以水库为水源自流引水水力计算

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1、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；

2、按曼宁公式C=R1/6(适用范围：n＜0.020，R＜0.5m；)n—粗糙系数；R—水力半径，对于圆管R=（m）；二泵房扬程HH=（▽4－▽3）＋＋1.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）①自流管各项结果冬季枯水位▽1（m）②水厂所需自由水头H1（m）③作用水头H0（m）④管径（m）⑤管材⑥管长（m）⑦水力坡度J10-3⑧流速m/s⑨冬季枯水位设计流量Q（m3/d）⑩备注①=②－③－④④=⑦×⑧按冬季枯水位设计流量

3、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）①清输水管各项结果管径（mm）②管材③管长（m）④流速（m/s）⑤流量Q（m3/d）⑥i(10-3)⑦水头损失（m）⑧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

4、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）①夏季丰水位时水头对比结果夏季丰水位▽1（m）②夏季丰水位用水量Q（m3/d）③流速（m/s）④满足夏季用水量时所需作用水头H0（m）⑤实际水头（m）⑥剩余水头（m）⑦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

5、水力计算表4水厂进水点地面高程▽2（m）①二泵房各项结果吸水井设计最低水位▽3（m）②最不利点需服务水头（m）▽4③配水管水头损失（m）④总水头损失（m）⑤水泵扬程H（m）⑥流量Q（m3/d）⑦二泵房全年电费E（万元）⑧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。23.719.854110.316.137.252000063.320.816.954111.514.638.652000065.7⑥=③－②－⑤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

6、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：102ηpηmηnE=γa(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）γ—水的容重取γ=1kg/lηp—水泵效率（%）ηm—电机效率（%）ηn—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3

7、0.9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