東北某地區(qū)B市給水工程設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)題目為東北地區(qū)B市給水工程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括取水工程設(shè)計(jì)、凈水廠設(shè)計(jì)和給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)幾個(gè)部分。設(shè)計(jì)中綜合考量該縣城的自然條件、城區(qū)規(guī)劃、人口和工業(yè)企業(yè)分布及用水情況，采用地表水做為水源，選擇生產(chǎn)、生活和消防共用一套輸配水管網(wǎng)的統(tǒng)一給水方案，取水構(gòu)筑物采用合建式岸邊式，水處理工藝采用常規(guī)的混凝、沉淀、過濾和消毒。凈水廠主要水處理構(gòu)筑物為網(wǎng)格絮凝池、平流沉淀池和V型濾池，水廠每日處理水量為12萬噸。此外還對(duì)凈水廠進(jìn)行了概預(yù)算，確定了水廠工程投資費(fèi)用為18671.03萬元，每噸水的制水成本為1.02元，銷售水價(jià)為1.33元。本文對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了系統(tǒng)說明，也為圖紙繪制提供了依據(jù)關(guān)鍵詞：給水工程設(shè)計(jì)；統(tǒng)一給水方案；地表水；常規(guī)水處理目錄摘要 1目錄 2第1章緒論 51.1城市概況 51.2設(shè)計(jì)題目 51.3原始資料 51.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 71.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 81.3.2提交成果 8第2章給水管網(wǎng)設(shè)計(jì) 92.1配水方案選擇 92.2配水管網(wǎng)定線 92.2.1輸水管布置 92.2.2配水管布置 92.3設(shè)計(jì)水量計(jì)算 102.4給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算 122.4.1管網(wǎng)計(jì)算簡(jiǎn)化 122.4.2沿線流量計(jì)算 122.4.3節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算 132.4.4管網(wǎng)流量初分配與管徑初選 132.4.5管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量平差 132.4.6泵站揚(yáng)程設(shè)計(jì) 142.4.7消防校核 162.4.8事故校核 16第3章取水工程設(shè)計(jì) 183.1取水構(gòu)筑物的選擇 183.1.1 取水構(gòu)筑物的位置 183.1.2 取水構(gòu)筑物的形式 183.2 進(jìn)水間設(shè)計(jì) 183.2.1進(jìn)水室設(shè)計(jì) 183.2.2格網(wǎng)設(shè)計(jì) 193.2.3吸水室設(shè)計(jì) 203.2.4進(jìn)水間設(shè)計(jì) 213.2.5起吊設(shè)備 223.3 水泵機(jī)組選型 233.4 取水泵房設(shè)計(jì) 253.4.1水泵基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 253.4.2吸水管路設(shè)計(jì) 263.4.3壓水管路設(shè)計(jì) 273.4.4泵房平面設(shè)計(jì) 283.4.5泵房高程設(shè)計(jì) 283.4.6輔助設(shè)備 29第4章凈水廠設(shè)計(jì) 314.1 水廠概況 314.1.1廠區(qū)規(guī)劃 314.1.2廠址選擇 314.1.3水廠設(shè)計(jì)水量 314.2 水處理工藝流程 324.2.1工藝流程選擇 324.2.2取水構(gòu)筑物比選 324.3 穩(wěn)壓配水井 344.4 加藥間及藥庫(kù)設(shè)計(jì) 344.4.1投藥量計(jì)算 344.4.2混凝劑配制與投加 354.4.3加藥間及藥庫(kù)平面布置 364.5 混合設(shè)備 384.6 絮凝池設(shè)計(jì) 384.6.1設(shè)計(jì)水量 384.6.2尺寸設(shè)計(jì) 384.6.3過水孔洞設(shè)計(jì) 394.6.4水頭損失計(jì)算 414.6.5G與GT值校核 424.6.6排泥設(shè)備 434.7 沉淀池設(shè)計(jì) 434.7.1設(shè)計(jì)流量 434.7.2尺寸設(shè)計(jì) 434.7.3水力條件復(fù)核 444.7.4進(jìn)出水系統(tǒng) 454.7.5排泥系統(tǒng) 474.7.6沉淀池總高度 474.8 濾池設(shè)計(jì) 474.8.1設(shè)計(jì)參數(shù) 474.8.2尺寸設(shè)計(jì) 484.8.3濾池總高度 494.8.4進(jìn)水系統(tǒng) 494.8.5反沖洗系統(tǒng) 514.8.6排水系統(tǒng) 534.8.7濾頭及濾板布置 544.8.8出水穩(wěn)流槽 554.8.9出水管渠 564.8.10反沖洗泵房設(shè)計(jì) 564.8.11鼓風(fēng)機(jī)房房設(shè)計(jì) 584.9 加氯間設(shè)計(jì) 594.9.1投加量計(jì)算 594.9.2加氯設(shè)備的選擇 594.9.3加氯間與氯庫(kù) 594.9.4輔助設(shè)施 604.10 清水池設(shè)計(jì) 604.10.1清水池容積 604.10.2清水池管道系統(tǒng) 614.10.3清水池的布置 624.11 污泥處理 624.11.1污泥處理系統(tǒng)泥水平衡計(jì)算 634.12 水廠平面布置與高程布置 69第5章送水泵房設(shè)計(jì) 735.1水泵與電機(jī) 735.2泵房設(shè)計(jì) 735.2.1水泵基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 735.2.2吸水管路設(shè)計(jì) 745.2.3壓水管路設(shè)計(jì) 755.2.4泵房平面設(shè)計(jì) 75第6章給水工程概預(yù)算 796.1說明 796.2取水工程估算 796.3凈水工程估算 796.4年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用與單位制水成本 816.4.1年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用 816.4.2單位制水成本與年折舊費(fèi)用 83結(jié)論、附錄 84第1章緒論1.1城市概況B市位于我國(guó)東北地區(qū)，城市整體布置合理，街道較整齊，環(huán)境優(yōu)美。一條河流從城市的中間流過，其流向是自西向東，該河流水量充足，水質(zhì)良好，可以作為該市飲用水源。B市地勢(shì)比較平坦，河流處于城市最低地勢(shì)處。城市的中央有一條南北向的鐵路，將城市分為兩個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)的樓層數(shù)和衛(wèi)生設(shè)備情況略有不同。其中一區(qū)建筑室內(nèi)有給排水設(shè)備無淋浴設(shè)備，二區(qū)的居住房屋內(nèi)有給排水設(shè)備和淋浴設(shè)備，二區(qū)內(nèi)有兩個(gè)工廠。一區(qū)、二區(qū)的樓房平均層數(shù)為五層。目前，該城市原有供水系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足其供水需求，急需重新設(shè)計(jì)一套完整的給水系統(tǒng)。1.2設(shè)計(jì)題目東北地區(qū)B市給水工程設(shè)計(jì)。1.3原始資料1.3.1城市平面圖比例尺為1：10000的城市總平面圖一張，等高線間距為0.5m，給水水源及城市的劃分，工廠的位置見設(shè)計(jì)圖紙。城區(qū)平面圖見附錄A1。1.3.2人口及房屋衛(wèi)生設(shè)備B城市分區(qū)情況見表1-1。表1-1B城市各區(qū)人口及房屋衛(wèi)生設(shè)備情況區(qū)號(hào)人數(shù)（萬人）房屋層數(shù)衛(wèi)生設(shè)備情況Ⅰ336室內(nèi)有排水設(shè)備，無浴室淋浴設(shè)備Ⅱ164室內(nèi)有排水設(shè)備，有浴室淋浴設(shè)備1.3.3城市給水管網(wǎng)的集中用水用戶（1）B廠日用水量6000m3/d，最大班用水量為2600m3/班；工人總數(shù)300人，分3班工作，其中在熱車間工作的人數(shù)占全部工人的30%：第一班100人，使用淋浴者30人，其中熱車間5人；第二班100人，使用淋浴者20人，其中熱車間10人；第三班100人，使用淋浴者20人，其中熱車間5人。（2）A廠日用水量11000m3/d，最大班用水量為4000m3/班；工人總數(shù)400人，分三班工作，其中在熱車間工作的人數(shù)占全部工人的20%：第一班200人，使用淋浴者60人，其中熱車間20人；第二班100人，使用淋浴者30人，其中熱車間10人；第三班100人，使用淋浴者40人，其中熱車間20人。（3）火車站日用水量1900m3/d。1.3.4自然條件概況城市土壤種類為亞粘土，地下水位深度為-5.7m；冰凍線深度-0.5m，年降水量520mm；城市最高溫度為35℃，最低溫度為-19℃，年平均溫度12℃；主導(dǎo)風(fēng)向：常年刮東北風(fēng)。1.3.5給水水源該城市采用城市東側(cè)的河流作為水源地，其主要資料如下：（1）流量：最大流量7200m3/s，最小流量2400m3/s。（2）最大流速：2.7m/s。（3）水位：最高水位（1%）：182.0m；常水位179.0m；最低水位（97%）：176.0m，冰凍期水位177.0m。（4）最低水位時(shí)河寬42m。（5）冰的最大厚度0.5m，無潛水，無錨定冰。（6）該河段為通航河段。1.3.6水源水質(zhì)分析結(jié)果水源水質(zhì)分析結(jié)果見表1-3。表1-3水源水質(zhì)分析結(jié)果編號(hào)名稱單位分析結(jié)果1臭和味級(jí)合格2濁度NTU40-2103色度度234總硬度度61.35pH值－6.9-7.16堿度度687溶解性固體mg/L2908水溫℃3.8-2710細(xì)菌總數(shù)個(gè)/mL410011大腸菌群個(gè)/L17012高錳酸鹽指數(shù)mg/L1.513溶解氧mg/L7.61.3.7城市用水逐時(shí)變化居民生活用水量逐時(shí)變化見表1-4表1-4居民生活用水逐時(shí)變化表時(shí)間（h）0-11-22-33-44-55-66-77-8用水百分?jǐn)?shù)(％)1.171.181.181.772.624.486.146.38時(shí)間（h）8-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-16用水百分?jǐn)?shù)(％)5.865.754.825.415.284.654.465.18時(shí)間（h）16-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水百分?jǐn)?shù)(％)4.615.585.695.385.453.352.251.36Kh=24×6.381001.3畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容1.城市輸水管與給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)；2.取水建筑技術(shù)設(shè)計(jì)的工藝部分；3.凈水廠設(shè)計(jì)的工藝部分；4.二泵站設(shè)計(jì)的工藝部分；5.城市給水工程的總概算和成本估計(jì)。1.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容1.城市輸水管與給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)；2.取水建筑技術(shù)設(shè)計(jì)的工藝部分；3.凈水廠設(shè)計(jì)的工藝部分；4.二泵站設(shè)計(jì)的工藝部分；5.污泥處置部分6.城市給水工程的總概算和成本估計(jì)。1.3.2提交成果1.設(shè)計(jì)說明書，設(shè)計(jì)計(jì)算書；2.設(shè)計(jì)圖紙：至少10張A1圖紙：（1）管網(wǎng)設(shè)計(jì)圖；（2）取水泵房；（3）水廠平面布置圖、高程圖；（4）反應(yīng)沉淀池；（5）濾池；（6）清水池；（7）二泵房；（8）加藥間；（9）污泥處置單元。第2章給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)2.1配水方案選擇由該縣城區(qū)平面圖可知，該城地勢(shì)較為平坦，且水源地為地勢(shì)較低處，無法采用重力供水方式，故本設(shè)計(jì)采用壓力供水方式。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，以城東側(cè)河流作為地表水源地，其常年水流量在2400~7200m3/s之間，水質(zhì)在Ⅱ、Ⅲ類水之間，水量充沛，水質(zhì)較好。城市給水管網(wǎng)的布置形式有統(tǒng)一給水系統(tǒng)、分區(qū)給水系統(tǒng)、分壓給水系統(tǒng)、分質(zhì)給水系統(tǒng)和多水源給水系統(tǒng)。由于該縣城的城區(qū)布局緊湊、集中，城市沿各方向的跨度不大，且地勢(shì)起伏小，故無需采用分壓給水和分區(qū)給水。考慮到以城東河流作為地表水源地可以滿足城市用水量需求，而無需開發(fā)其他水源。因此，多水源給水系統(tǒng)也不予考慮。由于該城工業(yè)集中用水大用戶為兩家工廠，其他用戶用水（包括火車站）都是生活用水，而且兩家工廠對(duì)水質(zhì)的要求更接近生活用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，無需單獨(dú)建一套管道。經(jīng)過各方案利弊權(quán)衡，本設(shè)計(jì)決定采用統(tǒng)一給水方案，既能滿足所有用戶的用水需求，也便于集中管理。2.2配水管網(wǎng)定線2.2.1輸水管布置輸水管布置按照《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第7.1.1條規(guī)定執(zhí)行：由于水源地、凈水廠和城市用戶之間距離較近，故輸水管鋪設(shè)路線較短，占地少。地形條件較好，無需增壓，為保障用水安全性，采用雙管輸水，中間設(shè)置聯(lián)絡(luò)管。輸水管流量根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第7.1.2條計(jì)算。2.2.2配水管布置配水管網(wǎng)布置參考《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（03冊(cè)）第2.1.3條相關(guān)規(guī)定，具體布置如下：從輸水管出分出兩條給水主干管，分別供應(yīng)Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)，其中往南配水的主干管從鐵路橋引橋下方穿過，避免與鐵路之間的相互干擾，該主干管最終通往工業(yè)區(qū)，為兩個(gè)集中大用戶供水。Ⅰ區(qū)沿鐵路方向，從主干管處分出一條東西向的干管，主要往火車站和鐵路沿線用戶供水。沿主干管和干管分出給水支管，分配到城市各處用戶，管線連接成閉合環(huán)路。管道按照城市規(guī)劃道路布置，盡量繞開鐵路。為了保障城市管網(wǎng)系統(tǒng)的供水安全，在南北兩區(qū)之間增加兩根連通管，而整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)只穿過鐵路兩次，大大減少了對(duì)鐵路運(yùn)行的影響。本設(shè)計(jì)按照城市規(guī)劃平面圖布置管網(wǎng)，供水覆蓋全區(qū)，并充分考慮了供水安全性，對(duì)各集中用水大用戶都有供水保障，且考慮了系統(tǒng)近遠(yuǎn)期分期建設(shè)的可能，留有發(fā)展余地。本設(shè)計(jì)輸配水管網(wǎng)布置圖詳見附錄A2.1。2.3設(shè)計(jì)水量計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)，城市最高日用水量：QdQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q1——綜合生活用水量；Q2——工業(yè)企業(yè)用水量；Q3——澆灑道路和綠地用水量；Q4——管網(wǎng)漏失水量；Q5——未預(yù)見用水量；Q6——消防用水量。城市最高日綜合生活用水Q1qNfq——最高日居民生活用水定額，L/(cap·d)；N——設(shè)計(jì)年限內(nèi)計(jì)劃人口數(shù)；f——城市自來水用水普及率（。東北地區(qū)B城市常住人口49萬人，屬于二區(qū)Ⅰ型小城市，根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）中最高日綜合生活用水定額為120~230L/(人·d)以及所給原始資料取該城市近期最高日綜合生活用水量按130L/(人·d)，自來水普及率取95%。考慮遠(yuǎn)期用水量會(huì)增加，遠(yuǎn)期最高日綜合生活用水量按200L/(人·d)，該地區(qū)人口自然增長(zhǎng)率2.91‰。另城市火車站日用水量1900m3近期：Q1=150×49×10000×0.951000=60515遠(yuǎn)期：Q1=200×50×10000×0.95工業(yè)用水量工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水、Q2，1=6000+11000=17000m2) 職工生活用水工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員生活用水量和淋浴用水量可按《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。工作人員生活用水量：一般車間25L/(人·班)，高溫車間35L/(人·班)。工作人員淋浴用水量：一般車間40L/(人·班)，高溫車間60L/(人·班)。得一般車間工作人員生活用水量：Q2，2=（210+320）×25=13250L/d高溫車間工作人員生活用水量：Q2，3=（90+80）×35=5950L/d工作人員淋浴用水量：Q2，4=（20+50）×60+（50+80）×40=4370L/d故工業(yè)企業(yè)用水量為：Q2=17000+13.25+5.95+4.37=17024m澆灑道路和綠地用水量按綜合生活用水量及工業(yè)用水量之和的5％考慮。Q3=（17024+62415）×0.05=3972m管網(wǎng)漏失水量：按以上三項(xiàng)水量之和的10%~12%計(jì)，本設(shè)計(jì)取10%Q4=（17024+62415+3972）×0.1=8314m未預(yù)見用水量：取上述各項(xiàng)水量之和的20%。Q5=（17024+62415+3972+8314）×0.2=18350消防用水量消防用水為短時(shí)間內(nèi)的大量用水，不會(huì)經(jīng)常發(fā)生，故不計(jì)入最高日設(shè)計(jì)用水量中，只在消防校核時(shí)考慮。城市用水總量近期：Qd=17024+62415+3972+8814+18350=110102m近期：Qd=95000+17024+5696+11962+26316=157898最高日最高時(shí)用水量：近期：Qh=Kh·Qd24=1.53×11010224近期：Qh=Kh·Qd24=1.53×15789824設(shè)計(jì)規(guī)模：水廠自用水率10%近期：Q=110101×1.1=12萬m3/d，取近期12萬m3/d。遠(yuǎn)期：Q=157898×1.1=17萬m3/d，取遠(yuǎn)期18萬m3/d。2.4給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算2.4.1管網(wǎng)計(jì)算簡(jiǎn)化為了便于管網(wǎng)平差計(jì)算，對(duì)管網(wǎng)圖進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，對(duì)管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、管段和閉合環(huán)路分別進(jìn)行編號(hào)，管網(wǎng)簡(jiǎn)化與編號(hào)結(jié)果詳見管線布置附錄A2。本設(shè)計(jì)中，輸水管采用鋼管，配水管采用球墨鑄鐵管，水力計(jì)算采用海森-威廉公式，海森-威廉系數(shù)Cw=130。2.4.2沿線流量計(jì)算（1）比流量計(jì)算qqni——各集中用水用戶的集中流量（L/s），lmi——各管段沿線配水長(zhǎng)度（m）ql——比流量（L/（s·m））城區(qū)總管長(zhǎng)54859m，管段沿線配水長(zhǎng)度39697.5m，設(shè)計(jì)流量2796L/s。各集中用水用戶的集中流量為q所以，比流量為q（2）沿線流量計(jì)算qqmi——各管段沿線流量，L/s；lmi——各管段長(zhǎng)度，m。ql——比流量（L/（s·m））各管段沿線流量計(jì)算結(jié)果詳見附錄B2.1。2.4.3節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算節(jié)點(diǎn)流量公式如下：Q式中N——管網(wǎng)圖的節(jié)點(diǎn)總數(shù)；Qj——節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量（L/s）；qmj——最高時(shí)位于節(jié)點(diǎn)j的集中流量（L/s）；qsj——位于節(jié)點(diǎn)j的（泵站或水塔）供水設(shè)計(jì)流量（L/s）；qmi——最高時(shí)管段i的沿線流量（L/s）；Sj——節(jié)點(diǎn)j的關(guān)聯(lián)集，即與節(jié)點(diǎn)j關(guān)聯(lián)的所有管段編號(hào)的集合節(jié)點(diǎn)（1）處是輸水管與配水管網(wǎng)的連接處，節(jié)點(diǎn)流量以流出為正，流入為負(fù)，所以節(jié)點(diǎn)（1）處節(jié)點(diǎn)流量-2796L/s，火車站集中用水流量加在節(jié)點(diǎn)（15）處，流量為21.99L/s；工廠A的集中用水流量加在節(jié)點(diǎn)（26）處，流量為127.31L/s；工廠B的集中用水流量加在節(jié)點(diǎn)（27）處，流量為69.44L/s。綜上所述，求得各節(jié)點(diǎn)流量，計(jì)算結(jié)果詳見附錄B2.1。2.4.4管網(wǎng)流量初分配與管徑初選管網(wǎng)按事先設(shè)定的管道流量方向初步分配流量，根據(jù)初分配的流量和經(jīng)濟(jì)流速初步確定各管段管徑。管網(wǎng)最高日最高時(shí)初分配流量大小、方向與初選管徑見附錄B2.2。2.4.5管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量平差對(duì)最高日最高時(shí)給水管網(wǎng)進(jìn)行平差計(jì)算，滿足誤差限值的條件下，平差結(jié)果見附錄B2.3。由設(shè)計(jì)資料知，Ⅰ、Ⅱ區(qū)房屋分別為6層和4層，根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第3.0.10條，所需最小服務(wù)水頭分別為28m和20m。假定以節(jié)點(diǎn)（31）作為管網(wǎng)控制點(diǎn)，設(shè)該節(jié)點(diǎn)自由水頭為20m，由平差結(jié)果得到各管段水頭損失，從控制點(diǎn)依次推出其他所有節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)水頭，計(jì)算結(jié)果見附錄B2.4。從結(jié)果來看，當(dāng)滿足控制節(jié)點(diǎn)（31）的自由水頭時(shí)，管網(wǎng)系統(tǒng)中其他節(jié)點(diǎn)的自由水頭并不都滿足要求，實(shí)際控制節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)。經(jīng)節(jié)點(diǎn)水頭調(diào)整后，管網(wǎng)系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)的自由水頭都滿足要求，其中節(jié)點(diǎn)（1）~（17）位于Ⅰ區(qū)，自由水頭均不小于28m；節(jié)點(diǎn)（18）~（31）位于Ⅱ區(qū)，自由水頭均不小于20m。綜上，節(jié)點(diǎn)（17）為管網(wǎng)實(shí)際的控制點(diǎn)。由節(jié)點(diǎn)（1）至節(jié)點(diǎn)（37）選擇兩條不同管路計(jì)算最高日最高時(shí)條件下管網(wǎng)總水頭損失，兩者取平均值作為管網(wǎng)總水損。管路一：管段[7]→[14]→[26]→[29]→[30]→[31]→[32]→[33]?n11=1管路二：管段[1]→[2]→[5]→[12]→[22]→[28]→[32]→[33]?平均得管網(wǎng)總水損?n12.4.6泵站揚(yáng)程設(shè)計(jì)泵站揚(yáng)程可用下式計(jì)算：H式中，Hp——送水泵站揚(yáng)程（m）；Zc——管網(wǎng)控制點(diǎn)的地面標(biāo)高和吸水井最低水位的高程差（m）；Hc——管網(wǎng)控制點(diǎn)所需的最小服務(wù)水頭（m）；Hs——送水泵站內(nèi)部水頭損失（m）；H0——安全水頭（m）；hc——輸水管水頭損失（m）；hn——管網(wǎng)中水頭損失（m）。吸水井最水位179.90m，控制點(diǎn)（17）里面標(biāo)高190.8m，Z控制點(diǎn)所需的最小服務(wù)水頭Hc=28.00m，泵站內(nèi)部水頭損失Hs=2.00m，安全水頭取H0=2.00m。取輸水管L=200m，設(shè)計(jì)流量為2796L/s，采用雙管輸水，單管流量為1398L/s，選用DN1100的鋼管，流速1.47m/s，i=1.57‰，局部水頭損失按沿程水損10%計(jì)，則輸水管總水損?管網(wǎng)總水頭損失為hn=hn1=12.39m。故水泵揚(yáng)程H確定泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程和流量，則可以進(jìn)行選泵和泵站設(shè)計(jì)，但要注意，選擇水泵的揚(yáng)程一般要略高于泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程，因?yàn)檫€要考慮泵站內(nèi)部連接管道的水頭損失。同時(shí)，所選的泵必須保證滿足三種工況的要求，即設(shè)計(jì)時(shí)工況、消防時(shí)工況、最不利管段事故時(shí)工況，且正常工作的多數(shù)時(shí)段水泵在高效段運(yùn)行。選用500S-59型水泵，三用一備，單泵流量1667m3/h，性能參數(shù)如圖2-1所示，性能曲線如圖2-2所示。圖2-1水泵參數(shù)圖2-2水泵性能曲線2.4.7消防校核縣城同一時(shí)間內(nèi)火災(zāi)發(fā)生次數(shù)3次，一次滅火用水量為85L/s，消防設(shè)計(jì)流量2.95m3/s消防設(shè)計(jì)流量假設(shè)著火點(diǎn)為控制點(diǎn)（17）。按低壓消防考慮，保證火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)自由水頭大于等于10m。消防時(shí)管網(wǎng)流量分配、節(jié)點(diǎn)流量管網(wǎng)平差結(jié)果詳見附錄B2.5。假定消防時(shí)控制節(jié)點(diǎn)為（22），令其自由水頭為10.00m，由此推出管網(wǎng)其他所有節(jié)點(diǎn)的自由水頭，火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)（22）與（17）自由水頭均大于10.00m，滿足消防要求，故節(jié)點(diǎn)（22）為消防時(shí)管網(wǎng)實(shí)際控制點(diǎn)。消防時(shí)各管段流量、水頭損失和（最小）節(jié)點(diǎn)水頭詳見附錄B2.6。消防時(shí)管網(wǎng)總水損16.68m，消防時(shí)水泵揚(yáng)程H消防工況點(diǎn)在泵并聯(lián)曲線高效段，滿足要求。2.4.8事故校核事故時(shí)流量按設(shè)計(jì)流量的70%計(jì)算，則各節(jié)點(diǎn)流量為最高日最大時(shí)節(jié)點(diǎn)流量的70%。根據(jù)最高日最大時(shí)平差結(jié)果，選擇流量最大的管段[7]作為事故管段，去掉該管段，對(duì)剩余管段進(jìn)行管網(wǎng)平差。事故時(shí)管網(wǎng)平差結(jié)果詳見附錄B2.7。假設(shè)事故時(shí)控制點(diǎn)仍為節(jié)點(diǎn)（17），令其自由水頭為28.00m，根據(jù)各管段水頭損失和節(jié)點(diǎn)高程推出管網(wǎng)其他所有節(jié)點(diǎn)的自由水頭，得到Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)節(jié)點(diǎn)自由水頭均符合要求，故節(jié)點(diǎn)（17）為事故時(shí)管網(wǎng)實(shí)際控制點(diǎn)。事故時(shí)各管段流量、水頭損失和（最小）節(jié)點(diǎn)水頭詳見附錄B2.8。事故時(shí)管網(wǎng)水損5.53m，事故時(shí)水泵揚(yáng)程H事故工況點(diǎn)在泵并聯(lián)曲線高效段，滿足要求。第3章取水工程設(shè)計(jì)3.1取水構(gòu)筑物的選擇取水構(gòu)筑物的位置本設(shè)計(jì)中取水構(gòu)筑物位置選在河流上游靠近水廠的西岸，具體位置見管網(wǎng)設(shè)計(jì)圖。位置選擇有以下好處：取水構(gòu)筑物選在河流上游，水質(zhì)較好；水口設(shè)于靠近城市用戶的河流西岸；1.0km以上位置；取水構(gòu)筑物附件無污水排放口，環(huán)境衛(wèi)生條件較好。河流為通航河段，應(yīng)選擇河床岸邊且避開船舶?？看a頭。取水構(gòu)筑物的形式由于該河流岸邊有足夠水深，水質(zhì)和地質(zhì)條件較好，水位變化幅度不大，且河岸較陡，主流近岸，岸邊式取水構(gòu)筑物管理操作方便，取水安全可靠，對(duì)河流水力影響少，且比河床式投資小，故本設(shè)計(jì)最終選擇合建式岸邊式取水構(gòu)筑物。進(jìn)水間設(shè)計(jì)3.2.1進(jìn)水室設(shè)計(jì)（1）進(jìn)水孔設(shè)計(jì)進(jìn)水孔孔前設(shè)置閘門和格柵，形狀為矩形。格柵的柵條厚度10mm，凈距50mm。為便于拆卸和清洗，柵條放置在進(jìn)水孔外側(cè)導(dǎo)槽中。由于河流的水位變化幅度小，設(shè)置一層進(jìn)水孔即可。格柵總面積FK式中，F(xiàn)0——格柵面積，m2；Q——設(shè)計(jì)取水量，m3/s；v0——進(jìn)水孔設(shè)計(jì)流速，m/s；K1——柵條引起的面積減少系數(shù)；b——柵條凈距，mm；s——柵條厚度，mm；K2——格柵阻塞系數(shù)。根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第5.3.15條，進(jìn)水孔設(shè)計(jì)流速取0.50m/s，格柵阻塞系數(shù)取0.75，得KF（2）進(jìn)水室布置進(jìn)水室設(shè)置四格，每臺(tái)泵對(duì)應(yīng)一格，每格設(shè)置一個(gè)進(jìn)水孔，共設(shè)四個(gè)進(jìn)水孔。（3）進(jìn)水孔與格柵水泵三用一備，單個(gè)進(jìn)水孔對(duì)應(yīng)格柵面積f0進(jìn)水孔口尺寸宜盡量符合標(biāo)準(zhǔn)的格柵和閘門尺寸，采用1600mm×1200mm，格柵尺寸選擇標(biāo)準(zhǔn)尺寸1700mm×1300mm（標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)S321-1中型號(hào)16）。則實(shí)際進(jìn)水孔總面積為F通過格柵的水頭損失取0.10m。3.2.2格網(wǎng)設(shè)計(jì)（1）格網(wǎng)選擇選用平板格網(wǎng)，格網(wǎng)設(shè)在進(jìn)水室和吸水室之間隔墻的前后，不單獨(dú)設(shè)格網(wǎng)室。平板格網(wǎng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，占地面積較小，可縮小進(jìn)水間尺寸；缺點(diǎn)是沖洗麻煩，網(wǎng)眼不能太小，因而不能攔截較細(xì)小的漂浮物。（2）格網(wǎng)面積平板格網(wǎng)面積FK式中，F(xiàn)1——平板格網(wǎng)面積，m2；Q——通過格網(wǎng)流量，m3/s；v1——通過格網(wǎng)的流速，m/s；K1——柵條引起的面積減少系數(shù)；b——網(wǎng)眼尺寸，mm；d——金屬絲直徑，mm；K2——格網(wǎng)阻塞系數(shù)；ε——水流收縮系數(shù)，一般采用0.64~0.80。本設(shè)計(jì)中格網(wǎng)尺寸采用5mm×5mm，金屬絲直徑d=2mm。根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第5.3.16條，通過格網(wǎng)的流速v1=0.40m/s，格網(wǎng)阻塞系數(shù)K2=0.50，水流收縮系數(shù)0.80，則KF（3）網(wǎng)格尺寸吸水室設(shè)置4格，每臺(tái)水泵對(duì)應(yīng)一格，每格設(shè)一格格網(wǎng)，共設(shè)4個(gè)網(wǎng)格，3用1備，每個(gè)格網(wǎng)的面積f參考《給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集》，選擇S321-6中型號(hào)為C18的平板格網(wǎng)，其進(jìn)水部分尺寸為2250mm×2500mm，格網(wǎng)尺寸為2380mm×2630mm。格網(wǎng)面積較大，另設(shè)一層支撐網(wǎng)增加工作網(wǎng)的強(qiáng)度。參考《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（03冊(cè)）第4.5.3.4條，支撐網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸采用25mm×25mm，金屬絲直徑采用3mm。水流通過格網(wǎng)的水頭損失取0.20m。3.2.3吸水室設(shè)計(jì)吸水室和進(jìn)水室一樣分成4格。吸水室長(zhǎng)度一般與進(jìn)水室相同，吸水室寬度根據(jù)吸水管布置確定，詳見泵房設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算。3.2.4進(jìn)水間設(shè)計(jì)吸水室底部的沉積泥沙采用高壓水噴嘴沖洗，本設(shè)計(jì)選擇200QW250-15-18.5型排污泵處理進(jìn)水間沉積的泥沙。進(jìn)水間平面布置需與水泵吸水管路布置綜合考慮，詳見取水泵房設(shè)計(jì)和取水泵房工藝布置圖。進(jìn)水間高程布置：（1）進(jìn)水孔標(biāo)高參考《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（03冊(cè)）第4.5.1.4條，取進(jìn)水孔上緣在最低水位以下0.50m，則進(jìn)水孔上緣標(biāo)高為：176.00?0.5=175.50m由進(jìn)水孔尺寸知孔高為1.20m，則進(jìn)水孔下緣標(biāo)高為：175.50?1.20=174.30m（2）進(jìn)水室水位標(biāo)高進(jìn)水室最低水位=河流最低水位-進(jìn)水孔前格柵水頭損失，即176.00?0.10=175.90進(jìn)水室最高水位=河流最高水位-進(jìn)水孔前格柵水頭損失，即182.00?0.10=181.90（3）吸水室水位標(biāo)高吸水室最低水位=進(jìn)水室最低水位-格網(wǎng)水頭損失，即175.90?0.20=175.70吸水室最高水位=進(jìn)水室最高水位-格網(wǎng)水頭損失，即181.90?0.20=181.70（4）吸水室進(jìn)水口標(biāo)高設(shè)計(jì)中吸水室進(jìn)水口上緣在進(jìn)水室最低水位以下0.40m，則進(jìn)水口上緣標(biāo)高為175.90?0.40=175.50m因吸水室進(jìn)水口高2.25m，則進(jìn)水口下緣標(biāo)高為175.50?2.25=173.25（5）進(jìn)水間標(biāo)高設(shè)計(jì)中進(jìn)水間采用非淹沒式，取水泵房建在江河邊，參考《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（03冊(cè)）第4.2.2.3、4.5.3.2條，進(jìn)水間頂即操作平臺(tái)標(biāo)高h(yuǎn)應(yīng)該滿足?≥H+?式中，H——設(shè)計(jì)最高水位標(biāo)高，m；hB——浪高，m；ω——最大風(fēng)速，m/s；L——波浪順著風(fēng)向擴(kuò)展至對(duì)岸的距離，km；設(shè)計(jì)中取ω=7.0m/s，L=70m=0.07km，則?取浪高為0.10m，進(jìn)水間頂操作平臺(tái)的標(biāo)高?≥182.00+0.10+0.50m=182.60m設(shè)進(jìn)水間底板在吸水室進(jìn)水口以下0.50m處，則進(jìn)水間底板標(biāo)高為173.25?0.50=172.75m3.2.5起吊設(shè)備（1）格柵起吊設(shè)備1）起重量計(jì)算D=k（G+P?F?f）式中，k——安全系數(shù)，取1.50；G——格柵和鋼繩重量，計(jì)100kg；P——格柵前后水壓差，即P=0.10m=100Pa；f——格柵與導(dǎo)槽間的摩擦系數(shù)，取0.40；F——單個(gè)格柵面積，由尺寸知面積為1.92m2。得D=1.50×2）起吊設(shè)備選擇選用CD10.5-12D型電動(dòng)葫蘆，其起吊重量為0.50t，起吊高度12m。（2）格網(wǎng)起吊設(shè)備1）起重量計(jì)算D=k（G+P?F?f）式中，k——安全系數(shù)，取1.50；G——格網(wǎng)和鋼繩重量，計(jì)150kg；P——格柵前后水壓差，即P=0.20m=200Pa；f——格柵與導(dǎo)槽間的摩擦系數(shù)，取0.40；F——單個(gè)格柵面積，由尺寸知面積為6.26m2。得D=1.50×2）起吊設(shè)備的選擇選用CD11-12D型電動(dòng)葫蘆，其起吊重量為t，起吊高度12m。水泵機(jī)組選型（1）設(shè)計(jì)流量近期Q=遠(yuǎn)期Q=（2）設(shè)計(jì)揚(yáng)程H式中，Hp——泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程，m；H0——泵站靜揚(yáng)程，河流最低水位與水廠配水井最高水位之差，m；H1——泵站內(nèi)水頭損失，m；H2——泵站至水廠配水井的水頭損失，m；H3——安全水頭，m。配水廠最高水位188.24m，則水泵靜揚(yáng)程洪水位時(shí)：H0常水位時(shí)：H枯水位時(shí)：H泵站內(nèi)部水頭損失（包括進(jìn)水間內(nèi)水頭損失與水泵吸、壓水管水頭損失）粗估為H1=2.00m。取水泵站至水廠的輸水管采用兩根DN1000鋼管，按近期設(shè)計(jì)流量計(jì)算，得每根輸水管的設(shè)計(jì)流量為2625m3/h，查水力計(jì)算表得管內(nèi)流速為0.93m/s，i=0.959‰，管長(zhǎng)300m，局部水頭損失按沿程水頭損失得50%計(jì)算，得原水輸水管水頭損失H設(shè)計(jì)中取H2=0.50m。安全水頭取H3=1.50m。綜上，得到河流各水位下泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程：洪水位時(shí)：H常水位時(shí)：H枯水位時(shí)：H（3）管路特性曲線H當(dāng)Q=0時(shí)，H1=H2=0,則H0+H3=HST。當(dāng)Q=1.46m3/s時(shí)，H1+H2=SQ2=2+0.50=2.50m，得S=故不同水位下管路特性曲線為：洪水位時(shí)，HST=H0+H3=6.24+1.50=7.74m，HP=7.74+1.17Q2；常水位時(shí)，HST=H0+H3=9.24+1.50=10.74m，HP=10.74+1.17Q2；枯水位時(shí)，HST=H0+H3=12.24+1.50=13.74m，HP=13.74+1.17Q2；（4）水泵和電機(jī)選型水泵按近期選型，安裝時(shí)留有余地，遠(yuǎn)期時(shí)可換成流量更大的泵。初選4臺(tái)500S22A單級(jí)雙吸式離心泵，3用1備。水泵機(jī)組性能參數(shù)見表3-1。表3-1500S22A水泵機(jī)組性能參數(shù)性能 500S22A流量（m3/s） 0.39~0.49~0.56揚(yáng)程（m） 20~17~14轉(zhuǎn)速（r/min） 970泵軸功率（kW） 93.8~103效率 74%~82%氣蝕余量（m） 6.0泵重（kg） 950配套電機(jī) Y315M1-6電機(jī)功率（kW） 132電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 970電機(jī)額定電壓（V） 380電機(jī)重（kg） 1900（5）水泵工況點(diǎn)采用最小二乘法對(duì)水泵特性曲線高效區(qū)進(jìn)行擬合，得500S22A型水泵的特性曲線（流量Q，m3/s；揚(yáng)程H，m）如下：H=47.63Q2+10.41Q+23.16由管路特性曲線和水泵并聯(lián)曲線，如圖3-1，所示，得到三個(gè)不同水位的工況點(diǎn)?？菟还r點(diǎn)：（1.52m3/s，16.20m），對(duì)應(yīng)的單泵流量為0.51m3/s；常水位工況點(diǎn)：（1.62m3/s，14.70m），對(duì)應(yīng)的單泵流量為0.54m3/s；洪水位工況點(diǎn)：（1.77m3/s，12.33m），對(duì)應(yīng)的單泵流量為0.59m3/s。三個(gè)水位下泵都處在高效區(qū)或高效區(qū)附近運(yùn)行，所選水泵能滿足取水工程需求。取水泵房設(shè)計(jì)3.4.1水泵基礎(chǔ)設(shè)計(jì)500S22A型水泵采用混凝土塊式基礎(chǔ)，根據(jù)泵與電機(jī)尺寸得出基礎(chǔ)尺寸為：L×B=2600mm×1300mm基礎(chǔ)深度計(jì)算公式H=式中，W——水泵機(jī)組總重，kg；L——基礎(chǔ)長(zhǎng)度，m；B——基礎(chǔ)寬度，m；ρ——基礎(chǔ)密度，kg/m3。查水泵性能參數(shù)表，知水泵機(jī)組總重W=950+1900=2850kg，基礎(chǔ)密度即混凝土密度采用ρ=2350kg/m3，則H=3.4.2吸水管路設(shè)計(jì)（1）水泵吸水管設(shè)計(jì)如表3-2，吸水喇叭口設(shè)計(jì)如表3-3。吸水管手動(dòng)閘閥選擇D45T-10暗桿楔式閘閥，長(zhǎng)度660mm；偏心漸縮管長(zhǎng)度550mm。表3-2500S22A水泵吸水管設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量（m3/s）吸水管直徑管道流速（m/s）1000i0.56DN7001.463.60表3-3吸水喇叭口設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分項(xiàng)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)結(jié)果小頭直徑d（mm）即吸水管直徑700大頭直徑D（mm）D~1.5d1000長(zhǎng)度L（mm）L(3.0~7.0)(Dd)900距吸水井井壁距離（mm）(0.75~1.00)D1000距吸水井井底距離（mm）0.80D1100喇叭口淹沒水深h（m）h0.5~1.0m1150（2）吸水管路水頭損失?=i?l+ξ1+ξξ1——喇叭口局部阻力系數(shù)，取0.50ξ2——90°彎頭局部阻力系數(shù)，取1ξ3——手動(dòng)閘閥局部阻力系數(shù)，取ξ4——偏心漸縮管局部阻力系數(shù)，取0v1——吸水管流速，1.46m/s；v2——偏心漸縮管出口流速，2.85m/s。計(jì)算得h=0.29m，考慮其他因素，取水損1.00m。3.4.3壓水管路設(shè)計(jì)水泵壓水管設(shè)計(jì)如表3-4所示。聯(lián)絡(luò)管與輸水管均采用DN100的鋼管,水泵出口與出水管之間的等心漸擴(kuò)管長(zhǎng)L1=2×(600-500)+150=350mm，水泵壓水管與聯(lián)絡(luò)管之間的等心漸擴(kuò)管長(zhǎng)度L2=2×(1000-600)+150=950mm。管道閥件布置如表3-5所示。表3-4500S22A水泵壓水管設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量（m3/s）吸水管直徑管道流速（m/s）1000i0.56DN6002.008.16表3-5管道閥件設(shè)計(jì)安裝位置閥件類型閥件型號(hào)直徑（mm）長(zhǎng)度（mm）壓水管止回閥HH44X-106001300壓水管電動(dòng)暗桿楔式閘閥Z945T-10600600聯(lián)絡(luò)管電動(dòng)暗桿楔式閘閥Z945T-101000840出水管電動(dòng)法式型蝶閥D94110004103.4.4泵房平面設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中泵房預(yù)計(jì)高度不太大，同時(shí)考慮到施工難度不太大，為方便設(shè)備及管路布置，采用矩形泵房形式。水泵機(jī)組采用單排平行布置，相鄰機(jī)組之間凈距≥1.20m。根據(jù)泵基礎(chǔ)尺寸、機(jī)組之間凈距以及吸水管喇叭口設(shè)計(jì)要求，并考慮遠(yuǎn)期建設(shè)而留有余地，確定每格進(jìn)水室和吸水室凈尺寸。根據(jù)水泵基礎(chǔ)尺寸和管路布置要求得水泵間尺寸，配電值班室設(shè)在操作平臺(tái)上，尺寸為L(zhǎng)×B=8.0m×4.0m，泵房總平面尺寸為L(zhǎng)×B=22m×25m泵房平面布置詳見取水泵房工藝布置圖。3.4.5泵房高程設(shè)計(jì)（1）泵軸標(biāo)高水泵采用自灌式啟動(dòng)，在滿足吸水喇叭口安裝要求的條件下，泵軸標(biāo)高定為與最低水位相同，即175.90m。（2）泵房高程布置泵軸標(biāo)高175.90m，與進(jìn)水間底板標(biāo)高172.75m高差大于3m，結(jié)合泵基礎(chǔ)深度1.26m，為了減少泵房施工難度，進(jìn)水間與泵房底板呈階梯布置。故本設(shè)計(jì)中泵房底板距泵基礎(chǔ)頂面的距離為1.26m，為了泵房運(yùn)行管理的方便，在底板（以及與之相連的泵基礎(chǔ)）施工完成后，在泵房底板上澆注混凝土，使得泵房地面在泵基礎(chǔ)頂面以下0.60m的高度。泵房?jī)?nèi)操作平臺(tái)標(biāo)高在地面以上0.30m，為了便于操作，進(jìn)水間操作平臺(tái)標(biāo)高與之相同。查水泵安裝尺寸，得出各項(xiàng)標(biāo)高如表3-6所示。表3-6泵房高程布置設(shè)計(jì)分項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)果泵軸標(biāo)高（m）175.90泵軸中心距泵基礎(chǔ)頂面距離（m）0.80泵基礎(chǔ)頂面標(biāo)高（m）175.10水泵基礎(chǔ)高于泵房地面高度（m）0.60泵房地面標(biāo)高（m）174.50泵軸中心距電機(jī)側(cè)基礎(chǔ)頂面距離（m）0.32電機(jī)側(cè)基礎(chǔ)頂面標(biāo)高（m）174.18泵軸距水泵進(jìn)水口中心距離（m）0.41水泵進(jìn)水口中心標(biāo)高（m）173.77泵軸距水泵出水口中心距離（m）0.41水泵出水口中心標(biāo)高（m）173.36進(jìn)水間底板標(biāo)高（m）172.75水泵基礎(chǔ)深度（m）1.26泵房底板標(biāo)高（m）173.84操作平臺(tái)標(biāo)高（m）182.60泵房地下部分高度（m）9.603.4.6輔助設(shè)備（1）引水設(shè)備水泵自灌式啟動(dòng)無需引水設(shè)備。（2）計(jì)量設(shè)備流量計(jì)安裝在凈水廠配水井前的流量計(jì)井中，計(jì)量設(shè)備的選取如表3-7所示。表3-7計(jì)量設(shè)備選型設(shè)備型號(hào)測(cè)量范圍安裝位置LD型電磁流量計(jì)282~42400m3/h凈水廠前流量計(jì)井Z-60Z型真空表0~760mmHg水泵吸水管Y-100型壓力表0~1.0MPa水泵壓水管（3）起重設(shè)備泵房?jī)?nèi)最重設(shè)備為500S22A型水泵配套電機(jī)，重量為1900kg，設(shè)計(jì)選用的起重設(shè)備如表3-8所示。表3-8起重設(shè)備性能參數(shù)重機(jī)型號(hào)最大起重量（kg） 跨度（m）電動(dòng)葫蘆型號(hào)LDT2-S2000 7.5AS205-204/1（4）泵房地上部分高度H=a+c+d+e+?式中，a——行車軌道高度，；c——行車軌道底至起重鉤中心距離，m；d——起重繩的垂直長(zhǎng)度，水泵寬度的0.85倍或電機(jī)寬度的1.20倍；e——最大一臺(tái)水泵或電動(dòng)機(jī)的高度，m；d——吊起物底部與泵房操作平臺(tái)的距離，m。H=0.49+0.57+0.85×1.46+1.26+0.50=3.96m泵房地上部分凈空高度取4.40m，則泵房總凈高為9.60+4.00=14.00m。（5）排水設(shè)備沿泵房?jī)?nèi)壁設(shè)寬200mm、深200mm的排水溝，將水匯集在集水坑內(nèi)，然后用泵排放至水源水體下游當(dāng)中。取水泵房的排水量考慮25m3/h，排水泵的凈揚(yáng)程按13m考慮，排水管采用DN100的UPVC塑料管，水頭損失取2.0m，故排水泵揚(yáng)程取15m。泵房?jī)?nèi)集水坑尺寸為L(zhǎng)×B×H=2.0m×2.0m×1.5m，超高取0.3m，則集水坑的有效容積為4.8m3。在集水坑內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)50QW25-10-1.5型潛污泵（n=1430r/min，N=3.0kW）一用一備。（6）通風(fēng)設(shè)備選用風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣通風(fēng)。每小時(shí)通風(fēng)換氣3次，設(shè)置兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，單臺(tái)通氣量估算為2500m3/h，選用T35-11-2.8型軸流風(fēng)機(jī)（葉輪直徑280mm，葉片角度25°，送風(fēng)量為2685m3/h，功率0.166kW，風(fēng)壓173Pa，電動(dòng)機(jī)型號(hào)YSF-5632），排氣管管徑選用DN400。第4章凈水廠設(shè)計(jì)水廠概況4.1.1廠區(qū)規(guī)劃凈水廠按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)，分期建成。其中主要水處理構(gòu)筑物及輸水管按近期規(guī)模建成；輔助建（構(gòu)）筑物土建部分按遠(yuǎn)期規(guī)模一次建成，設(shè)備分期安裝；建設(shè)用地按遠(yuǎn)期規(guī)模一次征購(gòu)；配水管網(wǎng)根據(jù)城區(qū)發(fā)展分期新建與改造。4.1.2廠址選擇根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2006）第8.0.1條，凈水廠設(shè)于城市東北側(cè)，靠近水源地，理由如下：城市土壤種類為亞粘土，地下水位深度為-5.7m；水位較低，地層承載力較大，工程地質(zhì)條件較好，地勢(shì)平坦，便于施工。位于河流上游，水質(zhì)條件較好，靠近取水構(gòu)筑物和城市用水區(qū)。水廠具體位置見城市管網(wǎng)平面圖。4.1.3水廠設(shè)計(jì)水量已知最高日用水量為近期110101m3/d，遠(yuǎn)期157898m3/d水廠自用水率取10%，則水廠設(shè)計(jì)水量為：近期：Q=110101×1.1=12萬m3/d，取近期12萬m3/d。遠(yuǎn)期：Q=157898×1.1=17萬m3/d，取遠(yuǎn)期18萬m3/d。水處理構(gòu)筑物近期采用兩組，每組60000m3/d，遠(yuǎn)期增加一組。水處理工藝流程4.2.1工藝流程選擇一般來講，地下水只需經(jīng)消毒處理即可，對(duì)含有鐵、錳、氟的地下水，則需采用除鐵、除錳、除氟的處理工藝。地表水為水源時(shí)，生活飲用水通常采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒的處理工藝。如果是微污染原水，則需要進(jìn)行特殊處理。澄清工藝是以地表水為水源的生活飲用水的常規(guī)處理工藝，包括混凝、沉淀和過濾，處理對(duì)象主要是水中懸浮物和膠體雜質(zhì)。原水加藥后，經(jīng)混凝使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體，而后通過沉淀池進(jìn)行重力分離。過濾是利用粒狀濾料截留水中雜質(zhì)的構(gòu)筑物，常置于混凝和沉淀構(gòu)筑物之后，用以進(jìn)一步降低水的渾濁度。消毒是滅活水中致病微生物，通常在過濾以后進(jìn)行?！盎炷?沉淀-過濾-消毒”可稱之為生活飲用水的常規(guī)處理工藝。我國(guó)以地表水為水源的水廠主要采用這種工藝流程。本廠水源水質(zhì)符合地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB-3838-91）=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII類水體標(biāo)準(zhǔn)，常年濁度在40-210NTU，處理后要滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)。故設(shè)計(jì)的水處理流程為：4.2.2取水構(gòu)筑物比選在凈水廠設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)和用戶對(duì)水質(zhì)的要求這兩項(xiàng)基本資料，結(jié)合當(dāng)?shù)馗黜?xiàng)具體情況，如水廠規(guī)模、當(dāng)?shù)厮畯S的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、管理和技術(shù)水平以及地質(zhì)地形條件等，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇合適的水處理構(gòu)筑物型式。綜合考慮分期建設(shè)問題以及資金的問題，水處理構(gòu)筑物大多選擇常用的技術(shù)與設(shè)備。下表對(duì)幾種較常用的混合、絮凝、沉淀、過濾設(shè)備進(jìn)行了分析比較，并選擇出了本廠采用的構(gòu)筑物型式。1.混凝該縣城位于東北地區(qū)，冬季水溫低，為保證混凝效果，決定采用聚合氯化鋁作為混凝劑。在低溫低濁期，采用活化硅酸作為助凝劑，以提高混凝效果?；炷巹┑幕旌喜捎霉艿漓o態(tài)混合器。本設(shè)計(jì)采用網(wǎng)格絮凝池，其優(yōu)點(diǎn)如下：與隔板絮凝池相比，網(wǎng)格絮凝池的絮凝時(shí)間短，絮凝效果好；構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用于水量變化不大的水廠；與隔板絮凝池相比，絮凝效果更穩(wěn)定；與折板絮凝池相比安裝維修較容易，費(fèi)用較低。表4-1混凝設(shè)施選擇混凝劑助凝劑混合方式絮凝池聚合氯化鋁活化硅酸管道靜態(tài)混合器網(wǎng)格絮凝池2.沉淀平流沉淀池對(duì)水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作管理方便，處理效果穩(wěn)定，適用于大、中型水廠。斜管（斜板）沉淀池沉淀效率高，占地面積小，但對(duì)原水濁度適應(yīng)性較差，斜管費(fèi)用較高，而且需要定期更新，適用于老沉淀池的改擴(kuò)建。由于該凈水廠沒有嚴(yán)格的占地限制，且處理水量較大，故本設(shè)計(jì)選用平流沉淀池，既保證了水處理效果，又為將來的水廠改擴(kuò)建以及水處理工藝優(yōu)化留有余地。3.過濾普通快濾池閥門多，必須配備全套沖洗設(shè)備。無閥濾池清砂不便，單池面積小，沖洗效果差，出水水質(zhì)差。移動(dòng)罩濾池必須配套移動(dòng)沖洗設(shè)備，對(duì)材質(zhì)要求高，施工難度大。雙層濾料濾池濾料價(jià)格高且易流失，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)周期要求高，沖洗困難。本設(shè)計(jì)采用V型濾池，其優(yōu)點(diǎn)如下：運(yùn)行穩(wěn)妥可靠，濾料廉價(jià)易得，濾床含污量大、過濾周期長(zhǎng)、濾速高，出水水質(zhì)好，氣水反沖洗與表面掃洗沖洗效果好，適用于大中型水廠。4.消毒次氯酸鈉，容易分解，不易保存，設(shè)備體積大，能耗和藥耗高，管理起來不便。二氧化氯制備時(shí)以氣體方式存在，不能貯存，只能現(xiàn)場(chǎng)制備，易發(fā)生爆炸。臭氧容易分解，不能在管網(wǎng)中長(zhǎng)期存在。紫外線沒有持續(xù)的殺菌作用，需和其他消毒方式協(xié)同進(jìn)行。本設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的液氯消毒方式，加氯消毒經(jīng)濟(jì)有效，操作方便，投加設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)豐富，余氯的存在使消毒具有持續(xù)性。穩(wěn)壓配水井配水井停留時(shí)間采用T=3.0min，設(shè)計(jì)水量Q=12萬m3/d，即1.39m3/s，設(shè)配水井平面尺寸為L(zhǎng)×B=10.0m×5.0m，則有效水深：?=配水井超高取0.3m，則配水井高度H=5.3m，設(shè)計(jì)時(shí)中間隔開分成兩格，留有孔洞相通。加藥間及藥庫(kù)設(shè)計(jì)4.4.1投藥量計(jì)算混凝劑采用固體聚合氯化鋁，Al2O3含量為30%。該縣城位于東北地區(qū)，原水濁度40-210NTU，參考該地區(qū)類似水廠，聚合氯化鋁的最大投量取30mg/L，平均投加量取20mg/L?；炷齽┩读坑?jì)算：T=式中，T——日混凝劑投加量；kg/d；α——單位混凝劑投量；mg/L；Q——日處理水量，m3/d。當(dāng)α=30mg/L時(shí)，得混凝劑最大用量：T當(dāng)α=20mg/L時(shí)，得混凝劑平均用量：T助凝劑活化硅酸投量計(jì)算：T式中，T2——日助凝劑投加量；kg/h；α——單位助凝劑投量；mg/L；Q——日處理水量，m3/h。參考各地投量經(jīng)驗(yàn)，取α=3mg/L時(shí)，得助凝劑用量：T=一日按兩次配制，則一次需要配制活化硅酸量為：15×12=180kg/d原水堿度為70-90mg/L，可不投加堿劑。4.4.2混凝劑配制與投加（1）混凝劑投加方法根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-20018）第9.3.3條，混凝劑采用濕投方法投加，具體做法是采用計(jì)量泵投加。（2）混凝劑調(diào)制方法本設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌方式調(diào)制混凝劑。（3）溶液池設(shè)計(jì)溶液池容積計(jì)算：W式中，W1——溶液池容積，m3；Q——設(shè)計(jì)處理水量，m3/h；a——混凝劑最大投加量，mg/L；b——混凝劑的濃度，%；n——每日調(diào)制次數(shù)。根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.3.4~9.3.5條，取b=15%，n2次，已知Q5000m3/h，得W溶液池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單池尺寸為L(zhǎng)×B×H=3.0m×2.5m×2.3m，高度中包括超高0.30m，沉渣高度0.30m，則其有效水深為1.7m，實(shí)際有效容積為12.75m3，滿足要求。設(shè)兩個(gè)溶液池，交替使用，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)投藥。（4）溶解池設(shè)計(jì)溶解池容積用以下公式計(jì)算：W2(0.2~0.3)W1式中，W1——溶液池容積，m3；W2——溶解池容積，m3。設(shè)計(jì)中取W2=0.25W1，得W2=0.25×12=3m3。溶解池尺寸L×B×H=1.5m×1.5m×2.0m,高度中含超高0.30m，底部沉渣高0.20m。則其有效水深為1.5m，實(shí)際有效容積3.375m3。設(shè)兩座溶解池，一用一備。（5）溶解池?cái)嚢柙O(shè)備溶解池采用機(jī)械攪拌，選用可調(diào)式（移動(dòng)式）攪拌機(jī)，攪拌設(shè)備應(yīng)進(jìn)行防腐處理，所選攪拌機(jī)型號(hào)為ZJ-700，攪拌機(jī)的主要性能參數(shù)見表4-2。4-2ZJ-700型折槳式攪拌機(jī)性能參數(shù)及外形尺寸功率（km）池形尺寸（mm）槳葉底距池底高（mm）轉(zhuǎn)速（r/min）3.01600×160030085（6）計(jì)量設(shè)備計(jì)量泵每小時(shí)投加藥量：q=選J-Z630/0.6型柱塞計(jì)量泵3臺(tái)，2用1備。泵的主要性能參數(shù)見表4-3。表4-3J-Z630/0.6型柱塞計(jì)量泵性能參數(shù)額定流量（L/h）排出壓力（MPa）泵速（次/min）電功機(jī)率（kW）6300.4~0.61260.754.4.3加藥間及藥庫(kù)平面布置（1）加藥間各種管線布置在管溝內(nèi)，給水管采用鍍鋅鋼管、加藥管采用塑料管、排渣管采用塑料管。加藥間內(nèi)設(shè)二處沖洗地坪用DN25水龍頭。為便于沖洗水集流，設(shè)置地坪坡度≥5‰，并坡向集水坑。根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.3.7條，對(duì)加藥間設(shè)施采取相應(yīng)的防腐措施；根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.3.8條，加藥間宜靠近投藥點(diǎn)，具體位置參考水廠平面布置圖。（2）藥庫(kù)根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.3.2條，混凝劑和助凝劑的儲(chǔ)備量應(yīng)按當(dāng)?shù)毓?yīng)、運(yùn)輸?shù)葪l件確定，宜按最大投加量的7d~15d計(jì)算，本設(shè)計(jì)取15d。聚合氯化鋁儲(chǔ)備量：M1聚合氯化鋁密度按1.15t/m3計(jì)，得所占體積：V活化硅酸儲(chǔ)備量：M聚合氯化鋁密度按1.40t/m3計(jì)，得所占體積：V兩種藥劑合計(jì)所占體積：

V=49.96+3.86=53.82m3根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.3.4條，計(jì)算固體混凝劑和助凝劑倉(cāng)庫(kù)面積時(shí)，其堆放高度可為1.5m~2.0m，有運(yùn)輸設(shè)備時(shí)堆放高度可適當(dāng)增加。本設(shè)計(jì)取1.5m，則儲(chǔ)存藥劑所需面積為：53.82÷1.5=35.88㎡考慮到藥劑的運(yùn)輸、搬運(yùn)和磅秤所占面積，不同藥品間留有間隙等，這部分面積按藥品所占面積的30%計(jì)，則藥庫(kù)所占面積：35.88×1.3=46.64㎡，設(shè)計(jì)中取50㎡。藥庫(kù)與加藥間合建，并考慮遠(yuǎn)期土建，則整個(gè)加藥間（包括藥庫(kù)和值班控制室）尺寸為L(zhǎng)×B=15m×25m?；旌显O(shè)備選用2組DN800管道靜態(tài)混合器（3節(jié)），水頭損失取h=0.5m。絮凝池設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用網(wǎng)格絮凝池，設(shè)計(jì)中與沉淀池合建。4.6.1設(shè)計(jì)水量已知水廠設(shè)計(jì)水量為Q=5000m3/h=1.39m3/s，網(wǎng)格絮凝池分為兩組，每組兩池，每組對(duì)應(yīng)一座沉淀池。每池設(shè)計(jì)水量為：Q4.6.2尺寸設(shè)計(jì)（1）絮凝池有效容積V=60?式中，V’——絮凝池有效容積，m3；Q1——單個(gè)絮凝池處理水量，m3/s；T——絮凝時(shí)間，min。根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.4.15條，網(wǎng)格絮凝時(shí)間宜為12~20min，本設(shè)計(jì)取15min，則每座絮凝池有效容積為：V'（2）絮凝池面積A式中，V’——絮凝池有效容積，m3；A’——絮凝池面積，m2；H’——平均有效水深，m。取有效水深3.5m，則A（3）單格面積f'式中，f'——網(wǎng)格單格面積,m2；v0——豎井流速，m本設(shè)計(jì)中取v0=0.12m/s，則單格面積為：f設(shè)每格為方形，邊長(zhǎng)采用1.73m，每格實(shí)際面積為3.0m2，得單池分格數(shù)為：n=則實(shí)際絮凝時(shí)間：t=絮凝池的平均有效水深3.5m，取超高0.35m，泥斗深度0.65m，則池的總高度為：H=3.5+0.35+0.65=4.5m絮凝池每行分5格，每池布置6行，底部進(jìn)水?？紤]結(jié)構(gòu)尺寸，隔墻厚度取0.20m，邊墻稍厚，取0.40m。考慮與平流沉淀池合建，從絮凝池到沉淀池的過渡區(qū)凈寬取1.50m。池體平面尺寸詳見絮凝池工藝布置圖。4.6.3過水孔洞設(shè)計(jì)（1）過水孔洞尺寸S=式中，S——過水孔洞面積，m2；Q——過水孔洞流量，m3/s；v2——豎井流速，m/s；b——過水孔洞寬度，m；h——過水孔洞高度，m。按照上述公式，根據(jù)過水孔洞流量和流速確定過水孔洞面積，進(jìn)而確定其尺寸，根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.4.16條，豎井之間孔洞流速：前段宜為0.30m/s~0.20m/s，中段宜為0.20m/s~0.15m/s，末段直為0.14m/s~0.10m/s。計(jì)算結(jié)果見表4-4，網(wǎng)格計(jì)算編號(hào)見圖4-1。圖4-1表4-4絮凝池孔洞尺寸與水頭損失計(jì)算分格孔寬b孔高h(yuǎn)流量Q面積S流速v水損∑h編號(hào)mmm3/sm2m/smm11.730.670.3481.160.300.00460.076321.730.670.3481.160.300.004631.730.670.3481.160.300.004641.730.670.3481.160.300.004651.730.670.3481.160.300.004661.730.670.3481.160.300.004671.730.670.3481.160.300.004681.730.670.3481.160.300.004691.730.670.3481.160.300.0046101.730.670.3481.160.300.0046111.731.010.3481.740.200.0020121.731.010.3481.740.200.0020131.731.010.3481.740.200.0020141.731.010.3481.740.200.0020151.731.010.3481.740.200.0020161.731.010.3481.740.200.0020171.731.010.3481.740.200.0020181.731.010.3481.740.200.0020191.731.010.3481.740.200.0020201.731.010.3481.740.200.0020211.731.440.3482.490.140.0010221.731.440.3482.490.140.0010231.731.440.3482.490.140.0010241.731.440.3482.490.140.0010251.731.440.3482.490.140.0010261.731.440.3482.490.140.0010271.730.720.1741.240.140.0010281.730.720.1741.240.140.0010291.730.720.1741.240.140.0010301.730.720.1741.240.140.0010（2）網(wǎng)格設(shè)置網(wǎng)格布置分為前、中、末三段，其中1~10號(hào)為前段，11~20號(hào)為中段，21~30號(hào)為末段，根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.4.16條過柵（過網(wǎng)）流速：前段宜為0.30m/s~0.25m/s，中段宜為0.25m/s~0.22m/s，末端不直安放柵條（網(wǎng)格）。各段網(wǎng)格設(shè)置及參數(shù)選取見表4-5。表4-5網(wǎng)格設(shè)置及參數(shù)格數(shù)對(duì)應(yīng)編號(hào)每格安裝層數(shù)網(wǎng)格尺寸過柵流速v1（m/s）51~5380×80mm0.2556~10280×80mm0.25511~152100×100mm0.20516~201100×100mm0.201021~30不安裝網(wǎng)格——4.6.4水頭損失計(jì)算（1）網(wǎng)格水頭損失?式中?1——每層網(wǎng)格水頭損失，ξ1——網(wǎng)格阻力系數(shù)，v1——各段過網(wǎng)孔流速前段每層網(wǎng)格水頭損失：?中段每層網(wǎng)格水頭損失：?通過網(wǎng)格總水頭損失為：∑?1（2）孔洞水頭損失?式中?2——每層網(wǎng)格水頭損失，ξ2——網(wǎng)格阻力系數(shù)，v2——各段過網(wǎng)孔流速各格孔洞水頭損失計(jì)算結(jié)果見表4-5，通過絮凝池各孔洞的總水頭損失為Σ綜上，通過絮凝池的總水頭損失為：?=4.6.5G與GT值校核（1）G值校核G=式中，G——速度梯度，s-1；g——重力加速度，9.8m/s2；h——混凝設(shè)備中的水頭損失，m；v——水的運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s；T——停留時(shí)間s。計(jì)算中取20℃時(shí)水的運(yùn)動(dòng)粘度1.011×10-6m2/s，網(wǎng)格絮凝池各段停留時(shí)間為15×60÷3=300s，絮凝池各段G值計(jì)算及校核結(jié)果如表4-6所示。表4-6網(wǎng)格絮凝池G值校核校核網(wǎng)格水損孔洞水損總水損停留時(shí)間G值校核區(qū)間分段mmmss-1s-1前段0.11500.04590.160930072.1170~100中段0.04800.02040.068430047.0140~60末段0.00000.01000.010030017.9810~30絮凝池0.16300.07630.239390050.7720~70（1）GT值校核GT=50.77×900=45693綜上所述，各項(xiàng)參數(shù)均滿足網(wǎng)格絮凝池的設(shè)計(jì)要求。4.6.6排泥設(shè)備每個(gè)網(wǎng)格配一個(gè)泥斗，泥斗深度為0.65m。絮凝池采用DN200穿孔排泥管排泥，過渡區(qū)設(shè)泥斗與DN200排泥管。泥水通過穿孔排泥管排入排泥渠，排泥渠寬度取1.00m，有效水深取0.70m。排泥管與泥斗安裝詳見絮凝沉淀池工藝布置圖。沉淀池設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用平流沉淀池，進(jìn)水采用穿孔花墻配水，出水采用指形集水槽集水，排泥采用機(jī)械虹吸排泥。4.7.1設(shè)計(jì)流量本設(shè)計(jì)中采用兩座平流沉淀池，則單池設(shè)計(jì)水量為：Q4.7.2尺寸設(shè)計(jì)（1）沉淀池有效容積V=3600?式中，V——沉淀池有效容積，m3；Q2——單個(gè)沉淀池處理水量，m3/s；T——絮凝時(shí)間，min。根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.4.17條，平流沉淀池的沉淀時(shí)間和水平流速宜通過試驗(yàn)或參照相似條件下的水廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定，沉淀時(shí)間可為1.5h~3.0h，低溫低濁水處理沉淀時(shí)間宜為2.5h~3.5h，水平流速可采用10mm/s~25mm/s。本設(shè)計(jì)沉淀時(shí)間取2.5h，則每座沉淀池有效容積為：V=3600×0.695×3=6255m3（2）沉淀池長(zhǎng)度L=3600vT式中，v——水平流速，m/s；取水平流速v=0.010m/s，則L=3600×0.0010×2.5=90（3）沉淀池寬度B=式中，h——沉淀池有效水深，m。根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50013-2018）第9.4.19條，平流沉淀池的有效,水深可采用3.0m~3.5m，每格寬度（數(shù)值等同于導(dǎo)流沉淀池的墻間距）宜為3m~8m，不應(yīng)大于15m；長(zhǎng)度與寬度之比不應(yīng)小于4，，長(zhǎng)度與深度之比不應(yīng)小于10。本設(shè)計(jì)取有效水深3.3m，B=沉淀池劃分為5個(gè)廊道，則每個(gè)廊道寬為：b=4.7.3水力條件復(fù)核（1）長(zhǎng)寬比與長(zhǎng)深比L/b=90/4.21=21.38＞4L/h=90/3.3=27.27＞10（2）弗洛伊德數(shù)FrFR=ω=b?ρ=b+2?式中，R——水力半徑，m；ω——水流斷面積，m2；ρ——濕周，m；g——重力加速度，m/s2。ω=4.21×3.3=13.893ρ=4.21+2×3.3=10.81mR=F（3）雷諾數(shù)R式中，υ——水的運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s，取1.011×10-6m2/sR綜上，各項(xiàng)參數(shù)均滿足平流沉淀池設(shè)計(jì)要求。4.7.4進(jìn)出水系統(tǒng)（1）進(jìn)水系統(tǒng)沉淀池的配水，采用穿孔花墻進(jìn)水方式，則孔口總面積為：A=式中，v1——孔口流速，m/s。設(shè)計(jì)中取v1=0.20m/s，則A=每個(gè)孔口的尺寸定為150mm×80mm，則孔口數(shù)為n=進(jìn)水口水頭損失?式中，ξ1——局部阻力系數(shù)，取2.0?此處取h1=0.05m。（2）出水系統(tǒng)沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道斷面采用矩形，溢流堰的總堰長(zhǎng)l=式中，q——溢流堰的堰上負(fù)荷，m3/md堰上負(fù)荷一般不大于500m3/(m·d)，設(shè)計(jì)中q=375m3/(m·d)，則l=出水堰采用指形堰，共4條，雙側(cè)集水，匯入出水總渠，則每條指形堰長(zhǎng)度l出水堰的堰口標(biāo)高能通過螺栓上下調(diào)節(jié)，以適應(yīng)水位變化。出水渠起端水深?式中，h2——出水渠起端水深，m；b——渠道寬度，m，取1.0m。?出水渠道的跌水高度設(shè)為0.18m，則出水渠道的總深度為1.0m。出水渠內(nèi)流速v沉淀池的出水管管徑初定為DN900，此時(shí)管道內(nèi)的流速為：v（3）沉淀放空管d=10000.7BL式中，d——放空管管徑，mm；h——沉淀池有效水深，m；t——放空時(shí)間，s，取t=3.0h。d=1000故取d=1200mm，在放空管處設(shè)置500mm×500mm×300mm集水坑。4.7.5排泥系統(tǒng)采用機(jī)械虹吸排泥，選擇HJX2-20型虹吸式吸泥機(jī)。4.7.6沉淀池總高度H=h3+h式中，h3——沉淀池超高，0.3~0.5m，取0.5m。H=h3+h=0.5+3.3=3.8m濾池設(shè)計(jì)4.8.1設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)流量Q=120000m3/d=5000m3/h=1.39m3/s（2）設(shè)計(jì)濾速v0=10m/h（3）濾料及承托層濾料采用均粒石英砂，有效粒徑1.00mm，不均勻系數(shù)1.3，濾層厚度1.20m，承托層厚度100mm，采用粒徑為2~4mm的粗石英砂。（4）反沖洗強(qiáng)度與時(shí)間采用氣水反沖洗與表面掃洗相結(jié)合，沖洗過程中始終進(jìn)行表面掃洗，表面掃洗強(qiáng)度為q掃=2.0L/(m2·s)，具體沖洗步驟如表4-7所示。表4-7反沖洗強(qiáng)度與時(shí)間第一步氣沖第二步氣水同時(shí)沖洗第三步水沖強(qiáng)度[L/(m2·s)]時(shí)間（min）氣強(qiáng)度[L/(m2·s)]水強(qiáng)度[L/(m2·s)]時(shí)間（min）強(qiáng)度[L/(m2·s)]時(shí)間（min）q氣1t1q氣2q水2t2q水3t3152154456ti2in4in6in2in2h（5）濾池工作周期采用T=48h。4.8.2尺寸設(shè)計(jì)（1）濾池面積F=T'式中，F(xiàn)——濾池總面積，m2；T’——濾池每天工作時(shí)間，h。TF=濾池采用雙排布置（共用一個(gè)管廊），分2組，每組需要一個(gè)進(jìn)水總渠，每組3池，即濾池個(gè)數(shù)N=6。單池面積f=濾池按雙格布置，中央氣、水分配槽將寬度分成兩格，為了保證沖洗時(shí)表面掃洗及排水效果，每格的寬度一般在3.5m以內(nèi)，最大不超過5m。本設(shè)計(jì)取濾池每格寬度B0=3.5m，濾池長(zhǎng)L=取L=12m，氣、水分配渠寬度0.60m，則濾池寬度為B=3.5×2+0.6=7.6m，所以濾池尺寸為：L×B=12.0m×7.6m。濾池實(shí)際總面積F濾池實(shí)際每格面積f正常過濾時(shí)濾速v強(qiáng)制濾速v4.8.3濾池總高度H=式中，H——濾池總高度H1——濾板下氣水室高度，m；H2——濾板厚度，m；H3——承托層厚度，m；H4——濾料層厚度，m；H5——濾層上水深，m；H6——濾池超高，m。取H1=0.85m，H2=0.15m，H3=0.10m，H4=1.20m，H5=1.20m，H6=0.50得：H=0.85+0.15+0.10+1.20m+1.2m+0.5m=4.00m4.8.4進(jìn)水系統(tǒng)（1）進(jìn)水總渠濾池分兩組，每組共用一個(gè)進(jìn)水總渠。為防止濾池超負(fù)荷運(yùn)行，于進(jìn)水總渠設(shè)置溢流堰，當(dāng)進(jìn)水量過大時(shí)，部分流量經(jīng)溢流堰流入進(jìn)水渠底部的排水渠。進(jìn)水總渠內(nèi)流速取v1=0.8m/s，則進(jìn)水總渠水流斷面積為A設(shè)計(jì)中取進(jìn)水總渠寬1.0m，水深0.9m。（2）進(jìn)水孔進(jìn)水孔有兩種，即主進(jìn)水孔和掃洗進(jìn)水孔。當(dāng)濾池過濾時(shí)，兩種進(jìn)水孔均開啟；當(dāng)濾池沖洗時(shí)，主進(jìn)水孔關(guān)閉，掃洗水孔開啟，此時(shí)進(jìn)水量即為表面掃洗水量。V型濾池進(jìn)水孔的流速采用v2=0.8m/s，則進(jìn)水孔總面積為A進(jìn)水孔水頭損失?式中，ξ1——進(jìn)水孔局部阻力系數(shù)，取1.0?表面掃洗水量Q設(shè)3個(gè)進(jìn)水孔，中間為主進(jìn)水孔，左右為掃洗進(jìn)水孔。每個(gè)掃洗進(jìn)水孔面積為A主進(jìn)水孔面積為A進(jìn)水孔均采用300mm×300mm方形孔，兩側(cè)表面掃洗孔設(shè)手動(dòng)閘閥，中間主進(jìn)水孔設(shè)氣動(dòng)閘閥。（3）進(jìn)水堰堰上水頭為保證進(jìn)水穩(wěn)定性，進(jìn)水總渠引來的渾水經(jīng)過可調(diào)式過水堰板進(jìn)入每座濾池內(nèi)的配水渠，再經(jīng)濾池內(nèi)的配水渠分配到兩側(cè)的V型槽，調(diào)節(jié)堰板以使各池進(jìn)水量相同。進(jìn)水堰與進(jìn)水總渠平行設(shè)置，與進(jìn)水總渠側(cè)壁相距0.5m，進(jìn)水堰堰上水頭?式中，m——進(jìn)水堰溢流系數(shù)，一般采用0.42~0.50；b——進(jìn)水堰堰寬，m。設(shè)計(jì)中取m=0.50，b=4.0m，則?（4）配水渠渾水由進(jìn)水總渠經(jīng)進(jìn)水堰溢流至配水渠，再由配水渠兩側(cè)的進(jìn)水孔進(jìn)入濾池內(nèi)的V型槽。本設(shè)計(jì)中取配水渠寬0.6m，高0.8m，渠長(zhǎng)等于濾池寬7.6m。（5）V型進(jìn)水槽V型槽內(nèi)沿槽長(zhǎng)方向均勻布置表面掃洗小孔，內(nèi)徑一般為20~30mm，過孔流速在2.0m/s左右。設(shè)計(jì)中取小孔直徑d1=25mm，每條V型槽上均勻布置80個(gè)掃洗小孔，則單池小孔數(shù)目n1=160，孔中心間距e1=0.16m，則小孔總面積為A驗(yàn)算小孔流速vV型槽在濾池過濾時(shí)處于淹沒狀態(tài)，槽內(nèi)設(shè)計(jì)始端流速不大于0.6m/s。濾池沖洗時(shí)，V型槽內(nèi)水位下降，低于斜壁頂0.05~0.10m，取0.10m。V型槽垂直高度取0.5m，傾角45°，壁厚0.15m，V型槽底與濾池配水渠底部相平。濾池沖洗時(shí)V型槽底部低于沖洗水位0.05~0.15m，取0.10m。4.8.5反沖洗系統(tǒng)（1）反沖洗配水系統(tǒng)反沖洗水流量按水沖洗強(qiáng)度最大時(shí)計(jì)算，則單個(gè)濾池反沖洗時(shí)水流量為Q參考《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第3冊(cè)），反沖洗配水管流速一般為2.0~3.0m/s，查閱鋼管水力計(jì)算表，選用DN500鋼管，流速為2.14m/s，水力坡降為11‰。反沖洗水通過氣、水分配渠底部的配水方孔的流速一般采用1.0~1.5m/s，本設(shè)計(jì)采用v4=1.0m/s，則配水方孔面積為A氣、水分配渠兩側(cè)各布置25個(gè)配水方孔，則單池配水方孔數(shù)目n2=50，孔中心間距為e2=0.5m。每個(gè)配水孔的面積s=配水方孔尺寸采用0.09m×0.09m，實(shí)際總面積為A實(shí)際配水方孔流速為v（2）反沖洗配氣系統(tǒng)反沖洗時(shí)所需空氣流量按氣沖強(qiáng)度最大時(shí)計(jì)算，則單個(gè)濾池反沖洗時(shí)所需空氣流量為Q參考《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第3冊(cè)），反沖洗配氣管流速一般為10.0~15.0m/s，選用DN400鋼管，流速為10.03m/s。在氣、水分配渠上設(shè)置配氣小孔，小孔緊貼濾板下緣，間距與配水方孔相同，共50個(gè)，兩邊各25個(gè)。進(jìn)口處沖洗空氣流速v5一般在10.0m/s左右，本設(shè)計(jì)采用v5=10.0m/s，則配氣小孔總面積為A5單個(gè)小孔面積為d（3）氣、水分配渠氣、水聯(lián)合反沖洗時(shí)要求的氣、水分配渠斷面面積最大，故氣、水分配渠的斷面設(shè)計(jì)按氣、水聯(lián)合反沖洗的情況設(shè)計(jì)。氣、水聯(lián)合反沖洗時(shí)水流量Q水氣、水聯(lián)合反沖洗時(shí)空氣流量Q參考《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第3冊(cè)），氣、水分配渠斷面尺寸的確定應(yīng)滿足以下條件：（1）進(jìn)口處沖洗水流速一般≤1.5m/s；（2）進(jìn)口處沖洗空氣流量一般≤5.0m/s。根據(jù)以上流速要求，得氣、水分配渠進(jìn)口斷面尺寸應(yīng)滿足A考慮到與排水渠和氣水室配合以及配水管和配氣管的安裝要求（設(shè)計(jì)要求排水槽底板最低處應(yīng)高出濾板底約0.10m，最高處高出0.40~0.50m），氣、水分配渠取B1=0.60m，起端高H7=1.65m，末端高H8=1.0m，因此氣、水分配渠上部排水槽底板的坡度為i=4.8.6排水系統(tǒng)（1）排水槽水深按照要求，排水槽頂端應(yīng)高出石英砂濾料0.5m，則排水槽頂端高度為H9=H1+H2+H3+H4+0.5=0.85+0.15+0.10+1.20+0.5=2.80m設(shè)計(jì)中取排水槽底板厚度e3=0.20m，則排水槽起端槽深為h3=H9－H7－e3=2.80－1.65－0.2=0.95m排水槽末端槽深h4=H9－H8－e3=2.80－1.0－0.2=1.60m（2）排水槽過水能力校核排水槽內(nèi)的最高水面宜低于排水槽頂端0.05~0.10，槽寬B1=0.60m。設(shè)排水槽超高0.20m，則排水槽起端槽內(nèi)水深為h'3=h3－0.20=0.95－0.20=0.75