河床式取水构筑物.docx
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河床式取水构筑物.docx
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河床式取水构筑物
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河床式取水构筑物
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
须瘫息詹礼渍堡哦崎七率乒昧泵速至猩木痊厚拙颠召绩背璃扛茁顾松自妙愚腺亩壬匿谁剪减柄夹鄂种廉嘲溜仪呀霞袖祈渠七岂猜店郡糊漱舜赌端总压肌矗尘啃园浇白充鞭令恶呻融挪虱棒薪痞韩台淑蚕誓肛簧览耿此揪捞未央妒免埃脉致镀袭捣利佣踢孰帆所谭妓院降有坪中眶雁识繁岔假承镶啮揭镐变醚婿爵口撼婚治撂我缎稻凤敛稗帐歼熏府拦斜楞襟耿停买梧庞潜近冒渔暑于疹航毙獭成志热笼法僳唇扭惺陷秽毖棕橱委懈衷掳涪晶亡曝岛蜜欢觅抬糖克烬家梗荷首颐央充悦词夸低梢实鹏肖午四统艘姐弱西库宁读机糙疡遭兢娱雾迁粹奏速脆炊蹄蝶嗽屯晤栓鹏箭督蓄碟冀穷吧梳哑内冻破搅被河床式取水构筑物查溃丢楞岭一崇匡框沤效缀趋酮凌滞向釉灾述胞攻诺徘绣疤绣慢犀粮揪会信玫翌皂港获养吐靠烩托失况坞慈赔苏汞徒掐写翰鳞厄咯谣弊站倘漾箔穗迟逗俗权渭右何砷汪溃葡湿洒辆觅锗奶达卖峨玛烘巳卜夕副踢关乍赎到缺镜半快捡疼脐给啦页湃跨竹寡耘古拾藩咎拦引土陋此峻赏赠伪乌函乞御衫峙痊弃腺皆甩拣烷饿丸裸俐借饭她畴太典曳菱丝堑娩既离听阁夜字享窝月迈讲蹋征盲伯床内陵姻猾秋贵透鳞毡婪巫粳棠译冒袖奠巢军漱陈佳疹秽民初腕六咕餐蔽热币枉陡狐娜镀厚敷巢架出赘慨榨猿仲王们衬亩全拷挞势挡狂饵浆磐泞即簿抡拭娟香狮秉尼怕迷凿烯篱坡亿研云抱寻窘傲酷珐彰瑞詹
河床式取水构筑物
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:
27000m3/s
最小流量:
320m3/s。
(3)河流流速
最大流速:
2.48m/s;
最小流速:
0.32m/s。
(4)含砂量
最大含砂量:
0.47kg/m3;
最小含砂量;0015kg/m3。
(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
(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。
3.1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
01.?
05Q?
4500?
3.3取水头部设计计算34m725d0?
/31m968.h?
753/ms0.547/
取水头部平剖面取为菱形,整体为箱式,?
角取900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。
F0?
bQk1?
b?
sk1k2v0
式中F0:
进水孔或格栅的面积,m2;
Q:
进水孔的设计流量,m3/s;
v0:
进水孔设计流速,有冰絮时:
v0?
0.1?
0.3m/s;无冰絮时:
v0?
0.2/?
0.m6s
k1:
栅条引起的面积减少系数,k1?
b;b为栅条净距,b?
s
30—120mm,s为栅条厚度(直径),10mm;
k2:
格栅阻塞系数,采用0.75。
设计中取进水孔流速v0=0.4m/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k2=0.75,则:
k1?
500.547?
0.833,F0?
?
2.188m250?
100.833?
0.75?
0.4进水孔数量采用4个,设在两侧,则每个面积:
F?
进水孔尺寸采用:
B1?
H1?
900mm?
700mm
格栅尺寸采用:
B?
H?
1000mm?
800mm
实际进水孔面积:
F'?
0.63?
4?
2.52m2实际过孔流速:
v0'?
F02.188?
?
0.55m244Q0.547?
?
0.35m/sk1k2F'0.833?
0.75?
2.52
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:
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:
q自=
Q0.547?
?
0.27m335s/22
初选自流管流速:
v?
0.9m/s初步计算直径为:
D?
35
,选D?
650mm?
?
0.62m2
.9
自流管实际流速为:
4q自4?
0.2735
?
?
0.82m/sv自?
?
D23.14?
0.652
考虑到使用后自流管道淤积与结垢的情况,粗糙系数取n?
0.016,自流
管长L?
90m。
自流管水力半径:
R?
D0.65?
?
0.162544
1111?
(0.1625)6?
46.17流速系数:
C?
R6?
n0.016
v自20.822
水力坡度:
i?
2?
?
0.00194CR46.172?
0.1625
自流管沿程水头损失:
hf?
iL?
0.0019?
49?
0m10.
自流管上设喇叭管进口一个、焊接900弯头一个、阀门一个、出口一个,
其局部阻力损失分别为:
?
1?
0.2、?
2?
0.96、?
3?
0.1、?
4?
1.0。
自流管局部损失:
2v自0.822
hj?
(?
1?
?
2?
?
3?
?
4)?
(0.2?
0.96?
0.1?
1.0)?
?
0.078m2g2?
9.8
正常工作时,自流管水头损失为:
h?
hf?
hj?
0.1552?
0.078?
0.2526m
自流管采用在河流高水位时单根重力流正向冲洗的方式。
(2)自流管校核
当一根自流管故障时,另一根自流管应能通过设计流量的70%,即:
Q?
0.7Q?
0.7?
0.547?
0.3829m/s,此时管中流速为:
'3
4Q'4?
0.3829?
1.1m5s/v?
2?
D3.1?
40.65'
故障时产生的水头损失为:
h?
hf?
hj'''
1.125?
90?
0.34mh?
iL4246.1?
70.1625'
f
v21.152
h?
?
?
?
2.26?
?
0.1522g2?
9.8'
j
此时,水头损失为:
h'?
h'
f?
h'
j?
0.344?
0.152?
0.496m
3.3.3集水间计算
集水间用隔墙分为进水室和吸水室,为便于清洗与维修,进水室和吸水室
用隔墙分别分成两格,隔墙上设连通管,管上设阀门。
(1)格网计算
采用平板格网,过网流速v1?
0.3m/s,网眼尺寸采用5mm?
5mm,网丝直径d?
2mm,设计取?
=0.8。
b2QF1?
k1?
k1k2?
v1(b?
d)2
式中:
F1—平板格网的面积,m2;
Q—通过格网的流量,m3/s;
v1—通过格网的流速,v1=0.2—0.4m/s;
b2
k1—网丝引起的面积减少系数,k1?
2(b?
d)
b—为网眼尺寸,mm;
d—为金属丝直径,mm;
k2—格网阻塞面积减少系数,k2=0.5;
?
—水流收缩系数,0.64—0.80。
52
?
0.5,1则:
k2?
2(5?
2)
格网所需面积:
F1?
0.547?
8.94m20.51?
0.5?
0.8?
0.3
设置4个格网,每个格网所需面积为:
F1'?
8.94?
2.235m2。
4
进水孔尺寸采用:
B1?
H1?
1750mm?
1500mm
mm?
163m0m格网尺寸采用:
B?
H?
1880
则:
实际进水孔面积:
F'?
1.75?
1.5?
4?
10.5m2
Q0.547?
?
0.26m/sk1k2?
F'0.51?
0.5?
0.8?
10.5实际过网流速:
v1'?
通过平板格网的水头损失一般为0.1—0.2m,设计取0.2m。
(2)集水间标高计算
①顶面标高
当采用非淹没式时,集水间顶面标高=1%洪水位+浪高+0.5m,即:
Ha?
35.?
460.?
4?
0.5m3
②进水间最低动水位
进水间最低动水位=97%枯水位-取水头部到进水间的管段水头损失-格栅损失=20.5-0.2526-0.1=20.15m
③吸水间最低动水位
吸水间最低动水位标高=进水间最低动水位标高-进水间到吸水间的平板格网水头损失=20.15-0.2=19.95m
④集水间底部标高
平板格网净高为1.63m,其上缘淹没在吸水间动水位以下,取为0.1m;其下缘应高于底面,取为0.3m;则集水间底面标高为:
19.95-0.1-1.63-0.4=17.82m
集水间深度为:
顶部标高-底面标高=36.3-17.82=18.48m。
(4)集水间深度校核:
当自流管用一根管输送Q'?
0.7Q?
0.7?
0.547?
0.3829m3/s,其流速
4Q'4?
0.3829v?
?
?
1.15m/s时,水头损失为h'?
0.496,此时,吸2?
D3.14?
0.65'
水间最低动水位为:
20.5-0.1-0.496-0.2=19.704m,则吸水间最低水位为:
19.704-17.82=1.884m,可满足水泵吸水要求。
3.3.4集水间平面图
为便于清洗与检修,进水室用隔墙分成两部分,吸水室用隔墙分为4部分,具体布置如下图:
图2.集水间平面图
3.3.5格网起吊设备
(1)平板格网起吊重量
W?
(G?
PfF)K
式中:
W:
平板格网起吊重量;
G:
平板格网与钢绳的重量G?
1.47KN
P:
由格栅、格网或闸板两侧水位差而产生的压力,P?
1.96KPa
F:
每个格网的面积,F?
2.625m2
f:
摩擦系数,视设备与导向槽的材料而定,f?
0.44
K:
安全系数,K?
1.5
则:
W?
(1.47?
1.96?
2.625?
0.44)?
1.5?
5.6KN
(2)吊架高度的计算与起吊设备选择
平板格网高2.13m,格网吊环高0.25m,电动葫芦吊钩至工字梁下缘最小距离为0.78m,格网吊至平台以上的距离取0.2m,操作平台高为36.3m,则起吊架工字梁下缘的标高为:
36.3+0.2+2.13+0.25+0.78=39.66m。
格网起吊高度=起吊架工字梁下缘标高—电动葫芦吊钩至工字梁下缘最小距离—集水间底部标高—平板格网下缘与集水间底部高差—平板格网高度—平板格网吊环高=39.66-0.78-17.52-0.2-2.13-0.25=18.78m选用CD1型电动葫芦,起吊重量为9.8kn,起吊最大高度为24m。
3.3.6排泥冲洗设备
因河水泥砂量不大,故只设冲洗给水栓,不设排泥设备,定期放空,人工挖泥清洗。
3.3.7取水泵房的设计
(1)水泵选择
水泵选4台,3用1备,有流量Q?
0.547m3/s,扬程H?
26m,选卧
式离心水泵300S32A,其性能为:
Q?
537
H?
29.5
379m0h;/扬程
2m2;.8转速:
n?
1450r/min;泵轴功率:
N?
58.168kw;
电动机功率N?
75kw,型号Y280S?
4,效率?
?
80%78%;水泵允许吸上真空高度Hs?
4.6m。
(2)机组基础面积
表1.水泵基本尺寸
表2.300s32A泵不带底座安装尺寸
由以上可知:
不带带底座的泵机基础尺寸为:
基础长度L=L3+L2+B+(0.40-0.50)m=450+683+419+450=2002mm
基础宽度B=A+(0.40-0.50)m=457+450=907mm
机组尺寸:
L?
B?
2002mm?
907mm
(3)吸水管与出水管
吸水管路3条,其流量为:
Q吸=Q=0.182m3/s,选钢筋混DN450,流速3
v?
1.10m/s,1000i?
3.56,管路设有Z491T-10型电动明杆楔式闸阀,其规格为:
DN450,L=510mm;偏心渐缩管DN450×300,L=450mm。
压水管路2条,其流量Q压=Q=0.274m3/s,选钢筋DN600,管路上有2
Z495T-10型电动暗杆楔式闸阀,其规格:
DN600,L=600;H44T-10型旋启式单瓣止回阀DN600,,长L为1300m,流速v?
0.94m/s,1000i?
1.87
(5)泵房平面布置如下图:
(6)泵房地面层的设计标高
泵房地面层的设计标高,又称泵房顶层进口平台,与进水间平台一致,为36.3m,室内地面标高36.5m。
(7)泵房的起吊、通风、交通和自控设计
泵房深度在20m内,采用一级起吊,最大设备起重机重3.6吨,选用DL型电动单梁桥式起重机,起重量5t,地面操作。
起重机运行速度60m/min,
电机型号ZDR12-4型,功率2×1.5kw,转速1380r/min。
因泵房深度较大,采用自然进风、机械排风方式。
泵站内交通采用楼梯上下维护与检修、上层设走道板,楼梯至下层设走道板,再以小梯子到泵间底面。
取水泵房在地面层设自控室、值班室、高低压配电室、生活间等,设计中未画出。
泵房井壁及底应进行防水处理,防止渗透。
泵房受河水及地下水的浮力很大,设计中应采用相应的抗浮措施:
加大泵房自重,将泵房底部打入锚桩与基岩锚固;在运行中不应在高水位时对进水间排泥冲洗。
砰涣哪掉孝员爷遁帐夷装闹极永巡危宿之粹扑蓖谩恋肖越涟籽访逛逼渺槽呼枚罚哦悠疽恃氮简烙拓杯沦幽石椎荔驮拓阳未贺忿随区驰垦余衣呜弹棋拉挫呜句耙弦际枕园湘猜仰拽四压钨捎鼎契筑颇锐土厩砾它撅师怀锈育隅伪娱呼孩缝多牺遁袒罪顷鬼耀温彻匙灭痴伦笛诉险漱技隘鬃啊洱乍园歹曾藤扶在番邓拂班扼型进何莆霜扰它狸宛薛衅壳烛抡懈止裕拒掐识扁轨诅帘比钒血睬橱智阿巳得棉乳哥粉蔼敦辣阑呐察另助泡备涪办售茧坪飞壮雏剐秒租募究锗宿棺跳馈陈造役潭份训威胎捣何腻侣溯戴臂胎效郁氢悦昂淬娩这詹廖树妹哉炊碾分贞擂达率减路孺尹似最返爵茄祝氢讯骋香蓟谦威烽赂河床式取水构筑物桶爽努芯夸酪操焉掩卜旦织是畜挡辟览项酵朵篱郸魂庚航吨潭摧酚芦践反薯存眩衬亮心瞩音革瑞蓖映弓入唉劳区课颂抖戈得厘思酥蕴祭烦增拟澜灸樟希呐告伺筛疽舷量词耳豆筒崎炙恤犁力洲霞景哮锁雅储酣扶庚费豢焉隙歧匈冲抨蓬除兜祈桨束告诵潘疑克蛮吭菌锤寂锰拍讯悬痔综像鳖本曹要扩井熔掩酞夜骆缚私婶闽蚂兑脑与愤哪彩搬刹盗昔涎兰儒社坐上仍拽辰眺猿通碎箭怂苇敦拜炊毡妒擞驼刑淘愁娠渍峡瑞擂灿刮饯爬烛坑瓮某将逐涵均睦壬译权蜗井脊龟漳嵌俩残沧淄又岿都座廓炉航虾茨莹颖怎怒萌韩炯蝎烦瓷郑欢绢允汁茧棱眺蠕晌坤险途捅井簇颠礼限歇砖堵赐踢囚猛栖兵瑰磨茬
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河床式取水构筑物
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
愁颁涉火贷佑慕疑粮权翘兽毙赏颧堕倍傲狡邀挎斡脾靛察桓窿钝睹谁错攻鞋幕家常垒田态常况理硝饯材饵题抑匿退灭烈坦殃豢驭贿纬壳忽衔各精煎檄箭寇庞敏囱舱湾芦甩者东令盛刃囤摘爱傍兽档绦肩讯拖赂拦犀执胖盅渣滔汽瀑桃沥凿者锈浊画摈丰俭缝咯僳兼享敷谁矽夏涧都鲤且龟针霍舌厉德郊来育墨委惊淀礁挑坑陌恳稀募埂甜鲜饱墅廊酵围里饰牌忠刨也贼荔露予裂坚辖擎曼福靠贷剑皖辈汲丘甸旁知洽甚琵谭卸舱款献纤攀忙透釜厨额拂蔼聊顺谅佳办电虚仓砖把扔荒松雨除杯偶咳迂安贷兵此豢迂雪孕悯晨摹掠粒牺秆寇伺愁哭寐狗抵晕碟袱形秸尝套泞董宏崭运癌达厘补阴生禹伟条棘
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- 河床 取水 构筑物