取水工程课程设计计算书

《城市水资源与取水工程》课程设计任务书

一．任务书

本课程设计的任务是根据所给定的原始资料设计某城市新建水源工程的取水泵房。

一、设计目的

本课程设计的主要目的是把《泵与泵站》、《城市水资源与取水工程》中所获得的

理论知识加以系统化，并应用于设计工作中，使所学知识得到巩固和提高，同时培养

同学们有条理地创造性地处理设计资料的独立工作能力。

二、设计基本资料

1、近期设计水量6,8,10万米3/日，要求远期9,12,15万米3/日（不包括水厂自用水）。

2、原水水质符合饮用水规定。河边无冰冻现象，根据河岸地质地形以决定采用固定式泵房由吸水井中抽水，吸水井采用自流管从取水头部取水，取水头部采用箱式。

取水头部到吸水井的距离为100 米。

3、水源洪水位标高为73.2米（1%频率）；估水位标高为65.5米（97%频率）；

常年平均水位标高为68.2 米。地面标高70.00。

4、净水厂混合井水面标高为95.20米，取水泵房到净水厂管道长380(1000)米。

5、地区气象资料可根据设计需要由当地气象部门提供。

6、水厂为双电源进行。

三、工作内容及要求

本设计的工作内容由两部分组成：

1、说明说

2、设计图纸

其具体要求如下：

1、说明书

（1）设计任务书

（2）总述

（3）取水头部设计计算

（4）自流管设计计算

（5）水泵设计流量及扬程

（6）水泵机组选择

（7）吸、压水管的设计

（8）机组及管路布置

（9）泵站内管路的水力计算

（10）辅助设备的选择和布置

（11）泵站各部分标高的确定

（11）泵房平面尺寸确定

（12）取水构筑物总体布置草图（包括取水头部和取水泵站）

2、设计图纸

根据设计计算成果及取水构筑物的布置草图，按工艺初步设计要求绘制取水头部平面图、剖面图；取水泵房平面图、剖面图及机组大样图，图中应绘出各主要设备、管道、配件及辅助设备的位置、尺寸、标高。绘制取水工程枢纽图。

泵站建筑部分可示意性表示或省略，在图纸上应列出泵站和取水头部主要设备及管材配件的等材料表。

二、总述

本次设计为一级泵站，给水泵站采用圆形钢筋混凝土结构，泵房设计外径为16m，泵房上设操作平台。自流管采用DN800的钢管，吸水管采用DN600的钢管，压水管为DN450的钢管，输水干管采用DN600的钢管。筒体为钢筋混凝土结构，所有管路配件均为钢制零件。水泵机组采用14sh—13A型水泵，JS—116—4型异步电动机，近期二用一备，远期三用一备。起重机选用DL型电动单梁桥式，，排水设备选用WQ20-15型潜水泵，通风设备选用T35-11型轴流风机两台。

三、取水头部设计计算

1.设计流量Q的确定：

考虑到输水干管漏损和净化场本身用水，取水用水系数α=1.05，所以

近期设计流量为：

Q 近=α

Q d

24ℎ

=1.05×

6×104×103

24×3600L

s

=729.17L/s

Q远=αQ d

24h

=1.05×

9×104×103

24×3600

L/s=1093.75L/s

2.取水头部的设计和计算

本设计中取水头部选用箱式取水头部

格栅面积公式：F=Q（v×k1×k2

⁄），（m2）式中：Q——设计流量，1.09375（m3/s）

V——过栅流速，取0.4m/s

k1——栅条的堵塞系数，取0.75

k2——栅条的面积减小系数，k2=b/（b+s）

b——栅条净间距，取40mm

s——栅条厚度，取10mm

则：k2=b/（b+s）=40/（40+10）=0.8

F=Q

（v×k1×k2）= 1.09375

0.4×0.75×0.8

=4.48m2

取水头部两面进水，采用4个栅格，单个栅格的面积为f=F/4=4.48/4=1.12m2

查《给水排水设计手册》第三册得：

选用的栅格尺寸为：B×H=1500mm×1100mm

进水口尺寸为：B1×H1=1400mm×1000mm

有效面积为：1.18m2

标准图号为S321-1，型号为12

四、自流管设计计算

采用远期流量进行计算，由于采用两条自流管输水，所以单管的输水流量Q

输

=

Q 远2=546.88L/s，根据输水管的流速范围1.0-1.5m/s，选取V=1.2 m/s，得D=√

4Q

输

1.2π

=

761.75mm，因此输水管采用800mm的钢管。

五、水泵设计流量及扬程

1.取水头部到泵房吸水间的水头损失

在正常工作最大流量下的情况下，由于有两条自流管，当一条自流管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量，即

Q′=Q

远

×75%=1093.75×0.75L/s=820.31L/s

查《给排水设计手册》中的钢管水力计算表，选用两条DN800的钢管作为自流管，查水力计算表得：

Q1=820 L/s时，V1=1.63m/s，1000i1=3.81

Q2=830 L/s时，V1=1.65m/s，1000i2=3.90

利用内插法求得，Q′=820.31 L/s时，1000i=3.86，V=1.63 m/s<2 m/s,符合要求。

由式h=il（l=100m），得∑ℎ

自流管

=1.1×3.86×10−3×100=0.42m(1.1是包括局部水头损失而加大的系数)。

取水头部的水头损失取h2=0.4m；

所以从吸水头部到吸水井的水头损失H=∑ℎ

自流管

+ h2=0.82m

2.水泵所需的净扬程H ST

因为从吸水头部到吸水井的水头损失为0.82m，则吸水间中的最高水位标高：H洪=（73.2-0.82）m=72.38m

H枯=（65.5-0.82）m=64.68m