有壩取水

在多沙河流上修建有壩取水樞紐后，改變了河道水流泥沙天然運(yùn)動狀態(tài)，將引起河道變形。壅水壩上游由于水位抬高，流速減小，挾沙能力降低，泥沙將不變淤積而使河床逐漸增高。由于壩高較小，在未設(shè)沖沙閘或其孔口尺寸偏小的樞紐中，數(shù)年內(nèi)即可將壅水壩淤平，使壅水壩只能抬高水位，而失去對河勢的控制作用。此時可能出現(xiàn)河流分叉、主流擺動的現(xiàn)象，使渠首引水得不得保證。壩下游河床在運(yùn)用初期，由于壅水壩下泄清水而發(fā)生沖刷；當(dāng)壩下游淤平后，大量泥沙派往下游而發(fā)生淤積，影響沖沙閘或壅水壩的沖沙和泄洪能力。進(jìn)行樞紐設(shè)計時，需預(yù)先估計到這些變化，并采取相應(yīng)的措施。

防止較大粒徑的泥沙入渠，往往是有壩取水樞紐規(guī)劃布置中應(yīng)解決的主要問題。在考慮防沙設(shè)施時，應(yīng)充分利用水流及泥沙運(yùn)動的自然規(guī)律，使進(jìn)水閘能引入含沙量較小的水流，必要時應(yīng)進(jìn)行水工模型試驗。有壩取水常用的樞紐布置形式有：應(yīng)用彎道環(huán)流防沙的人工彎道式取水；利用含沙量沿水深分布不均勻規(guī)律進(jìn)行表層取水、底層排沙的分層式取水；利用壅水沉沙、泄水沖沙以減少入渠沙量的沉砂槽式取水；利用欄柵的篩析作用防沙的底欄柵式取水等。

有壩取水樞紐需根據(jù)地形、地質(zhì)和水文條件，結(jié)合取水要求，進(jìn)行工程布置。當(dāng)擋水建筑物建于寬闊的河床上時，靠近不引水河岸一側(cè)，可修建非溢流壩擋水，以降低工程造價。在含沙量很小，或在有壩取水樞紐上游不遠(yuǎn)處已建有水庫時，也可不設(shè)專門的防沙設(shè)施。圖為中國湖南省韶山灌區(qū)的洋潭有壩取水樞紐。該樞紐以灌溉為主，兼有發(fā)電、航運(yùn)任務(wù)，其主要組成建筑物有：壅水壩、泄洪沖沙閘、重力壩及土壩、進(jìn)水閘、小型水電站及斜面升船機(jī)等。由于修建在水府廟水庫下游18km處，水流含沙量不大，沒有采取專門的防沙設(shè)施。

無壩取水受河道水流及泥沙運(yùn)動的影響大，其工作狀況具有以下特點：?取水的水量和水質(zhì)受河流水位及含沙量變化的影響大，特別對不設(shè)閘的取水口影響更為顯著。?工程運(yùn)行的效果與所在河段水文泥沙特性、河床穩(wěn)定性及水量大小等因素密切相關(guān)。在不穩(wěn)定河道上，常由于主流擺動或取水口淤塞而引不到設(shè)計流量，甚至無法引水。?在岸邊設(shè)閘進(jìn)行側(cè)面取水時，由于水流轉(zhuǎn)彎而產(chǎn)生的橫向環(huán)流，使大量底沙進(jìn)入渠道，并導(dǎo)致取水口上唇淤積、下唇?jīng)_刷。在不堅固的河岸段，取水口將不斷向下游移動，使飲水條件惡化。④有些試驗資料表明，取水口的分沙比（或稱進(jìn)沙比，為取水口進(jìn)沙量與河道輸沙量之比）與引水比成二次拋物線方程關(guān)系，分沙比隨引水比的提高而迅速增大。針對以上特點，在進(jìn)行無壩取水的規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮：?正確選擇取水口的位置及布置形式，并采取必要的河道整治措施，以保證在各種水位下引到設(shè)計流量。?控制適當(dāng)?shù)囊?，?dāng)枯水期引水比超過20%~30%時，應(yīng)考慮采用有壩取水方式的可能性。?在嚴(yán)寒區(qū)或在有漂木要求的河道上，需設(shè)法防止浮冰、漂木對建筑物的破壞作用。

無壩取水位置選擇

選擇取水口位置時，首先要掌握河岸的地形、地質(zhì)資料，研究和流水文泥沙特性及河床演變規(guī)律，并遵循下述原則：?根據(jù)彎道水流特性（參見彎道環(huán)流），取水口選在河岸堅固、河流彎道頂點以下的凹岸處，以引取表層清水。?在河流直段設(shè)置取水口時，選擇河床穩(wěn)定、水位較高、流速較大且主流靠近引水岸的河段。?取水口不宜設(shè)在分叉河段上，如必須設(shè)置，則選在比較穩(wěn)定的主叉道上，并對引水河段加以整治。④選擇較短的輸水干渠路線，并盡量避開陡坡、深谷及塌方地段，以減少工程量。

無壩取水類型選擇

⑴一首制取水。僅設(shè)一條引渠取水。根據(jù)渠首是否設(shè)進(jìn)水閘而分為有閘及無閘一首制取水。無閘的一首制取水在岸邊開挖明渠或隧（涵）洞引水，工程簡單，但不能控制進(jìn)流量及進(jìn)沙量，避免引入過多水量，因而在一定程度上減少了渠道淤積，是工程中應(yīng)用最普遍的一種無壩取水。在多殺河流上，為減少入渠泥沙，可采用引渠式取水，利用進(jìn)水閘前斷面較大的引渠將泥沙沉積其中，并采取水利沖洗或機(jī)械挖除的方法清淤。為提高引水比，可在取水口前修建不攔段河流的導(dǎo)流壩壅高水位，并按正面取水、側(cè)面排沙的原則布置進(jìn)水閘及沖沙閘，稱為導(dǎo)流壩取水，是介于無壩取水與有壩取水之間的一種形式。

⑵多首制取水。一般設(shè)2~3條引渠取水，各引渠在下游一定距離處匯合成一條干渠。進(jìn)水閘設(shè)在每條引渠進(jìn)口或設(shè)在引渠匯合處。簡易工程也有不設(shè)進(jìn)水閘的。多首制取水，枯水期由幾條引渠同時引水以保證設(shè)計流量；洪水期一條引渠工作，其他引渠則輪流進(jìn)行清淤。多首制取水多用于流量不穩(wěn)定的多沙河流，能克服由于引渠淤塞而無法引水的缺點，保證灌區(qū)正常供水；但引渠易積淤，管理不便，維修費(fèi)用大。