第頁(yè)某城市供水工程的水廠高程布置計(jì)算設(shè)計(jì)案例1.1高程布置概述在處理工藝流程中，各構(gòu)筑物之間水流應(yīng)為重力流。兩構(gòu)筑物之間水面高差即為流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物本身、連接管道、計(jì)量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，并留有余地。本水廠所在的位置具有一定的坡度，整個(gè)廠區(qū)的地形標(biāo)高在1591.61~1593.41m之間，高度差別相對(duì)較大，地勢(shì)的高低與處理水的流向相同，又因?yàn)樗幚砉に囉袃杉?jí)混凝沉淀，采用了管式靜態(tài)混合器，整個(gè)水廠的水頭損失會(huì)比較大，因此考慮整個(gè)廠區(qū)主要采用兩個(gè)地面標(biāo)高。廠區(qū)西部至第一級(jí)混凝沉淀池，地面標(biāo)高取1593.41m，而廠區(qū)東部地面標(biāo)高取1591.61m。1.2水頭損失計(jì)算不同水處理構(gòu)筑物的水頭損失與構(gòu)筑物型式有關(guān)，有部分構(gòu)筑物無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算出其水頭損失，故根據(jù)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三冊(cè)）城鎮(zhèn)給水》及類(lèi)似水廠的數(shù)據(jù)確定水廠凈水構(gòu)筑物的水頭損失（包括構(gòu)筑物內(nèi)集水槽等水頭跌落損失）見(jiàn)下表：表5-2自來(lái)水廠各處理構(gòu)筑物水頭損失表構(gòu)筑物名稱(chēng)水頭損失（m）構(gòu)筑物名稱(chēng)水頭損失（m）配水井0.20斜管沉淀池0.20管式靜態(tài)混合器1.00普通快濾池2.00網(wǎng)格絮凝池0.40清水池0.20連接管道設(shè)計(jì)流速通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較決定，當(dāng)有地形高差時(shí)可利用較大流速。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，一般情況下連接管道的設(shè)計(jì)流速按下表（表5-3）選用。表5-3連接管中的設(shè)計(jì)流速連接管道設(shè)計(jì)流速（m/s）備注一泵房至混合池1.0~1.2混合池至絮凝池1.0~1.5絮凝池至沉淀池0.1~0.15防止絮粒破壞沉淀池至濾池0.6~1.0流速取下限以留有余地濾池至清水池0.8~1.2流速取下限以留有余地濾池沖洗水的壓力管道2.0~2.5因間歇使用，流速可大些排水管道（排除沖洗水）1.0~1.21.配水井到第一級(jí)絮凝池之間的水頭損失取配水井內(nèi)水頭損失為0.2m，原水從配水井流出后分為兩根輸水管輸送，采用DN450鋼管，每組流量Q=0.182m3/s，采用鋼管，流速v1=1.10m/s，i=0.0036，管長(zhǎng)L1=10m。管道沿程水頭損失：?局部水頭損失：?兩個(gè)構(gòu)筑物之間有兩個(gè)DN450的90°彎頭ζ=2×1.00=2.00；一個(gè)出口的ζ=0.5；一個(gè)φ450閘閥ζ=0.07。如前述，管式靜態(tài)混合器內(nèi)的水頭損失取1.0m。則該段水頭損失為：?2.第一級(jí)絮凝池到第一級(jí)沉淀池之間的水頭損失網(wǎng)格絮凝池和斜管沉淀池之間通過(guò)寬4m的過(guò)渡段連接，按照經(jīng)驗(yàn)值取第一級(jí)絮凝池內(nèi)部的水頭損失為0.40m，過(guò)渡區(qū)的水頭損失取為0.10m，斜管沉淀池內(nèi)水頭損失取0.20m。3.第一級(jí)沉淀池到第二級(jí)絮凝池之間的水頭損失原水從斜管沉淀池流出后由DN450鋼管經(jīng)管式靜態(tài)混合器流向第二級(jí)網(wǎng)格絮凝池，每組流量Q=0.182m3/s，采用鋼管，流速v3=1.10m/s，i=0.0036，管長(zhǎng)L1=22m。管道沿程水頭損失：?局部水頭損失：?兩個(gè)構(gòu)筑物之間有兩個(gè)DN450的90°彎頭ζ=2×1.00=2.00，一個(gè)出口的ζ=0.5；一個(gè)φ450閘閥ζ=0.07。如前述，管式靜態(tài)混合器內(nèi)的水頭損失取1.0m。則該段水頭損失為：?4.第二級(jí)絮凝池到第二級(jí)沉淀池之間的水頭損失網(wǎng)格絮凝池和斜管沉淀池之間通過(guò)寬4m的過(guò)渡段連接，按照經(jīng)驗(yàn)值取第二級(jí)絮凝池內(nèi)部的水頭損失為0.40m，過(guò)渡區(qū)的水頭損失取為0.10m，斜管沉淀池內(nèi)水頭損失取0.20m。1.第二級(jí)沉淀池到普通快濾池之間的水頭損失原水通過(guò)絮凝沉淀池后，由兩根輸水管分別輸送至兩組普通快濾池中，采用DN500鋼管，每組流量Q=0.182m3/s，采用鋼管，流速為v5=0.89m/s，i=0.0022，管長(zhǎng)L4=23m。管道沿程水頭損失：?局部水頭損失：?兩個(gè)構(gòu)筑物之間有2個(gè)DN500的90°彎頭ζ=2×1.00=2.00；一個(gè)出口的ζ=0.5；兩個(gè)φ500閘閥ζ=2×0.06=0.12；一個(gè)三通ζ=0.1。則該段水頭損失為：?6.普通快濾池到清水池之間的水頭損失原水通過(guò)普通快濾池后，經(jīng)過(guò)兩根DN450清水管道，輸送至清水池中，采用鋼管，每組流量Q=0.182m3/s，流速v6=1.10m/s，i=0.0036，管長(zhǎng)28m。管道沿程水頭損失：?局部水頭損失：?兩個(gè)構(gòu)筑物之間有2個(gè)DN450的90°彎頭ζ=2×1.00=2.00；一個(gè)出口的ζ=0.5；兩個(gè)φ450閘閥ζ=2×0.07=0.14；一個(gè)三通ζ=0.1。則該段水頭損失為：?7.清水池到二級(jí)泵站吸水井的水頭損失清水池中的水經(jīng)兩根DN450的鋼管，輸送至吸水井，流速為v7=1.10m/s，i=0.0036，管長(zhǎng)L7=20m。管道沿程水頭損失：?局部水頭損失：?兩個(gè)構(gòu)筑物之間有2個(gè)DN450的90°彎頭ζ=2×1.00=2.00；一個(gè)出口的ζ=0.5；兩個(gè)φ450閘閥ζ=2×0.07=0.14；則該段水頭損失為：?1.3高程布置設(shè)計(jì)水廠的高程布置中，取配水井出水水位標(biāo)高為1596.90m，其余各構(gòu)筑物的相關(guān)標(biāo)高均以此根據(jù)上述水頭損失反算得出，計(jì)算出水廠的高程布置見(jiàn)表5-4所示，水廠高程布置見(jiàn)A1大圖.表5-4水廠高程布置計(jì)算表連接管道構(gòu)筑物水頭損失(m)總水頭損失(m)水位標(biāo)高（m）局部沿程構(gòu)筑物配水井0.200.201596.9配水井—網(wǎng)格絮凝池Ι1.160.041.20網(wǎng)格絮凝池Ι0.30.31591.5過(guò)渡段Ι0.10.11591.2斜管沉淀池Ι0.160.161591.1斜管沉淀池Ι—網(wǎng)格絮凝池Ⅱ1.160.081.24網(wǎng)格絮凝池Ⅱ0.430.431593.7過(guò)渡段Ⅱ0.10.11593.27斜管沉淀池Ⅱ0.20