关于河床式取水构筑物.docx
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1、1.工程资料1.1河流自然条件(1)河流水位取P=I%的设计洪水位为35.40m,取水保证率为97%的设计最低水位为20.50mo(2)河流流量最大流量:27000r3s最小流量:320rm/so(3)河流流速最大流速:2.48m/s;最小流速:0.32m/So(4)含砂量最大含砂量:0.47kg/m3;最小含砂量;0015kg/仙。(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3.80mo(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
2、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:避免吸入泥沙;不引起附近河床的冲刷;避免其进水口被水内冰堵塞;不被船只、木排及流冰撞击;便于清洗。其设计要求:具有合理的外形;取水头部进水口的位置适当,其上缘在最低水位以下0.510,冰盖底面以下0.205m,其下缘高出河底1.0-1.5m;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
3、进水孔的钢筋碎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2-6mo适用于河滩宽阔,河岸较高,且为坚硬岩石,埋设自流管
4、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.
5、2 设计水量Q=450001.05=47250r3/d=1968.753/h=0.547ms/s3.3 取水头部设计计算取水头部平剖面取为菱形,整体为箱式,a角取90。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。kkV1b+s120式中F:进水孔或格栅的面积,m2;OQ:进水孔的设计流量,r3s;V :进水孔设计流速,有冰絮时:V=0.1-0.3m/S;无冰絮时:OOV =0.2-0.6m/sObk:栅条引起的面积减少系数,k=一;b为栅条净距,1 1b+s30120mm,S为栅条厚度(直径),10mm;k:格栅阻塞系数,采用0.75o2设计中取
6、进水孔流速v=OAms;栅条采用圆钢,其直径S=IOmn1;取O栅条净距b=50mm,取格栅阻塞系数k=0.75,贝U:500.547k=0.833,F=2.188m2150+10o0.8330.750.4进水孔数量采用4个,设在两侧,则每个面积:=2.188=05534进水孔尺寸采用:BH=900mmX700mm11格栅尺寸采用:BH=IQQQmmxSOOmm实际进水孔面积:F=0.634=2.52m2实际过孔流速:V=Q=0547=o.35m/skkF,0.8330.752.5212水流通过格栅的水头损失一般为0.05-0.1m,设计取0.1mo根据航道要求,取水头部上缘距最枯水位深取1m
7、,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90mo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:图1.取水头部示意图3.3.2自流管设计计算(1)自流管设计为两条,每条设计流量为:Q0.547q=_=0.2735m3s自22初选自流管流速:v=O.Qm1s初步计算直径为:D=E=1,r.V20.822水力坡度:i=自=0.00194CYR46.1720.1625自流管沿程水头损失:h
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