取水工程课程设计任务说明书.docx

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取水工程课程设计任务说明书

取水工程课程设计任务说明书

取水工程课程设计计算说明书

一、已知设计参数和设计要求

1、工程所在地区：

忻州

2、河流平、断面

见附图1。

3、河流水位：

最高水位（频率P=1%）73m；最低水位（保证率P=97%）69.5m；常水位71m。

4、河水流量

最大流量630m3/s；最小流量550m3/s。

5、河流流速

最大流速2.40m/s；最小流速1.10m/s。

6、冰冻情况

无冰凌，无冰絮。

7、河流含沙量及漂浮物

最大含沙量0.65kg/m3；最小含沙量0.05kg/m3。

8、河宽

150m。

9、设计水量

8.5万m3/d

10、扬程

17m

11、设计任务

设计一座取水量为8.5m3/d的河床式取水构筑物。

2、河床取水构筑物设计计算

1、河床式取水构筑物

由于主流离岸较远，岸边水深不足，选用河床式取水构筑物，用自流管深入河心取水，进水间与泵站合建，采用矩形结构。

河床式取水构筑物的示意图见附图2。

2、取水头部设计计算

（1）取水头部形式选择

由于河面较宽，含沙量少，河流为通航河流，选择设计一个箱式取水头部，取水头部上设固定标志，在常水位时通航船只能观察到，以避免船只碰撞。

（2）取水头部进水孔面积计算

河床式取水构筑物的进水流速在有冰絮时为：

0.1-0.3m/s，无冰絮时为：

0.2-0.6m/s，因此设计中进水孔流速取0.2m/s。

式中，Q——设计流量，m3/s。

K1——堵塞系数，采用0.75。

K2——栅条引起的面积减小系数，

b——栅条间净距，mm。

s——栅条厚度，mm。

v0——过栅允许流速，m/s。

进水孔设4个，设在两侧，每个进水孔面积：

进水孔尺寸采用：

格栅尺寸为：

进水孔总面积为：

实际进水孔流速为：

经过格栅的水头损失一半采用0.05m-0.1m，设计采用0.1m。

根据航道要求，取水头部上缘距最枯水位深取1.2m，进水孔下缘距河床底高度取1.0m，进水箱底部埋入河底下深1.2m。

因此，取水头部设置在河流最小水深为3.70m处，此处与进水间距离为68m。

取水头部的形式和尺寸见附图3和附图4。

用隔墙分成两格，以便清洗和检修。

头部周围抛石，防治河床冲刷。

进水孔位置设置要求，侧面进水孔的下缘至少高出河床0.5m，设计取1.0m；上缘在最枯水位时不小于0.3-0.5m，设计取1.30m。

（3）取水头部位置设置

取水头部设于河床主流神草除，以保证有足够的取水深度，根据取水头设计尺寸，取水头最小水深不应小于3.3m。

为防止头部被水流冲刷，头部基础设在河床以下1.2m，在冲刷周围抛石加固。

3、自流管设计计算

自流管设置两条

每条自流管设计流量：

自流管流速采用0.9m/s，则自流管管径：

采用管径DN800的铸铁管，管内实际流速：

考虑到使用自流管后结垢及淤积情况，粗糙系数取0.016，自流管长度为68.0m。

自流管水力半径

流速系数

水力坡度

自流管的沿程水头损失

自流管上设喇叭进水口一个，焊接90°弯头一个，阀门一个，出口一个，区局部阻力系数分别为：

喇叭管进口：

弯头：

阀门：

出口：

自流管局部损失：

正常工作时，自流管的总水头损失为：

自流管采用在河流高水位时单根重力流正向冲洗的方式。

4、进水间设计

进水间用隔墙分成进水室和吸水室，为便于清洗和检修，进水室用一道隔墙分成两部分，吸水室用三道墙分成四部分。

见附图5。

进水间隔墙上设连通管DN600，连通管上设阀门。

（1）吸水室下部进水孔上的格网采用平板格网。

平板格网的面积

式中，Q——设计流量，m3/s

v1——过网流速，一般采用0.3-0.5m/s，不应大于0.5m/s。

K1——网似引起的面积减小系数

式中，b——网眼尺寸，mm，采用5mm。

d——网丝直径，mm，采用2mm。

K2——格网堵塞面积减小系数，一般为0.5。

——收缩系数，可采用0.64-0.8，取0.75。

每个格网的面积

进水部分尺寸为B2×H2=1750mm×2500mm格网尺寸选为B×H=1880mm×2630mm，型号为C13。

经过格网的水头损失一般采用0.10-0.15m，本次设计取0.15m。

（2）进水间平面尺寸见附图5。

（3）进水间高程计算。

进水间平台标高为

进水室最低动水位标高为

河流最枯水位-冰盖厚度-取水头部进水格栅水头损失-自流管水头损失

吸水室最低水位标高为

进水室最低动水位-吸水室进水孔格网水头损失

进水间井底标高

格网净高2.50m，其上缘应淹没在最低水位以下，取0.1m，共下缘应高出井底，取0.5m，故进水间井底标高为

进水间深度为

平台高度+室内与平台高差-井底标高

一根自流管停止工作时校核：

当一根自流管清洗或检修停止工作时，另一个自流管按最低枯水位仍需要经过全部流量的70%计，此时，管中的流速为

自流管沿程水头损失

局部水头损失

一根自流管的总水头损失为

，设计中取0.55m。

一根进水管时吸水室最低水位为：

此时，吸水室中水深为：

可满足水泵吸水要求。

（4）起吊设备计算

格网起吊重量计算

式中，G——平板格网和钢绳重量，共约0.15t。

p——格网前后水位差所产生的压力，去水位差0.2m，则p=0.2t/m2。

F——每个格网的面积，m2

f——格网与导槽间的系数；

K——安全系数。

设计中取安全系数K为1.5，格网与导槽间的系数f为0.44。

格栅（常水位时）起重量计算

设计中取G约为0.2t，p=0.2t，f=0.44，K=1.5

格网起吊高度为

平台高度-格网下缘高度+格网高度+格网与平台最小距离+格网吊环高

采用MD1-18型电动葫芦，起重量1t，起吊高度18m。

起吊架高度计算

平板格网高2.63m，格网吊环高0.25m，电动葫芦吊钩至工字梁下缘最小距离为0.685m，格网至平台以上的距离取0.2m，平台标高为73.80m，起吊架工字梁下缘标高应为

5、取水泵房设计

取水泵房平面轴线尺寸见平面图，具体设计计算略。