以水库为水源自流引水水力计算.doc

以水库为水源自流引水水力计算1. 确定计算公式水力计算简图（图1）H0=1(2+ H1)式中H0作用水头（m）；H1水厂需要的自由水头（m）；1水库水位（m）；2水厂进水点地面标高（m）；长管出流的两种计算方法：l 按比阻计算，计算公式为：H0=ALQ2式中H0作用水头（m）；A 比阻（s2/m6）据管材不同查比阻计算表确定；L管长（m）；Q流量（m3/s）；l 按水力坡度计算，计算公式为：J=式中J水力坡度；H0作用水头（m）；L管长（m）；对于不同的管材，流量与水力坡度的关系式各不相同，本例为钢筋混凝土管，采用谢才公式：J=式中V流速（m/s）；C谢才系数；按曼宁公式C=R1/6 (适用范围：n0.020 ，R0.5m；)n粗糙系数；R水力半径，对于圆管R=（m）；二泵房扬程HH=（43）2. 计算列表比较根据以上公式，按冬季枯水位，结合该镇实际地形和用水户分布情况，选择几个不同平面位置、不同高程厂址，进行水力比较计算和经济技术比较计算，计算结果如下表所示：自流管水力计算 表1 水厂进水点地面高程2（m）自流管各项结果冬季枯水位1（m）水厂所需自由水头H1（m）作用水头H0（m）管径（m）管材管长（m）水力坡度J10-3流速m/s冬季枯水位设计流量Q（m3/d）备注=×按冬季枯水位设计流量反算水厂高程30.945.5311.6DN500钢筋混凝土40002.891.121900023.745.5318.2DN500钢筋混凝土65002.891.121900020.845.5324.7DN500钢筋混凝土75002.891.1219000清输水管水力计算 表2水厂进水点地面高程2（m）清输水管各项结果管径（mm）管材管长（m）流速（m/s）流量Q（m3/d）i(10-3)水头损失（m）备注30.9DN500钢筋混凝土45001.18200003.5317.5 流量为一年中泵站随季节变化的平均日输水量。 局部水头损失按沿程水头损失的10%计。23.7DN500钢筋混凝土15001.18200003.535.820.8DN500钢筋混凝土8001.18200003.533.1注：由该镇供水管网规划确定的清输水管长度。 夏季丰水位时剩余水头对比 表3 水厂进水点地面高程（m）夏季丰水位时水头对比结果夏季丰水位1（m）夏季丰水位用水量Q（m3/d）流速（m/s）满足夏季用水量时所需作用水头H0（m）实际水头（m）剩余水头（m）备注30.958.4220001.315.524.59.0有剩余水头说明在夏季丰水位时需用阀门调节进水量23.758.4220001.325.231.76.520.858.4220001.329.134.65.5二泵房水力计算 表4水厂进水点地面高程2（m）二泵房各项结果吸水井设计最低水位3（m）最不利点需服务水头（m）4配水管水头损失（m）总水头损失（m）水泵扬程H（m）流量Q（m3/d）二泵房全年电费E（万元）备注30.927.054114.231.745.652000077.6本计算表中的总水头损失尚不包括水泵吸水管路水头损失。23.719.854110.316.137.252000063.320.816.954111.514.638.652000065.7=注：1、配水管水头损失差异是由于供水管网差异造成的。水厂位置不同，供水管网的规划布置也不尽相同。本实例因用水户比较分散，根据三个不同的厂址管网规划布置略有不同。2、二泵房水泵全年运行电费按下式计算：102pmnE=a (元)式中Qi 一年中泵站随季节变化的平均日输水量（l/s）Hi 相应于Qi的泵站输水扬程（m）Ti 一年中平均泵站工作小时数（h） 水的容重 取=1kg/lp 水泵效率（%）m 电机效率（%）n 电网效率（%）a 每1千瓦·小时电的价格（本实例每1千瓦·小时电的价格为0.7元）结论经以上计算比较可知，本实例在相同工艺流程下。三种不同位置、不同高程厂址均满足设计流量和自由水头的需要。但丰水季时水厂自流进水剩余水头和二泵房的扬程、年运行费用各不相同。在水厂高程为30.9米时，丰水季剩余水头最多，二泵房所需扬程最大、年运行费用最多，高程为23.7米时次之，高程为20.8米时最小。本实例结合实际地形和用水户分布情况，综合考虑其它因素，将厂址定在距水库6500m、高程为23.7米处。水厂建成后，运行稳定，达到设计要求。通过实例分析可知，以水库为水源自流引水水厂选址应注意以下几点：（1）按冬季枯水位和冬季实际用水量计算水厂高程，在这个高程下应能充分利用水库的水头，再按夏季丰水位和设计流量校核高程，对比剩余水头。应优先考虑剩余水头较少的地理位置。（2）二泵房扬程影响因素有：(a)水厂高程（工艺流程相同）；(b)最不利点位置；(c)供水管网布置等。在供水量相同的条件下，应优先考虑选择二泵房所需扬程最小的高程位置，以减少年运行费用。(3)应综合考虑水厂厂址地形、工程地质条件、土地征用费等影响工程造价的因素和交通、日常运行费用等。