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、已知设计参数与设计要求

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。

二、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,所以设计中进水孔流速取0、2m/s 。

227.82

.075.0833.00330.10210m v K K Q F =⨯⨯== 式中,Q ——设计流量,m3/s 。

K 1——堵塞系数,采用0、75。

K 2——栅条引起的面积减小系数,

833.010

50502=+=+=s b b K b ——栅条间净距,mm 。

s ——栅条厚度,mm 。

v 0——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:

20067.24

27.84m F f === 进水孔尺寸采用:21192.112001600m mm mm H B =⨯=⨯

格栅尺寸为:mm mm H B 13001700⨯=⨯

进水孔总面积为:2

68.792.14m =⨯ 实际进水孔流速为:s m v /215.068

.775.0833.00330.10=⨯⨯=' 通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 。

取水头部的形式与尺寸见附图3与附图4。用隔墙分成两格,以便清洗与检修。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:s m Q /516.02

360024892503=⨯⨯=' 自流管流速采用0、9m/s,则自流管管径:m v Q D 854.09.0516.044=⨯⨯=⨯'⨯=

ππ 采用管径DN800的铸铁管,管内实际流速:s m v /906.08

.0516.042=⨯⨯=π 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

m D R 20.04

8.04===

流速系数 80.4720.0016

.01161

61====R n c 水力坡度 00180.020

.080.47906.022

22=⨯==R c v i 自流管的沿程水头损失

m il h y 122.06800180.0=⨯==

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:2.01=ξ

弯头:96.02=ξ

阀门:1.03=ξ

出口:0.14=ξ

自流管局部损失:

m g v h j 189.081

.9906.0)0.11.096.02.0()(2

24321=+++=+++=ξξξξ 正常工作时,自流管的总水头损失为:

m hj hy h 311.0189.0122.0=+=+=

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与吸水室,为便于清洗与检修,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

2211150.135

.051.075.04.00330.1m K K v Q F =⨯⨯⨯==ε 式中,Q ——设计流量,m 3/s

v 1——过网流速,一般采用0、3-0、5m/s,不应大于0、5m/s 。

K 1——网似引起的面积减小系数

51.0)

25(5)(22

221=+=+=d b b K 式中,b ——网眼尺寸,mm,采用5mm 。

d ——网丝直径,mm,采用2mm 。

K 2——格网堵塞面积减小系数,一般为0、5。

ε——收缩系数,可采用0、64-0、8,取0、75。

每个格网的面积

211375.34

m F f == 进水部分尺寸为B 2×H 2=1750mm ×2500mm 格网尺寸选为B ×H =1880mm