天然河床渗滤取水是一种利用天然河床底部砂砾石层作为滤床，直接净化高浊度、微污染的江河水的取水净水工艺技术。该技术于1992年发明，并应用于工程，但到迄今为止，国内外尚未有人对此开展过系统研究。论文以重庆白沙自来水厂、331工厂渗滤取水工程为例，通过大量的现场调研、室内模拟试验、大型现场模拟实验、工程施工监测，以多种手段首次系统地研究天然河床渗滤取水技术。研究的主要内容包括：渗滤取水环境、天然滤床特性、渗滤取水原理、水质净化机理、渗流场特征、水量评价与计算方法、滤床淤塞问题。通过本文研究，初步建立了天然河床渗滤取水技术的理论体系。研究取得的主要成果有： (1) 河流漫滩或边滩发育的地段，天然河床底部一定厚度的砂砾石层，是由漫长地质作用形成，具有粒度不均匀、有效粒径小、密实程度高且渗透性良好的特性，与入渗池、快滤池的人工滤床有很大区别。在自然水力条件适宜的情况下，天然河床表层普遍发育生物泥膜，砂砾石层也可能具有多层结构，是一种良好的滤层。 (2) 渗滤取水通过工程手段在河床底部砂砾石层内形成低压区，诱使河水下渗，河水在穿过河床表层滤膜、砂砾石层的渗透过程中被净化，水中污物大部分被滤床表层滤膜所截留，而被截留的污物又被动态变化的河水带走，河水对滤膜起到冲刷、更新作用，使其能长期取水，渗滤取水巧妙地利用天然地质体的地质净化原理，其取水、净水的思路先进。 (3) 渗滤取水的水质净化是一系列物理、化学与生物作用的结果。天然河床表层的一定厚度泥膜、砂砾石层构成渗滤净水的天然滤床。天然滤床天然的或在取水条件下形成的泥质薄膜具有生物活性和阻滞污物的特性，砂砾石层一定深度范围，存在微生物的活动，使滤床成为一天然的生物反应器。河水通过薄膜渗透可以将悬浮物和多数微生物阻滞，而且还能吸附一系列溶解物质，包括一些有毒的和有害的物质。穿过滤膜的河水在砂砾石层渗透的过程进一步被净化，使水质得到明显改善。 (4) 结合白沙渗滤取水工程，首次通过模拟试验、模型计算，系统的研究渗滤取水条件下的渗滤场特征及演化。研究表明，渗滤取水的渗流场具有典型的三维流特征，在取水条件下随取水量的变化将经历压力状态—负压状态—到非饱和状态的变化。建立了渗流场水文地质数学模型，并应用Modflow进行数值模拟。其成果为确定合理的水位降深、进行取水量评价与西南交通大学博士研究生学位论文第n页计算提供了理论依据。 (5)作为滤床的天然河床砂砾石层，淤塞主要发生在表层，由于有河流水动力冲刷，其淤塞机理、方式与其它过滤(慢滤、地下水人工补给)有明显区别，滤床在净化水的过程中不会发生累积性淤塞而使渗透性降低。 (6)白沙渗滤取水工程天然滤床孔隙渗透水、裂隙渗透水的化学特征研究显示，孔隙渗透水的化学组成与河水相近，表明孔隙渗透水主要来源于滤床取水影响范围内的河水入渗补给，这为确定渗滤入渗水量的计算提供了理论依据。 (7)首次发现渗滤取水中存在滤管有效长度问题，并分析、研究了渗滤取水滤管有效长度形成的原因、影响因素，确定滤管有效长度的方法，这一发现为渗滤取水滤管的优化设计提供了理论依据。 (8)利用天然河床作为滤床净化取水，需适宜的场地、一定规模和厚度的砂砾石层和水动力条件，适宜的原水水质，天然河床渗滤取水可以直接处理浊度高且变化大的水源，水质微污染的水，但对浓度较高的化学污染物则无法去除。 本文研究表明，天然河床渗滤取水技术利用天然河床砂砾石层作为滤床，河水在渗滤过程中与滤层发生物理、化学及生物净化作用使水质得到改善。滤膜在水质净化中起着重要作用，由于河流的水动力冲刷，自然清淤，不会导致滤床淤塞。因此，天然河床渗滤取水净化机理先进、技术可行，是一种可直接净化高浊度、微污染的江河水的创新性技术。关键词:渗滤取水;净化机理;渗流场;滤床淤塞;数值模拟