南水北调中线中易水倒虹吸工程设计毕业设计(论文)

虹吸雨水排水系统的设计与施工论文虹吸雨水排水系统的设计与施工论文摘要：文章在工程概况方面、设计提案、设计重点考虑事项、施工方案（管道布局及稳定架构、安置雨水斗），设计虹吸雨水排水系统，需要对施工现场工况做合理分析和总结。

关键词：屋面排水；虹吸；设计与施工1 工程现状港珠澳大桥珠海口岸位于珠海拱北湾新建人工岛上，是全国第一个陆路连接粤港澳三地的口岸建筑，珠海口岸总用地面积约107.31公顷，建设用地面积约70.33公顷。

政府投资部分包括口岸区（包括旅检区、货检区和口岸办公区）和市政配套区，建设规模为总建筑面积32.7万m2，建筑顶棚面积15.23万m2；由于是超大跨度的屋面，且是人流密集的公共场所，传统的重力雨水系统已无法满足要求，此次施工的屋顶选用的是虹吸雨水排水系统，选用珠海地区50年大雨再现期进行设计、核算系统排水力度，设定径流系数为=1.0，根据公式计算出50年一遇大雨参数是q=7.20L/s·100m3=259.25mm/hr。

溢流以100年一遇大雨再现期进核准，利用虹吸溢流结构模式，100年一遇大雨强度为q=7.80L/s·100m3=280.82mm/hr。

2 系统设计2.1 水力工程计算依据伯诺里公式，在满流量情况下进行虹吸雨水的水力核算。

要依次对系统中每一管水力工况做精确的水力模型计算，得出每一管段的管径尺寸、长度数值、水流量、水流速、水压等参数。

施工现场水力计算满足以下要求：（1）屋面的汇水面积是雨量计算的基础，本项目的屋面为双曲面的大屋面，流量的分界线的划分是一个非常重要的环节，虹吸深化设计单位在进行流量核算前，需将屋面汇水面积的分水线的图纸提交给设计总包单位进行确认，避免水量基础数据有误，（2）虹吸型顶面水排放管道雨水斗到过渡段共计损耗值加上过渡段处水头总量没达到雨水斗与过渡段之间的高度差。

吊管规定水流速要超过0.75m/s，立管规定水流速需超过2.2m/s，不得超过10m/s。

倒虹吸在南水北调中的应用简介一、南水北调工程简介南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路。

通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，以利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局。

1、工程简述东线工程：利用江苏省已有的江水北调工程，逐步扩大调水规模并延长输水线路。

东线工程从长江下游扬州抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送，并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。

出东平湖后分两路输水：一路向北，在位山附近经隧洞穿过黄河；另一路向东，通过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、威海。

中线工程：从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水，沿唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口后，经黄淮海平原西部边缘，在郑州以西孤柏嘴处穿过黄河，继续沿京广铁路西侧北上，可基本自流到北京、天津。

西线工程：在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞，调长江水入黄河上游。

西线工程的供水目标主要是解决涉及青、甘、宁、内蒙古、陕、晋等6省（自治区）黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。

结合兴建黄河干流上的骨干水利枢纽工程，还可以向邻近黄河流域的甘肃河西走廊地区供水，必要时也可相机向黄河下游补水。

2、工程意义规划的东线、中线和西线到2050年调水总规模为448亿立方米，其中东线148亿立方米，中线130亿立方米，西线170亿立方米。

整个工程将根据实际情况分期实施。

通过兴建南水北调工程实现水资源南北调配、东西互济，十分有利于在更广范围内进行水资源优化配置。

工程建成后总调水规模448亿立方米，几乎相当于新增加一条黄河，对缓解我国北方地区水资源短缺局面，改善生态环境，提高人民群众生活水平，增强综合国力，都具有十分重大的意义。

3、倒虹吸的意义在南水北调工程中，由于其跨度很大，与很多河流都有交汇，通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，在这中由于倒虹吸管是一种渠道交叉建筑物，具有工程量少、造价低、施工安全方便和不影响河道洪水宣泄等优点，因此在引调水工程中得到广泛的应用。

南水北调中线京石段唐河渠道倒虹吸防护工程设计摘要：唐河渠道倒虹吸是南水北调中线总干渠穿越唐河的一座大型建筑物，与唐河基本正交。

在 2013年汛期上游水库提闸泄水，唐河倒虹吸顶部铅丝石笼被冲刷破坏，冲坑底部高程与倒虹吸管顶高程基本一致，严重危及倒虹吸的安全，运管单位采取了临时防护措施。

2015年对该倒虹吸采取了防护措施，通过近几年的运行验证了设计方案的合理性与安全性，为其它工程防护设计提供了可靠的依据。

关键词：倒虹吸；防护工程；设计1概述唐河渠道倒虹吸是南水北调中线总干渠上的一座大型建筑物，工程等别为Ⅰ等，主要建筑物级别为1级。

2013年唐河上游西大洋水库为降低水库水位开始泄洪，受溯源冲刷影响唐河上下游河道在很大范围内河道底高程下切明显，仅100 m3/s流量最大冲坑达5m深。

虽然采取了临时防护，但倒虹吸管仍存在冲刷破坏的危险，急需采取工程防护措施，以保证倒虹吸工程的运行安全。

2015年设计院受托对唐河渠道倒虹吸管顶进行了防护工程设计。

2防护工程设计2.1防护形式防护工程以减小倒虹吸工程上下游采砂坑引起的上游顶冲冲刷和下游溯源冲刷为目的。

采用透水防冲墙垂直防护与铅丝石笼水平防护相结合的形式。

2.2防护范围（1）顺水流方向防护范围①透水防冲墙位置及墙顶高程防冲墙布置在倒虹吸下游距倒虹吸15m处，高于倒虹吸管身顶高程1.0m。

②柔性水平防护范围及高程铅丝石笼水平防护位置在倒虹吸管身顶高程以上0.5m处。

（2）垂直水流方向防护范围垂直水流方向防护总宽度为620m。

2.3防护工程布置唐河倒虹吸防护工程设计包括：上游斜坡防护段、管身顶部水平防护、下游防护段、进口导流堤防护4部分：（1）上游斜坡防护段管顶防护段上游采用适应变形能力较强的铅丝石笼防护，底坡为1:10倒坡，长度20m，在上游端部设计1m×1m（高×宽）的铅丝石笼齿墙，为防止细颗粒在高流速水流下被带走，铅丝石笼下铺一层土工布。

（2）管身顶部水平防护管身顶部采用1.0m厚铅丝石笼进行水平防护，长度42m，包括水平段37m 和1:10斜坡段5m两部分，为防止细颗粒在高流速水流下被带走，铅丝石笼下铺一层土工布。

南水北调中线渠道倒虹吸防洪分析及加固措施摘要：南水北调中线干线工程自湖北丹江口水库引水，一路北上，已成为京津冀豫四省市19座大中城市的主力水源。

中线工程线路长，交叉建筑物多，工程防洪压力巨大。

由于近年来城乡快速发展，渠道沿线地形地貌多有变化，按原设计建设完成的渠道倒虹吸出现不满足防洪需要的情况。

本文以新乡卫辉段山庄河渠道倒虹吸为例，进行防洪复核分析，提出防护加固措施。

关键词：倒虹吸；防洪复核；防护加固1 引言山庄河渠道倒虹吸为南水北调中线总干渠与海河流域卫河水系山庄河的交叉建筑物，因倒虹吸下游地方修建的公路横跨山庄河且为三孔圆形涵洞结构，经防洪复核，不满足山庄河过流、行洪要求，影响总干渠安全。

故对倒虹吸进口裹头进行加高加固，对进口防洪堤培厚加固，确保总干渠防洪安全。

2 工程概述山庄河倒虹吸位于新乡卫辉唐庄镇辖区，是南水北调中线干线工程重点输水建筑物。

倒虹吸由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口控制闸和出口渐变段组成，总长291m。

管身为3孔箱形钢筋混凝土结构，单孔尺寸7.0m7.3m（宽×高）。

交叉断面以上集水面积25.2km2，设计洪水标准为100年一遇，相应洪峰流量为787m3/s，校核洪水标准为300年一遇，相应洪峰流量为1000m3/s。

倒虹吸下游80米跨山庄河河道为地方修建的致富路，路下为三孔拱涵，直径为3米，高度为1.7米，用于河道过流。

经测量，路面高程已高于倒虹吸进口裹头防护堤高程0.93米。

一旦遭遇暴雨，因致富路三孔拱涵过流能力严重不足，极易形成阻水断面，造成河道上游水位急速抬升，发生外水入渠风险。

致富路与南水北调中线总干渠位置示意图见图1。

图1 致富路与南水北调中线总干渠位置示意图3 防洪复核根据山庄河倒虹吸附近实际地形及地物，分两种工况进行计算：1）不考虑山庄河两岸出流，按洪水全部从下游公路处通过计算。

采用水库调洪法对山庄河总干渠下游公路处进行调洪演算，各频率成果见表1。

关于虹吸排水工程建设论文一、边坡工程中的应用及建议1.边坡工程水害破坏现状目前铁路路基边坡水害问题较为突出，全国铁路灾害总计有68999处，14107公里长，其中水害占比为38.5%，水是诱发边坡滑坡、溜坍等现象最重要的因素，有“十滑九水”和“治坡先治水”的说法。

在边坡工程中，对水的治理尤为重要，保证边坡水流通畅，边坡内含水率在一定的范围内，不让水在边坡内形成贯通面或水囊，从而保证边坡的稳定。

2.虹吸排水在边坡水害处理中的应用针对近年来对边坡水害的研究，由中南大学国家级重点实验室通过前期调研、室内试验、现场整治施工，形成了“水钉法”综合解决方案。

“水钉法”综合解决方案是通过在边坡中植入具有毛细功能不淤堵的排水材料组成的“水钉”，利用快速无损探测专用技术探查土体水害状况，依据水钉的特定设计理论，形成由铁路边坡病害诊断、水钉设计方案和施工工艺组成的集成创新技术，用以保障边坡的稳定性和提高安全系数。

在xx年6月6日，京广线K2053段因持续暴雨导致边坡溜坍。

中南大学用专业的设备探测到10-12米深处部分土体液化，土体中有两条渗水带；京广线K2053段长约160米，三级堑坡，高度约50米，xx年7月24日，发现天沟左右两侧，有几处不同程度的裂缝。

经过探测发现有几处水囊，有土体液化现象，结合现场情况和探测结果，中南大学对病害制订了水钉整治方案。

3.虹吸排水在边坡水害处理中取得的效果xx年9月到10月，在京广线K2078段安装了70根水钉，在京广线K2053段安装了8根水钉，安装期间非雨季，安装完成后，京广线K2078~K2115段70根水钉有32根流出清澈的水；京广线K2053段8根水钉中有4根流出清澈的水。

对出水情况做了观测记录，通过检测，水钉附近的土体含水量有明显的降低。

选取10升水桶一个，每个工点选取任意一个排水孔，对导排出的渗水注满水桶进行计时，同时观测水质清澈程度.二、虹吸排水在工程建设中的推广建议1.虹吸排水在边坡排水系统优化路基边坡在设计调查阶段要对边坡水系进行详细的调查，根据不同的地质情况，要采取不同的排水方式，尤其是土质边坡要充分的考虑排水管的堵塞，水分在边坡挡墙后形成流水贯通面或淤积水囊。

南水北调倒虹吸原理南水北调是中国规模最大的水利工程，其倒虹吸原理是其核心技术之一。

倒虹吸原理是指通过借助自然重力，将水从南方输送到北方，实现水资源的跨区调配。

这一原理的应用，不仅解决了北方地区的水资源匮乏问题，也为南水北调工程的顺利实施提供了重要技术支持。

倒虹吸原理的实现依赖于水的自然特性和重力作用。

首先，南水北调工程需要利用南方水资源丰富的地区，通过引水工程将水输送到北方地区。

在这个过程中，倒虹吸原理发挥了重要作用。

倒虹吸原理利用了水的自然特性，即水会自然流动并且向下流动。

借助这一特性，南水北调工程将水从高位输送到低位，利用重力作用实现了水资源的跨区调配。

倒虹吸原理的实现过程包括几个关键步骤。

首先，需要建立起从南方到北方的输水通道，这需要充分考虑地形、地势和水流方向等因素。

其次，倒虹吸原理需要利用管道和水利设施，将水从高位输送到低位。

在这个过程中，需要充分考虑水的流动速度、流向和流量等参数，确保水能够顺利地输送到目的地。

最后，倒虹吸原理的实现还需要考虑水的质量和保护环境等因素，确保输送的水能够满足北方地区的用水需求，并且不对当地环境造成不良影响。

倒虹吸原理的应用对于南水北调工程的成功实施至关重要。

通过倒虹吸原理，南水北调工程实现了南方水资源向北方地区的输送，解决了北方地区的水资源短缺问题。

同时，倒虹吸原理也为其他类似的水利工程提供了重要的技术参考和借鉴。

倒虹吸原理的成功应用，不仅提升了中国水利工程的技术水平，也为解决地区水资源不均衡的问题提供了重要的技术支持。

综上所述，倒虹吸原理是南水北调工程成功实施的重要技术基础。

通过倒虹吸原理，南水北调工程实现了南方水资源向北方地区的输送，解决了北方地区的水资源短缺问题。

倒虹吸原理的应用不仅提升了中国水利工程的技术水平，也为解决地区水资源不均衡的问题提供了重要的技术支持。

在未来，倒虹吸原理有望继续发挥重要作用，为解决地区水资源不均衡问题提供更多的技术支持和解决方案。

北易水渠道倒虹吸混凝土工程施工张文友【摘要】北易水渠道倒虹吸工程是南水北调中线工程的大型穿河建筑物之一,建筑物总长度585m,倒虹吸管身断面为两孔一联的钢筋混凝土箱型结构,单孔过水断面为5.5m×5.5m.混凝土工程施工是本工程的关键工程,文中就混凝土配合比、混凝土拌制、混凝土运输、混凝土浇筑和温度控制措施作了较为详尽的阐述.【期刊名称】《水科学与工程技术》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】3页(P69-71)【关键词】南水北调中线;北易水渠道倒虹吸;混凝土工程施工【作者】张文友【作者单位】河北省水利水电勘测设计研究院,天津,300250【正文语种】中文【中图分类】TV51 工程概况北易水渠道倒虹吸工程位于河北省易县县城西北4km的北易水河上，是南水北调中线工程的大型穿河建筑物之一。

北易水渠道倒虹吸设计流量为60m3/s，工程由进口渐变段、进口闸室段、进口管身斜坡段、倒虹吸管身段、出口管身斜坡段、出口闸室段、出口渐变段、进口导流堤及出口导流堤九部分组成。

建筑物总长度585m，倒虹吸管身断面为两孔一联的钢筋混凝土箱形结构，单孔过水断面为5.5m×5.5m，顶板厚1.2m，中墙厚1.1m，边墙厚1.2m，底板厚1.2m。

主要工程量：土石方开挖59.91m3万，土石方填筑48.37m3，混凝土4.69m3，钢筋3878t，砌石1.11m3。

北易水流域属暖温带大陆性季风气候区，四季分明，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季时日短促，冬季寒冷干燥。

极端最高气温41.6 ℃，极端最低气温－21.4 ℃，多年平均风速1.6m/s，最大风速18m/s；平均无霜冻期185.6d，最大冻土深度68cm，流域多年平均降水量560mm，其中80%降水量集中于6～9月，7、8两个月降水量占全年降水量的65%。

降水量年际变化较大，丰水年与枯水年降水量相差5倍。

建筑物区分布寒武系馒头毛庄组地层、燕山期侵入体、第四系上更新统及全新统地层。

南水北调中线南阳一标倒虹吸充水工艺试验研究王村干渠倒虹吸位于南阳市王村乡大井村，因当地灌溉渠与南水北调渠道交叉，而修建的一个灌溉建筑物，本文通过对南水北调南阳一标王村干渠倒虹吸的充水试验方法与试验过程的分析研究,取得用以指导充水试验施工的工艺参数。

标签：南阳一标；王村干渠倒虹吸；充水试验1 工程概况王村干渠原为南阳市大井村一条灌溉渠道，在桩号TS89+374处与南水北调渠道交叉，成127.440夹角，设计采用倒虹吸形式下穿南水北调主干渠；建筑物总长251.92m，管身段水平长度135.75m，进出口渐变段长度8.64，进口连接渠段长度6m，出口连接渠段长度92.89m。

2 编制依据2.1 （2011）长南河委设计规字第029号：《关于南阳各标段总干渠穿渠倒虹吸及涵洞充水检验施工技术要求的通知》；2.2 中线局工〔2011〕113号文：《关于对南水北调中线干线工程穿渠建筑物进行充水检验的通知》。

3 施工准备3.1 管身段已全部施工完成，最后一仓砼施工时间为2011年11月1日，距离现在30天；满足设计要求：充水检验时，被检验箱涵砼最短龄期不少于15天，砼强度指标不低于设计强度的90%。

3.2 管身段2处缺陷已按照《混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定》（试行）的要求备案，根据监理批复的方案处理完毕、并通过验收。

3.3 完成伸缩缝密封胶充填。

4 施工方案4.1 检测要求4.1.1 根据设计要求：检漏水位为134.32m；4.1.2 充水检验部位为管身砼质量和永久缝止水施工质量；4.1.3 充水检验保压时间不小于72小时。

4.2 检测内容4.2.1 箱涵永久缝止水带是否渗漏；4.2.2 箱涵砼裂缝修补质量是否满足要求；4.2.3 砼外表面是否存在湿润区；4.2.4 箱涵底面与垫层砼之间是否有水渗出。

4.3 检测合格标准经检验箱涵永久缝止水无渗漏、箱涵砼裂缝及其它缺陷已按设计要求进行了处理无渗漏现象、箱涵外表面无其它湿润区、箱涵底面与垫层砼之间无水渗出。

南水北调中线河南段左岸排水倒虹吸工程设计作者：赵廷华来源：《南水北调与水利科技》2008年第04期收稿日期：2008-06-13修回日期：2008-07-01项目来源：河南省南水北调中线一期工程总干渠（沙河南—黄河南，黄河北—漳河南）（初设）合同号：南设2004-2作者简介：赵廷华（1971-）,男,河南商丘人,工程硕士,高级工程师,从事水工结构方面的设计研究。

摘要：排水倒虹吸是左岸排水建筑物中数量最多的一种型式。

分布广，工程规模差别很大，它的设计能否成功直接关系到左岸的洪水出路及总干渠的安全问题。

结合水工模型定床和动床试验研究，主要介绍左岸排水倒虹吸的轴线位置的选定、进口设计、管身淤积问题、埋置深度和上下游连接段设计等。

关键词：南水北调；左岸排水工程；倒虹吸中图分类号：TV65;TV68文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2008）04-0024-02Design of Inverted Siphon on the Left Bank of the Main Trunk Canal of the Mid-Route ofSouth-to-North Water Transfer Project in Henan ProvinceZHAO Ting-hua(Henan Water &Power Consulting EngineeringCO. , Ltd ,Zhengzhou 450008,China)Abstract:Inverted siphon is a type of drainage structure widely used on the left bank of the main trunk canal, and there is of great difference between siphons on the engineering scale. Whether the design is success or not has the direct relation with the outlet of the flood discharging on the left bank of the main trunk canal and the canal safety. Combined with the research on the fixed bed and mobile-bed model tests, this paper has introduced the inverted siphon on the left bank of the main trunk canalwith selection of its axis, inlet design, inside silting, embedment depth, and design of the connecting section at the upstream and downstream of the inverted siphon, etc.Key words:South-to-North Water Transfer Project;drainage works on the left bank of the main trunk canal;inverted siphon1 工程概况左岸排水建筑物是指总干渠与集流面积小于20 km2河流的交叉建筑物，其建筑物的型式根据河沟底高程、洪水位与总干渠渠底高程和渠水位的关系，有排水倒虹吸、排水渡槽和排水涵洞三种型式。

第45卷第6期2014年3月㊀㊀人㊀民㊀长㊀江Yangtze㊀River㊀㊀Vol.45,No.6Mar.,2014收稿日期:2014-02-07作者简介:游万敏,女,高级工程师,硕士,主要从事水利工程勘测设计工作㊂E -mail :youwanmin@㊀㊀文章编号:1001-4179(2014)06-0024-03穿越采砂河段倒虹吸管防护方案设计游万敏,黄星旻,夏国柱,刘子龙(长江勘测规划设计研究有限责任公司,湖北武汉430010)摘要:南水北调中线某大型渠道倒虹吸管穿越的采砂河段,因采砂活动导致河道地形下降,主河床部位倒虹吸管顶出露,致使河道行洪时倒虹吸管上游河道的水位壅高㊁河床淤积,而下游河床发生冲刷㊂为保证倒虹吸管的安全运行,设计提出了水平和垂直两种防护方案,经综合比选,从倒虹吸本身的工程安全考虑,推荐垂直防护方案,并对工程施工和运行期间应注意的问题提出了明确要求㊂关㊀键㊀词:采砂河段;地形;水文变化;倒虹吸防护;南水北调中线工程中图法分类号:TV67㊀㊀㊀文献标志码:A1㊀工程概况某倒虹吸是南水北调中线总干渠的大型河渠交叉建筑物,总长1337m,其中管身段水平投影长度为1140m㊂工程防洪标准按100a 一遇洪水设计,300a一遇洪水校核㊂河道采砂前的天然洪水特性见表1㊂表1㊀天然洪水特性参数洪水频率/%洪峰流量/(m 3㊃s -1)天然水位/m 204080132.34104700132.5955590132.9217690133.610.338950133.99工程区地势开阔,地形起伏,地貌形态由孤山及河谷组成㊂河谷不对称,发育有河床㊁漫滩及Ⅰ级阶地㊂采砂前河床底部高程123.0~128.5m,切深2.0~5.0m㊂枯水期水面宽100~150m,洪水期水面宽约600m㊂漫滩主要分布在左岸,地面高程128.6~131.9m,宽约400m㊂Ⅰ级阶地阶面高程129.5~132.7m,左㊁右岸阶面各宽约500m㊂孤山位于右岸,地形起伏,地面高程130~200m㊂工程区地层主要为震旦系下统(Z 1)㊁上第三系(N)和第四系全新统(Q 4)㊂震旦系下统由大理岩㊁片岩组成,分布在右岸丰山一带㊂上第三系(N)主要为砂砾岩,广泛分布于河床及左岸Ⅰ级阶地的第四系覆盖层之下㊂第四系全新统(Q 4)分为上部(Q 14)和下部(Q 24)两部分㊂全新统下部分布于左岸Ⅰ级阶地及河床漫滩,主要由砂壤土㊁细砂㊁含砾中砂和砾砂等组成,厚11.0~13.0m㊂全新统上部分布于河床漫滩,主要由粉砂㊁细砂㊁含砾中砂㊁含砾中粗砂和砾砂等组成,厚10.0~15.0m㊂2㊀河道采砂对倒虹吸的影响分析2.1㊀采砂引起河道地形变化情况由于工程区所在河段大规模采砂,导致河道地形发生了较大变化㊂通过原河道地形与现状河道地形的对比,发现工程区地形变化较大的部位主要位于河道主河床㊂河道地形变化主要体现在两个方面:①河床高程最大下降达6m,主河床部位倒虹吸管顶出露达3m㊂管身上游河床高程下降较多,深泓点高程约120m,局部因采砂形成的大型沙坑,坑底高程甚至低于119m㊂管身下游河床高程则大部分位于121m 以上㊂②河道左岸向后退约150m,河道深泓主流线已向左岸偏离近30m㊂2.2㊀交叉断面现状设计水位推算由于整个河段大规模采砂,河床高程大大降低,根据现场实测情况,交叉断面的水位流量关系已然发生㊀第6期㊀㊀㊀游万敏,等:穿越采砂河段倒虹吸管防护方案设计了变化,需重新推算交叉断面洪水位㊂在缺乏相关实测水文资料的情况下,可根据下游河道控制性建筑物的泄洪情况来推算㊂倒虹吸交叉断面下游约4.5km 处布置有座橡胶坝,橡胶坝按20a 一遇洪水标准设计㊂橡胶坝长度为530.5m,泄洪时净宽527.5m,坝底板顶部设计高程为122m;坝前河床高程118.5m,底宽547m,两岸坡比为1ʒ2㊂橡胶坝坝前最大挡水深度9m,水面平均宽度约600m,水面面积480万m 2,回水长度8km㊂交叉断面位于橡胶坝的回水长度范围内,故下游橡胶坝对交叉断面至橡胶坝之间的河道水面线有控制作用㊂交叉断面现状情况下的设计洪水位可根据下游橡胶坝的有关资料,并结合初设阶段推算出的主河道糙率为0.023及河道比降为0.62ɢ,采用恒定非均匀流公式推算得出,计算成果见表2㊂表2㊀交叉断面天然洪水位特性洪水频率/%流量/(m 3㊃s -1)橡胶坝坝前水位/m 交叉断面水位/m 17690126.056128.8070.338950126.467129.265图1㊀水平防护方案示意(单位:高程m ,尺寸cm)图2㊀垂直防护方案示意(单位:高程m ,其余cm )2.3㊀地形及水位变化对倒虹吸的影响因采砂活动导致河道地形下降,致使主河床部位倒虹吸管顶出露达3m㊂河道行洪时,倒虹吸管对上游水位产生壅高作用,故在管身上游侧的河道,一般情况下会发生淤积,而下游侧河床的冲刷情况则会更为严重,甚至可能危及倒虹吸管的运行安全㊂因此,需根据推算出的交叉断面天然洪水位,进行河道泄流能力计算和下游河床冲刷计算㊂(1)河道泄流能力计算㊂在下泄设计洪峰流量7690m 3/s 时,河道行洪宽度为400m,平均单宽流量为19.225m 3/(s㊃m)㊂交叉断面河道的泄流能力按有底坎宽顶堰堰流公式计算㊂经计算,下泄设计洪峰流量7690m 3/s 时,管身上游河道壅高后洪水位为129.192m,上下游水位差为0.385m㊂(2)下游河床冲刷计算㊂交叉断面河道为沙质河床,倒虹吸管身下游河床冲刷深度按以下公式计算㊂d m =1.1q m[v 0]-h m(1)式中,d m 为下游河床冲刷深度,m;q m 为单宽流量,m 3/(s㊃m),该工程取为19.225m 3/(s㊃m);[v 0]为河床土质允许不冲流速,m /s,砂砾岩取1.2m /s;h m 为下游河床水深,m,为7.807m㊂经计算,冲刷深度d m =9.82m,位于倒虹吸管基础以下,河道冲刷可能将导致倒虹吸管基础失稳破坏㊂为保证工程运行安全,必须对管身段采取防护措施㊂3㊀倒虹吸防护方案设计倒虹吸管身防护可采用水平防护或垂直防护方案㊂水平防护方案为对倒虹吸管下游河道进行水平防护,布置长距离消能防冲设施,将消能后的水流平顺送入下游河道㊂垂直防护方案则针对倒虹吸管本身进行防护,不设长距离消能设施,仅在管身下游侧布置垂直防冲墙及石笼护脚,防止水流冲刷虹吸管基础,以保证倒虹吸运行安全㊂3.1㊀水平防护方案水平防护方案根据泄流条件,确定管身下游消能型式采用底流消能㊂按‘水闸设计规范“(SL265-2001)计算,确定的倒虹吸管下游消力池长为20m,海漫段长为42m,海漫末端布置石笼防冲槽,具体布置见图1所示㊂3.2㊀垂直防护方案垂直防护方案采用在倒虹吸管下游侧布置垂直防冲墙来防止水流冲刷管身基础,具体布置见图2㊂倒虹吸下游河床高程为121m,经下游河床冲刷计算确定,冲刷深度为9.82m,即冲刷坑坑底高程为52㊀㊀人㊀民㊀长㊀江2014年㊀111.18m㊂下游防冲墙墙顶高程为120.2m,距冲刷坑坑底9.02m,即下游垂直防冲墙的设计防护深度为9.02m,计算简图如图3所示㊂通过对防冲墙进行整体稳定性和抗倾覆验算,可确定防冲墙的深度,通过结构计算的内力成果可确定墙体厚度及配筋情况㊂图3㊀垂直防冲墙计算简图(单位:高程m ,其余cm )㊀㊀(1)整体稳定性验算㊂防冲墙整体稳定性采用瑞典条分法进行计算,土条宽度取为0.40m㊂经计算,整体稳定安全系数K s =2.1,满足规范要求㊂(2)抗倾覆验算的安全系数K s =1.224,大于1.2,满足规范要求㊂3.3㊀方案选择上述两种防护方案技术上均可行,在方案选择时,应从工程投资㊁倒虹吸运行维护㊁河道防洪管理等多方面进行综合比选确定㊂从倒虹吸本身的工程安全角度考虑,垂直防护比水平防护方案更能有效地保护虹吸管基础,防护范围较小,同时工程投资也较为节省㊂但由于未布置消能设施,不可避免地将对下游河床造成一定程度上的冲刷㊂当下游河道布置有其他水利设施或河岸附近有房屋建筑等情况时,则应优先采用水平防护方案,通过长距离消能设施,可将水流较为平顺地送入下游河道,减小因修建倒虹吸引起的河道冲刷㊂4㊀结语(1)南水北调中线工程是一项长距离输水工程,沿线与众多大小河流交叉,据统计,全线共有渠道倒虹吸100座㊂本文提出的倒虹吸防护方案建立在下述假定基础上:①采砂后的河道基本稳定,不会发生大规模游荡性迁移;②穿越断面上游河道淤积高程不超过采砂前的天然河道;③下游橡胶坝对交叉断面至橡胶坝之间的河道水面线发挥控制性作用㊂(2)在施工及运行期间,特别是洪水期间及洪水前后,应加强对穿越采砂河段河流㊁水文条件的监视,一旦发现工程河段采砂不能得到有效控制,河道河势㊁冲淤变形的发展趋势向不利于设计条件方向发展,应及时采取有效控制措施㊂(编辑:徐诗银)Protection design of inverted siphon passing through sand mining riverYOU Wanmin,HUANG Xingmin,XIA Guozhu,LIU Zilong(Hydraulic -complex Design Department ,Changjiang Institute of Survey ,Planning ,Design and Research ,Wuhan 430010,China )Abstract :㊀A large inverted siphon of Middle Route Project of South to North Water Diversion passes through a sand mining riv-er.The sand mining lowered the river bed elevation and the inverted siphon was exposed to the river bed,resulting in water level rising and silting in the upstream and scouring in the downstream of the siphon.In order to guarantee the safe operation of the in-verted siphon,two solutions of horizontal protection and vertical protection are suggested.Through comprehensive comparison and considering the safety of the siphon,the vertical protection scheme is recommended and the clear requirements on the problems to be paid attention to in construction and operation of the siphon are put forward.Key words :㊀sand mining river;landform;hydrology variation;inverted siphon protection;Middle Route Project of South -to-North Water Diversionʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏ欢迎投稿㊀欢迎订阅㊀欢迎刊登广告㊀62。

虹吸滤池工艺给水设计xxx（师范大学环境工程学院xx级xxx班)指导教师:xx（x x x）摘要: 本次设计为虹吸滤池工艺给水工程设计，设计内容主要包括三部分，即给水处理工艺流程设计（包括虹吸滤池）、个单体构筑物的工艺设计和泵站、泵房工艺设计。

根据设计资料，本次设计取水水源为地表河流水，该河流水质较好，符合Ⅱ类水源水的水质指标。

本次设计所采用的净水工艺流程为：原水——混凝沉淀——过滤——消毒。

混凝包括混合和絮凝两部分。

混合是在静态混合器中投加聚合氯化铝，絮凝设备选用回转式隔板絮凝池，选用平流沉淀池进行沉淀，过滤设备采用虹吸滤池，最后投加液氯进行消毒。

水泵和泵房的设计中，给水泵选用离心泵，采用排水泵排水。

水厂总占地面积，因地制宜并考虑到远期发展，水厂的工艺流程采用L型布置，流程力求简短，适当增加绿地，使水厂立面丰满。

最后进行各项工艺的详细计算，并达到设计所需各项要求。

关键词 :水厂；水质模拟；虹吸滤池；平流沉淀池；处理工艺Siphon Filter Process Water Supply SystemZhang Qiannan（Class181 Grade07 in College of Environmental Engineering，Jilin Normal University，JilinSiping136000）Directive teacher: Chi He(xxx)ABSTRACT :The filter is designed to siphon water supply engineering design process, design mainly includes three parts, namely, water treatment process design (including Siphon Filter), a single process design structures and pumping stations, pumping stations, process design.According to design information, design of water in this river water to the surface water, the river water quality is good, in line with Class Ⅱwater quality source water.The design used in water purification process: raw water - coagulation - filtration - disinfection.Coagulation and flocculation including mixed two parts.Mixed in static mixer in the PAC dosing, flocculation equipment selection rotary separator flocculation, sedimentation tanks used for advection precipitation, filtration equipment used to siphon filter, and finally adding liquid chlorine for disinfection.The design of pumps and pumping stations, to the selection of centrifugal pumps, the use of drainage pump drainage.The total area of water, according to local conditions and taking into account long-term development, process water treatment plant by L-type layout, the process be short, due to increase green space, the water elevation of fullness.Finally, the detailed calculation of the process and the requirements to meet the design requirements.Keywords:Water; water quality simulation; Siphon Filter; advection sedimentation tanks; treatment process.目录1 引言 (1)2 设计任务及设计资料 (2)2.1概述 (2)2.1.1城市自然条件 (2)3设计说明书 (4)3.1水力计算 (4)3.2水厂的设计 (5)3.2.1设计原则 (5)3.2.2净水工艺流程 (5)3.2.3混凝 (5)3.2.4混合 (8)3.2.5 反应沉淀池的设计 (8)3.2.6过滤 (11)3.2.7消毒 (12)3.2.8水泵及泵房 (13)4 设计计算书 (14)4.1设计流量确定 (17)4.2给水处理厂工艺计算 (17)4.2.1投药工艺计算 (17)4.2.2混合工艺计算 (18)4.2.3反应池工艺计算 (18)4.2.4沉淀池工艺计算 (20)4.2.5滤池工艺计算 (21)4.2.6消毒 (24)4.3泵站设计计算 (25)4.3.1水泵的选择 (25)4.3.2水泵吸水管计算 (25)4.3.3水泵压水管计算 (26)4.3.4泵房高度计算 (27)4.3.5泵房内设备布置 (27)4.3.6真空泵排水泵选择 (27)4.3.7吸水井 (28)4.4水厂部分 (28)4.4.1清水池调节容积 (28)4.4.2厂内配水井 (28)4.4.3 水厂总体设计 (28)5结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)1 引言随着我国经济的高速发展，人民生活水平的显著提高，如何解决水资源的匮乏、安全问题一直是困扰水处理工作者的一个难题。

倒虹吸工程河段洪水与河床变形的数值模拟1 研究问题南水北调中线总干渠沿线与许多河流交叉，其中在河北穿越七里河的交叉建筑物型式为渠穿河倒虹吸工程。

倒虹吸设计长度初选为700m，设计洪水标准为百年一遇，设计洪峰流量2410m3/s。

渠穿河倒虹吸工程的修建对该处河道水流及河床演变产生的影响，倒虹吸工程的位置、尺寸、埋置深度是干渠设计所关心的重大问题。

利用二维水沙数学模型，可以较好地模拟反映渠、河交叉工程附近水流与河床变形状况，主要研究：在该河修建渠穿河倒虹吸后，交叉工程附近河段流场流速、壅水及河床冲淤变形程度。

通过河流模拟，分析、评价交叉工程设计方案并提出工程修改建议。

2 交叉段河道特性在交叉工程附近七里河分为两汊，属宽浅型沙质河床：河道北槽较大，主流靠左岸。

中泓处的河床质表层为粗沙，d50在1.0mm左右，滩地及两岸为中沙及壤土。

该河为冲积性河流，河床形态、演变规律与洪水造床作用和常年水沙特性密切相关。

据河道查勘与河床地形图分析：1963年洪水前期引起河床较强的冲刷，洪水后河道又普遍回淤；河段滩槽高差一般为2～3m,河槽宽850～1200m。

交叉工程附近河床组成沿流程分选明显，由粗至细变化较大。

1980年以来河道受人类活动影响严重，由于河道内多处挖取粗沙，原主槽回淤的泥沙被大量挖走，有的挖深达3～４m。

多年小水作用及人类挖沙已经使现河道形成人为不连续窄深槽，窄槽宽度一般为100～300m。

这造成在现状河道小洪水易于归槽且侧侵蚀较为明显，见图1。

3 平面二维水沙数值模拟3.1 数学模型的基本理论对于宽浅型河流，水深平均的二维水沙控制方程可较好地反映河流中挟沙水流运动特征。

本模型的水流基本方程由三维时均雷诺方程沿水深积分得到，并以混长紊流模型求解紊动切应力：模型采用悬移质泥沙扩散方程与河床变形方程求解河床冲淤变化，由床面冲淤临界切应力判断床面泥沙冲淤状态及床面稳定条件。

该数学模型已在一些复杂工程中得到成功应用[３]，能较准确地模拟、预测一般冲积性河流上，河流工程附近的水沙运动与河床变形。

南水北调工程中线设计论文1.前言南水北调中线工程横跨江、淮、黄、海四大流域，是我国特大型调水工程。

其中，渠倒虹是该调水工程中数量最多的一种河渠交叉建筑物。

南水北调中线工程总干渠设计为自流输水，水头紧张，分配给每座渠倒虹的设计水头都很少，因此在大流量、小水头的设计条件下，渠倒虹过水断面必然较大。

所以南水北调渠倒虹的特点是流量大、水头小、规模空前。

2.渠倒虹的总体布置（1）轴线选择及管身长度的确定渠倒虹的轴线受南水北调中线工程总干渠轴线的制约。

在地形、地质条件允许的情况下，渠倒虹的轴线尽可能与主河床正交，以减少建筑物的长度，降低投资。

管身长度主要受工程建成后河道洪水、上下游河道洪水壅高情况、工程区地形、地貌、地质条件等因素的影响，长度的确定以不对当地防洪排涝规划造成大的影响为准，并尽量减少工程量。

为此应进行调洪演算，拟定几组渠倒虹长度，通过调洪演算得到各种长度对应的上游最高壅水位值，并计算各种方案的工程量，通过方案比选和论证，选择出适宜的长度。

（2）管身布置斜管段坡度视地形、地质以及水平段管顶埋深等条件确定。

为了方便施工和检修，一般采用1：3～1：4的坡度。

管身横向缝间距根据地基特性、断面尺寸、温度变幅等条件确定，土基上现浇砼管缝间距采用15～20m，岩基上一般采用15m。

管顶埋置在河道设计洪水冲刷线以下不小于0.5m，当冲刷深度较大时，可适当浅埋，并对管身进行防护。

对地震设计烈度7度以上者，采用埋深不小于2.5m。

（3）辅助工程设置问题渠倒虹由进口段、管身段和出口段三部分组成。

由于南水北调中线工程水源为丹江口水库库水，不需考虑输水中的泥沙问题，因此建筑物进口不设沉沙池。

同时由于渠倒虹出口流速很小，也不需设消能工。

为了对渠倒虹进行全面的研究，使工程建立在可靠的技术基础上，河南省水利设计院与郑州工业大学联合进行了以淇河渠倒虹工程为典型的1:20的大型水工模型试验和广泛的资料分析论证。

试验表明，节制闸布置在下游便于调节渠倒虹进口水位，改善进口流态，除始流状态外任何流量均不发生进口水跃，掺气现象也不严重，对结构无不良影响。