0244091-2课程设计计算说明书格式(1)

1、PAGE 水资源利用与保护 课程设计 题目：水资源与取水工程设计系 别：环境与市政工程系专 业：给水排水工程班 级：姓 名： 学 号：指导教师： 年 月 日指导老师评语指导老师签字 答辩委员会评语 主任委员签字 设计成绩年 月 日前 言水是生命的源泉，是重要的自然资源和环境要素。水资源在社会、经济、生存环境中占有十分重要的地位，它是促进城市经济发展，确保人民安居乐业，建设社会物质文明和精神文明的重要条件，是社会赖以存在和发展的物质基础。长期以来，水资源的不合理开发与利用，造成烟花总的水资源短缺和区域性的生态、环境灾害受到了国际水资源与环境领域的广泛关注。那么需要结合我国国情，适应现代水资源利用

2、与保护的发展趋势，全面、系统地讨论水资源开发利用的方法、基本原理和原则。其中取水问题则最为重要，它是一切使用水资源的基础。水资源利用与保护这门课程其中就介绍了有关取水的问题和方法，这次的实习就是要把理论与实践相结合，把书本上的知识活学活用，真正掌握如何设计地表取水的构筑物。为以后打下一个牢固的基础。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 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc311134539 1 绪论 PAGEREF _Toc311134539 h 1 HYPERLINK l _Toc311134540 1.1 设计目的 PAGEREF _Toc311134540 h 1 HYPERLINK l _Toc311134541 1.2 设计任务 PAGEREF _Toc311134541 h 1 HYPERLINK l _Toc311134542 1.3 设计时间 PAGEREF _To

8、c311134542 h 1 HYPERLINK l _Toc311134543 2 计算说明 PAGEREF _Toc311134543 h 2 HYPERLINK l _Toc311134544 2.1 基本资料 PAGEREF _Toc311134544 h 2 HYPERLINK l _Toc311134545 2.2 构筑物类型确定 PAGEREF _Toc311134545 h 2 HYPERLINK l _Toc311134546 2.3 构筑物设计 PAGEREF _Toc311134546 h 5 HYPERLINK l _Toc311134547 3 结束语 PAGEREF

9、 _Toc311134547 h 11 HYPERLINK l _Toc311134548 参考文献 PAGEREF _Toc311134548 h 13 PAGE 131 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；使学生在设计、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计算方法。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)设计计算说明书一份；(2)取水构筑物的平面布置和高程布置图一张(2#)；(3)绘制取水头部平面图和剖面图一张 (2#)；（图例1：1

10、00）(4)集水间平面图和剖面图一张(2#)。（图例1：100）1.3 设计时间第15周（201112520111211）2 计算说明2.1 基本资料水资源与取水工程教材 给排水设计手册第1、3、10、11册。给排水快速设计手册第l册。给水排水标准图集90S321-1（格网）、90S321-6（格栅）2.2 构筑物类型确定 设计的一般原则取水构筑物必须保证在各种季节都能按规范要求取足相应保证率的设计水量，设计最高水位应按百年一遇频率确定。城市供水水源的设计苦水流量保证率一般采用90%97%；设计枯水位的保证率一般可采用90%99%。取水谁知应符合有关水质标准要求。取水构筑物应根据水源情况，采取

11、防止如下情况发生的相应保护措施：漂浮物、泥沙，冰凌和水生生物的阻塞；洪水冲刷、淤积、冰冻层挤压和雷击的破坏；冰凌、木筏和船只的撞击。取水构筑物的布置应符合城市近远期总体规划要求。取水工程的兴建必须得到有关部门的认可和批准。取水构筑物的布置必须结合河流的综合利用，取水构筑物不得影响河流航运，必须满足防洪规范要求。在取水工程设计中，应尽量设计成节能型。输水管的敷设应尽量减少穿过天然或人工障碍物。在各方面条件比较接近的情况下，应尽可能选择近点取水，以便管理和节省投资。对于大型的取水构筑物，当河道及水文条件复杂或水量占河道的最枯流量比例较大时，在设计前应进行水工模型试验。河床式取水构筑物利用深入江河中

12、心的进水管和固定在河床上的取水头部取水的构筑物，成为河床式取水构筑物。河床式取水构筑物与岸边式基本相同，取水构筑物由取水头部、进水管、集水间和泵房等部分组成。河水经取水头部的进水孔流入，沿进水管流至集水间，然后由泵抽走。河岸较平坦，枯水期主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，而河中心具有足够的水深或较好水质时，宜采用河床式取水构筑物。（1）虹吸管式取水构筑物：河水从取水头部靠虹吸作用流至集水井中，然后由水泵抽走。当水位高于虹吸管顶时，无需抽真空即可自流进水；当河水位低于虹吸管顶时，需先将虹吸管抽真空方可进水。 eq oac(,1)虹吸管式取水构筑物的特点：利用虹吸高度，可减少管道埋深，减少水下

13、施工的施工量和自流管的大量开挖，缩短工期，节约投资。但虹吸管对管材及施工质量要求较高，运行管理要求严格，并需保证严密不透气；需要装置真空设备；虹吸管管路相对较长，容积也大，真空引水水泵起动时间较长，工作可靠性不如自流管。 eq oac(,2)虹吸管式取水构筑物的试用条件：河水水位变幅较大，河滩宽阔，河岸较高，自流管埋设较深；枯水期主流离河岸较远而水位较低；管道需要穿越防洪堤等情况时，从河中取水。（2）自流管取水：河水在重力作用下，从取水头部流入集水井，经格网后进入水泵吸水间，然后水泵抽走。这种取水方式可合建或分建。在河流水位变幅较大，洪水期历时较长，水中含沙量较高时，为了避免在洪水期引入底层含

14、沙量较多的水，可在集水间壁上开设进水孔，或设置高位自流管，以便在洪水期取上层含沙量较少的水。 eq oac(,1)自流管取水的特点：集水井设于河岸，可不受水流冲击和冰凌碰击，也可不影响河床水流；自流管淹没在水中，河水靠重力自流，工作较可靠；在非洪水期，利用自流管取得河心较好的水而洪水期利用集水间壁上的进水孔或设置的高位自流管取得上层水质较好的水；冬季保温、防冻条件比岸边式好。但取水头部伸入河床，检修和清洗不便；敷设自流管时，开挖土石方量较大；洪水期河底易发生淤积、河水主流游荡不定，从而影响取水。 eq oac(,2)自流管取水的适用条件：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

15、边水质较差；自流管埋深不大或者在河岸可以开挖隧道以敷设自流管等情况下从河中取水。3、主要资料：（1）河流自然条件 eq oac(,1)河流水位:最高水位为35.50m，(频率P=1%)；最低水位为21.00m (保证率P=97%)。 eq oac(,2)河流的流量:最大流量为27010m3/s；最小流量为345m3/s。 eq oac(,3)河流的流速:最大流速为2.50m/s；最小流速为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。有一定数量的水草和青苔，无冰絮。 eq oac(,5)河流主流及河床情况：河流

16、近岸坡度较缓，主流离岸约50100m，主流最小水深3.84.0m。岸边土质较好，有一定的承载力，满足使用要求。（2）地区气象资料：最低气温：10，最高气温：39，最大冰冻深度15。（3）工程要求 1、净水处理厂供水量为3.5万m3/d，供生活饮用和生产需要。4、根据上述条件构筑物类型确定河床式取水构筑物还有两种：直接戏水时取水构筑物和桥墩式取水构筑物。但是直接戏水时取水构筑物不设集水间，水中漂浮物少，水位变幅不大，取水量小吸水管不成且不需设格网的中小型取水泵房使用，实际水位变幅较大有14.5m，而且需要设置集水间和格网，有泥沙存在，因此不用这种；桥墩式取水构筑物宜建在含沙量较高，取水量较大，岸

17、边无建泵房条件情况下使用，而实际含沙量不大，岸边有条件建泵房，因此不用这种。而河边式取水构筑物适用于岸边较陡，水位变幅不大且能保证设计枯水位时安全取水情况，而实际是河流近岸坡度较缓，水位变幅14.5m较大，因此采用固定式河床取水构筑物。则自流管取水和虹吸管取水构筑物可选择。对比自流管取水和虹吸管取水，从上面描述的特点和适用条件，选择分建自流管取水构筑物。 由于取水地点水深较浅含沙量少，有一定的水草和青苔，无冰絮，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 构筑物设计1.设计水量：=35000（1+0.05）=367

18、50m3/d=0.43m3/s2取水头部设计计算取水头部平剖面取为菱形，整体为箱式。角取侧面进水。（1）进格栅计算：侧面进水流速：=0.50m/s；栅条厚度：=10mm，断面为扁钢形； 栅条净距：=50mm；格栅阻隔系数：=0.75； 面积减少系数：=0.83进水孔面积：F0=1.38进水口数量选用4个，每个面积为： F=0.35格栅尺寸选用给水排水标准图集90s321-1，每个进水口尺寸为 =，格栅外形尺寸=。（2）取水头部构造尺寸最小淹没水深：=1.25m，与河流通航船只吃水深度有关；进水口下缘距河底：=1.60m，为避免泥沙进入取水头部；进水箱体埋深：=1.5m，与该处河流冲刷程度有关；

19、箱体处最低水位水深不得小于3.8m；吸水喇叭口：D=1.40.6=0.84m；取水头部的平面图见图编号2-2。下图为缩略图1-1和图1-2.图1-1取水头部平面图图1-2取水头部剖面图图1-23.3自流管设计计算自流管设计为两条，每条设计流量为：初选自流管流速：初步计算直径为： 选自流管实际流速为：自流管损失按计算，其中：设计主流离岸有90m，则各局部阻力系数为：喇叭口焊接弯头蝶阀出口局部水头损失为：则管道总损失为：考虑日后淤积等原因造成管带阻力增大，为避免因此造成流量降低，管道总损失采用0.23m。当一根自流管故障时，另一根应能通过设计流量的70%，即：,此时管中流速为：故障时产生的损失为

20、考虑阻力因素增加因素，采用4.集水间计算（1）格网计算采用平板格网。过网流速：；网眼尺寸：；网丝直径：；格网面积减少系数；格网阻塞后面积减小系数：；水流收缩系数：；平板格网的面积： 选用给水排水标准图集90S321-6，格网进水口尺寸为，面积为3.23 ，选用两个，总面积为（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。（3）集水间的标高计算1）顶面标高：当采用非淹没式时，集水间顶面标高=1%洪水位+浪高+0.5m：2) 进水间最低动水位为97%枯水位-取水头部到进水间的管段水头损失-格栅损失=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

21、网水头损失=20.67-0.2=20.47m4）集水间底部标高：平板格网净高为1.80m，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：20.47-0.1-1.8-0.2=18.37m集水间深度：顶部标高-底面标高=36.25-18.37=17.88m集水间深度校核：当自流管用一根管输送，时，水头损失为，此时吸水间最低水位为：吸水间最低水位为：20.30-18.37=1.93m，可满足水泵吸水要求。下图为集水间平面图缩略图图1-3。图1-3集水间平面图5.格网起吊设备（1）平板格网起吊重量式中 W平板格网起吊重量，kN；G平板格网与钢绳的重量，

22、G=1.47KN；p平板格网两侧水位差产生的压强，两侧水位差，公式，则p=1.96kPa；f格网与导轨间的摩擦系数，f=0.44；F每个格网的面积，,F=3.6m2K安全系数，K=1.5。 （2）起吊高度的计算与起吊设备选择平板格网高1.80m，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36.25m，则起吊工字梁下缘的标高应为：36.25+0.2+1.80+0.25+0.78=39.28m。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

23、板格网吊环高：39.28-0.78-18.37-0.2-1.8-0.25=17.78m。6.排泥冲洗设备因河水含沙量不大，故只设冲洗给水栓，不设排泥设备，定期放空，人工挖泥清洗。集水间平面图和平剖面图见图编号2-2。取水构筑物的平面图和剖面图见图编号2-3。3 结束语“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”任何知识的学习都是为实际操作服务，只知道理论知识，终归是一个站不稳的空袋子，理论知识的掌握是必须的，而实际操作与理论有一定差距的，实习的目的就是为了弥补这汇总差距。在这次的实习中，我进一步巩固了有关地表水取水的方式。地表水取水的类型，应该怎样去选择，每种有什么特点，适合在什么时候时使用，应根据当地的情况来定夺，并且应该使工程造价降到最小，这样既经济又有效益，买足了工厂和人们生产生活用水的需求。这次建造的取水构筑物就是河床式的。这一次又进一步巩固了自己的画图技能，随着时代的进步，电脑制图已经被广泛运用在各行各业，尤其是学习给排水这个行业，需要画图，手画的图