水資源設(shè)計說明

1、第一章緒論 1.1設(shè)計目的 1、對所學(xué)知識加以應(yīng)用和系統(tǒng)化，培養(yǎng)解決實際工程設(shè)計問題的能力；使 學(xué)生的設(shè)計、制圖、查閱資料、使用設(shè)計手冊和規(guī)范等基本技能上得到初步訓(xùn)練。 2、使學(xué)生能通過設(shè)計掌握地表水取水構(gòu)筑物的基本方法。 3、掌握工具書的應(yīng)用方法。 1.2設(shè)計任務(wù) 某市一取水構(gòu)筑物的擴大初步設(shè)計。 1.3設(shè)計時間 第 15 周(2011. 12 .5-11) 第二章設(shè)計方案比較 2.1取水構(gòu)筑物形式的確定 由于取水地點河岸平緩、岸邊水深不足。故采用河床式取水構(gòu)筑物 2.2取水頭部形式的確定 取水頭部的形式很多，常用的有喇叭口、蘑菇形、魚形罩、箱式、橋墩式等。 由于取水地點水深較淺含沙量少，有

2、一定的水草和青苔，所以選取箱式取水頭部。 頭部迎水面作成尖角形用鋼筋混凝土分兩節(jié)預(yù)制，吊裝下沉后，水下拼裝。頭部 周圍拋石，防止河床沖刷。 2.3管道形式的確定 按照進(jìn)水管形式的不同，河床式取水構(gòu)筑物有自流管取水、虹吸管取水、水 泵直接取水和橋墩式取水等類型。 本設(shè)計選用自流管取水。適用條件：河床較穩(wěn)定、河岸平坦、主流距離河岸較遠(yuǎn)、 河岸水深較淺且岸邊水質(zhì)較差，自流管埋深不大或者在河岸開挖隧道以敷設(shè)自流 管等情況下從河中取水。 2.4集水井形式的確定 集水井和取水泵站可以合建，也可以分建。分建時集水井的平面形式可為圓 形、矩形、橢圓形等。 圓形集水井結(jié)構(gòu)合理，水流阻力小，便于沉井施工，但不便于

3、布置設(shè)備；矩形集 水井安裝濾網(wǎng)、吸水管、分格及布置水泵和管線較為方便，但造價較高。通常當(dāng) 集水井深度不大，可用大開槽施工時，采用矩形集水井，否則用圓形。綜上所述, 選用矩形集水井。 第三章設(shè)計資料 3.1河流自然條件 1、河流水位： 最高水位為 35.00 m ，最低水位為20.30 m （ 保證率P=97%） 2、河流的流量： 最大流量為26000 m 3/s ;最小流量為335 m 3/s。 3、河流的流速： 最大流速為2.45 m/s ;最小流速為0.5 m/s 4、河流的含砂量及漂浮物： 最大含砂量 0.45 kg/ m ；最小含砂量 0.0013 kg/ m 。 有一定數(shù)量的水草和青

4、苔，無冰絮。 5、河流主流及河床情況 河流近岸坡度較緩，主流離岸約50 100m主流最小水深3.8 40n岸邊土質(zhì) 較好，有一定的承載力，滿足使用要求。 3.2地區(qū)氣象資料 最低氣溫：10C，最高氣溫：39C，最大冰凍深度15 cm。 3.3工程要求 凈水處理廠供水量為 34 萬m/d，供生活飲用和生產(chǎn)需要，水廠自用水量按 5%考慮。 第四章設(shè)計計算 因河流河岸較緩，主流遠(yuǎn)離岸邊，宜采用固定式河床取水構(gòu)筑物。 河心處用 箱式取水頭部，經(jīng)自流管流入集水井，再經(jīng)格柵、格網(wǎng)裁留雜質(zhì)后，用離心泵送 出。 4.1取水頭部的計算 A. 設(shè)計水量 Q=3400(X 1.05=36750m3/d=0.413m

5、3/s B 從取水頭部設(shè)計計算 取水頭部水平剖面取為菱形，整體為箱式a角取90,側(cè)面進(jìn)水 1 格柵計算 (1) 進(jìn)水流速：vo= 0.4m/s 柵條厚度：s = 10mm斷面為扁鋼形 柵條凈距：b = 50mm 阻塞系數(shù)：0.75 ; (5)面積減少系數(shù): b =50 b s 50 10 =0.83 進(jìn)水口面積: 0.413 =1.65 m2 9 V0K1K2 4 .83 75 (7)進(jìn)水口數(shù)量選用4個，每個面積為: F= 丘二177 =0.413 m2 44 B1 Hi = 格柵尺寸選用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集90s321-3每個進(jìn)水口尺寸為 700mm700mm 格柵外形尺寸 BXH= 800mr

6、h800mm 4. 2取水頭部構(gòu)造尺寸 (1) 最小淹沒水深：h=1.25m,與河流通行船只吃水深度有關(guān)； (2) 進(jìn)水口下緣距河底：h= 1.50m,為避免泥砂進(jìn)入取水頭部; (3) 進(jìn)水箱體理深：h = 1.40m，與該處河流沖刷程度有關(guān)， (4) 箱體處最低水位水深不得小于3.8m。 (5) 箱體設(shè)計尺寸如下圖1、2。 圖1取水頭部剖面圖 圖2取水頭部剖面圖 4.3自流管的計算 自流管設(shè)計為兩條，每條設(shè)計流量為 Q 0.413 q 自=0.207m3/s 2 2 初選自流管流速：v = 0.7m/s I 初步計算直徑為：DhH自 = 4 0.207 =0.61m 兀vV 3.14x0.7

7、 按公稱直徑，選擇自流管直徑 D自=0.6m。 自流管實際流速為： =0.73m/s 4q 自=4 7.207 2 2 二D3.14 0.6 自流管損失按hw= hf+h，計算，其中: hf=i 1=0.00119 80=0.092m hj=E 2g 1=0.1，焊接彎頭 2=1.01,蝶閥 3=0.2，出口 =0.0344m 2 9.81 Vs= 4Q 二D2 4 0.29 2 3.14 0.6 =1.03m/s 各局部阻力系數(shù)值為：喇叭口 4=1.0，局部阻力損失為： 2 v hj=E=( 0.1+1.01+0.2+1.0 2g 則管道總損失為： h w= hf+hj = 0.0952+0

8、.034 = 0.1296m 考慮日后因淤積等原因造成管道阻力增大，為避免因此造成流量降低，則管道總 水頭損失采用0.20m。 當(dāng)-根自流管故障時，另-根應(yīng)能通過設(shè)計流量的70 %,即：Q =0.7Q=0.7 .413=0.29m3/s。此時管中流速為: 故障時產(chǎn)生的損失為: hw = hf+ hj hf = i .1=0 . 00226X80= 0.181m 聽1=0.11m 2 hj =，電=(0.1+ 1.01+0.2+1.0 j2g hw= hf+hj = 0.181+0.11 = O.291m 考慮阻力增加因素，采用 心=0.32m 4.4集水井設(shè)計 1格網(wǎng)計算 采用平板格網(wǎng) (1)

9、過網(wǎng)流速: vi=0.3m/s 網(wǎng)眼尺寸: 55mm 網(wǎng)絲直徑: d= 1mm b262 格網(wǎng)面積減少系數(shù)：K1 =肓丁=廠=0.735 格網(wǎng)阻塞系數(shù)：K2=0.5 水流收縮系數(shù)： =0.7 格網(wǎng)面積: 1= Q K1K2 V1 0.413 =5.35m2 0.735 0.5 0.7 0.3 選用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集 90S321-6,格網(wǎng)進(jìn)水口尺寸為 BXH= 1900m 1500mm, 選用兩個，外形尺寸為 BXH=2000m 1600mm 總面積為 2.85 X2=5.7 m2，滿足 .2 設(shè)計要求。 2 .集水間平面尺寸 集水間分為兩格，兩格間設(shè)連通管并裝閥門，集水間平面尺寸如圖6-13

10、3 .集水間的標(biāo)高計算 (1)頂面標(biāo)高; 當(dāng)采用非淹沒式時，集水井頂面標(biāo)高=1%洪水位+0.5+浪高 H= 35.00+0.5+0.25 = 35.75m (2) 進(jìn)水間最低動水位： 97%枯水位-取水頭部到進(jìn)水間的管流損失-格柵損失 =20.30-0.20-0.10=20.00m (3) 吸水間最低動水位： 進(jìn)水間最低動水位標(biāo)高-進(jìn)水間到吸水間的平板格網(wǎng)頭損失=20.00-0.2=19.80m。 (4) 集水間底部標(biāo)高： 平板格網(wǎng)凈高為1.60m,其上緣應(yīng)淹沒在吸水間動水位以下，取為0.1m；其下緣 應(yīng)高出底面，取0.2m,則集水間底面標(biāo)高為； 19.80-0.1-1.60-0.2= 17.

11、90m 集水間深度： 頂部標(biāo)咼-底面標(biāo)咼=35.75-17.90 = 17.85m (6) 集水間深度校核： 當(dāng)自流管用-根管輸送Q = 0.30m3/s, v= 1.03m/s時，水頭損失為hw=0.32 , 此時吸間最低水位為： 20.30-0.1-0.32-0.2= 19.68m 吸水間水深為；19.68-17.90 = 1.78m，可滿足水泵吸水要求 集水間設(shè)計尺寸如下圖3、4 圖3集水間平面圖 圖4集水間剖面圖 4.格網(wǎng)起吊設(shè)備的計算 1 平板格網(wǎng)起吊重量 W = (G+pfF)k W平板格網(wǎng)的起吊重量，kN; G:平板格網(wǎng)與鋼纜的重量，G= 1.47kN P:平板格網(wǎng)兩側(cè)水位差產(chǎn)生

12、的壓強 P= 1.96kPa f :格網(wǎng)與導(dǎo)軌問的摩擦系數(shù)，f=0.44 F:每個格網(wǎng)的面積，F(xiàn)= 2.85 m2; -安全系數(shù)，k= 1.5 ; W (G+pfF)k =(1.47+1.96 0.44X2.85)X1.5 =5.4kN 2 起吊設(shè)備選擇與吊架高度計算 平板格網(wǎng)高1.60m,格網(wǎng)吊環(huán)高0.25m，電動葫蘆吊鉤至工字梁下緣最小距離 為0.78m,格網(wǎng)吊至平臺以上的距離取 0.2m，操作平臺標(biāo)高為35.75m,貝U起吊 架工字鋼下緣 的標(biāo)高應(yīng)為： 35.75+0.2+1.60+0.25+0.78= 38.58m 格網(wǎng)起吊高度=起吊架工字梁下緣的標(biāo)高-電動葫蘆吊鉤至工字梁下緣最小距離- 集水間底部標(biāo)高-平板格網(wǎng)下緣與集水間底部高差-平板格網(wǎng)高-平板格網(wǎng)調(diào)環(huán)高 =38.58-0.78-17.90-0.2-1.6-0.25=17.85 選用CD或MD1-24D型電動葫蘆，起吊重量為2000kN,起吊最大高度為24m 5. 排泥沖洗設(shè)備 因河水含砂量不大，故只設(shè)沖洗給水栓，不設(shè)排泥設(shè)備，定期放空人工挖泥。 結(jié)束語 本周是我們的第一次課程設(shè)計，由于對設(shè)計過程的不熟悉以及準(zhǔn)備的不足， 給了我們很多的的教訓(xùn)以及額外的知識。 在本周的設(shè)計中我們要求設(shè)計出整套的 取水構(gòu)筑物，并畫出總圖及取水頭