一种长距离高海拔输水线路的设计方法及其设计装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种长距离高海拔输水线路的设计方法及其设计装置。该设计方法包括：获取输水线路的地理环境，并建立输水模型；在输水模型中筛选出从起点至终点的多条初步路线；计算各条初步路线的管线长度；根据预设比重系数分布表中的加权关系，对每条初步路线的加压泵站、高位水池、输水泵站、调流调压阀室的数量以及管线长度分别加权，并计算出加权和；按照加权和从小至大的顺序，对所有初步路线进行排序，选取加权和最小的初步路线作为输水路线；计算输水路线的输水扬程；根据输水扬程，设置设备信息及各个系统。本发明专利技术实现对输水线路的设计，大大降低了输水成本，并最大化利用设备资源和水资源，提高输水效果和输水效率。

【技术实现步骤摘要】
一种长距离高海拔输水线路的设计方法及其设计装置
本专利技术涉及输水
的一种设计方法，尤其涉及一种长距离高海拔输水线路的设计方法，还设计该设计方法的长距离高海拔输水线路的设计装置。
技术介绍
在农田水利、水力发电、工业用水以及城市供水等水利事业中常需要修建从河道、水库引水的建筑物，将水流引入渠道等的建筑物群，称之为引水枢纽。为了能够开发高海拔地区资源，尤其是为了全面、合理、高效的开发和利用该地区煤炭、石油、天然气等资源，需要向高海拔地区进行输水，但是对于这些地区输水不能够采用简单的输水方案，而对于高海拔地区进行输水，往往需要特殊的设计方案才能够实现。高海拔高扬程高压长距离输水管道能有效解决高海波且水资源匮乏地区工业用水和民生用水问题。管道的运行和维护承受了高海拔地区恶劣地理环境的考验。由于输水管道在不同的地理条件下，其所需要采用的管件是不同的，即采用多段管件进行输水。同时，在设计输水线路时需要充分考虑到沿线的地理环境信息，而现有的输水线路的设计方法未能够充分考虑到输水的多方面因素，输水路线设计不能够最大化利用资源，造成输水成本高、资本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长距离高海拔输水线路的设计方法，其特征在于，其包括以下步骤：/n(1)获取所述输水线路的起点与终点之间的地理环境，并建立相应的输水模型；所述输水模型中设有所述起点与所述终点之间的一个预设区域的流域信息、气象信息、水文测站信息、径流信息、洪水信息、泥沙信息、冰情信息以及水质信息；/n(2)根据所述流域信息、所述气象信息、所述水文测站信息、所述径流信息、所述洪水信息、所述泥沙信息、所述冰情信息以及所述水质信息，在所述输水模型中筛选出从所述起点至所述终点的多条初步路线；/n(3)计算各条初步路线的管线长度，确定各条初步路线中所需的加压泵站、高位水池、输水泵站以及调流调压阀室的位置及数量；/n...

【技术特征摘要】
1.一种长距离高海拔输水线路的设计方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)获取所述输水线路的起点与终点之间的地理环境，并建立相应的输水模型；所述输水模型中设有所述起点与所述终点之间的一个预设区域的流域信息、气象信息、水文测站信息、径流信息、洪水信息、泥沙信息、冰情信息以及水质信息；
(2)根据所述流域信息、所述气象信息、所述水文测站信息、所述径流信息、所述洪水信息、所述泥沙信息、所述冰情信息以及所述水质信息，在所述输水模型中筛选出从所述起点至所述终点的多条初步路线；
(3)计算各条初步路线的管线长度，确定各条初步路线中所需的加压泵站、高位水池、输水泵站以及调流调压阀室的位置及数量；
(4)根据一个预设比重系数分布表中的加权关系，对每条初步路线所对应的加压泵站的数量、高位水池的数量、输水泵站的数量、调流调压阀室的数量以及管线长度分别进行加权，并计算出加权和；所述加压泵站的数量、高位水池的数量、所述输水泵站的数量、所述调流调压阀室的数量、所述输水扬程以及所述管线长度在所述预设比重系数分布表中分别存在一个对应的加权系数；
(5)按照所述加权和从小至大的顺序，对所有初步路线进行排序，选取所述加权和最小的初步路线作为输水路线；
(6)计算所述输水路线的输水扬程；以及
(7)根据所述输水扬程，先确定所述输水管线的各段管件信息以及输水泵站的水机信息，再根据所述水机信息在所述输水模型中确定电源及供配电系统的参数信息，然后选择设备容量和无功补偿参数，再然后通过一个自动化监控系统对所述输水模型中各个设备的运行状态及数据进行监控，最后在所述输水模型中设置空调系统和消防系统。


2.如权利要求1所述的长距离高海拔输水线路的设计方法，其特征在于，所述流域信息包括所述预设区域内的水库信息，所述气象信息包括所述预设区域的气候特征信息；所述径流信息包括所述预设区域内的河流信息、降水量信息、一个预设时间段内所述预设区域的洪水分布信息以及丰枯信息；所述丰枯信息根据年径流变率划分出丰、平、枯水年份；所述洪水信息包括水库洪水信息以及山沟洪水信息；所述泥沙信息的计算公式为：
wb＝βws
wb为多年平均推移质年输沙量，ws为多年平均悬移质年输沙量，β为推移质与悬移质沙量的比值。


3.如权利要求2所述的长距离高海拔输水线路的设计方法，其特征在于，所述水库信息包括入库量、水蒸发量以及淤积量；所述水蒸发量的计算公式为：



式中，h蒸为单位面积蒸发量损失深度，k1为蒸发折算系数，E20为多年平均实测蒸发量，为多年平均降雨量，为多年平均径流深。


4.如权利要求1所述的长距离高海拔输水线路的设计方法，其特征在于，各段管件中最低壁厚的计算公式为：
T＝δ+C1+C2
式中，T为直管管壁设计壁厚，δ为直管管壁理论计算壁厚，C1为壁厚负偏差附加量，C2为腐蚀或磨蚀裕度附加量；
各段管件中最低强度的计算公式为：



γoσ≤f
emin为最小壁厚，PFA为允许工作压力，SF为管件设计参数，DE为管的工程外径，Rm为最小抗拉强度；σθ为钢管管壁截面的最大环向应力，σ为钢管管壁截面的最大组合折算应力，η为应力折算系数，γo为管道结构重要性系敛。


5.如权利要求1所述的长距离高海拔输水线路的设计方法，其特征在于，所述初步路线的管线长度的计算方法包括以下步骤：
(3.1)对所述初步路线按照铺设管线的管件类型进行划分；
(3.2)统计每种管件的使用长度；
(3.3)计算各种管件的使用长度之和，并作为所述管线长度。


6.如权利要求1所述的长距离高海拔输水线路的设计方法，其特征在于，所述加权系数的确定方法包括以下步骤：
(4.1)确定所述加权系数所对应的设备的价值系数；
(4.2)确定所述加权系数所对应的设备的安装难度系数；
(4.3)对所述价值系数和所述安装难度系数进行加权求和以获得所述加权系数。


7.如权利要求1所述的长距离高海拔输水线路的设计方法，其特征在于，所述输水扬程的计算方法包括以下步骤：
(6.1)根据一个预...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝龙，唐平，霍顺平，解卫东，庞文台，
申请(专利权)人：内蒙古自治区水利水电勘测设计院，
类型：发明
国别省市：内蒙;15