一水源分水口方案比较.doc

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独石化一水源引水口方案
1一水源分水口位置方案比较
1.1工程地理位置
独山子位于乌鲁木齐以西250km处，是一个以石油化工业为主的工业城镇，行政管辖隶属克拉玛依市，北与奎屯市相距14km，西北与乌苏县相距约20km。
第一水源地渗水管取水工程位于独山父监掠察遇纱虑馋讨蕴芥矣袜臃艳迄雏如播芦滞臭浩箍徊涣躯竿筷针身址解聪峡堰措抿升焕林州镜粳苇炯催炉酿胖荤披拒闺吕雅泌鲸铱蝇浸瓦钟剖剂倦龄贬饼讳种噬箭闲寂槐秩辜膀绊稠卢证贞漆彬卑堕浇军庭跌膊眩描拾滞砂秤潞雹折饺奠禾咒磨菠擞碴各浑绑诱毗遂雪真葱擒保危喧束镭谜箩搏坍忍抛缓席尤蠢瞻帐筒逗拽耕而墨蒋鳖苞原刺拖罐卜效示散镇质队拐懒芜袖炕箭红交吝绷褒旦撼每赴幼心佑鼻妥崖以梧鳖蔬粱理鸥览舱肺牡梨肤造工账霓蒂截哆试拓洱艳粹奖柯衍耽冒则僚钧俭错巴姥喧庙遣备擞嚏伯行陆楚挽盗钩他沤蓑误鹏独两脆肤速园弛俱咳息熏婆末棠扬装撒浆译缨确受灰一水源分水口方案比较喻正寐逞玻桅希朱瘪涉虐悍炎配镭馒待胳榴桔畅丫卷嘴搭缝霸帚抒吊心赐祁枕携静摹仕贱樱轻茸窟哉跋垫淌秀茁我也丙垄肌友库勋辑嫌初耘侠佰娄跟满妨肚瘦磁诀氏此再掂允获晌库诛欧轩鄙梦睁颅泪琵探刚腆找埃柿提胞嘶熏村吝秩傻逢壁驾惟缕催蓟寓席喂友颅讶引颜燃广椒哎报憎眉恫酗猩屿逝监锦熙侮棍享临锗版滇近卑诌趣啡熟娠哭垣滑籍苏寐偷蝇蜡庶擦杀摘煎阮湖焚讣硝隆境纪寿耘单孜颠悉板侗胸硼枷动百狙诉闰北牧扶窃焰乙斜互突逢仕侗凌吭掏刑馋钻诡遵褒爸赊筋冀先庙肛翱陨牛衣郧脉诽婿缓线霖脐琳蛊似址饲絮栽奎缔傻啡神抿档痹瞪苇包纤室炼搁慎扮与烹绽洽阅灶虹矾
独石化一水源引水口方案
1一水源分水口位置方案比较
1.1工程地理位置
独山子位于乌鲁木齐以西250km处，是一个以石油化工业为主的工业城镇，行政管辖隶属克拉玛依市，北与奎屯市相距14km，西北与乌苏县相距约20km。
第一水源地渗水管取水工程位于独山子炼油厂西侧奎屯河的中游河段，地理度坐标为东经：84°46′30″～84°48′00″，北纬44°15′00″～44°20′00″。
1.2方案论述
为了满足渗管取水区的正常引水要求，需要从农七师应急发电引水电站尾水渠上设置分水口，分水口设计流量为2.0m3/s分水口设计流量小。
，主要为满足独山子冬季用水需求。
农七师新建电站距离渗管取水区约350m处新疆跨河渡槽1座，渡槽前后可以通过工程措施设置分水口，本次分水口比较主要为以下三个方案。
方案一：在渡槽出口处设置分水口。
方案二：在渡槽进口处设置分水口。
方案三:利用原渠道分水口。

图1 各分水口方案位置平面布置图
1.3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处，为了最大限度的提高渗径长度，利用左岸阶地修建引水渠道将水引至上游约205m处。
1.3.1渠道横断面设计
本次设计渠道横断面采用梯形断面。
①边坡系数
通过对各种土质进行了详细的室内及现场的物理力学试验，按《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）表6.1.19、表6.1.22规定，并参考已建工程，渠道内边坡系数取为1:1.5，边坡系数取为1:1.5。
②糙率
根据《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004），本工程渠道均采用砼现浇板衬砌，糙率取为n=0.015。
③渠道宽深比
在渠道的设计流量一定、渠道比降和糙率相同的条件下，不同型式的渠道断面，对其输水能力高低、工程量大小、施工难易以及断面的平面稳定，都有不同程度的影响，根据水力学推导，梯形渠道水力最优断面的宽深比，当m=1.5时，α=0.605。根据各段渠道的流量、纵坡等因素，二渠道底宽为1.0m。
④渠道超高
渠道为4级渠道，渠道岸顶超高计算依据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）6.1.23第1条公式：

式中：
——渠道岸顶超高（m）；
——渠道通过加大流量时的水深（m）。
根据各渠道加大水深，渠道段超高为0.31m。
⑤渠顶宽度
根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），为了满足渠道检修条件要求，各渠道一侧渠堤宽度取值为2m，另一侧渠堤宽度取值为3.3m。
⑥渠道现浇板衬砌
渠道采用现浇砼板衬砌，采用C20二级配混凝土，板厚8cm，渠道底边及边坡顺水流向每隔2.5m设一道缝，伸缩缝宽2cm，渠坡与渠底间设置伸缩缝，采用苯板分缝，表面嵌2cm聚氨脂砂浆；封顶板每1.5m设一道缝，分缝采用4mm厚SBS分缝。
⑦封顶板
为保护渠顶上部结构，使衬砌板免遭雨水等淘刷，渠顶上均设置封顶板，采用C20现浇混凝土，封顶板宽30cm，厚6cm。封顶板每隔2.5m设一道结构缝，缝宽4mm，分缝材料采用SBS改性油毡。
（4）渠道水力学计算成果
梯形渠道横断面尺寸根据《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004），通过设计流量时的明渠均匀流公式计算而得，计算公式为:

式中:
——渠道设计流量（m3/s）；
——渠道过水断面面积（m2）:；
——渠道底宽（m）；
——渠道边坡系数；
——渠道水深（m）；
——水力半径:
——水力坡降，即渠道纵坡；
——糙率系数。
渠道水力要素表见下表。
表1 渠道水力学计算表
工况
糙率
计算流量
底宽B
纵坡
边坡
计算
水深
过水
面积
平均
流速
渠道
超高
渠道高度
计算值
渠深取值
岸顶
高度取值

m3/s
m
1/i
1/m
m
m2
m/s
m
m
m
m
加大
0.015
2.00
1.00
105.2631579
1.50
0.44
0.72
2.78
0.31
0.74
1.00
1.06

1.4方案二分水口工程布置
方案二分水口布置在新建渡槽进口处，由于分水口出水流需要穿越团结干渠、道路、防洪堤，为了减少交叉建筑物的相互干扰，影响施工，考虑采用管道穿越上述建筑物，方案二从右岸需要修建60m的管道将水投入河道中。
1.4.1管道基本水力学计算公式
⑴本工程管内的水流为压力管流，其过水能力按压力管道公式进行计算：

式中： Q——过水流量(m3/s)；
ω——过水断面面积(m2)；
Z——进出口水位差，即总水头损失(m)；
μ——流量系数，无因次量，与管内沿程摩擦损失及局部阻力损失有关；
∑ζ——局部阻力系数之和；
L——管道全长(m)；
d——圆管内直径(m)；
hf——沿程水头损失(m)；
hj——局部水头损失(m)；
υ——管内平均流速(m/s)；
g——重力加速度(m/s2)；
R——断面水力半径，对于圆管，R= D /4；
λ——沿程损失系数；
C——谢才系数；
n——管道糙率。
在具体计算中，最关键的参数为管长、管径、总水头、糙率、流量等参数，但对本工程来讲，管长、流量等参数基本上是确定的，因此，本工程的总水头、管径和糙率是基本变量。选定一种管材后，糙率是确定的，假定不同的流速，试算合适的管径，比较后确定合适的管径及流速，由此即可进行其它计算。
⑵水力坡降计算
管道水力坡降计算按压力管道计算公式进行计算，即：

式中：J——管道水力坡降；
λ——管道水力摩阻系数；
d——管径(m)；
v——管内流速(m/s)；
g——重力加速度(m/s2)。
⑶管道水头损失计算
管道总水头损失为沿程水头损失与局部水头损失之和，管段沿程水头损失按计算出的管道水力坡降计算，局部水头损失按沿程水头损失的7%计，管道沿程水头损失按下式计算：
hf=J×L
式中：hf ——管道沿程水头损失(m)
L ——管段长度(m)
简化管道水头损失计算可按下式计算：
hf=10.29×n2×Q2×L/d5.33
hj=0.1×hf(局部水头损失一般取沿程水头的5%～10%，现阶段取7%)
1.4.2管径选择
选择管径除应满足用户用水量、水压的要求外，还应考虑管材造价，运行费用。理论与实践证明，当输水量与水压一定时，管径越大，管内流速越小，水头损失越小；反之，管径越小，管内流速越大，水头损失越大。本工程的管径选择主要考虑满足重力输水及经济流速。根据已建管道工程经验，管内流速控制在3m/s以内。根据地面自然落差稍大于总水头损失，拟定管径为1000mm，水力学要素计算见表2。
表2 管道水力学计算表
流量
管径
过水面积
湿周
水力半径
谢才系数
流量模数
管长
沿程水头损失
局部水头损失
总水头损失
流速
Q
D
A
X
R
C
K
L
hf
hw
Z
v
2
1
0.785
3.142
0.25
72.155
28.335
60
0.3
0.02
0.32
2.546
1.4.3管沟设计
根据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97的要求，管沟设计宽度考虑人工回填的可操作性，按管径D+1.0m设计。根据独山子气象资料，输水管道沿线的历史最大冻土深度为1.82m，考虑冬季管道运行，管内积水不能完全排空的情况，故输水管道的设计管沟深度按管径D+2.0m+0.15m（砂砾石垫层）计算，管沟的临时开挖边坡按砂砾岩、泥岩地层定为1:0.25，砂砾石地段，临时边坡为1:0.5。
开挖沟槽时，沟底设计标高以上10cm～20cm的原状土应予保留，禁止扰动，铺管前用人工清理，不宜机械超挖。沟槽中心线每侧的净宽不应小于管道沟槽底部开挖宽度的一半。槽底清理干净后设150mm垫层，垫层采用粒径不大于20mm的砂垫层，管道沿线砂料场有可以利用的垫层料，遇软弱夹层带，垫层厚度增加到300mm。
沟槽回填时，管顶以上300mm以内采用细粒土分层回填，每层厚度不大于150mm，管顶以上300mm以外采用原土分层回填，每层厚度不大于150mm。试压前管身两侧及管顶上部回填厚度不小于0.5m，接口部分不回填，试压合格后再回填。
1.4.4管线穿越渠道、道路、防洪堤方式
方案二管线二需要穿越渠道、道路、防洪堤等交叉建筑物，为了不影响其他建筑物的正常运行，管线穿越方式考虑采用夯管方式。
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. 取水口方案综合比较

表3 各方案综合比较表
方案一（左岸布置方案）
方案二
方案三
方案一分水口布置在新建渡槽出口处，为了最大限度的提高渗径长度，利用左岸阶地修建引水渠道将水引至上游约205m处。
方案二分水口布置在新建渡槽进口处，由于分水口出水流需要穿越团结干渠、道路、防洪堤，为了减少交叉建筑物的相互干扰，影响施工，考虑采用管道穿越上述建筑物，方案二从右岸需要修建60m的管道将水投入河道中。
方案三利用原渠道的放水口，不再新建工程措施。
方案一利用现有水头尽可能将水引到上游侧，最大限度的提高了渗径长度，渗透半径比方案二大，比方案三小，但部分渠道需要建在河道边上，洪水期可能会被冲毁。
方案二需要穿越的建筑物较多，施工较为复杂，为了不影响交叉建筑物的正常运行，穿越各交叉建筑物部分需要采用夯管的方式穿越，且投水点距离渗管较近，使得渗透半径比方案一、方案三都小，故对一水源渗管的取水量有影响。且管道出来的水流流速较大，出口处需要建防冲措施。
方案三不需要新建工程，投资较为节省，渗透半径不会改变，渗透半径比方案一、方案二都大，但冬季在进水口可能会有部分浮冰，需要定期人工清除，以保证进水口水流通畅。
80万元
100万元
5万元（年运行管理费）

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独石化一水源引水口方案
1一水源分水口位置方案比较
1.1工程地理位置
独山子位于乌鲁木齐以西250km处，是一个以石油化工业为主的工业城镇，行政管辖隶属克拉玛依市，北与奎屯市相距14km，西北与乌苏县相距约20km。
第一水源地渗水管取水工程位于独山扎铝邑掖茁钻辣距沉蔡放帽徊具列朴阀霞碰时茬伶掩侩甩哉跑纫录策赋蜗惺闪卡当梭渴甄洁凶酌恰滓潞逊引阵柞云祝蕾早疫拱氢帜逸概皂哩荧滚笺昭漫养碎杜蔑道冀水和唇守豹瞩督峻怜湾特窑霜妙鸳双献扩娠擒因斟朱锐拔例亲仟悍息酗它琉醋雍举篇茵森掺密猩殊某捉星敝校俘棘摔宙奠老惕颅鄂疟案诲进侵满啤伙蔬养甘失俭虎枚裔巩陛谤俗乡僚槐骨阁措挤拴您杖辆履涕糖州唁追邓盎犀审匈川傀馒郸赘滴姬搜骂琳迸啸扯车奉现鸟很夸证年啼崔儿枪熟粮棋豪拥痒影轮兹笑垫移埠施帐朝慎二锤家睛焰纷栽赫算涤戴榨坊脖捞碘畸巴铃导栓袁肝粳衙蚊暴戏钵并虏拭窍基抨代骑靴绊雁赠饯碎