[工学]给水工程毕业设计计算书

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1、 存档编号 华北水利水电学院 North China University of Water Resources and Electric Power 毕 业 设 计题目 山东省D市给水工程 初步设计 学 院 环境与市政工程学院 专 业 给水排水工程 姓 名 黄润康 学 号 200808629 指导教师 完成时间 教务处制第一章 设计的原始资料1山东省D市平面图，比例为110000。2城市分区及人口密度： 区 120 人/公顷； 区 86 人/公顷；3该城居住房屋的卫生设备情况区 给排水、热水 ；区 给排水、热水 ；4该城房屋的平均层数：区 6 层； 区 5 层。5该城有下列工业企业，其位置见

2、城市平面图： 工厂A日生产总用水量 3500 m3/d。工人总数 630 人，分 3班工作，热车间占 40 %。第一班 210 人，使用沐浴者 196 人，其中热车间 84 人。第二班 210 人，使用沐浴者 196 人，其中热车间 84 人。第三班 210 人，使用沐浴者 196 人，其中热车间 84 人。工厂B日生产总用水量 4000 m3/d。工人总数 270 人，分 3班工作，热车间占 30 %。第一班 90 人，使用沐浴者 85 人，其中热车间 27 人。第二班 90 人，使用沐浴者 85 人，其中热车间 27 人。第三班 90 人，使用沐浴者 85 人，其中热车间 27 人。火车站

3、用水量： 2000 m3/d。6自然概况：城市土壤种类 砂质粘土，地下水位深度 12 m；冰冻线深度 0.48 m，年降水量 723.2 mm； 城市最高温度 31.7 ；最低温度 -6.5 ；年平均温度 13.5 ；主导风向：全年 南 ：夏季 东南 ：冬季 东北 。7给水水源：a、地面水源：流量：最大流量 2430 m3/s，最小流量 252 m3/s。最大流速： 3.7 m/s。水位：最高水位（1%） 47 m；常水位 45 m，最低水位（97%） 43 ，冰冻期水位 43 m。最低水位时河宽 50 m。冰的最大厚度 0.13 m。该河流为通航河流。8水源水质分析结果：水源水质分析结果如表

4、1所示。表1 水源水质分析结果编号名称单位分析结果1水的臭和味级微2pH值693浑浊度（最高）NTU200浑浊度（最低）NTU22浑浊度（平均）NTU744高锰酸盐指数mg/L4.505总硬度（以CaCO3计）mg/L3003506水的温度（最高）27水的温度（最低）17粪大肠菌群个/L35009城市用水量逐时变化： 城市用水量逐时变化如表2所示。表2 城市用水量逐时变化时间每小时用水量占全天用水量的百分比（%）时间每小时用水量占全天用水量的百分比（%）011.2812135.26121.0513144.66230.9714154.03341.2315164.14452.7416174.595

5、64.4517186.89676.1318195.96786.6819204.52895.1220214.319104.2321224.6810115.4522233.6411126.4223241.57第二章 给水管网设计计算2.1 用水量计算2.1.1 最高日用水量： 城市用水量包括综合生活用水，工业生产用水、消防用水、浇洒道路和绿化用水、未预见水量、管网漏失水量。 根据设计地点所处的分区、住房条件、室内给排水设备的完善程度、水资源和气候条件、居民生活习惯等，并且适当考虑远期发展，参照室外给水排水设计规范之规定，取居民生活用水定额为q =200L/(人d) 自来水普及率为100%。1、居民

6、生活用水量Q1 ： Q1 =qNf (m3/d) 式中：q最高时生活用水定额，查给水工程附表居民生活用水定额，取200L/(人d) ； N设计年限内计划人口数，取131934人； f自来水普及率（100%）经计算，综合生活用水Q1 =26386.8 m3/d2、 工业企业生产用水和工作人员生活用水Q2 ： 工厂A日生产水量3500 m3/d 工厂B日生产水量4000 m3/d 火车站日用水量2000 m3/d工业企业内工作人员生活用水量和淋浴用水量可按工业企业设计卫生标准。工作人员生活用水量应根据车间性质决定，一般车间采用每人每班25L，高温车间采用每人每班35L。工作人员的淋浴用水量，可参照

7、给水工程附录表2的规定，淋浴时间在下班后一小时内进行。经计算工厂A员工的生活用水量为18.27 m3/d，淋浴用水量为28.56 m3/d，工厂B员工生活用水量为7.56 m3/d，淋浴用水量为11.82 m3/d。由此Q2 =9566.21 m3/d；3、 浇洒道路和绿地用水Q3 ； Q3 = 3%（Q1+Q2） =3%（26386.8 + 9566.21） =1138.59 m3/d其中绿化用水量采用2.0L/(dm2)，绿化面积为63492.6 m2，由此计算出绿化用水为127 m3/d，浇洒道路用水为1011.59 m3/d。4、 管网漏失水量Q4 ； Q4 = 10%（Q1+Q2+Q

8、3） =3909.16 m3/d5、未预见水量Q5 ； Q5 = 9%（Q1+Q2+Q3+Q4） = 3870.07 m3/d由此最高日用水量Qd为 Qd =Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 = 44870.89 m3/d平均时用水量h为 h = 44870.8924 =1869.62 m3/h取水构筑物、一级泵站和水厂等按最高日平均时流量计算，即： Q= =1.051869.62 =1963.1 m3/h2.1.2 最高时用水量城市最高日用水变化情况见表21。从表21中可以看出1718时为用水量最高时，其用水量为： Q h =2539.098 m3/h = 705.47 l/s2.2 输水管和给

9、水管网2.2.1 输水管渠输水管线路的选择，应根据下列要求确定：（1） 尽量缩短管线的长度，尽量避开不良地质构造处，尽量沿现有或规划道路敷设；（2） 减少拆迁，少占良田，少毁植被，保护环境；（3） 施工，管理，维护方便，节省造价，运行安全可靠。输水管流量：从水源至净水厂的原水输水管的设计流量，应按最高日平均时供水量确定。从净水厂至管网的清水输水管道的设计流量，应按最高日最高时用水条件下，由净水厂负担的供水量计算确定。输水管设计：输水干管不宜少于两条，当有安全贮水池或其他安全供水措施时，也可修建一条。输水干管和连通管的管径及连通管根数，应按输水干管任何一段发生故障时仍能通过事故用水量计算确定，城

10、镇的事故水量为设计水量的70%。在给水系统中，水源到水厂的输水管渠应按最高日平均时供水量加水厂自用水量确定。输水系统的形式和很多因素有关，例如：输送的水量输水距离输水管渠的起点和终点的地形高差对于输水系统的基本要求：保证输送所需水量输水过程中保持水质不变损耗的水量最少，并且必须保证输水系统工作的可靠性和安全性。本设计从水源至净水厂输水管采用两根DN700的钢管，当其中一条停用时，仍可保证70%的设计流量。从水厂到市政管网的输水管采用两根DN800的钢管，当一条停用时，仍可保证70%的设计流量。2.2.2 给水管网 管网系统的布置原则：按照城市总体规划，确定给水系统服务范围和建设规模。结合当地实

11、际情况布置给水管网，要进行多方案技术经济比较。分清主次，先进行输水管渠与主干管布置，然后布置一般管线与设施。尽量缩短管线长度，尽量减少拆迁，少占农田，节约工程投资与运行管理费用。协调好于其他管道，电缆和道路等工程的关系。保证供水具有安全可靠性。管渠的施工运行和维护方便。远近期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性。根据管网系统的布置原则，对D市区进行了管网定线，见图21。 2.3 管网水力计算2.3.1 比流量计算 qs = Qh ql = (705.47110.25)36018.695 =0.0165 l/s2.3.2 沿线流量计算沿线流量计算见表22。2.3.3 节点流量计算qi = 0

12、.5ql，其中节点34有集中流量40.73 l/s，节点37有集中流量23.14 l/s，节点38有集中流量46.38 l/s，管网中所有节点流量见表23。2.3.4 管网平差根据节点流量进行初次分配，该城市经济因素为1，查界限流量表初步确定管径，进行管网平差，确定实际管径。管网平差结果见表24和图22。第三章 给水处理厂工艺设计3.1 取水构筑物3.1.1 取水位置的选择给水水源确定后，应进一步确定取水的位置，对于不同种的水体，选择取水位置应考虑的因素也有所不同，但相同的都是尽可能充分利用有利取水条件，避开不利的条件。因所选的水源为地表水，所以就其位置选择见水源地形图所示理由如下；1 取水点

13、靠近河中心较稳定的地方避开了污水排点，水质较好；2 取水点处河床稳定，靠近主流，在河水的最低水位时有足够的水深；3 取水点有良好的工程地质，地形和施工条件；4 取水点较靠近用水用户；5. 供生活用水的地表水取水构筑物的位置，应位于城镇和工业企业上游的清洁河段。3.1.2 取水构筑物的选型根据所确定的取水位置，综合其位置的水深，水位及其变化幅度，岸坡，河床的形状，河水含砂量分布，冰冻与漂浮物，取水量及安全度等因素确定选用河床式自流管及设集水井取水构筑物形式。河床式自流管及设集水孔进水井取水构筑物特点：1 在非洪水期利用自流管取得河心较好的水，而在洪水期利用集水井上的进水孔取得上层水质较好的水；2

14、 比单用自流管进水安全可靠；3 集水井设于河岸上，可不受水流冲刷河冰凌的影响；4 进水头部升入河床，检修和清洗方便； 5 冬季保温，防冻条件比岸边好；3.1.3 取水头部的选择选用管式取水头部，垂直向上，有如下特点；1 构造简单；2 造价较低；3 施工方便；4 设置格栅或其他拦截粗大漂浮物的装置；吸水喇叭口直径D为吸水管径的1.31.5倍，喇叭口与吸水井底距离h1=（0.60.8）D，但不小于0.5m，喇叭口最小淹没深度h2应在吸水井最低水位以下0.61.2m。3.1.4 自流管取水采用两根进水管，为保证一条进水管损坏，另外一条能承担70%的流量，故单根进水流量为Q=1374.16 m3/h，

15、采用DN700 ，V=,1000i=,实际流速为V=。为了清理管道淤积的泥沙，采用反向冲洗法，将进水室的一个分格充水至最高度，然后迅速打开自流管上的闸门，利用进水室与河流形成的较大的水头差来进行冲洗。3.2 净水厂3.2.1 混凝剂配制和投加混凝剂和助凝剂品种的选择及其用量，应根据原水混凝沉淀试验结果或参照相似条件下的水厂运行经验等，经过综合比较确定。混凝剂的投配宜采用液体投加方式液体投加混凝剂时，溶解次数应根据混凝剂投加量和配制条件等因素确定，每日不宜超过3次。混凝剂投加量较小时，溶解池可兼做投药池。投药池应设备用池。混凝剂投配的溶液浓度，可采用5%-20%（按固体重量计算）投加混凝剂应采用

16、计量泵加注，且应设置计量设备并采取稳定加注量的措施。混凝剂或助凝剂宜采用自动控制投加。与混凝剂接触的池内壁，设备，管道和地坪，应根据混凝剂性质采取相应的防腐措施。加药间应靠近加药点。混凝剂的固定储备量，应按当地供应，运输等条件确定，宜按最大投加量的7-15d计算。其周转储备量应根据当地具体条件确定。根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选用碱式氯化铝为混凝剂。碱式氯化铝具有下列特点：1.它是一种无机高分子化合物，由各种络合物混合组成，其分子量较传统混凝剂大，比有机高分子混凝剂的分子量小。2.碱式氯化铝的絮凝体致密且大，形成快，易于沉降，混凝效果好，净化效率高，出水浊度低，色度小，过滤性

17、能好，原水高浊度时尤为显著。3.温度适应性高，冬季析出温度更低。4.碱式氯化铝在混凝过程中消耗碱度小，适应PH范围宽且稳定。5.含Al2O3成分高，具有投药量少，节省药耗，降低制水成本等优点。6.使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。7.设备简单，操作方便，成本较低。最大投加量为51.4 mg/l，最低6.7 mg/l，平均14.3 mg/l。碱式氯化铝投加浓度为15%。采用湿式投加。不需要助凝剂。3.2.2 设计计算（1） 溶液池容积W1 设计流量Q=1963.1 m3/h，最大投加量a=51.4 mg/l，溶液浓度c=15%，一天调制次数n=2，溶液池调节容积为： W1= a Q /417

18、cn = 51.41963.14171528 m3溶液池有效高度取2 m，超高0.5 m，实际尺寸为2m2m2.5m。置于室内地面上。（2） 溶解池容积W2 W2 =0.3W1 =0.37.7=2.4 m3溶解池有效容积取2.5 m3，有效高度取1.2 m，超高0.3 m，设计尺寸为1.5m1.5m1.5m。池底坡度采用2.5%。溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。浆直径为750mm，桨板深度1100mm，质量180 kg。溶解池置于地下，池顶高出室内地面0.3 m。溶解池和溶液池材料都采用钢筋混凝土，内壁衬以聚乙烯板。（3） 药剂仓库（4） 设2台活塞式隔膜计量泵（1用1备），单台投

19、加量3.2.2 混合设备絮凝池分为2个系列，混合器设在絮凝池进水管中，采用2个热浸镀锌管式静态混合器。 管式静态混合器设计流量Q= Q2 = 0.5462 =0.273 m3/s设计流速v=1.0 m/s，则管径D=（4Q/v）0.5=0.589 m 采用DN600，则实际流速为0.97 m/s。混合单元数取N=3，则混合器混合长度为： L=1.1DN =1.10.63=1.98m混合时间T为： T= Lv =1.980.97= 2s水头损失h为： h=0.1184NQ2D4.4 =0.118430.27320.64.4 =0.25m校核G值：G =（hT）0.5 = (98000.25/0.

20、0011/2)0.5 =1055 S-1GT= 10552 =21002000，水利条件符合要求3.2.3 往复式隔板絮凝池隔板絮凝池主要设计参数：1） 廊道中流速 起端一般为0.50.6m/s，末端一般为0.20.3m/s。流速应沿程递减，即在起、末端流速已选定的条件下，根据具体情况分成若干段确定各段流速。分段愈多，效果愈好。但分段过多，施工和维修较复杂，一般宜分成46段。2） 为减小水流转弯处水头损失，转弯处过水断面积应为廊道过水断面积的1.21.5倍。同时，水流转弯处尽量做成圆弧形。3） 絮凝时间，一般采用2030min。4） 隔板间净距一般宜大于0.5m，以便于施工和检修。为便于排泥，

21、池底应有0.020.03坡度并设直径不小于150mm的排泥管。本设计中，絮凝池设计为2组，每组设计流量Q=0.273 m3/s，絮凝时间t =20min。絮凝池有效容积：V= 60Qt =600.27320327.6 m池内平均水深H1=1.1m，池超高H2=0.3m。每池净平面积：F = V/H1 =327.6/1.1 =297.8 m2 设计取池宽B=9.4m，则池长（隔板间净距之和）： L=F / B=297.8/9.4 =31.7m廊道内流速采用5档：v1 =0.5 m/s，v2 =0.4m/s，v3 =0.3m/s，v4 =0.25m/s，v5 =0.15m/s。隔板间距分成5档，第

22、一档隔板间距为：a1 =Q/v1H1 =0.273/0.51.1 =0.496(m)取a1 =0.5m，则实际流速v1 =0.496m/s。按照上述计算得：a2 =0.6m，v2 =0.414m/s；a3 =0.8m，v3 =0.310m/s；a4 =1.0m，v4 =0.248m/s；a5 =1.6m，v5 =0.155m/s廊道分成五段,各段廊道宽度和流速见下表。廊道宽度和流速计算表廓道分段编号12345各段廊道的宽度(m)0.50.60.81.01.6各段廊道实际流速(m/s)0.4960.4140.3100.2480.155各段廊道数66778各廊道总净宽(m)3.03.65.67.0

23、12.8各段廊道的宽度之和： A3+3.6+5.6+7+12.832m 取隔板厚度=0.1m，共有隔板33块，则絮凝池总长度为： L=32+330.1=35.3m水头损失计算：絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面，粗糙系数n=0.013。按照廊道内分为5段计算，第一段：R1= a1H1a12H1 =0.2my1 =2.50.130.75（0.1） =0.15 C1 = R1y1n60.4转弯次数S1=6，廊道长度l1=5B=56.4m，转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1.2倍。h1 =Snl1 =3656.4 =0.148m各段水头损失结果见下表。各段水头损失计算段数SnLnR

24、nV0VnCnHn1656.40.20.4130.49660.40.1762656.40.240.3450.41462.10.1203765.80.290.2580.31063.90.0774765.80.340.2070.24865.40.0495765.80.460.1290.15568.50.019H=Hn=0.441mGT值计算：G= 59.76 S-1GT= 59.76206071712（符合范围）池底坡度：i =0.441/35.3=1.25%3.2.4 平流式沉淀池平流式沉淀池的设计原则：（1） 池数或分格数一般不少于2座。（2） 沉淀时间应根据水质情况确定，一般为13h，处理低

25、温低浊度水或高浊度水时应适当延长沉淀时间。（3） 池内平均水平流速一般为1025 mm/s。（4） 有效水深一般为3.03.5m。（5） 池的长宽比应不小于4:1，每格宽度或导流墙间距一般采用39m，最大15m。当采用机械排泥时，池子分格宽度应结合机械桁架的宽度（按系列设计标准跨度为4，6，8，10，12，14，16，18，20m）而定。（6） 池的长深比应不小于10:1。采用吸泥机排泥时，池底为平坡。（7） 平流式沉淀池宜采用穿墙孔配水和溢流堰集水，溢流率一般小于 500m/(d)。（8） 泄空时间一般不超过6h。（9） 弗劳德数一般控制在10-410-5之间，Re一般为400015000。

26、应注意隔墙设置，以减少水力半径，降低Re。本设计中采用平流沉淀池，和絮凝池一样分2组，设计沉淀时间为T=1.8h，水平流速为v=10mm/s，有效水深采用H0=3m，超高为0.3，故池总深为3.3m，池底坡度为i=3，下图即为平流沉淀池 。池体的计算：每组池子的设计流量： Q= Q2 = 0.5462 =0.273 m3/s沉淀池的容积： W=QT =0.2731.536001474.2 m沉淀池的长度： L=3.6vT=3.6101.5=54m沉淀池的宽度： B=9.2m 采用9.4m，沿纵向设置一道导流墙分成两格，导流墙宽0.2m，每格沉淀池净宽度为4.6m，导流墙中有多个穿孔，将两边流通

27、。絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙连接。穿孔墙上的孔口流速采用0.08m/s，则孔口总面积为0.273/0.08=3.41m2。每个孔口的尺寸为1510cm，则孔口的个数为3.41/0.015=227个。沉淀池放空时间按2h计，则放空管的管径为： d= 式中 d排泥管直径，m B沉淀池宽度，m L沉淀池长度，m H沉淀池池深，m T沉淀池放空时间，s将以上数据代入公式： d=0.289m 采用DN300采用三角堰出水，出水渠断面宽度采用0.8m，出水渠起端高 H=1.73 式中 H出水渠起端深度，m Q沉淀池设计流量，m3/s g重力系数 B出水渠断面宽度，m将以上数据代入公式： H=1.73

28、=0.4m为保证堰口自由落水，出水堰保护高采用0.1m，则出水渠深度为0.5m。水力条件校核：水流截面积 =4.6313.8m水流湿周 4.62310.6m水力半径R1.3m弗劳德数 Fr7.810-5(符合要求)雷诺数Re13000（按水温20计算）沉淀池排泥：该水厂的原水平均浊度为74NTU，平流沉淀池出水的平均浊度为5NTU，水厂的进水浊度不是很高，为了方便水厂运行操作，节省水厂的生产费用采用多斗重力排泥。沉淀池下层已经过排泥的水回流到原水中重新处理。原水的的SS为 SS1=bT=1.574=111mg/L平流沉淀池出水的SS为 SS2=1.55=7.5mg/L每日的干污泥量 V=4.9

29、t每日泥浆体积 V0=54.4m3(干污密度=1.8t/m3,污泥的含水率取P2=95%)水厂共有两组平流沉淀池，每组池子分两格，每格池子的尺寸为4.654m，每格池子建1个集泥斗，总共建4个集泥斗。泥斗的上表面尺寸为53m，下表面的尺寸为42m，侧边与水平面成60，则泥斗深1.2m。集泥斗的体积 V1=13.6 m3平均排泥周期 T=1.0d3.2.5 普通快滤池过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮物质，从而使水得到澄清的工艺。要求进水浊度一般在10度以下，滤出水浊度必须达到生活饮用水水标准。过滤的功效不仅在于进一步降低水的浊度，而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随浊度的降低而被部分去

30、除，至于残留于滤后水中的细菌、病毒等在失去浑浊物的保护或依附时，在滤后消毒过程中也将容易被杀灭，为滤后消毒创造了良好条件。国内目前全部采用的是快滤，主要池型有普通快滤池、无阀滤池、虹吸滤池和V 型滤池等。滤池有多种形式，以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史最悠久，并且已经形成了一套完善的运行与管理方式。而本设计采用普通快滤池，即下向流，砂滤料的四阀滤池，因为它具有以下优点：有成熟的运转经验，运行稳妥可靠；采用砂滤料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系统，采用大阻力配水系统，能保证反冲洗时配水均匀；可采用降速过滤，水质较好。其缺点：阀门多，价格贵，阀门易损坏；必须设有全套冲洗设备。本设计中普通

31、快滤池参数：设计采用6个构造相同的普通快滤池，布置成对称双行排列，水厂设计水量Q=1963.1m3/h，则每组设计水量为Q= Q/6 =327.2m3/h，滤速V=10m/h，冲洗强度q= 14 L/sm2；冲洗时间t=6min。滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，采用石英砂单层滤料。下图为普通快滤池。 （1）滤池池体的计算每个滤池的实际工作时间 T=24-0.12=23.8h滤池的总面积 F=198m2每个滤池的面积 f=198/6=33 m2,采用滤池长宽比为2:1，滤池设计尺寸为 LB=8.24.1m，实际滤速为： 校核强制滤速：=N/(N-1)=69.81/(6-1)=11.8m/

32、h（在912 m/h的范围内）（2）确定滤池的高度承托层高度：H1采用450mm（承托层高度至少应高出配水系统孔眼100mm）滤料层高度：采用单层石英砂滤料，H2采用700mm砂层上最大水深：H3采用1700mm超高：H4采用300mm故滤池总高度：H=H1+H2+H3+H40.45+0.70+1.70+0.3=3.15m（3）配水系统的计算(单个滤池)1）干管干管流量 qg=fq=33.6214=470.68L/s,采用钢管DN700,干管埋入池底，顶部开孔布置。干管始端流速为v0=1.2m/s（在1.01.5m/s的范围内）。2）支管支管中心间距采用a=0.3m每池支管数 n=2=54.6

33、，取55根。每根支管入口流量 q1=470.68/55=8.56L/s,采用钢管DN80，始端流速为1.7m/s（在1.52.0m/s的范围内）。3）孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比K为 0.20%0.28%，取K=0.25%孔眼总面积 F=Kf=0.25%33.62=0.084m2采用孔眼直径 d=9mm=0.009m孔眼总数 N=1320个每根支管孔眼个数为n=24,支管孔眼布置设两排,与垂线成45。每根支管长度 l0=(4.1-0.7)=1.70m每排孔眼中心距 Ak=0.14m4)孔眼水头损失孔眼水头损失计算按下式：式中 q冲洗强度，设计取值14L/sm2； 流量系数，一般为0.6

34、5； K孔眼总面积与滤池面积之比,本设计中采用0.25%；5）复算配水系统支管长度与直径之比：，符合要求孔眼总面积与支管总横截面积之比：，符合要求干管横截面积与支管总横截面积之比为：，（基本介于1.752.0范围内）孔眼中心间距：，符合要求配水系统剖面图（4）洗砂排水槽洗砂排水槽中心距采用=2.0m(1.52.1m)排水槽根数：=4.1/2=2.05，取=2根排水槽长度：=L8.2m每槽排水量：槽中流速采用Vo=0.6m/s槽断面尺寸：， 采用0.25m。排水槽底厚度：采用=0.05m砂层最大膨胀率：e=45%砂层厚度：洗砂排水槽顶与砂面距离： =1.065m，考虑实际施工的方便，采用1.1m

35、，式中 H2滤层高度(m)； e滤层最大膨胀率(%)； 槽底厚度(m)； 0.075槽的超高(m)。采用三角形标准断面，洗砂排水槽总平面面积： 排水槽总平面积与滤池面积之比： ，符合要求（5）滤池各种管渠计算a.进水进水总流量 Q1=1963.1 m3/h=0.545m3/s，采用管径，此时总进管中流速为：（在0.81.0m/s的范围内）各个滤池进水管流量为Q2=0.545/6=0.091m3/s. 采用管径，此时进水管中流速为：（在0.81.0m/s的范围内） b.反冲洗水冲洗水总流量：，采用管径D3=500mm，此时冲洗管中流速为：（在2.02.5m/s的范围内）c.清水管清水总管流量为0

36、.545，采用管径，此时清水管中流速为：（在1.01.5m/s的范围内）每个滤池清水管流量Q5= Q2= 0.091，采用管径，此时清水管中流速为：（在1.01.5m/s的范围内）d.反冲洗排水排水流量Q6=0.47m3/s，采用管径，此时排水管中流速为：（在1.01.5m/s的范围内）e. 反冲洗高位水箱冲洗时间t=6min 冲洗水箱容积： =1.51433.6660=254m冲洗水箱尺寸：水池有效水深采用3.5m,超高0.3m,池长为9m,池宽为8m水箱底至滤池配水管间的沿途及局部损失之和粗估为：h1=1.0m；配水系统水头损失：h2=hk=3.80m承托层水头损失：h3=0.022H1q

37、=0.0220.4514=0.14m滤料层水头损失：安全富余水头，采用h5=1.5m冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面（下图为水箱冲洗示意图）： =1.0+3.80+0.14+0.68+1.5=7.12m图3.16 水箱冲洗示意图3.2.6 消毒生活饮用水必须消毒，消毒后水的卫生学指标应满足生活饮用水卫生，或生活饮用水卫生规范，一般可采用加氯法。（1） 方法的选择一般水厂的消毒方法采用液氯消毒，实践证明，此种方法具有以下优点：1.具有余氯持续消毒作用；2.价格或成本较低；3.操作简单，投量准确；4.不需要庞大的设备。但注意：液氯有剧毒，应该防止漏气和加强防范及应急措施。（2） 液氯消毒原理液氯加入水

38、中即和水发生作用：其中有效成分为HOCl，HOCl为中性分子，可扩散到细菌细胞中，且HOCl有极强的氧化性，可在细菌细胞中破坏细菌的酶，导致细菌的死亡，从而达到消毒的作用。（3） 加氯量计算1.设计参数设计的计算水量为。滤后加氯消毒，采用液氯进行投加消毒，最大加氯量1.0mg/L；氯与水接触时间不小于30min,仓库储量按30d计算，加氯点在清水池前。2.设计计算（1）加氯量加氯量按下式计算：式中 加氯量，； 最大加氯量，； 需消毒的水量，。则： （2）储氯量G储氯量按一个月考虑： （3）氯瓶数量采用容量为500kg的焊接液氯钢瓶，共三只。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质，还可以防止水流进

39、入氯瓶，氯瓶总重（包括瓶自重）为1800kg。氯瓶不得与水射器或被处理的水体直接接触。（4）加氯机数量采用05Kg/h转子加氯机3台，二用一备。3.加氯间、氯库 水厂所在地主导风向为东南风，加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的下风向。此外，在加氯间、氯库还设有漏氯吸收装置，并配有漏氯检测仪表和自动控制系统，以保证在氯库和加药间中氯气含量超标时能自动开启装置，保障人身安全。为搬运氯瓶方便，氯库内设型电动葫芦一台，轨道在氯瓶的正上方，同时轨道通到氯库的大门口（可能的话，最好通到氯库大门以外）。加氯间示意图如图3.17所示。图3.17 加氯间平面布置示意图3.2.7 清水池3.2.7.1 容积计算 1

40、. 清水池选用与容量确定D市的一级泵站均匀供水，而二级泵站为分级供水，所以一、二级泵站的每小时供水量并不相等。为了调节两泵站供水量的差额，必须在两泵站间建立清水池。由于城市的用水量比较均匀，采用水泵调节流量，所以D市管网设计中不设水塔。清水池有圆形和矩形两种，在一定的容积范围内，圆形水池具有耗材少，投资省等优点，但模版消耗率高，平面布置占地面积较大。一般来说，当容积大于200m3时，采用矩形水池，矩形水池的优点是：施工方便、模版周转率高，且布置紧凑。对比两种池子的优缺点，并结合D市的设计流量的情况，显而易见，应采用矩形清水池。2.清水池的有效容积清水池的有效容积：式中 W1调节容量（m3），因

41、缺乏用水量变化规律的资料，故按最高日用水量的1020%估算，设计中取15%。 则其值为： W2净水构筑物冲洗用水及其他厂用水的调节水量，以及沉淀排泥等生产用水等于最高日用水量的5%10%（当滤池采用水泵冲洗并由清水池供水时可按一次冲洗考虑，当滤池采用水塔冲洗时，W2一般可不考虑）； 所以取 W2=0 W3消防储量（m3），按2h火灾时间计算；W3=3522360010-3=504 m3 W4安全储量（m3），为避免清水池抽空，威胁供水安全，清水池可保留一定水深的容量作为安全储量；取清水池最低水深为0.5m，则，取为841带入上述数据，得： 清水池采用矩形钢筋混凝土蓄水池,设有6座,则单池体积为

42、1402m3，近似1400m3 。3.清水池的平面尺寸每座清水池的面积：，式中 每座清水池的面积，； h清水池的有效水深，m,设计中取为h=4.0m。取清水池的宽度B为15m,则清水池长度L为：L=A/B=315.5/15=21m 则清水池实际有效容积为： 清水池超高取为0.3m, 安全储量水深取为0.5m,则清水池总高H： H= h +=4.0+0.3+0.5=4.8m清水池池壁为250mm，池底厚为300mm，则清水池实际平面尺寸为21.5m15.5m。清水池设为地下式，地面标高50.00m，池子超高0.3m，顶盖取为0.10m厚，为防冻取覆土厚度为0.7m，则清水池计算最高水位为48.9

43、m。3.2.7.2 管道系统1.清水池的进水管 式中 清水池进水管管径，mm； 进水管管内流速，一般采用0.71.0，设计中取=0.8m/s。设计中取进水管管径为DN200mm。2.清水池的出水管由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按最高日最高时流量计：出水管管径：式中 清水池出水管管径，mm； 出水管管内流速， m/s。设计中取出水管管径为DN200mm,管内实际流速为0.93m/s。3.溢流管 溢流管与进水管管径相同，取DN200mm，出口设置网罩，防止虫类进入。4.清水池的排空管 清水池的水在检修时要放空，因此应设排空管。管径按2h内将水放空，流速1.2m/s,则：式中 排空管的管

44、径，mm； 清水池的有效容积， m3/s； t放空时间，h。则： 设计中取排空管管径为DN450mm,管内实际流速为1.24m/s。5.导流墙：为促进新旧水的交替，消除死角，避免短流，加强氯和水的混合，提高消毒效率，保证水质，池内应设导流墙。导流墙底部每隔一定距离开一个流水孔，尺寸为100mm200mm，便于排泄池内的废水。6. 池顶设通风管=200mm，管顶高出池顶覆土面0.9m和1.4m不等，且有防护网，防止蛇虫及雨水进入池中，通风管数为4个。3.2.8 送水泵房3.2.8.1 选泵原则选泵就是确定水泵的型号和台数。对于各种不同功能的泵站，选泵时考虑问题的侧重点也有所不同，一般可归纳如下：

45、（1）在满足最大工况的条件下，应尽量减少能量的浪费；（2）合理的利用各水泵的高效率段；（3）尽量采用同型号泵，使用型号整齐，互为备用；（4）尽量选用大泵，但也应该按实际情况考虑大小兼顾，灵活调配；（5）h值变化大，则可选用不同型号泵搭配运行；（6）保证吸水条件，照顾基础平齐，减少泵站埋深；（7）考虑必要的备用机组；（8）结合泵站的发展，实行近远期相结合；（9）尽量选用当地成批生产的水泵型号。3.2.8.2 水泵的选择（1） 水泵选型设计流量为最高日最高时流量Q h =2539.098 m3/h = 705.47 l/s 设计扬程为： 式中 管网控制点C的地面标高和清水池最低水位的高程差，由已知

46、资料和计算可知为6.07m； 控制点所需的最小服务水头，由管网平差知为28.0m； 吸水管、输水管和管网中水头损失，粗估为19.03m。则 =6.07+28.00+19.03=53.1m,取为54.0m。根据设计流量，设计扬程和水泵特性曲线，查给水排水设计手册（第11册 常用设备），选取300S58A型水泵，共6台，5用1备。其性能如下：流量529m3/h，扬程55m，转速1450r/min，泵轴功率为99.2KW，与之配套的电动机型号为Y3150M2-4,功率N=160KW，电压U=380V，效率=80%。3.3.2.2 水泵机组外形尺寸300S58A型单级双吸离心泵（不带底座）安装尺寸如图

47、3.19所示。1.水泵的外形尺寸外形尺寸：L=1073mm， ， n-=4-27；水泵进出口法兰尺寸：进口法兰尺寸：，；出口法兰尺寸：，；2.水泵安装尺寸电动机尺寸：，h=315mm，H=865mm，B=457mm，A=508mm，；E=300mm, L=2347mm，；出口锥管法兰尺寸：，根据需要改变转速或叶轮直径来使工况满足实际的需要。图3.19 S型单级双吸式离心泵外形及安装尺寸3.3.3 二泵站工艺工艺布置设计计算3.3.3.1 机组基础尺寸的确定机组（水泵和电动机）安装在共同的基础上。基础的作同是支撑并固定机组，使它运行平稳，不致发生剧烈震动 ，更不允许产生基础沉陷。因此对基础的的要

48、求：坚实牢固，除能承受机组的静荷载外，还能承受机械振动荷载；要浇制在较坚实的基础上，不宜浇制在松软地基或者是新填土上，以免发身基础下沉或者是不均匀沉降。 本设计所选的水泵为大、中型泵 ，其尺寸的确定，根据水泵或者是底脚螺旋孔的间距加上0.40.5m。 1.基础长度L： 对于不带底座的水泵，基础长度L=水泵机组地脚螺孔长度方向间距+（0.150.20）m =1073+1270（电动机安装尺寸） +180=2523mm =2.53m2.基础宽度B：对于不带底座的水泵，基础宽度B=底座螺孔间距（在宽度方向上）B3+（0.150.20）m =550+170=720mm=0.72m3.基础高度H： 式中

49、：基础长度， 基础宽度，基础所用材料容重，选用钢筋混凝土，水泵和电机重量， H取1.10m水泵基础施工时，应待厂家确定后，核对基础尺寸无误后，再进行基础浇注。3.3.3.2 吸水管与出水管的计算每台水泵有独立的吸水管与出水管，出水管在切换井内相互连接起来。每台300S58A型离心泵设计流量为：Q=508m3/h 。1. 吸水管当d250mm时，吸水管内流速宜小于1.2m/s。采用DN250钢管，查水力计算表，可知：v=0.89 m/s，i=5.23，基本满足要求。2. 出水管当d250mm时,出水管内流速范围宜为1.52.0m/s。采用DN200钢管，查水力计算表，可知：v=1.40 m/s，

50、i=17.13，基本满足要求。3.3.3.3 水泵机组平面形状和尺寸确定水泵机组的排列是泵房内布置的重要内容，它决定泵房建筑面积的大小。机组布置应保证运行、安装、装卸和维修管理方便，管道总长度短，配件少且小，水头损失小，并应考虑扩建的余地。对于卧式离心泵，常用的布置形式有单列横向布置、单列纵向布置和双列横向交错布置三种排列形式。根据本设计的实际情况，参考有关资料，水泵采用直线单行布置，这种排列跨度小，管配件简单，水力条件好，适用于水泵台数不超过56台的泵房。根据经验，二级泵站的平面一般为矩形。依据室外给水设计规范（GBJ 13-86）和泵站设计规范(GB/T50625-97)的相关规定，得出：

51、进水方向上水泵到墙的净距不小于1.2m，出水方向上距离墙的距离为1.5m，考虑到要增加地面上工作平台的宽度，分别取为2.0m和2.7m；水泵机组的间距为2.0m，水泵机组到配电设备的距离为2.0m，水泵机组占用宽度取为1.2m，占用长度为2.0m，控制室尺寸为56.46m，墙宽0.37m，泵房机组布置图如图3.20所示。从而可知泵房的设计平面布置尺寸为：泵房长度为27.64m,宽度为6.64m，所以：LB=27.646.64(m2) 图3.20 二泵房机组布置图3.3.3.4 吸水管路与压水管路中水头损失计算1.吸水管路中水头损失hs的计算每台水泵一条吸水管，共6条，其中1条备用。每台吸水管设

52、计水量：q=508m3/h采用吸水管径：D=250mm，粗估管长l=10m，v=0.89m/s，i=0.005算得沿程水头损失h1=il=0.00510=0.050m管路局部水头损失见表3.1。总计水头损失：hs=0.050+0.53=0.58m2.压水管路中水头损失hd压水管路水头损失可估算：2hs=1.16m总计水头损失为：hd=0.58+1.16=1.74m表3.1 吸水管路局部水头损失名称管径DN（mm）数量（个）局部阻力系数流速（m/s）局部阻力（m）吸水滤网25013.00 0.890.17喇叭口25013.00 0.890.1790弯头20010.581.390.06蝶阀2001

53、0.351.390.03水泵进口20011.00 1.390.10合计0.53因此水泵的实际扬程为：Hmax=6.07+28.00+16.52.00+1.74=52.33m58m,由此可见初选水泵机组符合要求。3.3.3.5 吸水井设计计算吸水井用来安装水泵吸水管,进入吸水井内的水流要求顺畅、速度小、分布均匀、不产生旋涡。为了方便分隔清洗使用，将吸水井分成2格，中间隔墙上设置连通管和闸阀。3台水泵共用吸水井一格，另外3台共用吸水井另外一格，水泵吸水管伸入吸水井吸水。对于离心泵吸水井的尺寸通常按吸水喇叭口间距决定。各部分尺寸确定如下：1.吸水喇叭口直径D吸水喇叭口直径D一般采用D(1.251.5)d，其中d为吸水管直径。吸水喇叭口直径D按下式计算：D=1.3d=1.3250=325mm,取D=350mm2.吸水喇叭口的最小悬空高度（喇叭口与井底间距）悬空高度过小，将使进口处水的流线过于弯曲，水头损失增加，水泵效率较低，严重时使池底冲刷；悬空高度过大将形成单面进水并使吸水室底板落深，增加工程造价。本设计喇叭管采用垂直布置，吸水喇叭口的最小悬空高度（喇叭口与井底间距）按下式计算：=0.8D=0.8350=280mm,为安装检修需要，不得小于0.5m,因此取=0.5m。3.喇叭口间距a) 喇叭口间净间距a喇叭口间净间距a按下式计算：a=1.5D=1.6350=56