从水库、河流、湖泊、地下水等水源取水的水工建筑物,包括进水闸、取(引)水隧洞、坝下取水涵管、坝身取(引)水管、取水泵站等,又称进水建筑物。取水建筑物是农田灌溉、城镇供水、水力发电等用水部门自水源取水必不可少的水工建筑物。
从水库、河流、湖泊、地下水等水源取水的水工建筑物,包括进水闸、取(引)水隧洞、坝下取水涵管、坝身取(引)水管、取水泵站等,又称进水建筑物。取水建筑物是农田灌溉、城镇供水、水力发电等用水部门自水源取水必不可少的水工建筑物。
自一般河流取水,当只需拦截水流或适当抬高水位以利进水时,取水建筑物常采用开敞式水闸,同时设置不高的拦河坝(滚水坝)、拦河闸或半永久性的引水坝,共同组成低水头的水利枢纽,也称取水枢纽。自有蓄水作用的水库取水时,取水建筑物则常采用取(引)水隧洞、坝下取水涵管或坝身取(引)水管(常用于水力发电引水,称压力管道),与其他挡水、泄水建筑物共同组成高水头的水利枢纽,也称蓄水枢纽。
开敞式进水闸也起挡水的作用,常需在闸孔上部设置胸墙。进水闸的过闸流速一般不大,但下游流态比较复杂,容易产生波状水跃和折冲水流,须注意消能防冲问题。在多沙河流上修建开敞式进水闸,可采用人工弯道式取水、分层式取水、底栏栅式取水,沉沙槽式取水以及拦沙坝、导流装置等措施以防止进入过量的、有害的泥沙。
取(引)水隧洞、坝下取水涵管和坝身取(引)水管的进口首部结构称为深式进水口,有井式、塔式、岸塔式、斜坡式等多种形式。井式进水口是在洞(管)口稍下游的岩体或坝体中设置竖井,在底部设置闸门,在中部或顶部设置操纵设备;塔式进水口是在洞(管)口处设置封闭式塔或框架式塔,在底部设置闸门,在顶部设置操纵设备;岸塔式进水口是在洞(管)口的岸坡处修建封闭式或框架式斜塔,使塔靠近岩坡或坝坡并将其支撑在岩坡或坝坡上;斜坡式进水口则是将闸门斜置在倾斜的洞(管)口上,将操纵设备设置在岩坡或坝坡的顶部,使闸门沿设在岩坡或坝坡坡面上的滑道升降。这些进口设备各有优缺点,各适用于不同情况,应从实际情况出发妥善选用。当进口的位置临近水面时,常需在进口前设置拦污装置。当洞(管)内的水流属于高速水流时,对闸门的振动、门槽及洞壁衬砌或管壁的空蚀、出口的消能防冲等要给予足够的重视。设置在地下或坝体内的洞、管,在岩土压力和内外水压力作用下,其衬砌和管壁必须有足够的刚度和强度。
采取地下水的取水泵站,参见泵站。
取水建筑物的布置、形式和轮廓尺寸等,取决于所承担的任务及水文、地质、地形等条件。设计时,一般先根据可能的形式,拟定若干个布置方案和轮廓尺寸,进行水力和结构计算,与枢纽中其他建筑物进行综合分析,选用既满足取水需要又经济合理、便于施工的最优方案。
取水建筑物首先是在埃及的农田灌溉和城镇供水中得到应用的。中国春秋战国时期就有关于水闸的记载。著名的引漳十二渠为有坝取水,于公元前422年修建;都江堰取水工程,在进口前设置鱼嘴和飞沙堰,于公元前256~前251年修建。19世纪以后,取水建筑物的技术水平不断提高,规模、数量也都迅猛发展。中国的都江堰经过部分技术改造,加大了取水流量,设计灌溉面积已达72.4万hm2。除一般取水工程外,美国、原苏联、澳大利亚、巴基斯坦等国还建成了一大批跨流域引(取)水工程。中国也已建成了引滦济津、引黄济青等工程,并在筹划规模更大、引水量更多的南水北调工程。这些引(取)水和调水工程都采取了和即将采取较大规模的取水建筑物。