水資源利用與保護(hù) 課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)課程名稱(chēng)：水資源利用與保護(hù)題 目：江西省某縣給水廠取水工程設(shè)計(jì)學(xué) 院：建筑工程系:土木工程專(zhuān)業(yè)班級(jí)：學(xué) 號(hào):學(xué)生姓名：起訖日期：指導(dǎo)教師：職稱(chēng)：學(xué)院審核（簽名）：審核日期：一）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章 概述一、設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)范圍1、設(shè)計(jì)依據(jù)：城市建設(shè)規(guī)劃該縣縣城近期規(guī)劃人口為12.5 萬(wàn)人，自來(lái)水用水普及率為95%；近期規(guī)劃工業(yè)產(chǎn)值10 億元/年，萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量120m3/萬(wàn)元（含企業(yè)內(nèi)生活用水量），工業(yè)用水量的日變化系數(shù)為 1.15；近期規(guī)劃城市道路面積為100hm2，綠地面積120hm2。遠(yuǎn)期規(guī)劃人口 16萬(wàn)人，自來(lái)水 用水普及率為100%；遠(yuǎn)期規(guī)劃工業(yè)產(chǎn)值24.5億元/年，萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量110m3/萬(wàn)元（含企 業(yè)內(nèi)生活用水量），工業(yè)用水量的日變化系數(shù)為1.10；遠(yuǎn)期規(guī)劃城市道路面積為180hm2，綠 地面積 160hm2參考資料：1、水資源利用與保護(hù)教材2、 室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50013-2006）3、水工業(yè)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)-水資源及給水處理4、泵站設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50265-975、給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊(cè)1-給水工程6、給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)7、其他現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范和規(guī)定二、自然條件資料（一）水源和水質(zhì)1、地下水：該縣基本無(wú)合適地下水可以開(kāi)采利用。2、地表水該縣屬江西省，擁有豐富的地表水資源，全市平均年降水深 1568 毫米，平均年降水總量 748530萬(wàn)立方米，平均年徑流深730mm，平均年徑流總量355300萬(wàn)立方米。人均年占有地 表水量約5000 立方米，修河是發(fā)源于上游黃龍山。修河在該縣境內(nèi)總流域面積3586 平方公 里，約占本市總面積的 81%。修河水質(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。修河水 源豐富，水量充足，最大徑流量為2270m3/s，年最枯徑流量9.23m3/s,多年平均最小流量為 16.35m3/s。最高水位 78.50m（P=l%），最小水位 71.15m（P=97%）,平均水位 74.30m，浪高 0.65m，水面寬100500m,河底高程68米。修河水質(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（二）氣象該縣屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫18 攝氏度，最高氣溫39 攝氏度，最低氣溫零下9 攝氏 度，最高月平均氣溫 29.2 攝氏度，最低月平均氣溫5.6 攝氏度。無(wú)霜期 260 天左右，有冰 雹、暴雨、干旱等災(zāi)害氣候影響。降雨量：多年平均降雨量為1600-2000mm左右，最高降雨量2672.5mm，最小降雨量1432.6mm。 境內(nèi)氣候濕潤(rùn)溫和，四季分明。（三）有關(guān)基礎(chǔ)資料水源地地形圖（含水廠場(chǎng)地位置）。第二章 設(shè)計(jì)水量一、各項(xiàng)用水量涉及用水量包括下列用水：1. 綜合生活用水量 Q12. 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量 Q3. 城市道路、綠地澆灌用水量 Q4. 漏損用水量 Q45. 未預(yù)見(jiàn)用水量二、最高日用水量近期：Q =12 . 5X 104 X 300 X 95X 10-5 = 3 5 6 2 5m3 / dQ =105X 120X 1.15 三 365 = 37808m3/d2Q=100X104X2.5X10-3120X104X2.0X10-3=4900m3/ d3Q = (QQQ) X 10=7833m3/ d4 123Q =(Q +Q +Q +Q )X8%=6893 m3 / d5 1234Q = Q+Q+Q+Q+Q=93059m3/ dd12345遠(yuǎn)期： Q= 16X104X300X10-3=48000 m3/dQ =24.5X104X110X 1.10三365 = 81219 m3 / d2Q=180X104X2.5X10-3160X104X2.0X10-3=7700 m3/d3Q =(Q Q Q )X10=13692 m3/ d4 123Q =(Q Q Q Q )X8=12049 m3/ d5 1234Q = Q+Q+Q+Q+Q=162660m3/ dd12345三、設(shè)計(jì)水量近期設(shè)計(jì)水流量：Q =a Q /(24 X 36 00X103)=1131L/shd遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)水流量：Qh=a Q /(24 X 36 00X103)=1977L/s第三章 給水水源及取水工程第一節(jié) 給水水源一、取水規(guī)模確定同時(shí)按近期和遠(yuǎn)期考慮。二、地區(qū)水源選擇情況及水源選擇設(shè)計(jì)中水源選擇一般要考慮以下原則：1、所選水源水質(zhì)良好，水量充沛，便于衛(wèi)生防護(hù)；2、所選水源可使取水、輸水、凈化設(shè)施安全經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便； 3、所選水源具有良好 的施工條件； 根據(jù)所給資料：該縣基本無(wú)合適地下水可以開(kāi)采利用，卻擁有豐富的地表水 資源，流經(jīng)該縣的修河不僅水量充沛而且水質(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)， 非常適合作為取水水源。所以選用修河作為水源。三、取水方案的比較與選擇常見(jiàn)的取水方案有岸邊式和河床式：在水源地地形圖中，我們可以看到該縣位于修河的 彎曲河段的凸岸處，在彎曲河段取水時(shí)取水點(diǎn)應(yīng)設(shè)在彎曲河道的凹岸處，這是因?yàn)樵趶澢?岸的凸岸水流速度緩慢，泥沙容易淤積，水質(zhì)較差，不能取到很好的水，且沒(méi)有足夠的水 量，所以不能用岸邊式取水。本設(shè)計(jì)中由于主流離岸較遠(yuǎn)，河岸水深較淺，故考慮采用自流 管式取水。故本設(shè)計(jì)的取水構(gòu)筑物形式采用固定式河床式。河心處為箱式取水頭部，經(jīng)自流 管流入集水井，在經(jīng)格柵、格網(wǎng)截留雜質(zhì)后，用離心泵送出。四、水源地位置水源地位置見(jiàn)水源地形圖第二節(jié) 取水構(gòu)筑物一、設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)特點(diǎn)取水構(gòu)筑物形式的選擇，應(yīng)根據(jù)取水量和水質(zhì)要求，結(jié)合河床地形和地質(zhì)、河床沖淤、水深 及水位變幅、泥沙及漂浮物、冰清和航運(yùn)等因素，并充分考慮施工條件和施工方法，在保證 安全可靠的前提下，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。二、取水構(gòu)筑物型式河床式自流管及設(shè)集水孔進(jìn)水井構(gòu)筑物形式 河床式自流管及設(shè)集水孔進(jìn)水井構(gòu)筑物特點(diǎn)：1、在非洪水期利用自流管取得河心較好的水， 而在洪水期利用集水井上的進(jìn)水孔取得上層水質(zhì)較好的水； 2、比單用自流管進(jìn)水安全可 靠； 3、集水井設(shè)于河岸上，可不受水流沖刷河冰凌的影響； 4、進(jìn)水頭部伸入河床，檢修 和清洗方便； 5、冬季保溫、防凍條件比岸邊好；三、取水頭部選擇選用菱形箱式取水頭部其適用于中小型取水構(gòu)筑物，有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1、菱形箱式取水頭部可采用分段預(yù)制、水下拼裝的方法，施工和安裝設(shè)備較方便；2、菱形箱式取水頭部水利條件較好；3、有外層箱式的保護(hù)，取水頭部安全可靠；四、進(jìn)水間的設(shè)計(jì)1 、集水井采用合建半淹沒(méi)式2、進(jìn)水孔格柵面積: F =5.27m2 箱式取水頭部的進(jìn)水孔采用側(cè)面開(kāi)孔，進(jìn)水孔設(shè)4 個(gè)，設(shè)在兩側(cè)； 每個(gè)進(jìn)水口尺寸：B XH=1200mmX 1000mm格柵尺寸：BXH=1300mmX 1100mm 柵條根數(shù)16。3、格網(wǎng)面積： F1=17.43m2 格網(wǎng)布置在進(jìn)水間和吸水間之間，設(shè)6 個(gè)每個(gè)進(jìn)水口尺寸： BX H=2000mmX 1500mm格柵尺寸： BX H=2130mmX 1630mm。第四章 取水泵站的設(shè)計(jì)一、泵的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)水量和揚(yáng)程，選擇三臺(tái)24SH-13型(Q=2502-3499 m3 / h H=38-56m Wp=3780Kg 功率為550KW)，兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用。遠(yuǎn)期增加兩臺(tái)24SH-13型水泵一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。 二、泵房布置按遠(yuǎn)期考慮，為了布置緊湊，充分利用建筑面積，將五臺(tái)機(jī)組交錯(cuò)并列布置成兩排，三臺(tái) 為正常轉(zhuǎn)向，兩臺(tái)為反向轉(zhuǎn)向。每臺(tái)泵有單獨(dú)的吸水管、壓水管引出泵房后兩兩連接起來(lái)。三、主要設(shè)備選擇起重設(shè)備，排水設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備，溫度控制設(shè)備，計(jì)量設(shè)備等(二)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第一章 設(shè)計(jì)水量計(jì)算第一節(jié) 最高日用水量計(jì)算 一、最高日用水量計(jì)算取人均用水量300L/人d 近期：Q =12 . 5X 104 X 300 X 95X 10-5 = 3 5 6 2 5m3/ dQ =105X 120X 1.15 三 365 = 37808m3/d2 Q=100X104X2.5X10-3120X104X2.0X10-3=4900m3/ d3Q=(QQQ)X10=7833m3/ d4 1 23Q =(Q +Q +Q +Q )X8%=6893 m3 / d5 1 234Q = Q+Q+Q+Q+Q=93059m3/ dd12345遠(yuǎn)期： Q= 16X104X300X10-3=48000 m3/dQ =24.5X104X110X 1.10三365 = 81219 m3 / d2Q=180X104X2.5X10-3160X104X2.0X10-3=7700 m3/d3Q =(Q Q Q )X10=13692 m3/ d4 1 23Q =(Q Q Q Q )X8=12049 m3/ d5 1 234Q = Q+Q+Q+Q+Q=162660m3/ dd12345二、設(shè)計(jì)水量計(jì)算近期設(shè)計(jì)水流量：Q =a Q /(24 X 36 00X103)=1131L/shd遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)水流量：Q = a Q /(24 X 36 00X103)=1977L/shd第二章取水工藝計(jì)算取水頭部設(shè)計(jì)計(jì)算第節(jié)、 取水頭部設(shè)計(jì)取水頭部平剖面為菱形，整體為箱式。a角取90°側(cè)面進(jìn)水。Q=7117 m3/h =1.977 m3/so (1)格柵計(jì)算進(jìn)水流速：V0=0.55m/s;柵條厚度：s=10mm,斷面為扁鋼型；柵條凈距：t=100mm； 柵條的阻塞系數(shù)： k1=0.75；面積減少系數(shù) k2 : k2= t/t+s=0.91進(jìn)水孔面積：Fo=Q/VoK1K2=1.977/O.55 X 0.75 X 0.91 = 5.27m2進(jìn)水口數(shù)量選用四個(gè)，每個(gè)面積為：F=Fo/4=1.32m2格柵尺寸選用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集C15型，每個(gè)進(jìn)水口尺寸為B1XH1=1200mmX 1000mm,格 柵外形尺寸 BXH=1300mmX1100mm ，柵條根數(shù) 16根。通過(guò)格柵的水頭損失本次設(shè)計(jì)取0.1m。(2) 取水頭部構(gòu)造尺寸根據(jù)航道要求，取水頭部上緣距最枯水位深取1.0 m,進(jìn)水孔下緣距河床底高取0.75m，進(jìn) 水箱底部埋入河底下 1.8m。(3)自流管計(jì)算自流管選用2根，假設(shè)流速為V，=1.0m/s，考慮實(shí)際運(yùn)行時(shí)可能會(huì)有一根管徑停用的情況，,'0.7 x 4 Q /每根管的流量取滿(mǎn)足70%的遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量，則管徑d=1 = 1400mm ,n v/故取管徑 D=1400mm，一根管中流速 v = 0.7X4Q / n D2=0.64m / s選取DN1100型號(hào)鋼管兩根。自流管的損失取0.2m.第二節(jié) 進(jìn)水間設(shè)計(jì)計(jì)算一、進(jìn)水間設(shè)計(jì)1、集水間用隔墻分成進(jìn)水間和吸水室，為便于清洗和檢修，進(jìn)水室用一道隔墻分成兩部分 吸水室用三道墻分成四部分。2、吸水室下部進(jìn)水孔上的格網(wǎng)采用平板格網(wǎng)。取平板格網(wǎng)的面積過(guò)網(wǎng)流速：v =0.4 m/s；網(wǎng)眼邊長(zhǎng)：t=9mm；網(wǎng)絲直徑：d=1mm；格網(wǎng)面積減少系數(shù)k2=t2/(t+d ) 2=0.81;格網(wǎng)阻塞系數(shù)：匕=0.5 ;水流收縮系數(shù)：£ =0.7Q格網(wǎng)面積：F廣=1.977 / 0.5X0.81X0.7X0.4=17.43m21 K K s v1 2 1選用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集C15型，格網(wǎng)進(jìn)水口尺寸為B1XH1=2000mmX 1500mm,選用6 個(gè), 格網(wǎng)尺寸為 BXH=2130mmX1630mm通過(guò)格網(wǎng)的水頭損失本次設(shè)計(jì)取0.2m。二、進(jìn)水孔設(shè)計(jì)進(jìn)水流速：Vo=O.55m/s;柵條厚度：s=10mm,斷面為扁鋼型；柵條凈距：t=100mm； 柵條的阻塞系數(shù)：匕=0.75； 面積減少系數(shù)k2 : k2= t/t+s=0.91 進(jìn)水孔面積： F0=Q/V0K1K2=1.977/0.5X0.75X0.91=5.27m2 進(jìn)水口數(shù)量選用四個(gè)，每個(gè)面積為： F=F0/ 4=1.32m2格柵尺寸選用給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集C15型，每個(gè)進(jìn)水口尺寸為B1XH1=1200mmX 1000mm， 格柵外形尺寸 BXH=1300mmX1100mm。第三章 取水泵站計(jì)算第一節(jié) 取水水泵選配及一級(jí)泵站工藝布置1、水泵的選擇、設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的計(jì)算設(shè)計(jì)流量：近期設(shè)計(jì)流量：Qh=1.131m3/s遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)流量：Qh=1.977m3/s 設(shè)計(jì)揚(yáng)程計(jì)算：H=4045m。(2)選泵根據(jù)設(shè)計(jì)水量和揚(yáng)程，選擇三臺(tái)24SH-13型(Q=2502-3499 m3 / h H=38-56m Wp=3780Kg 功率為550KW)，兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用。遠(yuǎn)期增加兩臺(tái)24SH-13型水泵一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。 經(jīng)查閱資料得，應(yīng)選用JRQ-1410-6型電動(dòng)機(jī)。2、泵房布置 按遠(yuǎn)期考慮，為了布置緊湊，充分利用建筑面積，將五臺(tái)機(jī)組交錯(cuò)并列布置成兩排，三臺(tái)為 正常轉(zhuǎn)向，兩臺(tái)為反向轉(zhuǎn)向。每臺(tái)泵有單獨(dú)的吸水管、壓水管引出泵房后兩兩連接起來(lái)。3、泵房標(biāo)高設(shè)計(jì) 泵房的高度設(shè)計(jì)集水井選擇非淹沒(méi)式，在最高水位時(shí)仍能露出水面，操作管理方便，在漂浮物多的洪水期 可以及時(shí)清理格網(wǎng)，供水較為安全。1 ) 頂面標(biāo)高：采用非淹沒(méi)式，集水間頂面標(biāo)高=1%洪水位+浪高(0.65m) +0.5m=78.50+0.5+0.65=79.65m。2) 進(jìn)水間最低水位：97%枯水位-取水頭部到進(jìn)水管段水頭損失-格柵損失=70.15-0.2-0.1=70.85m。3) 吸水間最低水位：進(jìn)水間最低動(dòng)水位標(biāo)高-進(jìn)水間到吸水間的平板格網(wǎng)水頭損失=70.85-0.2=70.65m4) 集水間底部標(biāo)高：平板格網(wǎng)凈高為2.63m，其上緣應(yīng)淹沒(méi)在吸水間動(dòng)水位以下，取為0.1m；其下緣應(yīng)高出底面， 取 0.2m，則集水間底面標(biāo)高為：70.65-0.1-0.2-2.63=67.72m。