2.2　水源与取水工程

2.2.1　水源工程

可以作为城镇集中用水的水源分为两大类：地下水源和地表水源，如图2-4所示。地下水源包括潜水（无压地下水）、自流水（承压地下水）和泉水；地表水按水体存在形式包括江河、湖泊、蓄水库和海洋。

地下水按其埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水三种类型，如图2-5所示。

我国水资源紧缺现状是由资源型缺水、水质型缺水、工程型缺水和管理型缺水四种缺水类型造成的。为了满足社会经济发展日益增加的用水要求，对用水水源应遵循“开源节流”的原则进行合理利用。开发水源通常包括远距离输水和跨流域调水，污水再生、雨水、海水和苦咸水利用。

水是人类社会赖以发展且不可替代的重要资源，水资源紧缺已成为我国经济发展的重要制约因素之一，因此对水资源的有效保护和科学管理就具有十分重要的意义。水资源保护的内涵是采取法律、行政、经济、技术等综合措施，对水资源实行积极保护与科学管理。一方面，是对水量的合理取用及对其补给源的保护，包括对水资源开发利用的统筹规划、涵养及保护水源、科学合理用水、节约用水、提高用水效率等；另一方面，是对水质的保护，包括制定有关法规和标准、进行水质调查、检测和评价、制定水质规划、水污染防治、治理污染源等。

进行水资源保护可以采取以下基本对策。

①建立和完善有关法律法规，加强水资源管理机构建设。依法用水、依法管水，这是搞好水资源保护工作的法制和组织保障。

②建立水资源保护区，特别是城镇给水水源保护，防止水土流失、水质污染，植树造林涵养水源。

③建立健全水资源监测系统，加强对水源地水量和水质的监测与信息收集，建立有关数据库，为水资源保护和综合利用提供科学依据。

④进行以流域为单位的江河综合开发利用与水资源保护规划，兼顾上下游合理配置用水，进行污染控制与治理，实行排污总量控制，保护水环境质量。

⑤加强水资源保护科学研究和全民教育，不断提高水资源保护的科技创新水平，并使人人了解水资源是当代和子孙后代的共同财富，珍惜每一滴水，为社会可持续发展尽力。

2.2.2　取水工程

（1）地下水取水构筑物

①管井

管井是地下水取水构筑物中用得最多的，管井一般由井室、井壁管、过滤器、沉淀管和填料组成，如图2-6所示。管井的口径通常为150～1000mm，深度为10～1000m。管井的建造通常包括钻凿井孔、井管安装于井管外封闭、洗井、抽水试验等程序。

规模较大的地下水取水工程中经常需要建造由很多口井组成的取水系统即井群。井群中各井之间存在着相互影响、相互干扰，导致在水位下降值不变的条件下，共同工作时各井出水量小于各井单独工作时的出水量；或是在出水量不变的条件下，共同工作时各井的水位下降值大于各井单独工作时的水位下降值。在群井取水设计时应考虑这种互相干扰。井群应集中控制和调度。

②大口井

大口井亦是开采浅层地下水的一种主要取水构筑物，主要由上部结构、井筒和进水部分组成，直径一般为3～8m，深度一般小于20m。如图2-7所示。大口井有完整式和非完整式之分。完整式大口井贯穿整个含水层，只能从井壁进水。非完整式大口井则可以从井壁和井底进水，其水利条件比完整式的好，集水范围大，井底反滤层不易被堵塞，当含水层厚度大于10m时，一般都采用非完整式大口井。

③水平集水管与渗渠

水平集水管和渗渠都是水平式取水构筑物。水平集水管一般只用于集取地下水，而渗渠则可部分或全部集取地表水，在不特别区分的情况下将它们通称为渗渠，如图2-8所示。渗渠取水系统的基本组成部分有水平集水管（渠）、集水井和水泵站。另外通常每隔50～100m建一检查井，有时为了截取河床地下水还建设相应的潜水坝。渗渠的直径或断面尺寸为200～1000m，常用600～1000m，埋深一般为5～7m，最大不超过8～10m。

④复合井与辐射井

复合井是由非完整大口井与不同数量的管井组合而成的，各含水层的地下水分别为大口井和管井集取，并汇聚于大口井井筒。它适用于含水层较厚、地下水位较高，单独采用大口井或管井不能充分开发利用含水层的情况。

辐射井是由大口井和水平集水管复合而成，如图2-9所示，通常又分为非完整式大口井与水平集水管的组合和完整式大口井与水平集水管的组合。另外，还有由集水井与水平或倾斜集水管组成的情形，地下水全部由集水管取水，集水井只起汇集来水的作用。

（2）地表水取水构筑物

地表水取水构筑物的类型很多，按构造形式一般将它们分为三类，即固定式取水构筑物、移动式取水构筑物和山区浅水河流取水构筑物。

①固定式取水构筑物

固定式取水构筑物按取水点的位置来分，有岸边式、河床式和斗槽式。

直接从岸边进水的固定式取水构筑物，称为岸边式取水构筑物，如图2-10所示。它通常由集水井（进水间）和取水泵站两部分构成。当河岸较陡、岸边有一定的取水深度、水位变幅不大、水质及地质条件较好时，一般都采用岸边式取水构筑物。

河床式取水构筑物由取水头、进水管渠、集水井及泵站组成。它的取水头设在河心，通过进水管与建在河岸的集水井及泵站相连接。这种取水构筑物适于岸坡平缓、主流离岸较远、岸边缺乏必要的取水深度或水质不好，而河道中有较好水质的情况。

斗槽式取水构筑物一般由岸边式取水构筑物和斗槽组成。它主要在取水口附近修建堤坝，形成斗槽，加深取水深度，同时亦可起到预沉淀的作用。

②移动式取水构筑物

在水源水位变化幅度大、供水要求急、取水量不大时可考虑采用移动式取水构筑物。移动式取水构筑物可分为浮船式和缆车式。

浮船式取水构筑物主要由船体和水泵机组及水泵压水管与岸上输水管之间的连接管组成，如图2-11所示。

缆车式取水构筑物是建造于岸坡上汲取江水或水库表层水的取水构筑物，主要由泵车、坡道、输水管及牵引设备随水位涨落沿坡道上下移动。

③山区浅水河流浅水构筑物

山区河流通常属河流上游段，河狭流急，流量和水位变化幅度大，因此适于山区浅水河流的取水构筑物有自己的特点。这一类取水构筑物有低坝式和底栏栅式，主要目的都是为了抬升水位，便于取水。

低坝式取水构筑物一般由拦河坝、引水渠及岸边式取水构筑物组成。它适用于枯水期流量小，水层浅薄，不通航，不放筏，且推移质不多的小型山溪河流。

底栏栅式取水构筑物是通过拦河低坝的坝顶带栏栅的引水廊道取水的。它由拦河低坝、底栏栅、引水廊道、沉砂池、取水泵站等组成。适于河床较窄、水深较浅、河底纵向坡降较大、大颗粒推移质特别多的山溪河流。