以水庫(kù)為水源自流引水水力計(jì)算

1、以水庫(kù)為水源自流引水水力計(jì)算1. 確定計(jì)算公式水力計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖1）H0=1(2+ H1)式中H0作用水頭（m）；H1水廠需要的自由水頭（m）；1水庫(kù)水位（m）；2水廠進(jìn)水點(diǎn)地面標(biāo)高（m）；長(zhǎng)管出流的兩種計(jì)算方法：l 按比阻計(jì)算，計(jì)算公式為：H0=ALQ2式中H0作用水頭（m）；A 比阻（s2/m6）據(jù)管材不同查比阻計(jì)算表確定；L管長(zhǎng)（m）；Q流量（m3/s）；l 按水力坡度計(jì)算，計(jì)算公式為：J=式中J水力坡度；H0作用水頭（m）；L管長(zhǎng)（m）；對(duì)于不同的管材，流量與水力坡度的關(guān)系式各不相同，本例為鋼筋混凝土管，采用謝才公式：J=式中V流速（m/s）；C謝才系數(shù)；按曼寧公式C=R1/6 (適用范

2、圍：n0.020 ，R0.5m；)n粗糙系數(shù)；R水力半徑，對(duì)于圓管R=（m）；二泵房揚(yáng)程HH=（43）2. 計(jì)算列表比較根據(jù)以上公式，按冬季枯水位，結(jié)合該鎮(zhèn)實(shí)際地形和用水戶分布情況，選擇幾個(gè)不同平面位置、不同高程廠址，進(jìn)行水力比較計(jì)算和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下表所示：自流管水力計(jì)算 表1 水廠進(jìn)水點(diǎn)地面高程2（m）自流管各項(xiàng)結(jié)果冬季枯水位1（m）水廠所需自由水頭H1（m）作用水頭H0（m）管徑（m）管材管長(zhǎng)（m）水力坡度J10-3流速m/s冬季枯水位設(shè)計(jì)流量Q（m3/d）備注=按冬季枯水位設(shè)計(jì)流量反算水廠高程30.945.5311.6DN500鋼筋混凝土40002.891.1219000

3、23.745.5318.2DN500鋼筋混凝土65002.891.121900020.845.5324.7DN500鋼筋混凝土75002.891.1219000清輸水管水力計(jì)算 表2水廠進(jìn)水點(diǎn)地面高程2（m）清輸水管各項(xiàng)結(jié)果管徑（mm）管材管長(zhǎng)（m）流速（m/s）流量Q（m3/d）i(10-3)水頭損失（m）備注30.9DN500鋼筋混凝土45001.18200003.5317.5 流量為一年中泵站隨季節(jié)變化的平均日輸水量。 局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計(jì)。23.7DN500鋼筋混凝土15001.18200003.535.820.8DN500鋼筋混凝土8001.18200003.533.

4、1注：由該鎮(zhèn)供水管網(wǎng)規(guī)劃確定的清輸水管長(zhǎng)度。 夏季豐水位時(shí)剩余水頭對(duì)比 表3 水廠進(jìn)水點(diǎn)地面高程（m）夏季豐水位時(shí)水頭對(duì)比結(jié)果夏季豐水位1（m）夏季豐水位用水量Q（m3/d）流速（m/s）滿足夏季用水量時(shí)所需作用水頭H0（m）實(shí)際水頭（m）剩余水頭（m）備注30.958.4220001.315.524.59.0有剩余水頭說(shuō)明在夏季豐水位時(shí)需用閥門調(diào)節(jié)進(jìn)水量23.758.4220001.325.231.76.520.858.4220001.329.134.65.5二泵房水力計(jì)算 表4水廠進(jìn)水點(diǎn)地面高程2（m）二泵房各項(xiàng)結(jié)果吸水井設(shè)計(jì)最低水位3（m）最不利點(diǎn)需服務(wù)水頭（m）4配水管水頭損失（m）總

5、水頭損失（m）水泵揚(yáng)程H（m）流量Q（m3/d）二泵房全年電費(fèi)E（萬(wàn)元）備注30.927.054114.231.745.652000077.6本計(jì)算表中的總水頭損失尚不包括水泵吸水管路水頭損失。23.719.854110.316.137.252000063.320.816.954111.514.638.652000065.7=注：1、配水管水頭損失差異是由于供水管網(wǎng)差異造成的。水廠位置不同，供水管網(wǎng)的規(guī)劃布置也不盡相同。本實(shí)例因用水戶比較分散，根據(jù)三個(gè)不同的廠址管網(wǎng)規(guī)劃布置略有不同。2、二泵房水泵全年運(yùn)行電費(fèi)按下式計(jì)算：102pmnE=a (元)式中Qi 一年中泵站隨季節(jié)變化的平均日輸水量（l

6、/s）Hi 相應(yīng)于Qi的泵站輸水揚(yáng)程（m）Ti 一年中平均泵站工作小時(shí)數(shù)（h） 水的容重 取=1kg/lp 水泵效率（%）m 電機(jī)效率（%）n 電網(wǎng)效率（%）a 每1千瓦小時(shí)電的價(jià)格（本實(shí)例每1千瓦小時(shí)電的價(jià)格為0.7元）結(jié)論經(jīng)以上計(jì)算比較可知，本實(shí)例在相同工藝流程下。三種不同位置、不同高程廠址均滿足設(shè)計(jì)流量和自由水頭的需要。但豐水季時(shí)水廠自流進(jìn)水剩余水頭和二泵房的揚(yáng)程、年運(yùn)行費(fèi)用各不相同。在水廠高程為30.9米時(shí)，豐水季剩余水頭最多，二泵房所需揚(yáng)程最大、年運(yùn)行費(fèi)用最多，高程為23.7米時(shí)次之，高程為20.8米時(shí)最小。本實(shí)例結(jié)合實(shí)際地形和用水戶分布情況，綜合考慮其它因素，將廠址定在距水庫(kù)6500m、高程為23.7米處。水廠建成后，運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過(guò)實(shí)例分析可知，以水庫(kù)為水源自流引水水廠選址應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）按冬季枯水位和冬季實(shí)際用水量計(jì)算水廠高程，在這個(gè)高程下應(yīng)能充分利用水庫(kù)的水頭，再按夏季豐水位和設(shè)計(jì)流量校核高程，對(duì)比剩余水頭。應(yīng)優(yōu)先考慮剩余水頭較少的地理位置。（2）二泵房揚(yáng)程影響因素有：(a)水廠高程（工藝流程相同）；(b)最不利點(diǎn)位