水资源保护与利用课程设计指导书.docx

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水资源保护与利用课程设计指导书

《水资源利用与保护》课程设计

指导书

题目：

X市取水构筑物的扩大初步设计

学院：

市政与环境工程学院

专业：

给排水科学与工程

姓名：

学号：

026413XXX

指导老师：

肖晓存

完成时间：

2015年月日

温馨提示（装订顺序）：

1封面（不带页眉页脚）；

2.前言（中、英文，不带页眉页脚，不带页码）；

3.目录（三级标题）；

4.正文

目录

1.绪论1

1.1设计任务1

1.2设计基础资料1

1.3设计成果及要求1

1.4成绩评定办法及标准2

2.计算说明2

2.1取水构筑物形式的选择2

2.2取水头部形式的选择3

2.3取水头部设计计算3

2.4集水间设计计算6

2.4.1格网计算6

2.4.2集水间平面尺寸6

2.4.3集水间平面尺寸计算8

2.4.4集水间标高计算9

2.4.5格网起吊设备10

3.结束语10

参考文献11

注意目录之间行间距,注意正文的字体大小及排版

1绪论

1.1设计任务

X市取水构筑物的扩大初步设计。

1.2设计基础资料

（一）河流自然条件

1、河流水位:

最高水位为（30-40）m，[计算集水间的标高]（频率P=1%）；最低水位为（20-25）m[计算箱体处的最低或最小水深。

计算箱体处最低水位时的水深，即定位箱体深入河内的长度，也即确定自流管长度，或定箱体到岸边的距离。

]（保证率P=97%）。

2、河流的流量:

最大流量为（26000-40000）m3/s；最小流量[计算取水量的限值，设计取水量要小于最小流量的（0.15~0.5）倍]为（300-600）m3/s。

3、河流的流速:

最大流速为（2-6）m/s；最小流速为（0.3-1.0）m/s

4、河流的含砂量及漂浮物：

最大含砂量（0.3-1.0）kg/m3；最小含砂量（0.001-0.004）kg/m3。

[看水质浊度用的.其含砂量为10~100kg/m3时，为高浊度水]

有一定数量的水草和青苔，无冰絮。

5、河流主流及河床情况

河流近岸坡度较缓，主流离岸约50—100m，主流最小水深3.8—40m[选择确定取水构筑物的形式，岸边式或河床式]。

岸边土质较好，有一定的承载力，满足使用要求。

（二）地区气象资料：

最低气温：

－10℃，最高气温：

39℃，最大冰冻深度15㎝。

[考虑管埋深度]

（三）工程要求1、净水处理厂供水量为（3.5-10）万m3/d，供生活饮用和生产需要。

[须考虑水厂自用水量5%，计算取水量用]

1.3设计成果及要求

（一）设计成果

1、设计计算说明书一份。

2、取水构筑物的平面布置和高程布置图一张。

3、绘制取水头部平面图和剖面图一张。

4、集水间平面图和剖面图一张。

5、手绘一张图。

（二）设计要求

1.自觉遵守纪律，不旷课，不迟到、不早退。

2.设计计算说明书：

字迹工整，干净整齐；设计思路清晰，方案合理，原理正确，内容充实，内容表述准确；计算有公式，公式有说明和出处；

3.图纸：

【图纸是工程师的语言，工程技术人员将自己的设计意图，严格遵循国家标准规范及统一的工程制图规格，不可擅自创造只有本人才明白的表示方法。

】

设计方案合理，线条层次分明，图面整洁，尺寸标注整齐统一；达到扩初设计施工图的要求。

1.4成绩评定办法及标准

学生的课程设计成绩由指导老师根据学生在设计期间的设计图纸、设计说明书、答辩、出勤等情况综合评定。

成绩分：

优、良、中、及格、不及格五个等级。

其中，设计图纸占50%，设计说明书占30%，答辩占10%，出勤占10%。

成绩评定标准如下：

优：

能认真完成设计指导书中的要求，设计过程中，严格要求自己，独立完成设计任务，图纸整洁，设计方案合理，设计说明书内容充实、原理正确，表述准确。

良：

能较好的完成设计指导书中的要求，能独立完成设计任务，设计方案基本合理。

图纸整洁，设计说明书内容比较充实、原理基本正确，表述比较准确。

中：

能完成设计指导书中的要求，设计方案基本合理。

及格：

能基本完成设计指导书中的要求，设计图纸一般。

不及格：

凡有下列情况之一者以不及格论：

1）未达到设计指导书的基本要求。

2）设计缺勤累计达三分之一以上者。

2计算说明

2.1取水构筑物形式的选择

取水构筑物的选择，应根据取水量和水质的要求，结合河床地形及地质、河床冲淤、水深及水位变幅、泥沙及漂浮物、冰情和航运等因素，并充分考虑到取水构筑物的施工条件和技术要求，在保证安全可靠的前提下，通过技术经济比较确定。

河道主流靠近岸，河床稳定，泥沙、漂浮物、冰凌较严重的河段常采用岸边式取水构筑物，具有管理操作方便，取水安全可靠，对河流水利条件影响小优点。

主流远离取水河岸，但河床稳定、河岸平坦、岸边水深不能满足取水要求或岸边水质较差时，可采用取水头部伸入河中的河床式取水构筑物。

具体选择什么取水构筑物形式，参考《给水快速设计手册》各取水构筑物形式的优缺点后结合自己的设计河流的具体情况做出决定。

即要做出方案比较。

2.2取水头部形式的选择

取水头部分为固定式取水头部和活动式取水头部。

固定式取水头部有管式取水头部、蘑菇式取水头部、鱼形罩式取水头部、箱式取水头部等。

具体选择什么取水构筑物形式，参考《给水快速设计手册》各取水头部形式的优缺点后结合自己的设计河流的具体情况做出决定。

在计算说明书中要说明你为什么选取这种取水头部形式，并将它的优缺点写出来。

进水管的形式选择有自流管、虹吸管、等

具体选择什么进水管形式，参考《水资源利用与保护》各进水管形式的优缺点后结合自己的设计河流的具体情况做出决定。

在计算说明书中要说明你为什么选取这种进水管形式，并将它的优缺点写出来。

2.3取水头部设计计算

净水处理厂供水量为A万m³/d，供生活饮用和生产需要。

水厂自用水取10%或5%。

设计流量：

Q总=A×1.10（注意单位的换算）

自流管或虹吸管设计为两条，每条设计流量为：

Q=Q总×0.50

（1）格栅计算

要写出公式及各公式中符号所代表的意思。

具体公式及数据参考《水资源利用与保护》

格栅尺寸选用参考给水排水标准图集90s321,格栅进水口尺寸B1×H1=XXmm×XXmm。

格栅B×H=XX×XX

水流通过格栅的水头损失为0.1~~0.2m。

具体自己设定。

（2）自流管计算

自流管设计为两条。

每条XXm，每条的设计流量为：

Q=Q总×0.50

初选自流管流速：

v

初步计算直径为：

D设=

选D

自流管实际流速为：

v

=

自流管损失按h

=h

+h

计算，其中：

h

=i·L

i—水力坡降

L—管段长度（m）

h

=

，各局部阻力系数为：

喇叭口

=0.1.蝶阀

=0.24，出口

=1.0局部阻力损失为：

h

=

则管道总损失为：

h

=h

+h

当一根自流管故障时，另一根应能通过设计流量的70％，即：

Q

=0.7Q,此时管中流速为：

=

故障时产生的损失为h

=h

+h

h

=i·L

h

=

h

=h

+h

考虑阻力增加因素，采用h

（4）取水头部的标高

注意标高要写清其具体的位置，如中心标高、底端标高等等

河流最低水位为Xm（保证率P=97%）。

取水头部顶面距最低水位不低于0.5m，考虑航运船只吃水深度1.2m，所以取水头部顶面距最低水位以下的水深为1.2m所以取水头部中心标高为：

河流最低水位为（保证率P=97%）-0.5×取水头部高-航运船只吃水深度

（5）集水间自流管口的标高：

取水头部最低水位标高-管道总水头损失-格栅水头损失

2.4集水间设计计算

2.4.1格网计算

采用平板格网，平板格网构造简单、不单独占用面积，可缩小集水井尺寸，适用于中小水量、漂浮物不多时。

采用平板格网时要写出公式及各公式中符号所代表的意思。

具体公式及数据参考《水资源利用与保护》

格网尺寸选用参考给水排水标准图集90s321,格网进水口尺寸B1×H1=XXmm×XXmm。

格网B×H=XX×XX

水流通过格网的水头损失为0.1~~0.2m。

具体自己设定。

2.4.2集水间平面尺寸

集水间分为两格，两格间设连通管并装阀门，集水间平面尺寸见图1。

Cad图应注意简结、清晰、和谐

2.4.3集水间平面尺寸计算

采用四台泵（三用一备）     

每个吸水管设计流量为：

     Q吸=Q/3

初选吸水管v吸（吸水管流速一般为1.0到1.5 m/s） 

初选管径 d=

选取管径d，V吸=

1）吸水管吸水喇叭口直径为：

D=（1.3~1.5）d

2）喇叭口边缘距井壁间净间距：

α吸2=0.8D（系数一般采用0.75到1.0） 

3）喇叭口净间距α吸1=1.8D（系数一般采用1.5到2.0） 

4）喇叭口的最小悬空高度h1=（0.6—0.8）D，且h1≥0.5m,

5）喇叭口的最小淹没深度h2≥0.5—1.0m， 

6）单个吸水间的宽度L吸=α吸1+2×α吸2+2D

格网出水至吸水喇叭口中心的流程长度L不小于吸水喇叭口直径的3倍，取3倍。

7）单个吸水间的长度L吸=α吸2+0.5D+3D

2.4.4集水间标高计算

注意标高要写清其具体的位置，如中心标高、底端标高等等

（1）顶面标高:

当采用非淹没式时，集水井顶面标高＝1％洪水位+0.5+浪高

（2）进水间最低动水位：

97％枯水位-取水头部到进水间的管流损失-格栅损失

（3）吸水间最低动水位：

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

（4）集水间底部标高：

平板格网净高为2.2m，其上缘应淹没在吸水间动水位以下，取为0.1m；其下缘应高出底面，取0.2m，则集水间底面标高为：

吸水间最低动水位-平板格网净高-上缘应淹没在吸水间动水位距离-格网下缘应高出底面

吸水间最小水深=吸水间最低动水位-集水间底部标高

水泵的吸水喇叭口距吸水间底部的高度为：

h1=（0.6—0.8）D，且h1≥0.5m,水泵的吸水喇叭口淹没水深为：

h2≥0.5—1.0m，则h1+h2。

看h1+h2

是否小于吸水间最小水深，判断是否满足水泵吸水要求。

（5）集水间深度：

顶部标高-底面标高＝

集水间深度校核：

当自流管用一根管输送Q

，v=,水头损失为h

=，此时进水间最低水位标高为:

。

吸水间最低水位标高为：

，吸水间最小水深=吸水间最低动水位-集水间底部标高

水泵的吸水喇叭口距吸水间底部的高度为：

h1=（0.6—0.8）D，且h1≥0.5m,取水泵的吸水喇叭口淹没水深为：

h2≥0.5—1.0m，。

则h1+h2。

看h1+h2

是否小于吸水间最小水深，判断是否满足水泵吸水要求。

2.4.5格网起吊设备

（1）平板格网起吊设备：

W=（G+pfF）K

其中W——平板格网起吊重量，kN；

G——平板格网与钢绳重量，

P——平板格网两侧水位差产生的压强，p=kpa；

F——每个格网的面积，F；

f——平板格网与导轨间的摩擦系数，f=；

K——安全系数，K=。

W=（G+pfF）K=

平板格网高m，格网吊环高m，电动葫芦吊钩至工字梁下缘最小距离为m，格网吊至平台以上的距离取m，操作平台标高为m，则起吊架工字钢下缘的标高应为：

 操作平台标高+平板格网高+格网吊环高+电动葫芦吊钩至工字梁下缘最小距离+格网吊至平台以上的距离+操作平台标高=  

格网起吊高度=起吊架工字梁下缘的标高-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-平板格网调环高=

    选用CD1或MD1-24D型电动葫芦，起吊重量为t，起吊最大高度为m

3结束语

参考文献