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1、1 绪论近年来，由于工业的日益发展，人类生活水平不断发展提高，以及活动范围的逐渐扩大，各国的水体都出现了不同程度的污染。目前已知的有机化合物达400万种，人工合成有机物达4万之多。现已能用现代检测技术从原水中检测出来的已达2千2百余种。因此以饮用水中THM为代表的卤代有机物的生物致突活性也日益为广大给水技术人员所关注。长期以来，给水工艺仍然是混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒几个阶段，宏观上理论上尚无重大突破，然而在微观上，净化工艺确不断地改进，对给水处理的认识也不断地更新。理论的继续深化，促进了给水工艺水平的提高。传统工艺、理论主要是建立在以粘土胶体微粒和致病细菌为主要工作对象的基础上，随着污染程
2、度的日益加剧和污染源的逐渐增多，污染物品种的多样化，为给水处理工作者带来新的课题。现在给水工程较以往的任何时候都更加注意原水的预处理工作和在传统工艺后面的深度处理，这是当前发展最快的方面，也是我国和国外给水工艺水平主要差距所在。通过此次设计，熟悉并掌握给水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计中、小城镇水厂的初步能力。对取水工程、输水管道、净水厂进行设计要求对总体布置的设计思想，从工艺流程、操作联系、生产管理以及物料运输等各方面考虑，而进行合理的组合布置设计。掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程2 设计说明2.1 设
3、计基本资料 项目数据设计人口85000人均用水量标准（最高日）200SS最高/（mg/l）1000SS平均/（mg/l）450最大日时变化系数1.4工厂A（m3/d）2500工厂B（m3/d）4000工厂C（m3/d）7000工厂D（m3/d）3000一般工业用水占生活用水%170第三产业用水占生活用水%802.2 原水水质及水文地质资料2.2.1 原水水质情况序号名称最高数平均数备注1色度1362pH值7.47.13DO溶解氧3.72.24BOD51.00.55COD3.21.36其余均符合国家地面水水源级标准2.2.2 水文地质及气象资料a. 河流水文特征最高水位 5.0 m，最低水位 1
4、.7 m，常年水位 3.8 m。b. 气象资料历年平均气温 16 oC，年最高平均气温 23 oC，年最低平均气温 9 oC。年平均降水量 1160mm，年最高降水量 1650mm，年最低降水量 860mm。常年风向 东南，频率 12% 。历年最大冰冻深度 12cm。c.地质资料第一层：回填、松土层，承载力 784 kPa，深11.5m；第二层：粘土层，承载力 980 kPa，深34m；第三层：粉土层，承载力 784 kPa，深34m；地下水位平均在粘土层下 0.5m。3 给水管网设计计算3.1 城市用水量计算3.1.1 最高日用水量a. 居民综合生活用水量Q Q =qnf 式中：q最高日生活
5、用水定额，200L/capd； n设计年限内计划人口数，85000cap； f自来水普及率，100%。 Q2008500010017000m3/db. 一般工业用水量Q已知：一般工业用水占生活用水的170%Q=170%Q=28900m/dc. 第三产业用水量Q已知：第三产业用水占生活用水的80%Q=80%Q=13600m/dd. 大型工厂用水量Q工厂A（m3/d）2500工厂B（m3/d）4000工厂C（m3/d）7000工厂D（m3/d）3000Q=Q+Q+Q+Q=2500+4000+7000+3000=16500m/de.浇洒道路和绿化用水Q已知：浇洒道路和绿化用水占生活用水的3%Q=3%
6、（Q+ Q+ Q+ Q）3%(17000+28900+13600+16500)=2280 m/df.未预见和管网漏失水量Q20%（Q+ Q+ Q+ Q+Q）20%(17000+28900+13600+16500+2280) = 15656 m/d则 Q= Q+Q+Q+Q+Q+Q=17000+28900+13600+16500+2280+15656=93936m/d3.1.2 最高日最大时用水量Qh = Kh (Q/86.4 ) Kh 最高日时变化系数 1.4则 Qh = 1.493936/86.4 = 1522.1 (L/s) Qd24 3914 m3h3.2 管网布置3.2.1 水源及水厂位
7、置的选择a. 水源应选在河流的上游以保证水质。b. 河流应水量充沛，水位波动不应过大，且不影响通航。c. 水厂位置应尽量靠近水源处，以减短输水管线，降低造价。3.2.2 管网定线的一般原则a. 管尽可能布置在两侧有较大用户的道路上，以减少配水支管的数量。b. 管定线可参照二泵房到调节构筑物或大用户的供水方向，以最近的距离，将一条或几条干管平行地布置在用水量较大的街区。c. 平行的干管间距一般在500-800米左右。为保证供水安全，干管和干管间应设置连接管，其管径应比上游干管小1-2号，以便于在干管事故时转输流量不致因管径过小而导致水头损失过大。连接管间距为800-1000米左右，形成环状管网。
8、d. 应按现有或规划道路定线，避免干管穿越高级路面或重要街道。e. 从供水可靠性考虑，城市管网应尽量布置成环。f. 对于较偏远的地区,先布置成树状网以上原则，待这些地区经济发展后再连接成环状网。定线时，尽力避免单侧配水和管先曲折，充分利用地形以降低工程难度。3.2.3 管网定线方案比较a. 方案一见附图1b. 方案二见附图2c. 比较结果方案一，水厂接近水源地，并且在水源上游，水厂位为于整个管网的中部，可以节省管段的造价，缩小大管径水管的长度，并可以使管网中的环比较均匀对称，管网中的水头损失可以减小，整个管网的压力比较均衡。方案二，水厂接近水源地，可以节约输水管的长度，但处于水源的中下游，水质
9、不够好，管网的管径要相对增加，造价上升，而且环没有方案一均匀，水头损失大，要满足管网末断的用户水压要求，就要提升泵站的压力，不经济。d. 结论通过技术，经济方面的考虑，选取方案一。3.2.4 输水管定线采用2条输水管送水，以保证供水安全。应选择最短路线，及少与铁路、河流交叉，避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷的地区，在平行的输水管间设连接管。输水管的最小坡度应大于1/5D，当坡度小于1:1000时，每隔0.51Km应设排气阀。3.2.5 配水管定线为保证安全供水，方案采用环状管网供水，方案供水时一共23个环，管网计算见管网平差计算表。3.2.6 管网定线方案方案一及方案二分别
10、见下页附图1与附图2。3.3 管网水力计算3.3.1 比流量计算为便于计算而在实际计算中对管网计算加以简化，假定用水量均匀分布在全部干管上，由此得出来的单位管线长度上的流量叫做比流量，以qs表示qs=(Qq)/L式中： Q管网总流量, 1522.L/sq大用户集中用水量, 191L/sL干管总长度，36035m。不包括穿越广场公园等无建筑地区管线，只有一侧供水的管线，长度按一半计算则 qs(1522.1-191)/360350.03694 L/(sm)由比流量确定管网的沿线流量。3.3.2 管段沿线、节点流量计算a. 管网中任一管段的流量有两部分组成：一部分是沿该管段长度配水的沿线流量，另一部
11、分是通过该管段输水到以后管段的转输流量。转输流量沿整个管段不变，而沿线流量由于管段沿线配水，所以管段中的流量顺水流方向逐渐减小只剩下转输流量。按照用水量在全部干管上均匀分配的假定求出沿线流量，只是一种近似方法。管网任一节点的节点流量公式为即任一节点的节点流量等于与该节点相连各管段的沿线流量总和的一半。b. 城市管网中，工业企业等大用户所需流量，可直接作为接入大用户节点的节点流量。工业企业内的生产用水管网，水量大的车间用水量也可直接作为节点流量。管段沿线流量表管段管长（m）配水管长（m）沿线流量 (L/S)1-242000.00 2-3371185.56.85 3-4543271.510.03
12、4-554627310.09 2-6633316.511.69 6-7787393.514.54 7-8859429.515.87 6-990090033.25 2-1090290233.32 3-1191791733.87 4-1292592534.17 5-13963481.517.79 8-966266224.45 9-1063063023.27 10-1154154119.99 11-1255555520.50 12-1360860822.46 8-1478439214.48 9-1574674627.56 10-1677677628.67 11-1781781730.18 12-18
13、84384331.14 13-19817408.515.09 14-1548348317.84 15-1662862823.20 16-1769369325.60 17-1857057021.06 18-1964864823.94 14-20104652319.32 15-211044104438.57 16-221021102137.72 17-2399099036.57 18-241054105438.94 19-251255627.523.18 20-2155555520.50 21-2257957921.39 22-2381881830.22 23-2465965924.34 24-2
14、5747373.513.80 20-26997498.518.42 21-2794294234.80 22-2885485431.55 23-291009100937.27 24-30116858421.57 26-2771671626.45 27-2862362323.01 28-2967967925.08 29-3074974927.67 26-31903451.516.68 27-3296396335.57 28-331064106439.30 29-3497997936.16 30-35899449.516.61 31-3258429210.79 32-334702358.68 33-
15、345162589.53 34-3589844916.59 合计43928360351331.13 节点流量表节点节点流量（L/s)集中流量（L/s)节点总流量（L/s)1225.9325.93325.3825.38427.1427.14513.9413.94629.7429.74715.2028.9444.14827.4027.40954.2754.271052.6252.621152.2752.271254.1454.141327.6727.671425.8225.821553.5853.581657.5957.591756.7056.701857.5357.531931.1031.102
16、029.1229.122157.6357.632260.4360.432364.2064.202449.3249.322518.4934.7253.212630.7730.772759.9259.922859.4759.472963.0963.093032.9232.923113.7346.3060.033227.5227.523328.7628.763431.1431.143516.6081.0297.61合计1331.13190.971522.113.3.3 各管段分配流量用最高日最高时用水量进行初分配，拟定管径（查设计手册的经济管径表），当管径为100-400mm时，流速为0.6-0.9
17、m/s；当管径大于400mm时，流速为0.9-1.4m/s。最高日最高时流量初分配表管段编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)1787400118.282633700400.943371800638.374543600345.59554635075.93685935074.147900600252.928902700456.879917600267.4010925600242.521196330061.991262220019.001363020019.001454120019.001555520019.001660820010.001778430065.7418746500198.6519
18、776700366.2520817500215.1321843500188.382281730053.322348320020.002462820020.002569320020.002657020020.002764820018.0028104630059.92291044450145.07301021600268.6631990450158.43321054450132.8533125525040.213455520023.003557920023.003681820023.003765920023.003874715013.003999730053.804094235087.444185
19、4450162.3342100935094.2343116835093.534471620020.004562320020.004667920020.004774920020.004890325043.034996320027.5250106430062.765197925031.145289935080.615358420017.005447020017.005551620017.005689820017.00待添加的隐藏文字内容13.3.4 管网平差初步分配流量后，根据巴普洛夫斯基公式可知，各管段水头损失，即h=sq2 按初步分配的流量各环存在闭合差，必须进行平差计算，以消除闭合差，平差的
20、原则在于：计算最大用水时管段的水头损失，确定二泵站的扬程。管段平差计算结果表管段编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)水头损失（m）流速（m/s）1787400108.382.160.862633700404.881.221.053371800652.450.901.304543600358.351.811.27554635065.531.150.68685935064.241.750.677900600266.751.720.948902700438.852.011.149917600268.721.780.9510925600265.681.760.941196330051.592.83
21、0.731262220018.992.190.601363020011.70.920.371454120010.60.670.341555520018.141.800.581660820019.392.220.621778430055.832.660.7918746500205.192.191.0519776700363.931.220.9520817500208.912.481.0621843500201.282.391.032281730052.322.460.742348320024.232.660.772462820017.411.890.552569320016.71.930.532
22、657020017.391.710.552764820019.062.300.6128104630054.253.370.77291044450144.792.720.91301021600272.232.030.9631990450151.532.810.95321054450142.082.650.8933125525040.275.790.823455520025.283.300.803557920021.562.570.693681820018.392.720.593765920015.261.560.493874715012.945.430.733999730050.42.800.7
23、14094235083.453.110.8741854450171.943.061.0842100935090.463.870.9443116835095.084.910.994471620020.862.990.664562320020.92.610.674667920023.493.530.754774920018.882.610.604890325040.54.210.834996320023.575.030.7550106430067.985.200.965197925031.982.950.655289935081.042.810.845358420019.532.160.62544
24、7020023.492.440.755551620015.731.290.505689820016.572.470.53节点压力平差计算结果表节点编号地面标高(m）节点流量(L/s)节点水压(m）自由水头（m）15.3-1522.1146.8941.5925.325.9346.5341.2335.325.3845.6340.3345.327.1443.8238.5255.313.9442.6737.3765.329.7445.3340.0375.344.1443.1737.8785.327.441.4236.1295.354.2743.6138.31105.352.6244.5339.2311
25、5.352.2743.8638.56125.354.1442.0636.76135.327.6739.8434.54145.325.8238.7733.47155.353.5841.4336.13165.357.5943.3238.02175.356.741.3936.09185.357.5339.6834.38195.331.137.3832.08205.329.1235.4330.13215.357.6338.7333.43225.360.4341.3036.00235.364.238.5833.28245.349.3237.0231.72255.353.2131.5926.29265.3
26、30.7743.8538.55275.359.9240.8635.56285.359.4738.2532.95295.363.0934.7229.42305.332.9232.1126.81315.360.0328.4623.16325.327.5230.6225.32335.328.7633.0627.76345.331.1431.7726.47355.397.6129.3024.00节点35为控制点，自由水头取24米。3.3.5 消防校核一般情况下选取2处最不利点作为着火点，一处选在最高最远点，；另一处选在大用户节点处。但由于本城市较小，综合考虑可以选取一点作为最不利点，第35号节点为最不
27、利点，在原先节点流量的基础上，这该节点加上35L/s，做消防校核。消防用水量的流量初分配表管段编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)1787400113.382633700413.883371800682.454543600388.35554635065.53685935069.247900600266.758902700438.859917600268.7210925600295.681196330051.591262220018.991363020011.71454120010.61555520018.141660820019.391778430060.8318746500205.191
28、9776700363.9320817500208.9121843500231.082281730052.322348320024.232462820017.412569320016.72657020017.392764820019.0628104630059.25291044450144.79301021600272.2331990450151.53321054450172.0833125525040.273455520025.283557920021.563681820018.393765920015.263874715012.943999730055.44094235083.4541854
29、450171.9442100935090.46431168350125.084471620020.864562320020.94667920023.494774920018.884890325045.54996320023.5750106430067.985197925031.9852899350111.045358420024.535447020028.495551620020.735689820021.57管段平差计算结果表管段编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)水头损失（m）流速（m/s）1787400109.652.210.872633700413.831.271.08337180
30、0674.420.961.344543600371.821.951.32554635066.821.200.69685935065.511.820.687900600270.431.770.968902700446.932.081.169917600277.221.890.9810925600277.851.910.981196330052.882.960.751262220019.312.260.621363020011.90.950.381454120011.40.760.361555520019.111.980.611660820019.492.240.621778430057.422.
31、800.8118746500208.752.261.0619776700371.011.270.9620817500217.242.671.1121843500214.132.681.092281730053.712.580.762348320024.922.800.792462820017.741.950.572569320017.732.150.562657020018.861.980.602764820018.362.140.5828104630056.543.630.80291044450147.992.830.93301021600277.952.110.9831990450159.
32、423.081.00321054450157.33.200.9933125525040.965.970.833455520026.53.600.843557920022.052.680.703681820019.843.120.633765920017.962.090.573874715012.254.910.693999730053.93.170.764094235085.933.280.8941854450175.723.191.1142100935097.094.411.01431168350113.696.861.184471620022.693.490.724562320021.62
33、.780.694667920026.264.330.844774920025.534.540.814890325045.835.290.934996320024.925.580.7950106430068.295.240.975197925034.733.440.7152899350106.34.661.115358420024.23.210.775447020026.813.120.855551620022.722.520.725689820026.315.750.84节点压力消防校核平差计算结果表节点编号地面标高(m）节点流量(L/s)节点水压(m）自由水头（m）15.3-1522.113
34、7.8932.5925.325.9337.5332.2335.325.3836.5731.2745.327.1434.6229.3255.313.9433.4228.1265.329.7436.2630.9675.344.1434.0528.7585.327.432.2326.9395.354.2734.4929.19105.352.6235.4430.14115.352.2734.6829.38125.354.1432.7027.40135.327.6730.4625.16145.325.8229.4024.10155.353.5832.2026.90165.357.5934.1528.85
35、175.356.732.0026.70185.357.5330.0224.72195.331.127.8822.58205.329.1225.7620.46215.357.6329.3624.06225.360.4332.0426.74235.364.228.9223.62245.349.3226.8221.52255.353.2121.9116.61265.330.7722.5617.26275.359.9226.0520.75285.359.4728.8323.53295.363.0924.5019.20305.332.9219.9614.66315.360.0317.2411.94325.327.5220.4515.15335.328.7623.5718.27345.331.1421.0515.75355.397.6115.30
