地表水取水方式
(一)无坝引水
灌区附近河流水位、流量均能满足灌溉要求时,即可选择适宜的位置作为取水口修建进水闸引水自流灌溉,形成无坝引水。在丘陵山区,灌区位置较高,可自河流上游水位较高的地点A引水(图6-5),借修筑较长的引水渠,取得自流灌溉的水头。这种方式,引水口一般距灌区较远,引水干渠常有可能遇到难工险段。

图6-5 灌溉取水方式示意图
A—无坝取水;B—有坝取水;C—抽水取水
无坝引水渠首一般由进水闸、冲沙闸和导流堤三部分组成。进水闸控制入渠流量,冲沙闸冲走淤积在进水闸前的泥沙,而导流堤一般修建在中小河流中,平时发挥导流引水和防沙作用,枯水期可以截断河流,保证引水。渠首工程各部分的位置应相互协调,以有利于防沙取水为原则,图6-6是历史悠久闻名中外的四川都江堰工程。它的进水口正好位于岷江凹岸顶点的下游,整个枢纽包括用于分水的鱼嘴,用于导流的金刚堤,用于排沙、溢洪的飞沙堰等。它在各方面的布局都很成功,已经运行了二千二百多年,是无坝引水的典范。

图6-6 四川都江堰工程示意图
(二)有坝(低坝)引水
当河流水源虽较丰富,但水位较低时,可在河道上修建壅水建筑物(坝或闸),抬高水位,自流引水灌溉,形成有坝引水的方式,如图6-5中的B点。在灌区位置已定的情况下,此种型式与有引渠的无坝引水相比较,虽然增加了拦河坝(闸)工程,但引水口一般距灌区较近,可缩短干渠线路长度,减少工程量。在某些山区、丘陵地区,洪水季节虽然流量较大,水位也够,但洪、枯季节变化较大,为了便于枯水期引水也需修建临时性低坝。
有坝引水枢纽主要由拦河坝(闸)、进水闸、冲沙闸及防洪堤等建筑物组成,如图6-7所示。
1.拦河坝
拦截河道,抬高水位,以满足灌溉引水的要求,汛期则在溢流坝顶溢流,宣泄河道洪水。因此,坝顶应有足够的溢洪宽度,在宽度增长受到限制或上游不允许壅水过高时,可降低坝顶高程,改为带闸门的溢流坝或拦河闸,以增加泄洪能力。
2.进水闸
进水闸用以引水灌溉。其主要有两种型式:
(1)侧面引水。进水闸过闸水流方向与河流方向正交,如图6-7所示。这种取水方式,由于在进水闸前不能形成有力的横向环流,因而防止泥沙入渠的效果较差,一般只用于含沙量较小的河道。
(2)正面引水。这是一种较好的取水方式。进水闸过闸水流方向与河流方向一致或斜交,如图6-8所示。这种取水方式,能在引水口前激起横向环流,促使水流分层,表层清水进入进水闸,而底层含沙水流则涌向冲沙闸而被排掉。(https://www.daowen.com)

图6-7 侧面引水示意图

图6-8 正面引水示意图
3.冲沙闸
冲沙闸是多沙河流低坝引水枢纽中不可缺少的组成部分,它的过水能力一般应大于进水闸的过水能力,冲沙闸底板高程应低于进水闸底板高程,以保证较好的冲沙效果。
4.防洪堤
为减少拦河坝上游的淹没损失,在洪水期保护上游城镇、交通的安全,可在拦河坝上游沿河修筑防洪堤。
此外,若有通航、过鱼、过木和发电等综合利用要求,尚需设置船闸、鱼道、筏道及电站等建筑。
(三)抽水取水
河流水量比较丰富,但灌区位置较高,修建其他自流引水工程困难或不经济时,可就近采取抽水取水方式,如图6-5中的C点。这样,干渠工程量小,但增加了机电设备及年管理费用。
(四)水库取水
河流的流量、水位均不能满足灌溉要求时,必须在河流的适当地点修建水库进行径流调节,以解决来水和用水之间的矛盾,并综合利用河流水源。这是河流水源较常见的一种取水方式。采用水库取水,必须修建大坝、溢洪道和进水闸等建筑物,工程较大,且有相应的库区淹没损失,因此必须认真选择好建库地址。但水库能充分利用河流水资源,这是优于其他取水方式之处。
上述几种取水方式,除单独使用外,有时还能综合使用多种取水方式,引取多种水源,形成蓄、引、提结合的灌溉系统;即便只是水库取水方式,也可以对水库泄入原河道的发电尾水,在下游适当地点修建壅水坝,将它抬高,引入渠道,以充分利用水库水量及水库与壅水坝间的区间径流,如图6-9所示。

图6-9 蓄、引、提相结合的灌溉系统