江河取水工程培训课件.pptx

江 河 取 水 工 程主 讲 人：贾 万 新江河取水概说1.1江河水源分布广泛 ： 江河在水资源中具有水量充沛，分布广泛得特点，常用于作为城市和工矿供水水源。1.2江河取水的自然特性： 江河取水受自然条件和环境影响较大，必须充分了解江河的径流特点。1.3全面了解河道的冲淤变化： 河道在水流作用下，不断地发生着平面形态和断面形态的变化，这就是通常所说的河道演变。河道演变是河流水沙状况和泥沙运动发展的结果。 冲淤演变常造成主流摆动，取水口脱流而无法取水，图1-3就是长江荆江尺八口河段的演变状况。 可见重视河道的冲淤变化并进行了正确预测，就成为取水工程建设的重要安全问题。 图1-3 长江荆江尺入口河段发展示意图2.相关的河流学述要2.1河流的一般特性 河流大致分为山区河流和平原河流两大类： 1）山区河流：洪水猛涨猛落是山区河流的重要水文特点 2 ) 平原河道：平原河道按其平面形态，可分为四种基本类型，即顺直型，弯曲型，分叉型和游荡型。 ①顺直型河段，图（2-2-1）是俄罗斯维斯纳河顺直河段的边滩分布图，这种河型在我国长江以及松花江上都有分布。 图 2-2-1 ②弯曲型河段： 该型河段是平原河道最常见的河型，长江荆江河段（如图2-2-2）都是这种河段的代表。 图 2-2-2③分汊型河道：分汊型河道亦称江心洲型河道 图 2-2-3长江南京八卦洲分衩型河段 ④游荡型河段：其特点是中水河槽宽浅，河滩密布，汊道交织，水流散乱，主流摆动不定。一般不宜在该河建设取水工程。 图2-2-4黄河花园口游荡型河段2.3平原河道的水文特性1）河床纵坡平缓，水面比降较小。多在1‰~1‰0 以下。2）流速相对较低，一般都在2~3m/s以下。3）含沙量较低。4 ）洪枯水量与水位变化较小。5）河道断面形式：断面形式因河道型式而异，如图2-2-5所示图2-2-5平原河流不同河段横断面图2.4平原河道的相关关系 在水流长期作用下，有可能形成与河段相适应的均衡状态，在水流长期作用下，有关河深h,河宽B,比降J，和流量Q。其因素常存在一定的函数关系。这就是所谓的河相关系，亦称河相相关。 2.5 河床稳定性指标：河床稳定性对取水建筑物十分重要，河床稳定包括河床底部的稳定性和和河岸的稳定性，黄河水利委员会认为可用下式计算河流的稳定指标 (2-4) 公式（2-4）量纲和谐，不仅能确定河型特性，还能用作河流模拟的相似准数。一般来说，游荡性河道的ZW值为2.2，弯曲河流为25，稳定分汊河道为13，亚稳定分汊河道为8. 3.0河弯的水流结构 3.1天然河道的平面形态：天然河道多处于弯弯相连的状态，据调查，天然河段的直段部分只占全河长的10%~20%，所以天然河道基本上是弯曲的。 3.2弯道的水流运动：水流进入弯道后，在离心力的作用下表层水流向凹岸，弯道水流离心力F可近似表达为： 河道流速分布是表层大，底层小，因此表层水流向凹岸，使凹岸水面雍高，从而形成横比降。受横比降作用，在断面内形成横向环流。如图3-2所示。 图3-2弯道水流示意图3.3弯曲河道的水流动力轴线：水流动力轴线又称主流线。 为了解河势变化，常对各不同年代的深泓线绘制成套绘图，深泓线紧密的地方均可作为取水口的备选位置。 3.4弯曲河道的最佳引水点 北方河道的洪枯水量相差悬殊，枯水期引水保证率较低，一般只能引取河道来流的25%~30%，引水口最好选在顶冲点以下距凹岸起点下游4~5倍河宽的地段。另据达涅利亚研究，理想取水点的位置从弯道起点算起，其距离由下式确定： 3.5格氏加速度： 和弯道造成横向环流相类似，地球因自转而改的格里奥力斯力和格氏加速度也可产生水面横比降，从而对水流结构造成影响， 格氏加速度的法则是：惯性力总是使水流紧压右岸（北半球）4.0河流取水的洪枯分析概要4.1河流洪枯分析的必要性4.2频率分析样本的选用 上世纪九十年代，我公司承接包头供水工程时，对该河段红枯分析做了大量分析计算，图4-1为水文要素统计表，图4-2、图4-3、图4-4为洪、枯流量和水位统计曲线图。 4.3洪水统计参数的沿程变化 前面谈到，水文特征值的变化符合皮尔逊111型曲线的变化规律，皮尔逊曲线由如下方程表达。 式中yd为众值坐标，r=，d为偏差半径，a为众值与曲线左端的距离。 皮尔逊III型曲线5.0取水构筑物位置的合理选择 合理的选择取水构筑物位置，除遵循设计规范和设计手册所列的各项一般原则外，还要结合取水河段的泥沙运动规律和河道演变特点，从洪枯变化、河道走向，冲淤状况和地质地貌等方面进行综合分析判断，必要时，通过水工模型实验来最后确定。图5.0就是我院对包头取水口选择的方案系统图。 5.1选择取水构筑物位置需收集的资料1）水文资料 2）河相资料3）地质资料4）其他5.2取水河段的冲淤变化分析5.3天然河道实测