毕业设计论文 水泵 排涝泵站设计.doc

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1、目 录1综合说明11.1兴建缘由11.2设计资料12设计参数42.1设计流量42.2水位分析及特征扬程42.3工程设计等级43主机组选型53.1水泵选型53.1.1泵站扬程和流量53.1.2初选水泵53.1.3水泵选型63.2动力机配套83.2.1动力机类型选择83.2.2传动装置选择83.2.3电动机的安装形式83.2.4配套功率的计算83.2.5电动机的电压选择94枢纽布置及进出水建筑物设计114.1枢纽布置及泵房结构形式114.2引河及前池的设计布置114.2.1引河114.2.2前池124.3进水结构的设计布置134.3.1方案一设计134.3.2方案二设计154.4出水结构的设计布置

2、194.4.1方案一设计194.4.2方案二设计224.5上游河道的设计布置275泵房布置285.1泵房平面布置285.1.1主机组布置285.1.2配电设备布置285.1.3检修间布置295.1.4交通道布置295.1.5通风布置305.1.6消防布置305.2泵房平面尺寸确定305.2.1泵房跨度B305.2.2泵房长度L315.3泵房内主要高程确定325.3.1方案一325.3.2方案二336水泵工况点校核366.1方案一校核366.1.1管路布置366.1.2管路阻力损失计算366.1.3工况点校核376.2方案二校核396.2.1管路布置396.2.2管路阻力损失计算396.2.3工

3、况点校核397泵房稳定计算427.1方案一稳定计算427.1.1防渗计算427.1.2稳定计算487.2方案二稳定计算607.2.1防渗计算607.2.2稳定计算658方案比较788.1泵站多年平均效率比较788.1.1方案一泵站效率计算788.1.2方案二泵站效率计算788.2工程量及工程投资比较798.3方案确定799附属设备选择及布置809.1供、排水设备布置809.1.1供水系统布置809.1.2排水系统布置809.2通风布置809.2.1设计窗户面积计算809.2.2需要窗户面积计算819.2.3面积校核819.3起重设备选择829.4栏污清污布置829.5工作便桥8310选定方案校

4、核期稳定校核8310.1荷载计算8310.2校核期稳定校核8711泵房结构设计及配筋计算8811.1底板结构设计及配筋8811.1.1底板受力分析8811.1.2配筋计算9811.1.3裂缝校核10011.2后墙结构设计及配筋10211.2.1后墙受力分析10211.2.2各情况的荷载计算10311.2.3配筋计算10411.3中墩结构设计及配筋10611.3.1中墩受力分析10611.3.2配筋计算10611.4边墩结构计算及配筋10711.4.1边墩受力分析10711.4.2配筋计算10911.5缝墩结构计算及配筋10911.5.1缝墩受力分析10911.5.2配筋计算11012上下游连接

5、建筑物11212.1下游翼墙11412.1.1下游翼墙尺寸拟定11212.1.2下游翼墙稳定校核11312.1.3下游翼墙结构计算及配筋11912.2上游翼墙13012.2.1上游翼墙尺寸拟定13012.2.2上游翼墙稳定校核131致 谢138参考文献139附录一140附录二143附录三144附录四146附录五1471综合说明1.1兴建缘由 XX开发区位于XX公路以南11km处，于1993年开始建设，目前总面积19.5km2，经过多年的开发建设，园区已形成了较为良好的产业基础和基础设施支撑条件。但由于该区原为农田，排涝基础设施标准严重滞后，排涝标准仅为五年一遇，无法保障开发区内的经济开发与发展

6、安全。根据县总体规划及开发区规划，决定在新开的XX出口处的XX兴建排涝泵站，使开发区排涝标准达到二十年一遇。1.2设计资料1.2.1流量资料 XX排涝泵站设计流量为15.3m3/s。1.2.2水位组合 泵站水位组合如表1-1表1-1 工程水位组合表工 况进口水位（m）出口水位（m）备注设计114.316.15设计214.116.35进口为预降水位校 核14.516.70 规划泵站下游河道堤顶高程15.8m，河底高程12.0m，底宽10m，边坡1:2.5。上游河道堤顶高程19.0m，河底高程14m，底宽10m，边坡1:2.5；上下游堤顶宽度均为8m。1.2.3地质资料根据江苏省水利勘探总队XX派

7、拉破泵站工程地质勘探报告，站址处土层自上而下分布情况如下表。1.2.4水文气象XX县城位于北纬33083347，东经1175611846，西与XX省五河、泗县接壤，北与宿迁、泗阳相邻，南与嘉山、盱眙隔淮河相望，东临洪泽湖。县境最大纵距73km，东西最大横距75km。境内最高点是西南岗魏营乡赵圩东岗岭，海拔61.4m（以废黄河零点为准，下同），沿洪泽湖12.5地面圈圩，以上耕种，以下蓄水。全线版图总面积为2808km2，耕地219万亩，人口105万人。表1-2 站址处土层物理力学性质土层指标序号土层顶高天然湿容重（g/cm3）孔隙比（%）含水量（%）C（kPa）（）压缩系数（MPa）容许承载力（

8、kPa）灰黄，褐黄色重中粉质壤土，上部为耕植土，下部夹薄层沙壤土（1）18.81.900.9634.71814180黄灰及灰褐色重粉质壤土，夹薄层粉砂，局部呈互层状（2）12.01.880.9330.11713190灰黄及黄色中，重粉质壤土，粉质粘土（3）7.01.930.8932.7231511.0200灰黄色中，重粉质壤土，下部夹薄层粉砂，局部呈互层状（3）-1.01.880.9430.6291710.5220灰黄及灰色轻粉质沙壤土，轻粉质壤土，夹薄层重粉质壤土，局部呈互层状，含白色云母片（4）-6.51.890.9630.9272113.6240境内属秦岭纬向构造体系的东延部分，淮阴断裂

9、带呈东北东向西南西斜穿南部，郯庐断裂带北南向纵贯西部。淮北平原覆盖着第四纪陆相湖泊沉积物广布全县，第三纪红色岩系的丘陵区分布极广泛的陆相沉积零星出露，土层较厚。仅柳山、毛山、重岗山、大小洪山等局部地区有岩石裸露，由西部岗丘区，向东部洪泽湖倾斜。境内起伏多变，岗洼交错。工程区位于淮河流域东南部的季风气候区，南北气候过渡地带，气候湿润，四季分明。全年平均气温14.3，最高年平均气温为15.4（1961年），最低年平均气温为13.4。年平均霜日74天，最多93天（19601961），最少61天（19611962），平均初霜日期为10月30日，最早10月10日；平均终霜日为4月2日，最晚4月24日（1

10、990）。年平均无霜期211天，最多无霜期229天（19671968），最少无霜期187天（19891990）。由于受季风影响，降水量季节性变化显著，年内雨量分布极不均匀，境内多年平均降雨量为902mm，年降雨量最大为1541.1mm（1956），年降雨量最小为520mm（1978），年季差值1021.4mm。雨量多集中在汛期（6、7、8、9）内，多年均值占全年的64%，汛期最大雨量1130.9mm（1956），最小雨量245.8mm（峰山站1966）。年内平均蒸发量1833.1mm，最大年蒸发2170.6mm（1968），最小年蒸发1511.8mm（1990），年季最大差值658.8mm。冬

11、季雨水稀少，夏季雨水集中。据淮阴气象台统计资料，多年平均降水量约914mm，其中汛期6-9月615mm，占年降水量的65%；春季3-5月174mm，占年降水量的19%；10-2月152mm，占年降水量的16%。最大年降水量1361mm，其中69月953mm（1956年）。最大日降水量290mm，最大三日雨量291mm（1976.6.9）。据气象台统计资料，境内盛行偏东风，春夏两季多为东南风，秋冬两季多为东偏北，年平均风速3.7m/s。1.2.5建筑物等级该泵站主体工程等级为3级。1.2.6其他站址处地形开阔、水、陆交通方便，地面高程15.2m。2设计参数2.1设计流量本泵站设计流量为15.3m

12、3/s。2.2水位分析及特征扬程本泵站主要功用为排涝，工程水位情况如表2-1所示。表2-1 工程水位组合表工 况进口水位出口水位备注设计114.3016.15设计214.1016.35进口为预降水位校 核14.516.70泵站各特征净扬程：设计1扬程：H设1= H出1设- H进1设=16.15-14.30=1.75m；设计2扬程：H设2= H出2设- H进2设=16.35-14.10=2.25m；最高扬程：H高站= H设2=2.25m；校核扬程：H校站= H出校- H进校=16.7-14.5=2.20m。2.3工程设计等级根据泵站设计规范（GB/T50265-97）2.0.2条和2.0.5条，

13、泵站等别为等，泵站规模为中型，泵站建筑物等级为3等。3主机组选型3.1水泵选型3.1.1泵站扬程和流量根据泵站设计资料可知，泵站的上游设计水位为16.15m，下游设计水位为14.30m，所以泵站的设计净扬程为1.75.m。泵站的设计流量为15.3 m3/s。3.1.2初选水泵根据泵站设计流量既可求得单台水泵的流量：式中： Q单 单台水泵的流量（m3/s）；Q总 泵站排涝设计流量（m3/s）；n 主机组台数（台）。根据单台水泵的流量，初步估算水泵的口径D：式中： Q单 单台水泵的流量（m3/s）； D单 水泵的口径（m）。初估管路水头损失:hf =kHa式中： hf 初估的管路水头损失（m）；

14、Ha 泵站设计净扬程（m）； k 管路水头损失相当于设计扬程的百分数（%）。水泵扬程：H=H设站+hf式中： H 水泵扬程（m）；H设站 泵站设计净扬程（m）；hf 初估的管路水头损失（m）。根据泵站设计规范对于中、小型泵站，以37台（主机组）为宜，但由于泵站设计流量较大，可适当将机组台数扩大。为了便于水泵选型及方案比较，n取4、7台。则根据水泵及水泵站表7-1（管路损失扬程估算表），管路水头损失相当于设计扬程的百分数K见表3-1。表3-1 管路水头损失相当于设计扬程的百分数kn（台数）47Q总 (m3/s)15.315.3Q单 (m3/s)3.82.2D (mm)1275967k ( % )

15、2020则水泵设计扬程见表3-2，最高扬程见表3-3，校核扬程见表3-4。表3-2 水泵设计扬程H设k ( % )H设站(m)hf(m)H hf(m)201.750.352.1表3-3 水泵最高扬程H高k ( % )H设站(m)hf(m)H hf(m)202.250.452.7表3-4 水泵校核扬程H校k ( % )H设站(m)hf(m)H hf(m)202.20.442.643.1.3水泵选型XX排涝泵站的扬程较低，流量较大，宜采用轴流泵；同时立式泵要求的泵房平面尺寸较小，水泵叶轮淹没于水下，起动方便。电动机安装在上层，有利于防潮和通风。故本工程拟采用立式轴流泵。按上述扬程查水泵选型样本：方

16、案一（高邮水泵厂）：7台900ZLB160型立式轴流泵，叶片角度为-2，n=490r/min，设计流量Q=2.16 m3/s，轴功率Na=60.5kW，效率=85.7%，叶轮直径D=850mm。方案二（高邮水泵厂）：4台1300ZLBc125（低速）型立式轴流泵，叶片角度为+2，n=300r/min，设计流量Q=3.825m3/s，轴功率Na=116.5kW，效率=83.5%，叶轮直径D=1150mm。两种方案的性能曲线如图3-1、3-2、所示。 图3-1 1300ZLBc-125轴流泵性能曲线 图3-2 900ZLB-160轴流泵性能曲线3.2动力机配套动力机配套包括动力机类型选择、配套功率

17、和确定机型等内容。3.2.1动力机类型选择由于该地区电力充足，水陆交通方便，架立电线较方便，所选轴流泵配套动力机选电动机。3.2.2传动装置选择水泵轴与电动机的轴连接采用刚性联轴器直接连接，刚性联轴器直接传动具有传递功率大，传动效率高，结构简单、紧凑，占地面积小，传动平稳，无噪音，结构简单，价格低廉等优点。此电动机与水泵转速相等，转向相同，故理论传动效率dr=100%，但本工程中取dr=99%。3.2.3电动机的安装形式本泵站采用立式轴流泵，故电动机的安装形式也应该采用立式安装。3.2.4配套功率的计算泵站采用电动机为动力机，根据资料可知，其配套功率按下式计算： ；式中： Q 水泵工作范围内最

18、不利的流量（m3/s）；H 水泵工作范围内最不利流量情况下的扬程（m）；K 动力机备用系数（按表3-5选取）；p 最大扬程时所对应的水泵效率； dr 传动效率，取99%。表3-5 备用系数K水泵轴功率（kW）100电动机21.31.31.151.151.11.11.051.05水泵轴功率按下式计算：式中： 水的密度（kg/ m3）； g 重力加速度，取9.81N/kg；Q 水泵的流量（m3/s）； H 水泵对应流量Q的扬程（m）； p 水泵的效率（%）。方案一：H=2.7m，Q=2.2m3/s, =85.7%。则根据表3-5取k=1.05，故水泵配套功率为：根据计算得出的配套功率以及实际情况，

19、查资料选用7台Y355M-12型电动机，额定功率112kW ，额定电压380V，额定转速490 r/min，效率91.2%，重量8.8t。方案二：H=2.7m，Q=3.825 m 3/s, =83.5%。则根据表3-5取k=1.05，故水泵配套功率为： 根据计算得出的配套功率以及实际情况，查资料选用4台JSL-15-16型电动机，额定功率280kW ，额定电压380V，额定转速300 r/min，效率93%，重量11.5t。3.2.5电动机的电压选择根据所选择的电动机，按电动机的功率选择电源电压：功率在100200kW之间的，可以选用380/220V的三相交流电；功率在200kW以上的可以选用

20、10kV/6kV的三相交流电。根据此规则将上述两方案的配套电压汇总于表3-6。表3-6 电动机电压选择表方案方案一方案二电压380V380V4枢纽布置及进出水建筑物设计4.1枢纽布置及泵房结构形式XX排涝泵站在XX出口的XX，为排涝泵站。根据地形布置、拟建泵站站址及水源水流方向等，布置各方案枢纽如图4-1、4-2、所示。图4-1 方案一枢纽布置图图4-2 方案二枢纽布置图4.2引河及前池的设计布置4.2.1引河根据设计资料，引河底宽10m，底高12.0m，顶高15.8m，坡比1：2.5。引河断面图如图4-3所示。图4-3 引河断面图4.2.2前池由于正向进水前池的水流能逐渐扩散，具有良好的进水

21、流态，且形式简单，施工方便等优点，故前池采用正向进水形式。4.2.2.1前池扩散角前池扩散角是影响前池流态及其尺寸的主要因素，根据实际工程经验，前池扩散角的取值一般为=2040，本泵站选取=34。4.2.2.2前池池长前池池长可由引渠末端底宽b、进水池总宽B总及选定的前池扩散角算得：式中： L 前池总长（m）；B总 进水池总宽度（m）；b 引渠末端底宽（m），b=12； 前池扩散角（），=30。考虑到机组安装、维修以及水力条件的要求，取进水池单宽B=3D，式中D为水泵进水喇叭口直径（m）。则进水池的总宽B总=nB+(n-1) C，式中C为隔墩厚度，此处取0.6m。4.2.2.3前池底坡前池底坡

22、根据引渠及进水池的高差及前池池长确定，按下式计算。根据上述方法将各方案的前池数据计算于表4-1。表4-1 前池数据计算表方案一二n(台数)74D(m)1.251.8B(m)3.02.7C(m)0.60.8B总(m)24.613.6b(m)1010()3434L(m)23.888L(m) 取2416.75H河底（m）12.012.0H进水（m）11.510.65（m）0.51.35i算1:481:12表中H进水 为进水池或进水流到的底高程，具体算法见后。4.2.2.4前池构造前池边坡采用引河边坡，为1；2.5。前池的翼墙采用八字直立式圆弧翼墙，圆弧半径为7m。在前池护坦末端的5m内设反滤层，反滤

23、层自上而下为碎石20cm，瓜子石15cm，中砂15cm。此段设置梅花形布置的冒水孔，间距1m，孔径5cm。4.3进水结构的设计布置4.3.1方案一设计4.3.1.1进水池的形式泵站的进水采用湿室型进水池，维修方便，池顶高程比地面高，取16.6 m。平面形式采用开敞式矩形进水池，后壁采用直立形，进水流态良好。4.3.1.2进水池的尺寸拟定根据所选轴流泵喇叭口直径D确定进水池各部分尺寸。此方案D=1.25m。（1）进水池宽度B池宽的确定需要考虑到水力条件、机组安装和维修的要求，一般要求B2D，我国规范推荐池宽B=3D。即B=3D=31.25=3.75m。取3m。（2）喇叭口悬空高度C喇叭管垂直布置

24、时，规范推荐悬空高度C=(0.50.7)D=(0.50.7)1.25=0.6250.875m,取0.98m。（3）喇叭口的淹没深度hs喇叭管垂直布置时hs（1.01.25）D=1.251.44m，排涝泵站取小值，灌溉泵站取大值。则hsmin=1.0D=1.01.25=1.25m。（4）进水池长度L进水池长度可用秒换水系数确定，秒换水系数K是进水池内水体的体积与水泵流量Q之比。对于小型泵站（Q0.5 m3/s），可取K=（2530）s；流量较大时，常采用K=（3050）s。此处取K=40s，则进水池池长式中： L进水池长度；K秒换水系数；Q水泵流量；B进水池单孔宽度；h进水池最小水深，h=16.

25、1-11.5=2.6m。故进水池池长L=。规范中规定进水池池长应不小于4D=41.25=5m；考虑到泵房内部设施布置，进水池长度应大于8.2m，综合考虑上述情况，拟取L=11m（5）后壁距的确定及后壁的绘制规范推荐后壁距T=（0.81.0）D=（0.81.0）1.25=1.01.25（m），同时后壁距应满足喇叭管安装的要求，取T=1.0m。后壁拟采用砖砌花墙，厚度取30cm，与水泵梁同高。直立后壁。4.3.2方案二设计4.3.2.1进水流道形式由于所选水泵口径较大，为获得良好的进水条件，故进水采用单向进水的肘形流道。这种流道制作简单，施工方便。此方案叶轮直径Dy=1.15m4.3.2.2主要尺

26、寸拟定根据经验数据初步拟定流道的主要尺寸如下：（1）流道底部至叶轮中心距离HwHw=（1.61.8）Dy=（1.61.8）1.15=1.842.07（m），取2.0m；（2）流道宽度BB=（2.02.5）Dy=（2.02.5）1.15=2.32.875（m），取2.7m；（3）流道长度LL=（3.03.5）Dy=（3.03.5）1.15=3.454.025（m），取5.0m；（4）流道进口高度H，其中vA=0.81.0 m，取vA=1.0m，则，取1.7m；（5）R0=（0.81.0）Dy=（0.81.0）1.15=0.921.15（m），取1.15m；（6）R1=（0.50.7）Dy=（0.

27、50.7）1.15=0.5750.805（m），取0.7m；（7）R2=（0.350.45）Dy=（0.350.45）1.15=0.40250.5175（m），取0.5m；（8）R1=（0.50.7）Dy=（0.50.7）1.15=0.5750.805（m），取0.7m；（9）=1230，取12；（10）为了减少进水池开挖深度和翼墙高度，可设置一定的角，=512。考虑设计及制作方便取为8。4.3.2.3绘制剖面轮廓图根据初步拟定的流道尺寸，绘制水平流道的外形轮廓图，再根据水泵及水泵站中肘形进水流道的水利设计部分绘制流道的剖面轮廓图如图4-4所示。图4-4 流道剖面轮廓图4.3.2.4绘制平面轮

28、廓图由流道剖面轮廓图中的过渡圆的圆心轨迹线，求出各断面的过渡圆半径ri，并绘制流道的平面展开图，求的各个断面的面积，并绘制流道断面面积变化曲线，根据曲线逐步修正各个断面，得到各断面的最终尺寸，如图4-5所示。图4-5 流道平面轮廓图将各断面修正前、后过渡圆半径及断面面积汇总于表4-2。表4-2 断面过渡圆半径及面积汇总表断面过渡圆半径（cm）断面面积（）修正后过渡圆半径（cm）修正后断面面积（）A05.9405.94B45.2945.29C84.6884.68D124.07124.07E163.54163.54F183.14183.14G242.31202.44H281.87241.92I32

29、1.42301.78J361.18361.61K431.18401.59L501.44541.58M591.50661.58N621.50681.56O701.55701.55P701.55701.55Q701.54701.54修正前、后的流道平面展开图及流道断面面积变化曲线图如图4-6、4-7、4-8所示。图4-6 修正前流道平面展开图图4-7 修正前流道平面展开图图4-8 流道断面面积变化曲线最终流道各断面尺寸如图4-9所示。图4-9 进水流道各断面尺寸图4.4出水结构的设计布置4.4.1方案一设计4.4.1.1出水池设计（1）出水池形式出水池采用正向开敞式出水池，钢筋混凝土结构。（2）出

30、水池尺寸确定出水管出口直径Dc为使出水池中水流平稳，不产生水跃并减少出口损失，同时也为使配套的拍门及有关的尺寸小些，一般按照出水管管口的流速Vc=1.52.5m/s范围内选取。根据上式计算结果，取Dc=1.3m。淹没深度Hs为了不使出水管水流冲出水面，增加水力损失和水面旋滚，出水管口应留有一定淹没深度。Hs=(23) ；式中：VC出水管管口流速，；g重力加速度，取g=9.81N/kg；Hs=(23) 根据上式计算结果，取Hs=0.3m。池底至管口下缘距离P为便于出水管道及拍门的安装，也为了避免泥沙或杂物堵塞管口，出水管管口与出水池池底应留有一定的空间，一般P=0.20.3m，取最小距离为0.3

31、m。出水池池顶高程池顶和池底高程池底、出水池池顶高程池顶=max+h超高 (m)式中，h超高安全超高，泵站流量大于6m3/s，故取h超高=0.6m；max出水池最高水位，m；故池顶=max +h超高 =16.7+0.6=17.3m。、出水池池底高程池底=min -Hs -Dc -P式中：min出水池最低水位，m；故池底=min -Hs -Dc -P=16.15-0.3-1.3-0.3=14.25 m。出水池高H池高=max -min =17.3-14.25=3.05 m。出水池宽度B出水池宽度可按下式计算：B=(n-1)+n(Dc+2a)；式中： n出水管数目，n=7；隔墩厚度，取=0.6m；

32、Dc出水管出口直径，Dc =1.3m；a出水管边缘至池壁或隔墩的距离，一般a=(0.51.0) Dc=(0.51.0) 1.6=(0.81.6)m，取1.05m。故B=(n-1)+n(Dc+2a)= (7-1) 0.6+7(1.6+21.05)=24.6 m。出水池长度出水池长度的计算方法较多，采用水面旋滚法计算。水平式淹没出流不可避免形成了出水池面层的旋滚，若出水池长度不够，将导致此旋滚延伸至出水干渠，很可能造成渠道的冲刷。水面旋滚法的目的是：使出水池长度等于旋滚长度，从而限制旋滚发生在出水池以内。算得的出水池底高程为14.25m，出水侧干渠底高程为14m，故不需设台坎。出水池长度可按下式计

33、算：式中：h淹max出水管的最大淹没深度，m，此方案为2.5m；试验系数；m台坎坡度，m=hp/Lp，此处无坎，故m=0；当m=0时，=7；则 m，取=13m。 干渠护砌长度刚进入干渠的水流紊乱，土渠易被冲刷，故需护砌加固。护砌长度可按下式计算：L护=(45)h渠max式中：h渠max为渠道中最大水深；故 L护=(45) h渠max=(45)2.35=（9.411.75）m，取10m。出水池与干渠的渐变段出水池通常比出水引河渠底宽，因此，需在两者之间设置一衔接段以实现平顺的过渡。根据试验资料和工程实际经验，收缩角=3040，本工程取=34。渐变段长度可按下式计算：式中：B出水池池底宽度；b出水

34、引河渠底宽度；出水池收缩角；故，取24m。4.4.1.2出水管设计（1）出水管形式该泵站属中型低扬程轴流泵站，为连接水泵出口及出水池，采用直管式出水管道，材料为铸铁，管道形状为圆形，直径渐变，由90cm渐变至130cm。（2）主要尺寸确定初步拟定出水管扩散角为14。出水管长度LL=(130-90)/2/tan(14/2)=162.89cm，渐扩段长为1.63m。4.4.2方案二设计4.4.2.1出水流道设计（1）出水流道形式该泵站属中型低扬程轴流泵站，所以采用直管式出水流道中的平管式，流道形状由圆至方渐变。此处水泵出口直径D0=1.3m。（2）主要尺寸确定出口断面宽度B1B1=2.0m。出口断

35、面高度H1H1= 1.5m。此时，出口断面流速V1= Q/（B1 H1）= 3.825/（2.01.5）=1.275m/s,符合要求。流道长度LL=（45）D0=（45）1.3=5.26.5，取4.0m。此时，流道的平面扩散角计算如下流道出口周长C=22+21.5=7m；类比为同周长圆半径为R=7/（23.14）=1.11m；则=2arctan(200-130)/2/400=12。（3）流道各断面尺寸确定由拟定的主要尺寸，按下列公式算的各个断面的尺寸见表4-3。表4-3 出水流道断面尺寸表断面BiHiRiFi01.30 1.30 0.65 1.3311.36 1.32 0.60 1.4921.

36、42 1.33 0.54 1.6431.47 1.35 0.49 1.7841.52 1.37 0.43 1.9251.58 1.38 0.38 2.0661.64 1.40 0.33 2.2071.70 1.42 0.27 2.3581.76 1.43 0.22 2.4891.82 1.45 0.16 2.62101.88 1.47 0.11 2.75111.94 1.48 0.05 2.87122.00 1.50 0.00 3.00表中Bi、Hi、Ri的含义见图4-10图4-10 出水流道横断面图根据表4-3绘制出水流道轮廓图如图4-11、4-12所示。图4-11 出水流道平面轮廓图图4-

37、12 出水流道侧面轮廓图在出水流道出口附近布置通气孔，通气孔的设置应满足排气、补气的要求。通气孔面积F=V/(t)。其中，V为出水流道内的空气体积，约为14 m3，为风量系数，取0.8，为最大气流速度，取100m/s，t为排气或进气时间，取15s。则F=14/(0.810015)=0.0117，此时需要通气孔直径为12cm。断流方式采用拍门,拍门的开启角度为60。在距流道末端2m处设置检修闸门，门槽深20cm，闸门厚25cm，闸门高3m。4.4.1.2出水池设计（1）出水池形式出水池采用正向开敞式出水池，钢筋混凝土结构。（2）出水池尺寸确定出水流道出口尺寸Bi、Hi为使出水池中水流平稳，不产生

38、水跃并减少出口损失，一般出水流道出口的流速Vc1.5m/s。，符合要求。淹没深度Hs为了不使出水流道水流冲出水面，增加水力损失和水面旋滚，出水流道口应留有一定淹没深度。Hs=(23) ；式中：VC出水流道出口流速；g重力加速度，取g=9.81N/kg；故Hs=(23) ，取0.3m。池底至流道口下缘距离P为便于出水流道及拍门的安装，也为了避免泥沙或杂物堵塞管口，出水流道口与出水池池底应留有一定的空间，一般P=0.20.3m，取最小距离为0.35m。出水池墙顶高程池顶和池底高程池底、出水池墙顶高程池顶=max+h超高 (m)式中，h超高安全超高，泵站流量大于6m3/s，故取h超高=0.6m；ma

39、x出水池最高水位，m；故池顶=max +h超高 =16.7+0.6=17.3m。为方便施工，取与上游堤顶高程相同，即为19.0m、出水池池底高程池底=min Hs- Bi -P式中：min出水池最低水位，m；故池底=min -Hs -Hi-P=16.15-0.3-1.5-0.35=14 m。、出水池高度H池高=max -min =19.0-14.0=5.0 m。出水池宽度B出水池宽度可按下式计算：B=n1+（n- n1-1）+nBi；式中：n 出水流道数目，n=4； 为隔墩厚度，取=0.8m；n1 为隔墩数目，取2； 为缝墩厚度，取=1.2m；Bi 出水流道出口宽度，2.7m；故B= n1+（

40、n- n1-1）+nBi = 20.6 +（4-2-1）1.2+42.7=13.6 m。出水池长度算得的出水池底高程为14.0m，出水侧干渠底高程为14.0m，故不需设台坎。出水池长度可按下式计算：式中：h渠max渠道中最大水深，m；试验系数；m台坎坡度，m=hp/Lp，此处无坎，故m=0；当m=0时，=7；则 m。则取=3.15m。为改善流态，同时方便设立检修闸门，将出水池用隔墩隔开，共分为四个出水池。 干渠护砌长度刚进入干渠的水流紊乱，土渠易被冲刷，故需护砌加固。护砌长度可按下式计算：L护=(45)h渠max式中：h渠max为渠道中最大水深；故 L护=(45) h渠max=(45)2.35

41、=（9.411.75）m，取10m。出水池与干渠的渐变段出水池通常比出水引河渠底宽，因此，需在两者之间设置一衔接段以实现平顺的过渡。根据试验资料和工程实际经验，收缩角=3040，本工程取=26。渐变段长度可按下式计算：式中：B出水池池底宽度；b出水引河渠底宽度；出水池收缩角。故，取8m。4.5上游河道的设计布置根据设计资料，底宽10m，底高14m，顶高19m，坡比1：2.5，砌块石护坡。上游河道断面图如图4-20所示图4-13 上游河道断面图5泵房布置5.1泵房平面布置设备布置一方面要满足机电设备的安装、运行和检修以及紧凑、整齐和美观的要求，另一方面又需要满足泵房结构布置以及泵房内的通风、采光和采暖的要求，并符合防潮、防火和防噪声的技术规定。同时还应注意泵房内外交通运输要求，建筑造型应该美观。5.1.1主机组布置主机组采用一列式布置，各机组轴心线相互平行，位于同一平面内，该设备布置方式比较简单、整齐美观。各方案主机组布置图如图5-1、5-2所示。图5-1 方案一主机组布置示意图图5-2 方案二主机组布置示意图5.1.2配电设备布置（1）方案一对于方案一配电设备采用集中一端式布置，其优点是泵房跨度较小，进出水侧都可以开窗，有利于通风采光。配电柜选用双面维修通用配电柜，其规格为：高3.10m、宽1.20m、厚1.20m(高压)；高2.14m、宽0.9m、厚0.6m(低