水資源利用與保護(hù)課設(shè)

1、目錄第一章課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).04（一）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章概述.051.1設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)范圍.05TOC o 1-5 h z1.2自然條件資料.05第二章設(shè)計(jì)水量06各項(xiàng)用水量.062.2最高日用水量062.3設(shè)計(jì)水量.06第三章給水水源及取水工程06第一節(jié)給水水源3.1.1取水規(guī)模確定.06312地區(qū)水源選擇情況及水源選擇063.1.3取水方案的比較與選擇06314水源地位置.07第二節(jié)取水構(gòu)筑物3.2.1設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)特點(diǎn).073.2.2取水構(gòu)筑物型式073.2.3取水頭部選擇073.2.4進(jìn)水間的設(shè)計(jì).07第四章取水泵站的設(shè)計(jì)08泵的選擇.08泵房布置.084.3主要設(shè)備選擇08二）設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

2、第一章設(shè)計(jì)水量計(jì)算.081.1最高日用水量計(jì)算.081.2設(shè)計(jì)水量計(jì)算.09第二章設(shè)計(jì)水量.092.1取水頭部設(shè)計(jì).09進(jìn)水間設(shè)計(jì).10進(jìn)水孔設(shè)計(jì).11第三章取水泵站計(jì)算.113.1水泵的選則.123.2泵房布置.13泵房標(biāo)高設(shè)計(jì)14結(jié)束語(yǔ).14參考文獻(xiàn).15一、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和基本要求設(shè)計(jì)要求通過(guò)課題設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟悉并掌握給水工程中取水工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原理、方法和步驟，學(xué)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)原始資料正確地選定設(shè)計(jì)方案，正確計(jì)算,對(duì)取水工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。要求學(xué)生對(duì)取水工程的設(shè)計(jì)思想，從取水點(diǎn)布置、取水構(gòu)筑物選擇、操作聯(lián)系、生產(chǎn)管理以及物料運(yùn)輸?shù)雀鞣矫婵紤]，進(jìn)行合理的布置設(shè)計(jì)。掌握課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、計(jì)算

3、書(shū)的編寫(xiě)內(nèi)容和編制方法，并繪制工程圖紙。設(shè)計(jì)內(nèi)容1、水源選擇2、取水方案及位置的確定3、取水構(gòu)筑物形式和設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算并繪圖。設(shè)計(jì)資料（一）水源和水質(zhì)1、地下水：該縣基本無(wú)合適地下水可以開(kāi)采利用。2、地表水該縣擁有豐富的地表水資源，全市平均年降水深1568毫米，平均年降水總量748530萬(wàn)立方米，平均年徑流深730mm,平均年徑流總量355300萬(wàn)立方米。人均年占有地表水量約5000立方米，修河是發(fā)源于上游黃龍山。修河在該縣境內(nèi)總流域面積3586平方公里，約占本市總面積的81%。修河水質(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。修河水源豐富，水量充足，最大徑流量為2270m3/s,年最枯徑流量9.23

4、m3/s,多年平均最小流量為16.35m3/s。最高水位78.50m（P=l%），最小水位71.15m（P=97%）,平均水位74.30m,浪高0.65m，水面寬100500m。修河水質(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（二）縣城規(guī)劃與供水規(guī)模2012年，城區(qū)人口規(guī)模為5萬(wàn)人，生活用水量指標(biāo)220L/人d,日工業(yè)產(chǎn)值240萬(wàn)元，萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量130m3/萬(wàn)元。規(guī)劃到2025年，城區(qū)人口6萬(wàn)人，用水量指標(biāo)210L/人d,日工業(yè)產(chǎn)值360萬(wàn)元，萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量110m3/萬(wàn)元，日變化系數(shù)為1.40，未預(yù)見(jiàn)及漏失量按20Q最高日計(jì)。（三）供水水質(zhì)及水壓水廠(chǎng)出廠(chǎng)水質(zhì)統(tǒng)一按現(xiàn)行國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)考慮

5、。取水泵房水泵出水口余壓為0.3MPa，以保證出水能夠送到凈水廠(chǎng)。（四）氣象該縣屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫18攝氏度，最高氣溫39攝氏度，最低氣溫零下9攝氏度，最高月平均氣溫29.2攝氏度，最低月平均氣溫5.6攝氏度。無(wú)霜期260天左右，有冰雹、暴雨、干旱等災(zāi)害氣候影響。降雨量：多年平均降雨量為1600-2000mm左右，最高降雨量2672.5mm,最小降雨量1432.6mm。境內(nèi)氣候濕潤(rùn)溫和，四季分明。（五）有關(guān)基礎(chǔ)資料水源地地形圖（含水廠(chǎng)場(chǎng)地位置）。一）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章概述一、設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)范圍1、設(shè)計(jì)依據(jù)：城市建設(shè)規(guī)劃:2012年，城區(qū)人口規(guī)模為5萬(wàn)人，生活用水量指標(biāo)220L/人d,日

6、工業(yè)產(chǎn)值240萬(wàn)元,萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量130m3/萬(wàn)元。規(guī)劃到2025年，城區(qū)人口6萬(wàn)人，用水量指標(biāo)210L/人d,日工業(yè)產(chǎn)值360萬(wàn)元，萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量110m3/萬(wàn)元，日變化系數(shù)為1.40，未預(yù)見(jiàn)及漏失量按20%Q最高日計(jì)。參考資料：1、水資源利用與保護(hù)教材2、室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50013-2006)3、水工業(yè)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)-水資源及給水處理4、泵站設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50265-975、給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)1-給水工程6、給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)【第1、3、12冊(cè)】7、其他現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范和規(guī)定二、自然條件資料（一）水源和水質(zhì)1、地下水：該縣基本無(wú)合適地下水可以開(kāi)采利用。2、地表水該縣擁有豐富的地表水

7、資源，全市平均年降水深1568毫米，平均年降水總量748530萬(wàn)立方米，平均年徑流深730mm，平均年徑流總量355300萬(wàn)立方米。人均年占有地表水量約5000立方米，修河是發(fā)源于上游黃龍山。修河在該縣境內(nèi)總流域面積3586平方公里，約占本市總面積的81%。修河水質(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。修河水源豐富，水量充足,最大徑流量為2270m3/s,年最枯徑流量9.23m3/s,多年平均最小流量為16.35m3/s。最高水位78.50m（P=1%）,最小水位71.15m（P=97%）,平均水位74.30m,浪高0.65m,水面寬100500m。修河水質(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（

8、二）氣象該縣屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫18攝氏度，最高氣溫39攝氏度，最低氣溫零下9攝氏度，最高月平均氣溫29.2攝氏度，最低月平均氣溫5.6攝氏度。無(wú)霜期260天左右，有冰雹、暴雨、干旱等災(zāi)害氣候影響。降雨量：多年平均降雨量為1600-2000mm左右，最高降雨量2672.5mm，最小降雨量1432.6mm。境內(nèi)氣候濕潤(rùn)溫和，四季分明。（三）有關(guān)基礎(chǔ)資料水源地地形圖（含水廠(chǎng)場(chǎng)地位置）。第二章設(shè)計(jì)水量一、各項(xiàng)用水量涉及用水量包括下列用水：1、綜合生活用水量Q1，包括居民生活用水量和公共建筑及設(shè)施用水2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量Q2；3、未預(yù)見(jiàn)水量和管網(wǎng)漏失水量Q3；二、最高日用水量近期：Q=708

9、96m3/d遠(yuǎn)期：Q=87656m3/d三、設(shè)計(jì)水量近期：Q=902.61L/s遠(yuǎn)期：Q=1116.00L/s第三章給水水源及取水工程第一節(jié)給水水源一、取水規(guī)模確定Q=97000m3/d二、地區(qū)水源選擇情況及水源選擇設(shè)計(jì)中水源選擇一般要考慮以下原則：1、所選水源水質(zhì)良好，水量充沛，便于衛(wèi)生防護(hù)；2、所選水源可使取水、輸水、凈化設(shè)施安全經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便；3、所選水源具有良好的施工條件；根據(jù)所給資料：該縣基本無(wú)合適地下水可以開(kāi)采利用，卻擁有豐富的地表水資源，流經(jīng)該縣的修河不僅水量充沛而且水質(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，非常適合作為取水水源。所以選用修河作為水源。三、取水方案的比較與選擇常見(jiàn)的

10、取水方案有岸邊式和河床式：在水源地地形圖中，我們可以看到該縣位于修河的彎曲河段的凸岸處，在彎曲河段取水時(shí)取水點(diǎn)應(yīng)設(shè)在彎曲河道的凹岸處，這是因?yàn)樵趶澢影兜耐拱端魉俣染徛嗌橙菀子俜e，水質(zhì)較差，不能取到很好的水。而河床式則不然它的取水管可以伸到河心取到水質(zhì)好的水。所以選擇河床式取水方案。四、水源地位置取水位置選擇見(jiàn)水源地形圖第二節(jié)取水構(gòu)筑物一、設(shè)計(jì)原則取水構(gòu)筑物形式的選擇，應(yīng)根據(jù)取水量和水質(zhì)要求，結(jié)合河床地形和地質(zhì)、河床沖淤、水深及水位變幅、泥沙及漂浮物、冰清和航運(yùn)等因素，并充分考慮施工條件和施工方法，在保證安全可靠的前提下，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。二、取水構(gòu)筑物型式及設(shè)計(jì)特點(diǎn)河床式自流管及設(shè)

11、集水孔進(jìn)水井構(gòu)筑物形式河床式自流管及設(shè)集水孔進(jìn)水井構(gòu)筑物特點(diǎn)：1、在非洪水期利用自流管取得河心較好的水，而在洪水期利用集水井上的進(jìn)水孔取得上層水質(zhì)較好的水；2、比單用自流管進(jìn)水安全可靠；3、集水井設(shè)于河岸上，可不受水流沖刷河冰凌的影響；4、進(jìn)水頭部伸入河床，檢修和清洗方便；5、冬季保溫、防凍條件比岸邊好；三、取水頭部選擇選用菱形箱式取水頭部其適用于中小型取水構(gòu)筑物，有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、菱形箱式取水頭部可采用分段預(yù)制、水下拼裝的方法，施工和安裝設(shè)備較方便；2、菱形箱式取水頭部水利條件較好；3、有外層箱式的保護(hù)，取水頭部安全可靠；四、進(jìn)水間的設(shè)計(jì)1、集水井采用合建，半淹沒(méi)式2、進(jìn)水孔格柵面積F=9

12、.3m2箱式取水頭部的進(jìn)水孔采用側(cè)面開(kāi)孔，進(jìn)水孔設(shè)8個(gè)，設(shè)在兩側(cè)；每個(gè)進(jìn)水孔尺寸：BXH=1400X1000mm每個(gè)格柵有效面積1.18m2尺寸：BXH=1500X1100mm集水井進(jìn)水孔布置成側(cè)面進(jìn)水，進(jìn)水孔設(shè)4個(gè)；每個(gè)進(jìn)水孔尺寸：BXH=1600X1800mm每個(gè)格柵有效面積2.39m2尺寸：BXH=1760X1960mm3、格網(wǎng)面積F=10.87m2格網(wǎng)布置在進(jìn)水間和吸水間之間，設(shè)4個(gè)每個(gè)進(jìn)水孔尺寸：BXH=2000X2000mm每個(gè)格網(wǎng)有效面積2.76m2尺寸：BXH=2130X2130mm第四章取水泵站的設(shè)計(jì)一、泵的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程選擇水泵的型號(hào)，選用三臺(tái)20SA-14（兩

13、用一備）流量Q=600L/s揚(yáng)程H=32m的水泵。電動(dòng)機(jī)型號(hào)：JR127-6,考慮到遠(yuǎn)期的發(fā)展所以選用一臺(tái)14SA-10J流量Q=222.2L/s揚(yáng)程H=28m的水泵。吸水管的流速為1.6m/s,管徑為DN60mm，L=3m。出水管流速為17m/s，管徑為DN7O0mm。吸水管、出水管采用鋼管。分別采用四條吸水管和兩條出水管。自流管選用DN1000mm的鋼筋混凝土管，L=200m，流速lm/s。二、泵房布置水泵機(jī)組的排列是泵房布置的主要內(nèi)容，它決定泵房建筑面積的大小，機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。因所選的泵是SA型水泵是側(cè)向進(jìn)水和側(cè)向出水的水泵，所以采用橫向排列可能要適當(dāng)增加泵房

14、的長(zhǎng)度，但跨度小，進(jìn)出水管順直，水利條件好，可減少水頭損失，節(jié)能。1、進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與側(cè)墻的凈距800mm2、進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與集水井墻的凈距1420mm3、出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與側(cè)墻的凈距3700mm4、出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與外墻的凈距3470mm5、水泵基礎(chǔ)之間的凈距800mm水泵房的尺寸為內(nèi)部L=15300mmB=14200mm外部L=16300mmB=15200mm三、主要設(shè)備選擇起重設(shè)備，排水設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備，溫度控制設(shè)備等等（二）設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第一章設(shè)計(jì)水量計(jì)算第一節(jié)最高日用水量計(jì)算一、最高日用水量計(jì)算1-綜合生活用水量Q近期：Q=fxqiXN=1.4X50000/1000X220=15400m3/d

15、遠(yuǎn)期：Q/=fxqiXN=1.4X60000/1000X210=17640m3/d12、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量q2近期：Q=fXqXN=1.4X240X130=43680m3/d遠(yuǎn)期：Q/=fXqXN=1.4X360X110=55440m3/d3、未預(yù)見(jiàn)水量和管網(wǎng)漏失水量Q3Q=0.2(Q+Q)=0.2X(15400+43680)=11816m3/d312Q/=0.2(Q/+Q/)=0.2X(17640+55440)=14616m3/d312最高日用水量QQ=Q+Q+Q=15400+43680+11816=70896m3/d123Q/=Q/+Q/+Q/=17640+55440+14616=8765

16、6m3/d123第二節(jié)設(shè)計(jì)流量計(jì)算一、設(shè)計(jì)水量計(jì)算1、取水構(gòu)筑物、一級(jí)泵站、原水輸水管、水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)流量近期：Q=二=70896=902.61L/s期：1T24x3600遠(yuǎn)期：Q/=1-1x87656=1116.00L/siT24x3600第二章取水工藝計(jì)算第一節(jié)取水頭部設(shè)計(jì)計(jì)算一、取水頭部設(shè)計(jì)1、取水頭部選用菱形箱式取水頭部，箱的側(cè)面進(jìn)水，平面采用菱形2、根據(jù)航道要求，取水頭部上緣距最枯水位深取1.0m,進(jìn)水孔下緣距河床底高取1.0m,進(jìn)水箱底部埋入河底下1.8m。3、自流管計(jì)算自流管選用2根，假設(shè)流速為v=1m/s，考慮實(shí)際運(yùn)行時(shí)可能會(huì)有一根管徑停用的情況，每根管的流量取滿(mǎn)足70%的設(shè)

17、計(jì)流量，則管徑d=竺二g：7；0；902=10OOmm，nv/3.14x1故取管徑Dg=1000mm，一根管中流速v=0.5x4x0.9023.14x12=0.57m/s考慮到使用自流管后結(jié)垢及淤積情況，粗糙系數(shù)取0.016，自流管長(zhǎng)度為200m。自流管水力半徑R=0.25m44流速系數(shù)1廠(chǎng)丄c=R6n1丄=0.256=49.600.016水力坡度v20.572i=0.00053c2R49.602x0.25自流管的沿程水頭損失h=il=0.00053x200=0.106my自流管上設(shè)喇叭進(jìn)水口一個(gè)，焊接90彎頭一個(gè)，閥門(mén)一個(gè)，出口一個(gè)，區(qū)局部阻力系數(shù)分別為：喇叭管進(jìn)口：E=0.21彎頭：E二0

18、.962閥門(mén)：E3二0.1出口：E=1.04自流管局部損失：v20.572h二(E+E+E+E)二(0.2+0.96+0.1+1.0)二0.037mj12342g2x10正常工作時(shí)，自流管的總水頭損失為：h=hy+hj=0.106+0.037=0.143m第二節(jié)進(jìn)水間設(shè)計(jì)計(jì)算一、進(jìn)水間設(shè)計(jì)1、集水間用隔墻分成進(jìn)水間和吸水室，為便于清洗和檢修，進(jìn)水室用一道隔墻分成兩部分，吸水室用三道墻分成四部分。2、吸水室下部進(jìn)水孔上的格網(wǎng)采用平板格網(wǎng)。平板格網(wǎng)的面積=10.87m21.1160.5x0.79x0.65x0.4式中，Q設(shè)計(jì)流量，m3/sV過(guò)網(wǎng)流速，一般采用0.3-0.5m/s,不應(yīng)大于0.5m/

19、s。K1格網(wǎng)堵塞后引面積減小系數(shù)，一般取0.5；k2因網(wǎng)絲引起的面積減小系數(shù)。t22(t+d)282(8+1)2二0.79式中，t網(wǎng)眼邊長(zhǎng)，一般采用采用510mm。d網(wǎng)絲直徑，一般為采用12mm。s水流收縮系數(shù)，一般采用0.640.8，取0.65。F每個(gè)格網(wǎng)的面積f=1=2.72m214進(jìn)水部分尺寸為BXH=2000mmX2000mm格網(wǎng)尺寸選為BXH=2130mmX2130mm，有效面積為2.39m2通過(guò)格網(wǎng)的水頭損失一般采用0.10-0.15m,本次設(shè)計(jì)取0.10m。具體布置見(jiàn)圖。二、進(jìn)水孔設(shè)計(jì)a、進(jìn)水孔布置成側(cè)面進(jìn)水；b、進(jìn)水孔、格柵面積F計(jì)算進(jìn)水流速：V0=-2m/s；柵條厚度：s=l

20、0mm,斷面為扁鋼型;柵條凈距：b=40mm；刪條的堵塞系數(shù)：k1=0.75；刪條的面積減少系數(shù)k2：4040+10二0.8進(jìn)水孔面積：F=vkk=0.2鳥(niǎo)5x0.8=9.3m212進(jìn)水口數(shù)量選用四個(gè)，每個(gè)面積為：F0=F/4=2.325m2格柵尺寸選用:每個(gè)進(jìn)水口尺寸為BXH=1400mmX1000mm,每個(gè)格柵外形尺寸BXH=1500mmX1100mm,有效面積：F=2.39m2第三章取水泵站計(jì)算第一節(jié)取水水泵選配及一級(jí)泵站工藝布置1、水泵的選擇（1）、設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的計(jì)算近期設(shè)計(jì)流量：Qi=0Ql.lx70896dT24x3600=902.61L/s遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量：Ql/=0Q/-d=

21、L1x87656=1116.00L/s24x3600設(shè)計(jì)揚(yáng)程計(jì)算：H二h+h+h+h二30-4.25+0.02+0.143二26ml234h泵出口處富余水頭；1h水泵與最低水面的高程差；2h吸水管的水頭損失；3h自流管水頭損失；4（2）、選泵根據(jù)揚(yáng)程和設(shè)計(jì)水量確定水泵，選用三臺(tái)20SA-14（兩用一備）流量Q=600L/s揚(yáng)程H=32m的水泵。電動(dòng)機(jī)型號(hào)：JR127-6，配套：底閥一個(gè)，止回閥一個(gè)，吐出錐管兩個(gè)泵外形尺寸：A=1545mm,0A=835mm,1A=780mm,2A=660mm,3B=1400mm,0B=550mm,1B=800mm,2B=300mm,3B=300mm,4B-20

22、0mm,5H=1260mm,0電機(jī)外形尺寸：H二760mm,1H-460mm,3H=440mm,4=589mmB=406mm，A=508mm，B=628mm，H=315mmH=760mmL=2749mm安裝尺寸：L=600mm=895mmL=3000mmB=1800mm宦ISA型泵斗帶底座）卄聒圧窘裝尺寸考慮到遠(yuǎn)期的發(fā)展所以選用一臺(tái)14SA-10J流量Q=222.2L/s揚(yáng)程H=28m的水泵。水泵經(jīng)校核符合流量和揚(yáng)程的要求。其他各尺寸都和前面所選泵相同給泵留相應(yīng)空間。2、泵房布置水泵機(jī)組的布置是泵房布置的重要內(nèi)容，他決定泵房建筑面積的大小，機(jī)組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。一級(jí)泵房有3臺(tái)水泵及1臺(tái)遠(yuǎn)期預(yù)