0244091-2課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書格式(1)

1、PAGE 水資源利用與保護(hù) 課程設(shè)計(jì) 題目：水資源與取水工程設(shè)計(jì)系 別：環(huán)境與市政工程系專 業(yè)：給水排水工程班 級(jí)：姓 名： 學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 年 月 日指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)老師簽字 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ) 主任委員簽字 設(shè)計(jì)成績(jī)年 月 日前 言水是生命的源泉，是重要的自然資源和環(huán)境要素。水資源在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生存環(huán)境中占有十分重要的地位，它是促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，確保人民安居樂業(yè)，建設(shè)社會(huì)物質(zhì)文明和精神文明的重要條件，是社會(huì)賴以存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來，水資源的不合理開發(fā)與利用，造成煙花總的水資源短缺和區(qū)域性的生態(tài)、環(huán)境災(zāi)害受到了國(guó)際水資源與環(huán)境領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。那么需要結(jié)合我國(guó)國(guó)情，適應(yīng)現(xiàn)代水資源利用

2、與保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)，全面、系統(tǒng)地討論水資源開發(fā)利用的方法、基本原理和原則。其中取水問題則最為重要，它是一切使用水資源的基礎(chǔ)。水資源利用與保護(hù)這門課程其中就介紹了有關(guān)取水的問題和方法，這次的實(shí)習(xí)就是要把理論與實(shí)踐相結(jié)合，把書本上的知識(shí)活學(xué)活用，真正掌握如何設(shè)計(jì)地表取水的構(gòu)筑物。為以后打下一個(gè)牢固的基礎(chǔ)。PrefaceWater is the source of life,which is an important natural resource and environment factors. Water resources in the social, economic, living env

3、ironment have a very important position,and it can promote the city economic development, being ensure that the people live and work in peace, the construction of social material civilization and spiritual civilization of the important condition, is the social existence and development of material b

4、asis.Long-term since, the unreasonable development of water natural resources and utilization, caused by fireworks general shortage of water resources and the regional ecological, environmental disasters by the international water resources and environment has been in the field of attention. You nee

5、d to combine our country national condition, to adapt to the modern water resources utilization and protection of the development trend, comprehensive, and systematic discussion of the development and utilization of water resources, the basic principle and the principle of the method. Water is the m

6、ost important problem, it is the use of base of all water resources.Utilization and protection of water resources in the course of which he describes the water problem and method, the practice is combine theory with practice, the book knowledge live learning, master how to design surface water intak

7、e structures. For the future to lay a solid foundation.目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc311134539 1 緒論 PAGEREF _Toc311134539 h 1 HYPERLINK l _Toc311134540 1.1 設(shè)計(jì)目的 PAGEREF _Toc311134540 h 1 HYPERLINK l _Toc311134541 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) PAGEREF _Toc311134541 h 1 HYPERLINK l _Toc311134542 1.3 設(shè)計(jì)時(shí)間 PAGEREF _To

8、c311134542 h 1 HYPERLINK l _Toc311134543 2 計(jì)算說明 PAGEREF _Toc311134543 h 2 HYPERLINK l _Toc311134544 2.1 基本資料 PAGEREF _Toc311134544 h 2 HYPERLINK l _Toc311134545 2.2 構(gòu)筑物類型確定 PAGEREF _Toc311134545 h 2 HYPERLINK l _Toc311134546 2.3 構(gòu)筑物設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc311134546 h 5 HYPERLINK l _Toc311134547 3 結(jié)束語(yǔ) PAGEREF

9、 _Toc311134547 h 11 HYPERLINK l _Toc311134548 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc311134548 h 13 PAGE 131 緒論1.1 設(shè)計(jì)目的1、對(duì)所學(xué)知識(shí)加以應(yīng)用和系統(tǒng)化，培養(yǎng)解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)問題的能力；使學(xué)生在設(shè)計(jì)、制圖、查閱資料、使用設(shè)計(jì)手冊(cè)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(jì)掌握地表水取水構(gòu)筑物的基本計(jì)算方法。3、掌握工具書的應(yīng)用方法。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)某市一取水構(gòu)筑物的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì):(1)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份；(2)取水構(gòu)筑物的平面布置和高程布置圖一張(2#)；(3)繪制取水頭部平面圖和剖面圖一張 (2#)；（圖例1：1

10、00）(4)集水間平面圖和剖面圖一張(2#)。（圖例1：100）1.3 設(shè)計(jì)時(shí)間第15周（201112520111211）2 計(jì)算說明2.1 基本資料水資源與取水工程教材 給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第1、3、10、11冊(cè)。給排水快速設(shè)計(jì)手冊(cè)第l冊(cè)。給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集90S321-1（格網(wǎng)）、90S321-6（格柵）2.2 構(gòu)筑物類型確定 設(shè)計(jì)的一般原則取水構(gòu)筑物必須保證在各種季節(jié)都能按規(guī)范要求取足相應(yīng)保證率的設(shè)計(jì)水量，設(shè)計(jì)最高水位應(yīng)按百年一遇頻率確定。城市供水水源的設(shè)計(jì)苦水流量保證率一般采用90%97%；設(shè)計(jì)枯水位的保證率一般可采用90%99%。取水誰(shuí)知應(yīng)符合有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。取水構(gòu)筑物應(yīng)根據(jù)水源情況，采取

11、防止如下情況發(fā)生的相應(yīng)保護(hù)措施：漂浮物、泥沙，冰凌和水生生物的阻塞；洪水沖刷、淤積、冰凍層擠壓和雷擊的破壞；冰凌、木筏和船只的撞擊。取水構(gòu)筑物的布置應(yīng)符合城市近遠(yuǎn)期總體規(guī)劃要求。取水工程的興建必須得到有關(guān)部門的認(rèn)可和批準(zhǔn)。取水構(gòu)筑物的布置必須結(jié)合河流的綜合利用，取水構(gòu)筑物不得影響河流航運(yùn)，必須滿足防洪規(guī)范要求。在取水工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成節(jié)能型。輸水管的敷設(shè)應(yīng)盡量減少穿過天然或人工障礙物。在各方面條件比較接近的情況下，應(yīng)盡可能選擇近點(diǎn)取水，以便管理和節(jié)省投資。對(duì)于大型的取水構(gòu)筑物，當(dāng)河道及水文條件復(fù)雜或水量占河道的最枯流量比例較大時(shí)，在設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行水工模型試驗(yàn)。河床式取水構(gòu)筑物利用深入江河中

12、心的進(jìn)水管和固定在河床上的取水頭部取水的構(gòu)筑物，成為河床式取水構(gòu)筑物。河床式取水構(gòu)筑物與岸邊式基本相同，取水構(gòu)筑物由取水頭部、進(jìn)水管、集水間和泵房等部分組成。河水經(jīng)取水頭部的進(jìn)水孔流入，沿進(jìn)水管流至集水間，然后由泵抽走。河岸較平坦，枯水期主流離岸較遠(yuǎn)，岸邊水深不夠或水質(zhì)不好，而河中心具有足夠的水深或較好水質(zhì)時(shí)，宜采用河床式取水構(gòu)筑物。（1）虹吸管式取水構(gòu)筑物：河水從取水頭部靠虹吸作用流至集水井中，然后由水泵抽走。當(dāng)水位高于虹吸管頂時(shí)，無需抽真空即可自流進(jìn)水；當(dāng)河水位低于虹吸管頂時(shí)，需先將虹吸管抽真空方可進(jìn)水。 eq oac(,1)虹吸管式取水構(gòu)筑物的特點(diǎn)：利用虹吸高度，可減少管道埋深，減少水下

13、施工的施工量和自流管的大量開挖，縮短工期，節(jié)約投資。但虹吸管對(duì)管材及施工質(zhì)量要求較高，運(yùn)行管理要求嚴(yán)格，并需保證嚴(yán)密不透氣；需要裝置真空設(shè)備；虹吸管管路相對(duì)較長(zhǎng)，容積也大，真空引水水泵起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，工作可靠性不如自流管。 eq oac(,2)虹吸管式取水構(gòu)筑物的試用條件：河水水位變幅較大，河灘寬闊，河岸較高，自流管埋設(shè)較深；枯水期主流離河岸較遠(yuǎn)而水位較低；管道需要穿越防洪堤等情況時(shí)，從河中取水。（2）自流管取水：河水在重力作用下，從取水頭部流入集水井，經(jīng)格網(wǎng)后進(jìn)入水泵吸水間，然后水泵抽走。這種取水方式可合建或分建。在河流水位變幅較大，洪水期歷時(shí)較長(zhǎng)，水中含沙量較高時(shí)，為了避免在洪水期引入底層含

14、沙量較多的水，可在集水間壁上開設(shè)進(jìn)水孔，或設(shè)置高位自流管，以便在洪水期取上層含沙量較少的水。 eq oac(,1)自流管取水的特點(diǎn)：集水井設(shè)于河岸，可不受水流沖擊和冰凌碰擊，也可不影響河床水流；自流管淹沒在水中，河水靠重力自流，工作較可靠；在非洪水期，利用自流管取得河心較好的水而洪水期利用集水間壁上的進(jìn)水孔或設(shè)置的高位自流管取得上層水質(zhì)較好的水；冬季保溫、防凍條件比岸邊式好。但取水頭部伸入河床，檢修和清洗不便；敷設(shè)自流管時(shí)，開挖土石方量較大；洪水期河底易發(fā)生淤積、河水主流游蕩不定，從而影響取水。 eq oac(,2)自流管取水的適用條件：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

15、邊水質(zhì)較差；自流管埋深不大或者在河岸可以開挖隧道以敷設(shè)自流管等情況下從河中取水。3、主要資料：（1）河流自然條件 eq oac(,1)河流水位:最高水位為35.50m，(頻率P=1%)；最低水位為21.00m (保證率P=97%)。 eq oac(,2)河流的流量:最大流量為27010m3/s；最小流量為345m3/s。 eq oac(,3)河流的流速:最大流速為2.50m/s；最小流速為0.55 m/s eq oac(,4)河流的含砂量及漂浮物：最大含砂量0.44kg/ m3；最小含砂量0.0014 kg/ m3。有一定數(shù)量的水草和青苔，無冰絮。 eq oac(,5)河流主流及河床情況：河流

16、近岸坡度較緩，主流離岸約50100m，主流最小水深3.84.0m。岸邊土質(zhì)較好，有一定的承載力，滿足使用要求。（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）工程要求 1、凈水處理廠供水量為3.5萬m3/d，供生活飲用和生產(chǎn)需要。4、根據(jù)上述條件構(gòu)筑物類型確定河床式取水構(gòu)筑物還有兩種：直接戲水時(shí)取水構(gòu)筑物和橋墩式取水構(gòu)筑物。但是直接戲水時(shí)取水構(gòu)筑物不設(shè)集水間，水中漂浮物少，水位變幅不大，取水量小吸水管不成且不需設(shè)格網(wǎng)的中小型取水泵房使用，實(shí)際水位變幅較大有14.5m，而且需要設(shè)置集水間和格網(wǎng)，有泥沙存在，因此不用這種；橋墩式取水構(gòu)筑物宜建在含沙量較高，取水量較大，岸

17、邊無建泵房條件情況下使用，而實(shí)際含沙量不大，岸邊有條件建泵房，因此不用這種。而河邊式取水構(gòu)筑物適用于岸邊較陡，水位變幅不大且能保證設(shè)計(jì)枯水位時(shí)安全取水情況，而實(shí)際是河流近岸坡度較緩，水位變幅14.5m較大，因此采用固定式河床取水構(gòu)筑物。則自流管取水和虹吸管取水構(gòu)筑物可選擇。對(duì)比自流管取水和虹吸管取水，從上面描述的特點(diǎn)和適用條件，選擇分建自流管取水構(gòu)筑物。 由于取水地點(diǎn)水深較淺含沙量少，有一定的水草和青苔，無冰絮，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 構(gòu)筑物設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)水量：=35000（1+0.05）=367

18、50m3/d=0.43m3/s2取水頭部設(shè)計(jì)計(jì)算取水頭部平剖面取為菱形，整體為箱式。角取側(cè)面進(jìn)水。（1）進(jìn)格柵計(jì)算：側(cè)面進(jìn)水流速：=0.50m/s；柵條厚度：=10mm，斷面為扁鋼形； 柵條凈距：=50mm；格柵阻隔系數(shù)：=0.75； 面積減少系數(shù)：=0.83進(jìn)水孔面積：F0=1.38進(jìn)水口數(shù)量選用4個(gè)，每個(gè)面積為： F=0.35格柵尺寸選用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集90s321-1，每個(gè)進(jìn)水口尺寸為 =，格柵外形尺寸=。（2）取水頭部構(gòu)造尺寸最小淹沒水深：=1.25m，與河流通航船只吃水深度有關(guān)；進(jìn)水口下緣距河底：=1.60m，為避免泥沙進(jìn)入取水頭部；進(jìn)水箱體埋深：=1.5m，與該處河流沖刷程度有關(guān)；

19、箱體處最低水位水深不得小于3.8m；吸水喇叭口：D=1.40.6=0.84m；取水頭部的平面圖見圖編號(hào)2-2。下圖為縮略圖1-1和圖1-2.圖1-1取水頭部平面圖圖1-2取水頭部剖面圖圖1-23.3自流管設(shè)計(jì)計(jì)算自流管設(shè)計(jì)為兩條，每條設(shè)計(jì)流量為：初選自流管流速：初步計(jì)算直徑為： 選自流管實(shí)際流速為：自流管損失按計(jì)算，其中：設(shè)計(jì)主流離岸有90m，則各局部阻力系數(shù)為：喇叭口焊接彎頭蝶閥出口局部水頭損失為：則管道總損失為：考慮日后淤積等原因造成管帶阻力增大，為避免因此造成流量降低，管道總損失采用0.23m。當(dāng)一根自流管故障時(shí)，另一根應(yīng)能通過設(shè)計(jì)流量的70%，即：,此時(shí)管中流速為：故障時(shí)產(chǎn)生的損失為

20、考慮阻力因素增加因素，采用4.集水間計(jì)算（1）格網(wǎng)計(jì)算采用平板格網(wǎng)。過網(wǎng)流速：；網(wǎng)眼尺寸：；網(wǎng)絲直徑：；格網(wǎng)面積減少系數(shù)；格網(wǎng)阻塞后面積減小系數(shù)：；水流收縮系數(shù)：；平板格網(wǎng)的面積： 選用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集90S321-6，格網(wǎng)進(jìn)水口尺寸為，面積為3.23 ，選用兩個(gè)，總面積為（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。（3）集水間的標(biāo)高計(jì)算1）頂面標(biāo)高：當(dāng)采用非淹沒式時(shí)，集水間頂面標(biāo)高=1%洪水位+浪高+0.5m：2) 進(jìn)水間最低動(dòng)水位為97%枯水位-取水頭部到進(jìn)水間的管段水頭損失-格柵損失=3) 吸水間最低動(dòng)水位：進(jìn)水間最低動(dòng)水位標(biāo)高-進(jìn)水間到吸水間的平板格

21、網(wǎng)水頭損失=20.67-0.2=20.47m4）集水間底部標(biāo)高：平板格網(wǎng)凈高為1.80m，其上緣應(yīng)淹沒在吸水間動(dòng)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：20.47-0.1-1.8-0.2=18.37m集水間深度：頂部標(biāo)高-底面標(biāo)高=36.25-18.37=17.88m集水間深度校核：當(dāng)自流管用一根管輸送，時(shí)，水頭損失為，此時(shí)吸水間最低水位為：吸水間最低水位為：20.30-18.37=1.93m，可滿足水泵吸水要求。下圖為集水間平面圖縮略圖圖1-3。圖1-3集水間平面圖5.格網(wǎng)起吊設(shè)備（1）平板格網(wǎng)起吊重量式中 W平板格網(wǎng)起吊重量，kN；G平板格網(wǎng)與鋼繩的重量，

22、G=1.47KN；p平板格網(wǎng)兩側(cè)水位差產(chǎn)生的壓強(qiáng)，兩側(cè)水位差，公式，則p=1.96kPa；f格網(wǎng)與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)，f=0.44；F每個(gè)格網(wǎng)的面積，,F=3.6m2K安全系數(shù)，K=1.5。 （2）起吊高度的計(jì)算與起吊設(shè)備選擇平板格網(wǎng)高1.80m，格網(wǎng)吊環(huán)高0.25m，電動(dòng)葫蘆吊鉤至工字梁下緣最小距離為0.78m，格網(wǎng)吊至平臺(tái)以上的距離取0.2m，操作平臺(tái)標(biāo)高為36.25m，則起吊工字梁下緣的標(biāo)高應(yīng)為：36.25+0.2+1.80+0.25+0.78=39.28m。格網(wǎng)起吊高度=起吊架工字梁下緣的標(biāo)高-電動(dòng)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

23、板格網(wǎng)吊環(huán)高：39.28-0.78-18.37-0.2-1.8-0.25=17.78m。6.排泥沖洗設(shè)備因河水含沙量不大，故只設(shè)沖洗給水栓，不設(shè)排泥設(shè)備，定期放空，人工挖泥清洗。集水間平面圖和平剖面圖見圖編號(hào)2-2。取水構(gòu)筑物的平面圖和剖面圖見圖編號(hào)2-3。3 結(jié)束語(yǔ)“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！比魏沃R(shí)的學(xué)習(xí)都是為實(shí)際操作服務(wù)，只知道理論知識(shí)，終歸是一個(gè)站不穩(wěn)的空袋子，理論知識(shí)的掌握是必須的，而實(shí)際操作與理論有一定差距的，實(shí)習(xí)的目的就是為了彌補(bǔ)這匯總差距。在這次的實(shí)習(xí)中，我進(jìn)一步鞏固了有關(guān)地表水取水的方式。地表水取水的類型，應(yīng)該怎樣去選擇，每種有什么特點(diǎn)，適合在什么時(shí)候時(shí)使用，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r來定奪，并且應(yīng)該使工程造價(jià)降到最小，這樣既經(jīng)濟(jì)又有效益，買足了工廠和人們生產(chǎn)生活用水的需求。這次建造的取水構(gòu)筑物就是河床式的。這一次又進(jìn)一步鞏固了自己的畫圖技能，隨著時(shí)代的進(jìn)步，電腦制圖已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在各行各業(yè)，尤其是學(xué)習(xí)給排水這個(gè)行業(yè)，需要畫圖，手畫的圖