構(gòu)筑物和山溪淺水河流取水構(gòu)筑物。,江河取水構(gòu)筑物的類型(掌握),二、取水工程,Hangzhou Normal University,江河取水構(gòu)筑物位置的選擇,基本要求： 1.設(shè)在水質(zhì)較好的地點； 2.靠近主流，有足夠的水深，有穩(wěn)定的河床及岸邊，有良好的工程地質(zhì)條件； 3.盡可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、支流和咸潮等影響； 4.靠近主要用水地區(qū)； 5.不妨礙航運和

12、排洪，并符合河道、湖泊、水庫整治規(guī)劃的要求； 6.注意避開河流上的人工構(gòu)筑物或天然障礙物。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,江河固定式取水構(gòu)筑物,江河固定式取水構(gòu)筑物主要分為岸邊式和河床式兩種，另外還有斗槽式。 一、岸邊式取水構(gòu)筑物 直接從江河岸邊取水的構(gòu)筑物，稱為岸邊式取水構(gòu)筑物。適用于大、中、小型取水量。宜建在江河岸邊較陡、主流近岸、低水位時仍有足夠的水深，水質(zhì)和地質(zhì)條件較好，水位變化幅度不大的情況，但水下施工工程量較大，且須在枯水期或冰凍期施工完畢。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,1.基本型式 按進(jìn)水間與泵房的關(guān)系

13、分成合建式和分建式。 1）合建式岸邊取水構(gòu)筑物 進(jìn)水間與泵房合建在一起。優(yōu)點是：取水量大、供水安全性高、布置緊湊、占地面積小、水泵吸水管路短、運行管理方便。缺點是：土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工較困難。設(shè)備安裝及施工要求高。適用于岸邊地質(zhì)條件較好且有足夠水深的地段。由進(jìn)水間與泵房的基礎(chǔ)的標(biāo)高的不同，布置形式有階梯式布置和非階梯式布置。,2）分建式岸邊取水構(gòu)筑物 進(jìn)水間與泵房分在兩處建立的取水構(gòu)筑物。優(yōu)點是：土建結(jié)構(gòu)簡單，施工較容易。缺點是：操作管理不方便，吸水管管路較長，增加了水頭損失，運行安全性不如合建式。適用于岸邊地質(zhì)條件較差的情況。,Hangzhou Normal University,二、取水工程

14、,Hangzhou Normal University,河床式取水構(gòu)筑物,直接從江河岸邊取水，設(shè)置取水頭部的取水構(gòu)筑物。 當(dāng)河床穩(wěn)定，河岸較平坦，枯水期主流離岸較遠(yuǎn)，岸邊水深不夠或水質(zhì)不好，而河中又具有足夠的水深或較好水質(zhì)時，適宜采用河床式取水構(gòu)筑物。 基本型式： 按照進(jìn)水管形式的不同，分為自流管取水、虹吸管取水、水泵直接取水及橋墩式取水等取水方式。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,斗槽式取水構(gòu)筑物 在岸邊式或河床式取水構(gòu)筑物之前設(shè)置“斗槽”進(jìn)水，稱為斗槽式取水構(gòu)筑物。適宜在河流含沙量大，冰絮較嚴(yán)重，取水量較大，地形條件適合時采用。,二、取水工程,Hangz

15、hou Normal University,岸邊式：適用于河岸較陡、岸邊有一定的取水深度、水位變化幅度不大、水質(zhì)及地質(zhì)條件較好時。 河床式：適用于岸坡平緩、主流離岸較遠(yuǎn)、岸邊缺乏必要的取水深度或水質(zhì)不好的情況。 斗槽式：適用于河流缺水量大或泥沙量大、冰凌嚴(yán)重的情況。,二、取水工程,Hangzhou Normal University,江河移動式取水構(gòu)筑物,在水源水位變幅大，供水要求急和取水量不大時，可考慮采用移動式取水構(gòu)筑物?？煞譃楦〈饺∷畼?gòu)筑物和纜車式取水構(gòu)筑物。 1、浮船式取水構(gòu)筑物 2、纜車式取水構(gòu)筑物,二、取水工程,Hangzhou Normal University,適應(yīng)于水位變化

16、幅度較大,二、取水工程,Hangzhou Normal University,適應(yīng)于水位變化幅度較大,二、取水工程,Hangzhou Normal University,湖泊和水庫取水構(gòu)筑物,直接從湖泊、水庫取水的構(gòu)筑物，稱為湖泊、水庫取水構(gòu)筑物。 湖泊、水庫的補水主要來自與湖水、地下水及降雨，其水質(zhì)、水位的變化與補給水的水質(zhì)有關(guān)。 湖泊、水庫取水的構(gòu)筑物在位置的選擇上同樣要求取水安全可靠，水質(zhì)良好。 湖泊、水庫取水構(gòu)筑物的類型有：隧洞式取水和引水明渠取水、分層取水的取水構(gòu)筑物、自流管式取水構(gòu)筑物,二、取水工程,Hangzhou Normal University,山溪淺水河流取水構(gòu)筑物,山溪河流水量、水位、水質(zhì)的變化幅度大，；河床常為砂、卵石或巖石組成；北方某些河流冬季潛冰期較長。 根據(jù)其取水的特點主要有低壩式取水構(gòu)筑物及底欄柵取水構(gòu)筑物兩種。 低壩式取水構(gòu)筑物是在河流上修筑低壩來抬高水位和攔截足夠的水量。適用于推移質(zhì)不多的山區(qū)潛水河流。又可分為固定式低壩取水和活動式低壩取水。 底欄柵