1、 水資源利用與保護課程設計題 目：南陽取水構筑物的擴大初步設計 學 院：市政與環(huán)境工程學院 專 業(yè)：給水排水科學與工程 姓 名：李國偉 學 號：024411225 指導老師：肖曉存 余海靜 王遠紅 朱慧杰 完成時間：2013年12月13日 前 言水是生命之源，是重要的自然資源和環(huán)境要素。長期以來，我國水資源的不合理開發(fā)、利用所造成的嚴重水資源短缺和區(qū)域性的生態(tài)、環(huán)境災害受到了國際水資源與環(huán)境領域的廣泛關注?，F代資源開發(fā)利用已從傳統的僅對水資源的評價與無序開發(fā)轉變?yōu)楦匾曀Y源量與質的綜合評價、合理開發(fā)與利用；更加注重節(jié)水技術的開發(fā)與應用。強調水資源合理開發(fā)與利用，加強水資源的管理和保護已成為當

2、今人類維持社會進步、經濟可持續(xù)發(fā)展所必須采取的重要手段和保護措施。作為當代大學生，我們必須對水資源的利用與保護有所了解。因此通過工程課程設計，掌握水資源形成、評價、供需平衡分析的基本概念、理論與方法；掌握取水工程基本概念、理論、工程技術和措施；了解與水資源保護有關的理論、技術方法與措施，將理論與實踐相結合，增長實踐知識。將對我國經濟的可持續(xù)發(fā)展有重要的作用。課程設計是大學學習的重要環(huán)節(jié)，是每一個大學畢業(yè)生的必修課。我們要把握好每一次機會盡可能的開闊視野，增長見識，能為我們以后更好地把所學的知識運用到實際工作中播下種子。由于自身知識匱乏，經驗不足，理解有限，在設計過程中還會有許多錯誤和疏漏之處，

3、懇請老師及同學指正和批評！prefaceWater is the source of life, is the important natural resources and environmental factors. Long-term since, our country water resources caused by the unreasonable development and utilization of the serious shortage of water resources and regional ecological and environmental disa

4、ster has received the widespread attention in the field of international water resources and the environment. Modern resources development and utilization has from the traditional only for evaluation of water resources and the disorderly development to attach more importance to comprehensive evaluat

5、ion in water resources quantity, quality and reasonable development and utilization; Pay more attention to the development and application of water-saving technologies. Emphasis on development and utilization of water resources reasonable, strengthen the management and protection of water resources

6、has become the modern human to social progress and economic sustainable development is an important means of and protection measures must be taken.As a contemporary college students, we must use and protection of water resources. So by engineering curriculum design, formation, evaluation, analysis o

7、f supply and demand balance of water resource to master basic concepts, theories and methods; Master water engineering basic concepts, theories, techniques and measures; Understanding and protection of water resources related theory, technical methods and measures, combining theory with practice, th

8、e knowledge growth practice. The sustainable development of economy of our country have important role.Curriculum design is an important part of the university to study, it is every one of the required courses of college graduates. As much as possible, we should grasp every chance to expand their ho

9、rizons, enrich their knowledge, can we better apply learned knowledge to practical work in the seed.Due to their lack of knowledge, lack of experience, understanding is limited, in the design process there will be many errors and omissions, please the teacher and classmates opinion and criticism!目 錄

10、第一章緒論11.1 課程設計任務11.2 設計目的11.3 設計基礎資料11.4 設計成果及要求11.5 設計時間1第二章 計算說明22.1 基本資料22.2 構筑物類型確定22.3 構筑物設計22.3.1 取水頭部設計22.3.2自流管設計計算42.3.3 集水井設計52.3.4拍泥沖洗設備9第三章 結論10參考文獻119 水資源利用與保護課程設計 第一章 緒論第一章 緒論 1.1 課程設計任務南陽市一取水構筑物的擴大初步設計1.2 設計目的 1、對所學知識加以應用和系統化，培養(yǎng)解決實際工程設計問題的能力；使學生在設計、制圖、查閱資料、使用設計手冊和規(guī)范等基本技能上得到初步訓練。2、使學生能

11、通過設計掌握地表水取水構筑物的基本計算方法。3、掌握工具書的應用方法1.3 設計基礎資料水資源與取水工程教材 給排水設計手冊第1、3、10、11冊。給排水快速設計手冊第l冊。給水排水標準圖集90S321-1（格網）、90S321-6（格柵）1.4 設計成果及要求 成果：1、設計計算說明書一份。2、取水構筑物的平面布置和高程布置圖一張(2#)。3、繪制取水頭部平面圖和剖面圖一張 (2#)。（圖例1：1004、集水間平面圖和剖面圖一張(2#)（圖例1：100） 要求：1.自覺遵守紀律，不遲到、不早退。2.設計計算說明書：字跡工整，干凈整齊；設計思路清晰，內容充實，原理正確，方案合理，內容表述準確；

12、計算有公式，公式有說明、出處。1.5 設計時間 第十四周（2013.12.92013.12.13）水資源利用與保護課程設計 第二章 計算說明第二章 計算說明 2.1 基本資料（一）河流自然條件1、河流水位:最高水位為 35.40 m， (頻率P=1%)；最低水位為 20.50 m。 (保證率P=97%)。2、河流的流量:最大流量為 27000 m3/s；最小流量計算取水量的限值為 320 m3/s。3、河流的流速: 最大流速為 2.48 m/s；最小流速為 0.5 m/s4、河流的含砂量及漂浮物： 最大含砂量 0.47 kg/ m3；最小含砂量 0.0015 kg/ m3。有一定數量的水草和青

13、苔，無冰絮。5、河流主流及河床情況河流近岸坡度較緩，主流離岸約50100m，主流最小水深3.840m。岸邊土質較好，有一定的承載力，滿足使用要求。（二）地區(qū)氣象資料：最低氣溫：10，最高氣溫：39，最大冰凍深度15。（三）工程要求凈水處理廠供水量為 60500 萬m3/d，供生活飲用和生產需要。須考慮水廠自用水量5% ，計算取水量用2.2 構筑物類型確定因河流河岸較緩，主流遠離岸邊，宜采用固定式河床取水構筑物。河心處于箱式取水頭部，經自流管流入集水井，在經格柵.格網截留雜質后，用離心泵送出。2.3 構筑物設計2.3.1 取水頭部設計取水頭部平剖面為菱形，整體為箱式。側面進水。設計水量： Q=6

14、0500×1.05=63525m³/d=0.735m³/s（1）格柵計算 進水流速：v00.5m/s柵條厚度：s10mm 柵條凈距：b50mm）阻塞系數：K20.75；面積減少系數： K1=0.833進水口面積：F。=進水口數量選用4個，每個面積為： F=0.588格柵尺寸選用給水排水標準圖集90s321-1,每個進水口尺寸為B1×Hl 900mm×700mm，格柵外形尺寸B×H1000mm×800mm。（2）取水頭部構造尺寸最小淹沒水深h=1.25m（根據航道要求最小淹沒深度為1.2到1.25m取 1.25m）進水口下緣距

15、河底：h1.5m，(為避免泥砂進入取水頭部)；進水箱體理深：h1.4m，(與該處河流沖刷程度有關)，箱體處最低水位水深不得小于3.8m。箱體設計如下圖：圖2-1取水頭部平面圖圖2-2 取水頭部剖面圖2.3.2 自流管設計計算 自流管設計兩條，每條設計流量為： q自=2.3.2 自流管設計計算 自流管設計兩條，每條設計流量為： q自=0.368 m³/s初選自流管流速：1.2m/s 初步計算直徑為：= 0.685 m按公稱直徑，選擇自流管直徑D自0.7m。自流管實際流速為： v自=0.957m/s自流管損失按hwhf+hj，計算，其中：hf=il=0.0012×80=0.09

16、6 hj=各局部阻力系數值為：喇叭口1=0.1，焊接彎頭2=1.01,蝶閥3=0.2，出口4=1.0，局部阻力損失為：hj=（0.1+1.01+0.2+1.0）×=0.107m則管道總損失為： hwhf+hj0.096+0.1070.204m考慮日后因淤積等原因造成管道阻力增大，為避免因此造成流量降低，則管道總水頭損失采用0.22m。 當一根自流管故障時，另一根應能通過設計流量的70，即：Q=0.7Q=0.7×0.735=0.515m3/s。此時管中流速為：vs=1.339m/s 故障時產生的損失為：=+ .l=0.096 = =（0.1+ 1.01+0.2+1.0）

17、15;=0.211m = +0.096+0.211O.307m 考慮阻力增加因素，采用0.31m2.3.3 集水井設計1格網計算采用平板格網(1)過網流速：v1=0.3m/s (2)網眼尺寸：5×5mm (3)網絲直徑：d1mm(4)格網面積減少系數：K1 = =0.694(5)格網阻塞系數：K2=0.5 （一般采用0.5）(6)水流收縮系數：=0.8 （一般采用0.64到0.8）(7)格網面積： F1= =10.09 m3選用給水排水標準圖集90S321-6，格網進水口尺寸為B1×H11800×1800,采用兩個，格網尺寸，B×H2000×2

18、2002集水間平面尺寸集水間分為兩格，兩格間設連通管并裝閥門，集水間平面尺寸計算如下：采用三臺泵（兩用一備） 每臺吸水管設計流量為 =0.368m³/s初選吸水管v吸=1.2 m/s（吸水管流速一般為1.0到1.5 m/s）初選管徑D=0.573m選取管徑D=600mmV吸= 1.302m/s1)吸水管吸水喇叭口直徑為：D=(1.31.5)d=1.4d=1.4 600=840mm2)喇叭口井壁間凈間距：吸2=0.8D喇叭=672mm 3)喇叭口凈間距吸1=1.8D喇叭=1512mm4)喇叭口的最小懸空高度h1=（0.60.8）D喇叭，且h10.5m,取h1=0.8 D喇叭=0.672

19、m5)喇叭口的最小淹沒深度h2=0.51.0m，取h2=0.8m。6)單個吸水間的長度L吸=吸1+2吸+2D=1512+2×672+840×2=4536mm格網出水至吸水喇叭口中心的流程長度l不小于吸水喇叭口直徑D喇叭的3倍，取3倍。7)單個吸水間的寬度L吸=吸2+0.5D+l=672+420+3×840=3612mm。圖2-3 集水間平面圖3集水間的標高計算(1)頂面標高； 當采用非淹沒式時，集水井頂面標高 1洪水位+0.5H 35.4+0.5H 35.9m(2)進水間最低水位：97枯水位-取水頭部到進水間的管段水頭損失-格柵損=20.5-0.21-0.1=20

20、.19m (3)吸水間最低動水位：進水間最低動水位標高-進水間到吸水間的平板格網頭損失=20.19-0.2=19.99m。(4)集水間底部標高：進水間到吸水間的平板格網水頭損失2019 平板格網凈高為1.60m，其上緣應淹沒在吸水間動水位以下，取為0.1m；其下緣應高出底面，取0.2m，則集水間底面標高為；19.69-O.1-1.60-0.217.79m(5)集水間深度：頂部標高-底面標高35.95-17.7918.16m (6)集水間深度校核：當自流管用-根管輸送0.64m³s，v1.27ms時，水頭損失為=0.4，此時吸間最低水位為: 20.20-0.1-0.30-0.2=19.

21、60m吸水間最低水位：19.60-17.79=1.81m，可滿足水泵吸水要求。 圖2-4 集水間剖面圖4. 格網起吊設備的計算 1平板格網起吊重量 W(G+pfF)kW：平板格網的起吊重量，kN；G：平板格網與鋼纜的重量，G1.47kN P: 平板格網兩側水位差產生的壓強P1.96kPaf：格網與導軌問的摩擦系數，f=0.44F:每個格網的面積，F4.0；k-安全系數，k1.5；W(G+pfF)k (1.47+1.96×O.44×4.0)X1.5 7.38kN 2起吊設備選擇與吊架高度計算 平板格網高2.0m，格網吊環(huán)高0.25m，電動葫蘆吊鉤至工字梁下緣最小距離為0.78

22、m，格網吊至平臺以上的距離取0.2m，操作平臺標高為36.15m，則起吊架工字鋼下緣的標高應為：36.15+2.0+0.25+0.78+0.239.38m格網起吊高度為：36.15+0.2-(17.79+0.2)=18.36選用CD1124D或MD1124D型電動葫蘆，起吊重量為9.8kN，起吊最大高度為24m。2.3.4拍泥沖洗設備因河水含沙量不大，故只設沖洗給水栓，不舍排泥設備，定期防空，人工挖泥清洗。 水資源利用與保護課程設計 第三章 結論第三章 結論 這周我們課程設計的任務是設計取水構筑物，包括計算取水頭部和集水間還有用CAD畫取水構筑物的平面圖和剖面圖。這一周我真正的學到了很多東西。 對于集水間和取水頭部的設計要求有了進一步學習，知道了對于取水頭部和集水間該怎么去設計，按照什么要求來設計，還有對于CAD的使用更加系統和細致，第一次用了CAD去畫圖，其中也出現了很多問題，但在出現問題和解決問題時我對于CAD的學習更加深入了。對于以后的管道和水泵的設計會很有幫助，但是對于CAD的學習自己還沒有真正靈活去使用，自己以后應該多練習，多去畫畫圖，提高自己畫圖的能了