河床式取水构筑物(1)

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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=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：27000最小流量：320。 （3）河流流速 最大流速：2．48； 最小流速：0．32。 （4）含砂量 最大含砂量：0.47； 最小含砂量；0015。 （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

2、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；①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、

3、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。（1）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

4、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。（2）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

5、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，角取侧面进水。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。式中：进水孔或格栅的面积，；Q：进水孔的设计流量，；：进水孔设计流速，有冰絮时：；无冰絮时：：栅条引起的面积减少系数，；b为栅条净距，30—120mm，s为栅条厚度（直径），10mm； ：格栅阻塞系数，采用0.75。设计中取进水孔流速=0.4；栅条采用圆钢，其直径=10mm；取栅条净距b=50mm，取格栅阻塞系数=0.

6、75，则：，进水孔数量采用4个，设在两侧，则每个面积： 进水孔尺寸采用：格栅尺寸采用：实际进水孔面积：实际过孔流速：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

7、）自流管设计为两条，每条设计流量为：初选自流管流速：初步计算直径为：，选自流管实际流速为：考虑到使用后自流管道淤积与结垢的情况，粗糙系数取，自流管长。自流管水力半径：流速系数：水力坡度：自流管沿程水头损失：m自流管上设喇叭管进口一个、焊接弯头一个、阀门一个、出口一个，其局部阻力损失分别为：、、、。自流管局部损失：m正常工作时，自流管水头损失为：m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，即：，此时管中流速为：故障时产生的水头损失