地表水资源的开发利用途径及工程.ppt

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1、第五章地表水资源的开发利用途径及工程主讲人：张金萍郑州大学第一节地表水资源的利用途径第二节地表水取水构筑物介绍第三节地表水取水构筑物的设计第四节地表水输水工程的选择与设计思考题本章内容地表水源：江、河、湖泊、水库和海水。特点：（1）地表水多为河川径流。（2）地表水资源受季节性影响较大，水量时空分布不均。（3）地表水水量一般较为充沛，能满足大流量的需水要求。（4）地表水水质容易受到污染，浊度相对较高，有机物和细菌含量高。（5）在地形、地质、水文、卫生防护等方面均较复杂。第一节地表水资源的利用途径一、地表水资源的特点二、地表水资源开发的主要途径（一）河岸引水工程1．无坝引水当小城镇或农业

2、灌区附近的河流水位、流量在一定的设计保证率条件下，能够满足用水要求时，即可选择适宜的位置作为引水口，直接从河道侧面引水，这种引水方式就是无坝引水。2．有坝引水定义：当天然河道的水位、流量不能满足自流引水要求时，须在河道上修建壅水建筑物（坝或闸），抬高水位，以便自流引水，保证所需的水量，这种取水形式就是有坝引水。组成：由拦河坝（闸）、进水闸、冲沙闸及防洪堤等建筑物组成某有坝渠首工程平面布置示意图正面引水、侧面排沙工程示意图3．提水引水就是利用机电提水设备（水泵）等，将水位较低水体中的水提到较高处，满足引水需要。（二）蓄水工程（水库）1．挡水建筑物（拦河坝）按建筑材料分：土石坝混凝土坝浆

3、砌石坝土坝、堆石坝重力坝、拱坝、支墩坝重力坝和拱坝重力坝依靠坝体自重产生的抗滑力维持稳定结构简单、施工方便、安全可靠性强、抗御洪水能力强等特点体积庞大，对水泥用量多，且对温度要求严格，坝体应力较低，受扬压力作用大三峡大坝夜景三峡大坝航拍图拱坝拱坝是坝体向上游凸出，在平面上呈现拱形，拱端支承于两岸山体上的混凝土或浆砌石坝。优点：体积小、超载能力和抗震性好；缺点：拱坝坝体单薄、孔口应力复杂，因此坝身泄流布置复杂，同时施工技术要求高，尤其对地基的处理要求十分严格。土坝坝体：维持土坝的稳定。防渗设备：减小坝体和坝基的渗透水量，要求用透水性小的土料或其他不透水材料筑成。排水设备：尽量排出已渗入

4、坝身的渗水，增强背水坡的稳定，可采用透水性大的材料，如砂、砾石、卵石和块石等。护坡：防止波浪、冰凌、温度变化、雨水径流等的破坏，一般采用块石护坡。2．泄水建筑物用以宣泄多余水量，防止洪水漫溢坝顶，保证大坝安全。溢洪道深式泄水建筑物坝身泄水孔水工隧洞坝下涵管河床式侧槽式溢洪道河岸式正槽式溢洪道引水段控制段泄水槽消能设备尾水渠溢洪道组成主体与上游连接与下游连接3．引水建筑物常见的型式有水工隧洞、坝下涵管和坝体泄水孔等。水工涵洞和坝下涵管均由进口段、洞（管）身段和出口段组成。坝内涵管水工隧洞（三）扬水工程扬水是指将水由高程较低的地点输送到高程较高的地点，或给输水管道增加工作压力的过程。扬水

5、工程主要是指泵站工程。水泵与其配套的动力设备、附属设备、管路系统和相应的建筑物组成的总体工程设施称为水泵站，亦称扬水站或抽水站。扬水的工作程序为：高压电流→变电站→开关设备→电动机→水泵→吸水（从水井或水池吸水）→扬水。水泵动力式泵容积式泵依靠泵的动力作用使液体的动能和压能增加和转换完成。离心泵、轴流泵和旋涡泵等对水流的压送是靠泵体工作室容积的变动来完成。活塞式往复泵、柱塞式往复泵等离心泵工作原理:利用泵体中的叶轮在动力机（电动机或内燃机）的带动下高速旋转，由于水的内聚力和叶片与水之间的摩擦力不足以形成维持水流旋转运动的向心力，使泵内的水不断地被叶轮甩向水泵出口处，而在水泵进口处造成

6、负压，进水池中的水在大气压的作用下经过底阀，进水管流向水泵进口。分类：按其转轴的立卧卧式离心泵和立式离心泵其轴上叶轮数目多少单级和多级单侧进水和双侧进水水流进入叶轮的方式离心泵的技术性能有流量（输水量）、扬程（总扬程）、轴功率、效率、转速、允许吸上真空高度六个工作参数表示。泵站主要由设有机组的泵房、吸水井和配电设备三部分组成。根据泵站在给水系统中的作用，泵站可以分为取水泵站、送水泵站、加压泵站和循环泵站四类。（四）输水工程输水工程主要采用渠道输水和管道输水两种方式。第二节地表水取水构筑物介绍分类：水源的种类河流、湖泊、水库、海水取水构筑物取水构筑物的构造形式固定式(岸边式、河床式、斗

7、槽式)和移动式(浮船式、缆车式)带低坝的取水构筑物和底栏栅式取水构筑物山区河流一、固定式取水构筑物（一）岸边式取水构筑物直接从岸边进水口取水的构筑物称为岸边式取水构筑物，它由进水间和泵房两部分组成。岸边式取水构筑物无需在江河上建坝，适用于当河岸较陡，主流近岸，岸边水深足够，水质和地质条件都较好，且水位变幅较稳定的情况，但水下施工工程量较大，且须在枯水期或冰冻期施工完毕。根据进水间与泵房是否合建，岸边式取水构筑物可分为合建式和分建式两种。1．合建式岸边取水构