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【摘 要】小型农田水利地面取水工程是指将天然河流中水体拦截导入灌区引水系统的工程。常见的地面取水工程有无坝引水、拦河坝、水闸、泵站等。
【关键词】地面取水工程；无坝引水；拦河坝；水闸；泵站
1 无坝引水
1.无坝引水条件
无坝引水主要解决引适量水灌溉，减少泥沙入渠两个问题。要实现无坝引水，必须满足以下条件：1）引水口上游流域地区应搞好水土保持。多种植水土涵养林草植被，固土保沙，减少水土流失。2）引水口处上下游河床坡降适当。这样河床淤积、冲刷变化小、能达到冲淤平衡，保持河床稳定。3）上游流域要有一定集雨面积，稳定的河床基流，满足灌溉用水和居民日常生活用水。4）上游地区人为干扰因素少（如工程建设、放牧、开垦种植、砍伐森林等）。5）河床水、沙、地质、地形的相互作用相对稳定，来流变化时，河槽的横断面与纵断面、河床组成等会自行调整，河流处于均衡或动平衡阶段。
2.无坝引水口位置的选择应注意以下几个方面：
1）在弯曲河段上，河流的凹岸是比较理想的取水点，引入表层较清水流，防止泥沙流入渠口和底沙进入渠道。但凹岸易冲刷，需要一定的护岸工程。最好避开水流顶冲点，而设置在顶冲点稍上游或下游15～20m处、同时冰水分层的河段。一般来说顶冲点的上游较为理想。
2）引水口宜设在顺直河段河床稳定、深槽主流近岸处，即河流较窄、流速较大，水较深的地点。引水渠轴线与河道水流所成夹角应为锐角，通常采用30°～45°。
3）在有边滩、沙洲的河段上引水时，应注意了解边滩、沙洲形成的原因，移动的趋势和速度。引水口不宜设在可移动的边滩、沙洲的下游附近，以免日后被泥沙堵塞。
4）在有支流入口的河段上，易产生大量的泥沙沉积。引水口应离开支流出口处上下游有足够的距离，上游应不小于50m，下游应不小于400m。
5）尽量靠近主要用水区
选择引水口位置时，应考虑农田规划、城镇规划以及整个给水系统的布置，尽可能靠近主要用水区，以节约输水渠道或管线的长度，减少输水的基建投资和运行费用。此外应尽量避免穿越河流、铁路等障碍物。
6）注意河流上的人工建筑物或天然障碍物
河流上常见的人工构筑物（如桥梁、码头丁坝、拦河坝等）和天然障碍物（如陡崖和石嘴），往往引起河流水流条件的改变，从而使河床产生冲刷、淤积和变形，故在选择引水口位置时，必须加以注意。
7）具有良好的地质、地形及施工条件
引水口应设在地质构造稳定、承载力高的地基上，不宜设在断层、流沙层滑坡、风化严重的岩层、岩溶发育地段、地震区不稳定的陡坡或山脚下。引水口也不宜设在有宽广河漫滩的地方，以免进水渠或管道过长。从施工条件角度，交通运输要方便，有足够的施工场地，土石方量，水下工程量要少，缩短工期、以节约资金。
2 拦河坝
为了增大灌溉面积、或者增加压力水头，在适当位置引进水流，抬高水位，经方案比较，必须修建拦河坝。
修建拦河坝，选择坝址时应考虑的几个因素：
1.上游地区水位抬高，造成土地、工矿、房屋等淹没损失，下游水力消能冲刷问题；
2.行政区划不同，不同单位和个人的要求；
3.地形、地质条件要求；
4.当地群众生产、生活、灌溉等历史习惯，远期规划等因素。
总之，必须广泛调查研究，取得可靠资料，使上、下游利益兼得，努力营造和谐氛围，化解矛盾，以免造成后遗症，影响工程效益正常发挥。
3 水闸工程
水闸是一种低水头的水工建筑物，既能挡水，抬高水位，又能泄水，用以调节水位，控制泄水流量。多修建于河道、渠系及水库、湖泊岸边，在农田水利工程中应用十分广泛。
1.水闸分类
水闸按作用可分为进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、冲沙闸等，有些水闸兼有多种功能。水闸按闸室结构分为开敞式和封闭式。闸门是水闸中不可缺少的重要组成部分，用来调节流量和上下游水位、宣泄洪水和排放泥沙等。闸门由活动部分、埋固构件和悬吊设备三部分组成。其中，活动部分是门体结构，埋固构件是预埋在闸墩和胸墙等结构内的固定构件，悬吊设备是连接闸门和启闭设备的拉杆或牵引索。
2.水闸设计应考虑因素
1）水闸选址要考虑的因素较多，应了解水闸的作用、特点和运行要求，综合考虑地形、地质、水流、灌区位置、泥沙、材料、交通、施工、管理及环境等因素，经经济技术比较后确定。
2）选择与地基条件相适应的闸室结构形式，保证闸室及地基的稳定；
3）做好防渗设计；特别是上游两岸连接建筑物及其与铺盖的连接部分，要在空间上形成防渗整体。
4）做好消能、防冲设计，避免危害性的冲刷。
5）闸门设计除满足安全、经济的要求外，还应具有操作灵活可靠、止水效果良好及过水平顺等性能，应避免产生空蚀和震动。此外，还应便于制作、运输、安装以及检修、养护。
6）启闭机型式的选择应根据闸门形式、尺寸、孔口数量及运行条件等因素综合分析。选用启闭机的容量应等于或大于计算启闭力，也允许略小于计算启闭力，但不超过5%。
4 泵站工程
泵站的基本功能是通过水泵的工作体（固体、液体、或气体）的运动（旋转运动或往复运动等），把外加的能量（电、热、水、风能或太阳能等）转变成机械能，并传给被抽液体，使液体的位能、压能和动能增加，并通过管道把液体提升到高处，或输送到远处。
常用泵站，按动力分类为三种：
1.电动泵站是以电动机为动力机的泵站。由于电动机的启动、停机以及运行管理等方面比较方便，因此，目前使用较广。缺点：泵站处必须有可靠电源作保证，运行费用较高，管道易被淤泥堵塞，机电设备维修费用高。
2.机动泵站：以燃烧汽油和柴油等燃料的内燃机为动力的泵站。因为柴油机和汽油机体积较小，移动搬运方便。一般用于短时应急、防汛抗旱。缺点：机械振动和噪音较大，需燃烧燃料，污染环境，运行费用较高。
3.水轮泵站：水轮泵站是我国独特的提水工程。是利用水力冲动水轮并驱动水泵抽水的提水机械，它由水轮机和水泵同轴组合而成，全部潜在水中运行，水轮机为动力部分，水泵为工作部分。具有一定能量的水流，推动转轮转动，并通过主轴带动与其相连的叶轮旋转，在离心力的作用下，水沿着输水管道源源不断被送至高处，以灌溉农田，果园。它不仅能提水，加上有关配套还可以作为动力进行农产品加工及发电等综合利用。
其优点：水轮泵为解决紧张的能源开辟了新的途径。它结构简单，运行安全，管理方便，不燃油，不耗电，制造维修方便，便于综合利用，可以充分利用山区溪流、渠道跌水的水位差工作，工程投资少，运行费用低，凡具有一定流量和落差的地方，均能使用水轮泵，是一种成本低廉的提水机械。由于它的特殊结构，与一般使用动力和电力的提水机械相比，不但省去一整套发电和输电设备，而且能源利用最直接，能量转换效率高；建设水轮泵站一般不淹地，不移民，短期内就能获得显著效果。它适用于水力资源丰富而用电困难的偏远山区。缺点：受上游来水影响，水轮泵站进水口易被河流漂浮物堵塞，机械设备容易被杂物卡住，造成提水困难，维修工作量大。水轮泵站的设备利用率低，水资源利用也不够充分。
【关键词】地面取水工程；无坝引水；拦河坝；水闸；泵站
1 无坝引水
1.无坝引水条件
无坝引水主要解决引适量水灌溉，减少泥沙入渠两个问题。要实现无坝引水，必须满足以下条件：1）引水口上游流域地区应搞好水土保持。多种植水土涵养林草植被，固土保沙，减少水土流失。2）引水口处上下游河床坡降适当。这样河床淤积、冲刷变化小、能达到冲淤平衡，保持河床稳定。3）上游流域要有一定集雨面积，稳定的河床基流，满足灌溉用水和居民日常生活用水。4）上游地区人为干扰因素少（如工程建设、放牧、开垦种植、砍伐森林等）。5）河床水、沙、地质、地形的相互作用相对稳定，来流变化时，河槽的横断面与纵断面、河床组成等会自行调整，河流处于均衡或动平衡阶段。
2.无坝引水口位置的选择应注意以下几个方面：
1）在弯曲河段上，河流的凹岸是比较理想的取水点，引入表层较清水流，防止泥沙流入渠口和底沙进入渠道。但凹岸易冲刷，需要一定的护岸工程。最好避开水流顶冲点，而设置在顶冲点稍上游或下游15～20m处、同时冰水分层的河段。一般来说顶冲点的上游较为理想。
2）引水口宜设在顺直河段河床稳定、深槽主流近岸处，即河流较窄、流速较大，水较深的地点。引水渠轴线与河道水流所成夹角应为锐角，通常采用30°～45°。
3）在有边滩、沙洲的河段上引水时，应注意了解边滩、沙洲形成的原因，移动的趋势和速度。引水口不宜设在可移动的边滩、沙洲的下游附近，以免日后被泥沙堵塞。
4）在有支流入口的河段上，易产生大量的泥沙沉积。引水口应离开支流出口处上下游有足够的距离，上游应不小于50m，下游应不小于400m。
5）尽量靠近主要用水区
选择引水口位置时，应考虑农田规划、城镇规划以及整个给水系统的布置，尽可能靠近主要用水区，以节约输水渠道或管线的长度，减少输水的基建投资和运行费用。此外应尽量避免穿越河流、铁路等障碍物。
6）注意河流上的人工建筑物或天然障碍物
河流上常见的人工构筑物（如桥梁、码头丁坝、拦河坝等）和天然障碍物（如陡崖和石嘴），往往引起河流水流条件的改变，从而使河床产生冲刷、淤积和变形，故在选择引水口位置时，必须加以注意。
7）具有良好的地质、地形及施工条件
引水口应设在地质构造稳定、承载力高的地基上，不宜设在断层、流沙层滑坡、风化严重的岩层、岩溶发育地段、地震区不稳定的陡坡或山脚下。引水口也不宜设在有宽广河漫滩的地方，以免进水渠或管道过长。从施工条件角度，交通运输要方便，有足够的施工场地，土石方量，水下工程量要少，缩短工期、以节约资金。
2 拦河坝
为了增大灌溉面积、或者增加压力水头，在适当位置引进水流，抬高水位，经方案比较，必须修建拦河坝。
修建拦河坝，选择坝址时应考虑的几个因素：
1.上游地区水位抬高，造成土地、工矿、房屋等淹没损失，下游水力消能冲刷问题；
2.行政区划不同，不同单位和个人的要求；
3.地形、地质条件要求；
4.当地群众生产、生活、灌溉等历史习惯，远期规划等因素。
总之，必须广泛调查研究，取得可靠资料，使上、下游利益兼得，努力营造和谐氛围，化解矛盾，以免造成后遗症，影响工程效益正常发挥。
3 水闸工程
水闸是一种低水头的水工建筑物，既能挡水，抬高水位，又能泄水，用以调节水位，控制泄水流量。多修建于河道、渠系及水库、湖泊岸边，在农田水利工程中应用十分广泛。
1.水闸分类
水闸按作用可分为进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、冲沙闸等，有些水闸兼有多种功能。水闸按闸室结构分为开敞式和封闭式。闸门是水闸中不可缺少的重要组成部分，用来调节流量和上下游水位、宣泄洪水和排放泥沙等。闸门由活动部分、埋固构件和悬吊设备三部分组成。其中，活动部分是门体结构，埋固构件是预埋在闸墩和胸墙等结构内的固定构件，悬吊设备是连接闸门和启闭设备的拉杆或牵引索。
2.水闸设计应考虑因素
1）水闸选址要考虑的因素较多，应了解水闸的作用、特点和运行要求，综合考虑地形、地质、水流、灌区位置、泥沙、材料、交通、施工、管理及环境等因素，经经济技术比较后确定。
2）选择与地基条件相适应的闸室结构形式，保证闸室及地基的稳定；
3）做好防渗设计；特别是上游两岸连接建筑物及其与铺盖的连接部分，要在空间上形成防渗整体。
4）做好消能、防冲设计，避免危害性的冲刷。
5）闸门设计除满足安全、经济的要求外，还应具有操作灵活可靠、止水效果良好及过水平顺等性能，应避免产生空蚀和震动。此外，还应便于制作、运输、安装以及检修、养护。
6）启闭机型式的选择应根据闸门形式、尺寸、孔口数量及运行条件等因素综合分析。选用启闭机的容量应等于或大于计算启闭力，也允许略小于计算启闭力，但不超过5%。
4 泵站工程
泵站的基本功能是通过水泵的工作体（固体、液体、或气体）的运动（旋转运动或往复运动等），把外加的能量（电、热、水、风能或太阳能等）转变成机械能，并传给被抽液体，使液体的位能、压能和动能增加，并通过管道把液体提升到高处，或输送到远处。
常用泵站，按动力分类为三种：
1.电动泵站是以电动机为动力机的泵站。由于电动机的启动、停机以及运行管理等方面比较方便，因此，目前使用较广。缺点：泵站处必须有可靠电源作保证，运行费用较高，管道易被淤泥堵塞，机电设备维修费用高。
2.机动泵站：以燃烧汽油和柴油等燃料的内燃机为动力的泵站。因为柴油机和汽油机体积较小，移动搬运方便。一般用于短时应急、防汛抗旱。缺点：机械振动和噪音较大，需燃烧燃料，污染环境，运行费用较高。
3.水轮泵站：水轮泵站是我国独特的提水工程。是利用水力冲动水轮并驱动水泵抽水的提水机械，它由水轮机和水泵同轴组合而成，全部潜在水中运行，水轮机为动力部分，水泵为工作部分。具有一定能量的水流，推动转轮转动，并通过主轴带动与其相连的叶轮旋转，在离心力的作用下，水沿着输水管道源源不断被送至高处，以灌溉农田，果园。它不仅能提水，加上有关配套还可以作为动力进行农产品加工及发电等综合利用。
其优点：水轮泵为解决紧张的能源开辟了新的途径。它结构简单，运行安全，管理方便，不燃油，不耗电，制造维修方便，便于综合利用，可以充分利用山区溪流、渠道跌水的水位差工作，工程投资少，运行费用低，凡具有一定流量和落差的地方，均能使用水轮泵，是一种成本低廉的提水机械。由于它的特殊结构，与一般使用动力和电力的提水机械相比，不但省去一整套发电和输电设备，而且能源利用最直接，能量转换效率高；建设水轮泵站一般不淹地，不移民，短期内就能获得显著效果。它适用于水力资源丰富而用电困难的偏远山区。缺点：受上游来水影响，水轮泵站进水口易被河流漂浮物堵塞，机械设备容易被杂物卡住，造成提水困难，维修工作量大。水轮泵站的设备利用率低，水资源利用也不够充分。