水资源设计说明

1、第一章绪论 1.1设计目的 1、对所学知识加以应用和系统化，培养解决实际工程设计问题的能力；使 学生的设计、制图、查阅资料、使用设计手册和规范等基本技能上得到初步训练。 2、使学生能通过设计掌握地表水取水构筑物的基本方法。 3、掌握工具书的应用方法。 1.2设计任务 某市一取水构筑物的扩大初步设计。 1.3设计时间 第 15 周(2011. 12 .5-11) 第二章设计方案比较 2.1取水构筑物形式的确定 由于取水地点河岸平缓、岸边水深不足。故采用河床式取水构筑物 2.2取水头部形式的确定 取水头部的形式很多，常用的有喇叭口、蘑菇形、鱼形罩、箱式、桥墩式等。 由于取水地点水深较浅含沙量少，有

2、一定的水草和青苔，所以选取箱式取水头部。 头部迎水面作成尖角形用钢筋混凝土分两节预制，吊装下沉后，水下拼装。头部 周围抛石，防止河床冲刷。 2.3管道形式的确定 按照进水管形式的不同，河床式取水构筑物有自流管取水、虹吸管取水、水 泵直接取水和桥墩式取水等类型。 本设计选用自流管取水。适用条件：河床较稳定、河岸平坦、主流距离河岸较远、 河岸水深较浅且岸边水质较差，自流管埋深不大或者在河岸开挖隧道以敷设自流 管等情况下从河中取水。 2.4集水井形式的确定 集水井和取水泵站可以合建，也可以分建。分建时集水井的平面形式可为圆 形、矩形、椭圆形等。 圆形集水井结构合理，水流阻力小，便于沉井施工，但不便于

3、布置设备；矩形集 水井安装滤网、吸水管、分格及布置水泵和管线较为方便，但造价较高。通常当 集水井深度不大，可用大开槽施工时，采用矩形集水井，否则用圆形。综上所述, 选用矩形集水井。 第三章设计资料 3.1河流自然条件 1、河流水位： 最高水位为 35.00 m ，最低水位为20.30 m （ 保证率P=97%） 2、河流的流量： 最大流量为26000 m 3/s ;最小流量为335 m 3/s。 3、河流的流速： 最大流速为2.45 m/s ;最小流速为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 。 有一定数量的水草和青

4、苔，无冰絮。 5、河流主流及河床情况 河流近岸坡度较缓，主流离岸约50 100m主流最小水深3.8 40n岸边土质 较好，有一定的承载力，满足使用要求。 3.2地区气象资料 最低气温：10C，最高气温：39C，最大冰冻深度15 cm。 3.3工程要求 净水处理厂供水量为 34 万m/d，供生活饮用和生产需要，水厂自用水量按 5%考虑。 第四章设计计算 因河流河岸较缓，主流远离岸边，宜采用固定式河床取水构筑物。 河心处用 箱式取水头部，经自流管流入集水井，再经格栅、格网裁留杂质后，用离心泵送 出。 4.1取水头部的计算 A. 设计水量 Q=3400(X 1.05=36750m3/d=0.413m

5、3/s B 从取水头部设计计算 取水头部水平剖面取为菱形，整体为箱式a角取90,侧面进水 1 格栅计算 (1) 进水流速：vo= 0.4m/s 栅条厚度：s = 10mm断面为扁钢形 栅条净距：b = 50mm 阻塞系数：0.75 ; (5)面积减少系数: b =50 b s 50 10 =0.83 进水口面积: 0.413 =1.65 m2 9 V0K1K2 4 .83 75 (7)进水口数量选用4个，每个面积为: F= 丘二177 =0.413 m2 44 B1 Hi = 格栅尺寸选用给水排水标准图集90s321-3每个进水口尺寸为 700mm700mm 格栅外形尺寸 BXH= 800mr

6、h800mm 4. 2取水头部构造尺寸 (1) 最小淹没水深：h=1.25m,与河流通行船只吃水深度有关； (2) 进水口下缘距河底：h= 1.50m,为避免泥砂进入取水头部; (3) 进水箱体理深：h = 1.40m，与该处河流冲刷程度有关， (4) 箱体处最低水位水深不得小于3.8m。 (5) 箱体设计尺寸如下图1、2。 图1取水头部剖面图 图2取水头部剖面图 4.3自流管的计算 自流管设计为两条，每条设计流量为 Q 0.413 q 自=0.207m3/s 2 2 初选自流管流速：v = 0.7m/s I 初步计算直径为：DhH自 = 4 0.207 =0.61m 兀vV 3.14x0.7

7、 按公称直径，选择自流管直径 D自=0.6m。 自流管实际流速为： =0.73m/s 4q 自=4 7.207 2 2 二D3.14 0.6 自流管损失按hw= hf+h，计算，其中: hf=i 1=0.00119 80=0.092m hj=E 2g 1=0.1，焊接弯头 2=1.01,蝶阀 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 各局部阻力系数值为：喇叭口 4=1.0，局部阻力损失为： 2 v hj=E=( 0.1+1.01+0.2+1.0 2g 则管道总损失为： h w= hf+hj = 0.0952+0

8、.034 = 0.1296m 考虑日后因淤积等原因造成管道阻力增大，为避免因此造成流量降低，则管道总 水头损失采用0.20m。 当-根自流管故障时，另-根应能通过设计流量的70 %,即：Q =0.7Q=0.7 .413=0.29m3/s。此时管中流速为: 故障时产生的损失为: hw = hf+ hj hf = i .1=0 . 00226X80= 0.181m 聽1=0.11m 2 hj =，电=(0.1+ 1.01+0.2+1.0 j2g hw= hf+hj = 0.181+0.11 = O.291m 考虑阻力增加因素，采用 心=0.32m 4.4集水井设计 1格网计算 采用平板格网 (1)

9、过网流速: vi=0.3m/s 网眼尺寸: 55mm 网丝直径: d= 1mm b262 格网面积减少系数：K1 =肓丁=厂=0.735 格网阻塞系数：K2=0.5 水流收缩系数： =0.7 格网面积: 1= Q K1K2 V1 0.413 =5.35m2 0.735 0.5 0.7 0.3 选用给水排水标准图集 90S321-6,格网进水口尺寸为 BXH= 1900m 1500mm, 选用两个，外形尺寸为 BXH=2000m 1600mm 总面积为 2.85 X2=5.7 m2，满足 .2 设计要求。 2 .集水间平面尺寸 集水间分为两格，两格间设连通管并装阀门，集水间平面尺寸如图6-13

10、3 .集水间的标高计算 (1)顶面标高; 当采用非淹没式时，集水井顶面标高=1%洪水位+0.5+浪高 H= 35.00+0.5+0.25 = 35.75m (2) 进水间最低动水位： 97%枯水位-取水头部到进水间的管流损失-格栅损失 =20.30-0.20-0.10=20.00m (3) 吸水间最低动水位： 进水间最低动水位标高-进水间到吸水间的平板格网头损失=20.00-0.2=19.80m。 (4) 集水间底部标高： 平板格网净高为1.60m,其上缘应淹没在吸水间动水位以下，取为0.1m；其下缘 应高出底面，取0.2m,则集水间底面标高为； 19.80-0.1-1.60-0.2= 17.

11、90m 集水间深度： 顶部标咼-底面标咼=35.75-17.90 = 17.85m (6) 集水间深度校核： 当自流管用-根管输送Q = 0.30m3/s, v= 1.03m/s时，水头损失为hw=0.32 , 此时吸间最低水位为： 20.30-0.1-0.32-0.2= 19.68m 吸水间水深为；19.68-17.90 = 1.78m，可满足水泵吸水要求 集水间设计尺寸如下图3、4 图3集水间平面图 图4集水间剖面图 4.格网起吊设备的计算 1 平板格网起吊重量 W = (G+pfF)k W平板格网的起吊重量，kN; G:平板格网与钢缆的重量，G= 1.47kN P:平板格网两侧水位差产生

12、的压强 P= 1.96kPa f :格网与导轨问的摩擦系数，f=0.44 F:每个格网的面积，F= 2.85 m2; -安全系数，k= 1.5 ; W (G+pfF)k =(1.47+1.96 0.44X2.85)X1.5 =5.4kN 2 起吊设备选择与吊架高度计算 平板格网高1.60m,格网吊环高0.25m，电动葫芦吊钩至工字梁下缘最小距离 为0.78m,格网吊至平台以上的距离取 0.2m，操作平台标高为35.75m,贝U起吊 架工字钢下缘 的标高应为： 35.75+0.2+1.60+0.25+0.78= 38.58m 格网起吊高度=起吊架工字梁下缘的标高-电动葫芦吊钩至工字梁下缘最小距离- 集水间底部标高-平板格网下缘与集水间底部高差-平板格网高-平板格网调环高 =38.58-0.78-17.90-0.2-1.6-0.25=17.85 选用CD或MD1-24D型电动葫芦，起吊重量为2000kN,起吊最大高度为24m 5. 排泥冲洗设备 因河水含砂量不大，故只设冲洗给水栓，不设排泥设备，定期放空人工挖泥。 结束语 本周是我们的第一次课程设计，由于对设计过程的不熟悉以及准备的不足， 给了我们很多的的教训以及额外的知识。 在本周的设计中我们要求设计出整套的 取水构筑物，并画出总图及取水头