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 .511）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，有一定的水

2、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、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，但不便于布置設(shè)備；矩形集水井安裝濾

3、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 m3/s；最小流量為 335 m3/s。3、河流的流速: 最大流速為 2.45 m/s；最小流速為 0.5 m/s4、河流的含砂量及漂浮物： 最大含砂量 0.45 kg/ m3；最小含砂量 0.0013 kg/ m3。有一定數(shù)量的水草和青苔，無冰絮。5、河流主流及河床情況河流近岸坡度

4、較緩，主流離岸約50100m，主流最小水深3.840m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：10，最高氣溫：39，最大冰凍深度15。3.3工程要求 凈水處理廠供水量為 34 萬m3/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=34000×1.05=36750m³/d=0.413m³/s B從取水頭部設(shè)計計算取水頭部水平剖面取為

5、菱形，整體為箱式角取90，側(cè)面進水。1格柵計算(1)進水流速：v00.4m/s(2)柵條厚度：s10mm，斷面為扁鋼形(3)柵條凈距：b50mm。(4)阻塞系數(shù)：K20.75；(5)面積減少系數(shù)： K1=0.83(6)進水口面積： F。=1.65(7)進水口數(shù)量選用4個，每個面積為： F=0.413 格柵尺寸選用給水排水標(biāo)準圖集90s321-3,每個進水口尺寸為B1×Hl700mm×700mm，格柵外形尺寸B×H800mm×800mm。42取水頭部構(gòu)造尺寸(1)最小淹沒水深: =1.25m,與河流通行船只吃水深度有關(guān)；(2)進水口下緣距河底：1.50m，

6、為避免泥砂進入取水頭部；(3)進水箱體理深：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自0.207m³/s初選自流管流速：0.7m/s初步計算直徑為：=0.61m按公稱直徑，選擇自流管直徑D自0.6m。自流管實際流速為： v自=0.73m/s自流管損失按hwhf+hj，計算，其中：hf=il=0.00119×80=0.092mhj=各局部阻力系數(shù)值為：喇叭口1=0.1，焊接彎頭2=1.01,蝶閥3=0.2，出

7、口4=1.0，局部阻力損失為：hj=（0.1+1.01+0.2+1.0）×=0.0344m則管道總損失為： hwhf+hj0.0952+0.0340.1296m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=0.7×0.413=0.29m3/s。此時管中流速為：vs=1.03m/s 故障時產(chǎn)生的損失為：=+ .l=000226×800.181m = =（0.1+ 1.01+0.2+1.0）×=0.11m = +0.181+0.11O.291

8、m 考慮阻力增加因素，采用0.32m4.4 集水井設(shè)計 1格網(wǎng)計算采用平板格網(wǎng)(1)過網(wǎng)流速：v1=0.3m/s(2)網(wǎng)眼尺寸：5×5mm(3)網(wǎng)絲直徑：d1mm(4)格網(wǎng)面積減少系數(shù)：K1 = =0.735(5)格網(wǎng)阻塞系數(shù)：K2=0.5 (6)水流收縮系數(shù)：=0.7(7)格網(wǎng)面積： F1= =5.35m2選用給水排水標(biāo)準圖集90S321-6，格網(wǎng)進水口尺寸為B1×H11900mm×1500mm, 選用兩個，外形尺寸為B×H=2000mm×1600mm，總面積為2.85×2=5.7 ，滿足設(shè)計要求。 2集水間平面尺寸 集水間分為兩格

9、，兩格間設(shè)連通管并裝閥門，集水間平面尺寸如圖6-13 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+0.2535.75m（2）進水間最低動水位：97枯水位-取水頭部到進水間的管流損失-格柵損失=20.30-0.20-0.10=20.00m(3)吸水間最低動水位：進水間最低動水位標(biāo)高-進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-O.1-1.60-0.21

10、7.90m(5)集水間深度：頂部標(biāo)高-底面標(biāo)高35.75-17.9017.85m (6)集水間深度校核：當(dāng)自流管用-根管輸送0.30m³s，v1.03ms時，水頭損失為=0.32，此時吸間最低水位為：20.30-0.1-0.32-0.219.68m吸水間水深為；19.68-17.901.78m，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)kW：平板格網(wǎng)的起吊重量，kN；G：平板格網(wǎng)與鋼纜的重量，G1.47kN P: 平板格網(wǎng)兩側(cè)水位差產(chǎn)生的壓強P1.96kPaf：格網(wǎng)與導(dǎo)軌問的摩擦

11、系數(shù)，f=0.44F:每個格網(wǎng)的面積，F(xiàn)2.85；-安全系數(shù)，k1.5；W(G+pfF)k (1.47+1.96×O.44×2.85)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，則起吊架工字鋼下緣的標(biāo)高應(yīng)為： 35.75+0.2+1.60+0.25+0.7838.58m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CD1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部、集水間的詳圖，包括