一水源分水口方案比較

獨石化一水源引水口方案1一水源分水口位置方案比較1.1工程地理位置獨山子位于烏魯木齊以西250km處，是一個以石油化工業(yè)為主的工業(yè)城鎮(zhèn)，行政管轄隸屬克拉瑪依市，北與奎屯市相距14km，西北與烏蘇縣相距約20km。第一水源地滲水管取水工程位于獨山子煉油廠西側(cè)奎屯河的中游河段，地理度坐標(biāo)為東經(jīng)：84°46'30〃?84°48'00〃，北緯44°15'00〃?44°20'00〃。1.2方案論述為了滿足滲管取水區(qū)的正常引水要求，需要從農(nóng)七師應(yīng)急發(fā)電引水電站尾水渠上設(shè)置分水口，分水口設(shè)計流量為2.0m3/s，主要為滿足獨山子冬季用水需求。農(nóng)七師新建電站距離滲管取水區(qū)約350m處新疆跨河渡槽1座，渡槽前后可以通過工程措施設(shè)置分水口，本次分水口比較主要為以下三個方案。方案一：在渡槽出口處設(shè)置分水口。方案二：在渡槽進(jìn)口處設(shè)置分水口。方案三:利用原渠道分水口?！?54JJ-757.J7??45.%-746.48■742.31各分水口方案位置平面布置圖,743.61 \將水引至上游約205m■754JJ-757.J7??45.%-746.48■742.31各分水口方案位置平面布置圖,743.61 \將水引至上游約205m處。階地設(shè)計系數(shù)渠道寬深比在渠道的設(shè)計流量一定/鄉(xiāng)的條件下，不同型式的渠道斷-7M..砌參多■745.071.3方案一分水口工程布置方案一分水口布置在新建渡槽出口處，為了最大限度的提高滲徑長度，利1用左修建引水渠道 1.3.1渠觸斷面設(shè)計yJ-l本次設(shè)計渠道橫斷面采用梯形斷面。邊坡系癡指 g通過對各種土質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的室內(nèi)及現(xiàn)場的物理力學(xué)試驗，按《灌溉與排水工K ，港悶// 尸二^巨心斗一^規(guī)范》(GB殉288-99)表6.1/19、表6.1.22規(guī)定，并參考己建工程，渠道內(nèi)取為1:1.5,邊坡系數(shù)取為1：：1.5。糙率根據(jù)《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)■范》(SL18-2004)，本工程渠道均采用砼現(xiàn)澆板襯砌，取為n=0.015o\ S//頑E4對其輸水能力高低、工程量大小、施工難易以及斷面的平面穩(wěn)定，都有不同程度的影響，根據(jù)水力學(xué)推導(dǎo)，梯形渠道水力最優(yōu)斷面的寬深比a =b/h=2x(tiTM-m)，最優(yōu)當(dāng)m=1.5時，a=0.605。根據(jù)各段渠道的流量、縱坡等因素，二渠道底寬為1.0m。渠道超高渠道為4級渠道，渠道岸頂超高計算依據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99)6.1.23第1條公式：Fb=J、+0.2式中：Fb——渠道岸頂超高》m)；hb——渠道通過加大流量時的水深》m)。根據(jù)各渠道加大水深，渠道段超高為0.31m。渠頂寬度根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范((GB50288-99)，為了滿足渠道檢修條件要求，各渠道一側(cè)渠堤寬度取值為2m，另一側(cè)渠堤寬度取值為3.3m。渠道現(xiàn)澆板襯砌渠道采用現(xiàn)澆砼板襯砌，采用C20二級配混凝土，板厚8cm，渠道底邊及邊坡順?biāo)飨蛎扛?.5m設(shè)一道縫，伸縮縫寬2cm，渠坡與渠底間設(shè)置伸縮縫，采用苯板分縫，表面嵌2cm聚氨脂砂漿；封頂板每1.5m設(shè)一道縫，分縫采用4mm厚SBS分縫。封頂板為保護(hù)渠頂上部結(jié)構(gòu)，使襯砌板免遭雨水等淘刷，渠頂上均設(shè)置封頂板，采用C20現(xiàn)澆混凝土，封頂板寬30cm，厚6cm。封頂板每隔2.5m設(shè)一道結(jié)構(gòu)縫，縫寬4mm，分縫材料采用SBS改性油氈。(4)渠道水力學(xué)計算成果梯形渠道橫斷面尺寸根據(jù)《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范((SL18-2004)，通過設(shè)計流量時的明渠均勻流公式計算而得，計算公式為：Q=W—R2/3i1/2n式中:Q——渠道設(shè)計流量（ms/s）；?——渠道過水?dāng)嗝婷娣e（m2）:3=（B+mH）H；B——渠道底寬（m）；m——渠道邊坡系數(shù)；H——渠道水深（m）；R 水力半徑:R= 3B+2H、1+m2，一一水力坡降，即渠道縱坡；〃一一糙率系數(shù)。渠道水力要素表見下表。表1 渠道水力學(xué)計算表工況糙率計算流量底寬B縱坡邊坡計算水深過水面積平均流速渠道超高渠道高度計算值渠深取值岸頂高度取值ms/sm1/i1/mmm2m/smmmm加大0.0152.001.00105.26315791.500.440.722.780.310.741.001.061.4方案二分水口工程布置方案二分水口布置在新建渡槽進(jìn)口處，由于分水口出水流需要穿越團(tuán)結(jié)干渠、道路、防洪堤，為了減少交叉建筑物的相互干擾，影響施工，考慮采用管道穿越上述建筑物，方案二從右岸需要修建60m的管道將水投入河道中。1.4.1管道基本水力學(xué)計算公式⑴本工程管內(nèi)的水流為壓力管流，其過水能力按壓力管道公式進(jìn)行計算:2g式中：Q 過水流量(ms/s)；3 過水?dāng)嗝婷娣e(m2)；Z——進(jìn)出口水位差，即總水頭損失(m)；M——流量系數(shù)，無因次量，與管內(nèi)沿程摩擦損失及局部阻力損失有關(guān);E?——局部阻力系數(shù)之和;L——管道全長(m)；d 圓管內(nèi)直徑(m)；h——沿程水頭損失(m)；fh 局部水頭損失(m)；jU 管內(nèi)平均流速(m/s)；g 重力加速度(m/s2)；R——斷面水力半徑，對于圓管，R=D/4；入一一沿程損失系數(shù);C——謝才系數(shù);管道糙率。在具體計算中，最關(guān)鍵的參數(shù)為管長、管徑、總水頭、糙率、流量等參數(shù)，但對本工程來講，管長、流量等參數(shù)基本上是確定的，因此，本工程的總水頭、管徑和糙率是基本變量。選定一種管材后，糙率是確定的，假定不同的流速，試算合適的管徑，比較后確定合適的管徑及流速，由此即可進(jìn)行其它計算。⑵水力坡降計算管道水力坡降計算按壓力管道計算公式進(jìn)行計算，即：T人V2J=—X——d2g式中：J——管道水力坡降；A 管道水力摩阻系數(shù)；d 管徑(m)；v 管內(nèi)流速(m/s)；g 重力加速度(m/s2)。⑶管道水頭損失計算管道總水頭損失為沿程水頭損失與局部水頭損失之和，管段沿程水頭損失按計算出的管道水力坡降計算，局部水頭損失按沿程水頭損失的7%計，管道沿程水頭損失按下式計算：h=JXLf式中：hf——管道沿程水頭損失(m)L——管段長度(m)簡化管道水頭損失計算可按下式計算：h=10.29Xn2XQ2XL/d5.33fh=0.1Xhf(局部水頭損失一般取沿程水頭的5%?10%，現(xiàn)階段取7%)j1.4.2管徑選擇選擇管徑除應(yīng)滿足用戶用水量、水壓的要求外，還應(yīng)考慮管材造價，運(yùn)行費用。理論與實踐證明，當(dāng)輸水量與水壓一定時，管徑越大，管內(nèi)流速越小，水頭損失越小;反之，管徑越小，管內(nèi)流速越大，水頭損失越大。本工程的管徑選擇主要考慮滿足重力輸水及經(jīng)濟(jì)流速。根據(jù)已建管道工程經(jīng)驗，管內(nèi)流速控制在3m/s以內(nèi)。根據(jù)地面自然落差稍大于總水頭損失，擬定管徑為1000mm，水力學(xué)要素計算見表2。表2 管道水力學(xué)計算表流量管徑過水面積濕周水力半徑謝才系數(shù)流量模數(shù)管長沿程水頭損失局部水頭損失總水頭損失流速Q(mào)DAXRCKLhfhwZv210.7853.1420.2572.15528.335600.30.020.322.5461.4.3管溝設(shè)計根據(jù)《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268-97的要求，管溝設(shè)計寬度考慮人工回填的可操作性，按管徑D+1.0m設(shè)計。根據(jù)獨山子氣象資料，輸水管道沿線的歷史最大凍土深度為1.82m，考慮冬季管道運(yùn)行，管內(nèi)積水不能完全排空的情況，故輸水管道的設(shè)計管溝深度按管徑D+2.0m+0.15m（砂礫石墊層）計算，管溝的臨時開挖邊坡按砂礫巖、泥巖地層定為1:0.25，砂礫石地段，臨時邊坡為1:0.5。開挖溝槽時，溝底設(shè)計標(biāo)高以上10cm?20cm的原狀土應(yīng)予保留，禁止擾動，鋪管前用人工清理，不宜機(jī)械超挖。溝槽中心線每側(cè)的凈寬不應(yīng)小于管道溝槽底部開挖寬度的一半。槽底清理干凈后設(shè)150mm墊層，墊層采用粒徑不大于20mm的砂墊層，管道沿線砂料場有可以利用的墊層料，遇軟弱夾層帶，墊層厚度增加到300mm。溝槽回填時，管頂以上300mm以內(nèi)采用細(xì)粒土分層回填，每層厚度不大于150mm，管頂以上300mm以外采用原土分層回填，每層厚度不大于150mm。試壓前管身兩側(cè)及管頂上部回填厚度不小于0.5m，接口部分不回填，試壓合格后再回填。1.4.4管線穿越渠道、道路、防洪堤方式方案二管線二需要穿越渠道、道路、防洪堤等交叉建筑物，為了不影響其他建筑物的正常運(yùn)行，管線穿越方式考慮采用夯管方式。1.5方案三分水口工程布置方案三利用原渠道的放水口，不再新建工程措施。2.取水口方案綜合比較

各方案綜合比較表—F—//*I-J-1/?*l~M~!—F—>~Zrt\方案一（左岸布置方案）方案二方案一分水口布置在新建渡槽出口處，為了最大限度的提高滲徑長度，利用左岸階地修建引水渠道將水引至上游約205m處。方案二分水口布置在新建渡槽進(jìn)口處，由于分水口出水流需要穿越團(tuán)結(jié)干渠、道路、防洪堤，為了減少交叉建筑物的相互干擾，影響施工，考慮采用管道穿越上述建筑物，方案二從右岸需要修建60m的管道將水投入河道中。方工程措方案一利用現(xiàn)有水頭盡可能將水引到上游側(cè)，最大限度的提高了滲徑長