m河床式取水构筑物培训课件

1. 工程资料

1.1 河流自然条件

（1）河流水位

取P=1 %的设计洪水位为35.40m，取水保证率为97%的设计最低水位

为20.50m。

（2）河流流量

最大流量：270003/

m s

最小流量：3203/

m s。

（3）河流流速

m s；

最大流速：2．48 /

m s。

最小流速：0．32 /

（4）含砂量

最大含砂量：0.473

kg/m；

kg/m。

最小含砂量；00153

（5）水中其他悬浮物有一定效量的水草及青苔，无冰絮。

（6）河流主流及河床情况

河流岸坡平缓，主流离岸边约90m处，最小水深为3.80m。

（7）水泵所需扬程26m。

1.2 设计任务

设计一座河床式取水构筑物，，采用箱式取水头部，自流管进水。计算书一份，图纸两张，包括取水头部平面图与剖面图，泵房平面布置图。

2 河床式取水构筑物简介

河床式取水构筑物适用于河床稳定，岸坡平缓，主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，而河中具有足够水深或较好水质时。其构成是：取水头部、进水管、吸水间和泵站。

（1）取水头部

其要求是：

①避免吸入泥沙；

②不引起附近河床的冲刷；

③避免其进水口被水内冰堵塞；

④不被船只、木排及流冰撞击；

⑤便于清洗。

其设计要求：

①具有合理的外形；

②取水头部进水口的位置适当，其上缘在最低水位以下0.5~1.0，

冰盖底面以下0.2~0.5m，其下缘高出河底1.0~1.5m；

③进口水流速度适当。

其类型有：喇叭管、蘑菇型、鱼型罩、箱式、墩式、斜板式、活动式。

设计中采用箱式取水头部。

箱式取水头部由周边开设进水孔的钢筋砼箱和设在箱内的喇叭管组成。

进水孔总面积较大，能减少冰渍和泥沙进入量。适用于冬季冰凌较多或

含沙量不大，水深较小的河流上采用，中小型取水工程用得较多。中南

地区含沙量较小的河流上箱的平面形状：圆形、矩形、棱形。

（2）进水管

进水管有自流管与虹吸管之分，其自流管取水：自流管淹没在水中，河

水靠重力自流，工作较可靠，水中含沙量较高时，为取得含沙少的水可

在集水间壁上开设进水孔，可设置高位自流管。适用于自流管埋深不大，

或可以开挖隧道；而当河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，需先将虹吸管抽真空可进水。虹吸高度2

—6m。适用于河滩宽阔，河岸较高，且为坚硬岩石，埋设自流管需开

挖大量土石方，或管道需要穿越防洪堤时可采用虹吸管。优点：减少水

下土石方量，缩短工期，节约投资。缺点：对管材、施工质量要较高，

运行管理要求严，要装置真空设备，严密不漏气，可靠性不如自流管。

设计中采用的是自流管进水。

（3）吸水间

其作用：

（1）沉淀一部分泥沙及杂质； （2）便于安设格网；

（3）可以根据吸水井中的水位变化判断取水系统的工作情况； （4）可以减少水泵吸水管的长度及埋深； （5）便于清洗自流管。

3. 河床式取水构筑物设计计算 3.1 取水构筑物形式的选择

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、格网截留杂质后，用离心泵送出。 3.2 设计水量

333

45000 1.0547250/1968.75/0.547/Q m d m h m s =⨯=== 3.3 取水头部设计计算

取水头部平剖面取为菱形，整体为箱式，α角取090侧面进水。 3.3.1 进水孔（格栅）计算

其计算公式与岸边式取水构筑物进水孔面积计算公式一致。 0120Q F k k v =

1b

k b s

=+ 式中 0F ：进水孔或格栅的面积，2m ；

Q ：进水孔的设计流量，3/m s ；

0v ：进水孔设计流速，有冰絮时：00.10.3/v m s =- ；无冰絮时：

00.20.6/v m s =-

1k ：栅条引起的面积减少系数，1b

k b s

=

+；b 为栅条净距，

30—120mm ， s 为栅条厚度（直径），10mm ； 2k ：格栅阻塞系数，采用0.75。

设计中取进水孔流速0v =0.4/m s ；栅条采用圆钢，其直径s =10mm ；取栅条净距 b=50mm ，取格栅阻塞系数2k =0.75，则： 1500.8335010k =

=+， 200.547

2.1880.8330.750.4

F m ==⨯⨯

进水孔数量采用4个，设在两侧，则每个面积：20 2.188

0.5544

F F m === 进水孔尺寸采用：11900700B H mm mm ⨯=⨯ 格栅尺寸采用： 1000800B H mm mm ⨯=⨯ 实际进水孔面积：'20.634 2.52F m =⨯= 实际过孔流速：'0'120.547

0.35/0.8330.75 2.52

Q v m s k k F =

==⨯⨯ 水流通过格栅的水头损失一般为0.05—0.1m ，设计取0.1m 。

根据航道要求，取水头部上缘距最枯水位深取1m ，进水孔下缘距河床底 高1.5m ，进水箱底部埋深1.5m 。取水头部设于河床主流深槽处，以保证 有足够的取水深度，其最小水深为3.8m ，此处与进水间距离90m 。取水 头部形式与尺寸见图1，用隔墙分为两格，以便于清洗与检修。为防止头 部被水流冲刷，其底部基础设在河床以下1.5m 处，在冲刷范围头部周围 抛石锚固。具体见下图：