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1、目 录 1 设计水量计算11.1 近期规划设计用水量计算11.1.1 最高日用水量计算11.1.2 最高日最高时用水量计算21.1.3 消防用水量计算21.2 远期规划设计用水量计算31.2.1 最高日用水量计算31.2.2 最高日最高时用水量计算31.3 泵站设计流量确定42 取水工艺计算52.1 设计流量52.2 集水井设计计算52.3 自流管设计计算52.4 取水头部设计计算63 输配水工艺计算83.1 节点流量计算83.1.1 比流量计算83.1.2 沿线流量计算83.1.3 节点流量计算103.2.1 初始流量分配103.2.2 管网布置113.2.3 管径确定123.2.4 管网水
2、力计算133.2.5 二级泵站水泵选型133.2.6 管网平差校核143.2.6.1 最大时管网水力计算143.2.6.2 消防时管网水力计算193.2.6.3 事故时管网水力计算233.3 调节构筑物设计计算273.3.1 调节构筑物设计计算283.4技术经济计算303.5二水厂（新水厂）取水水泵选配及一级泵站工艺布置323.5.1 一级泵站平面形状确定323.5.2 取水水泵选配323.5.3 一级泵站工艺布置设计计算343.6 二水厂（新水厂）送水泵选配及二级泵站工艺布置403.6.1 送水泵选配403.6.2 二级泵站工艺布置设计计算424 净水厂工艺设计计算484.1 工艺流程方案4
3、84.2工艺设计计算494.2.1 配水井设计计算494.2.2 混合工艺设计计算494.2.3 投药工艺及投药间的设计计算504.2.4 反应（絮凝）工艺设计计算504.2.5 沉淀池624.2.6 过滤工艺设计计算804.2.7 加氯工艺及加氯间设计计算534.2.8 水厂排泥水处理设计1024.2.9 臭氧化处理设计1074.2.10 生物活性炭滤池设计1144.3 供选方案技术经济比较计算1194.3.1 滤池供选方案技术经济比较计算1204.4 净水厂人员编制及辅助使用面积计算1234.5 工艺流程布置设计1244.6 平面布置设计1254.7 水厂管线设计1264.8 高程布置设计
4、计算1264.8.1 排泥水处理构筑物高程布置设计计算1315 给水工程投资估算及制水成本计算1385.1 工程投资估算1385.2 制水成本计算1401 设计水量计算1.1 近期规划设计用水量计算1.1.1 最高日用水量计算1. 城市综合生活用水量S市是以机械、冶金为主的工业重镇，商业也较发达，现有城市人口14万，近期规划人口20万，远期规划人口30万。全市房屋建筑大部分为砖混结构，层数控制在6层之内。居住建筑内大都有给水排水卫生设备和沐浴设备。全市工业企业较多，工业用水比重较大，但比较突出的用水大户只有冶炼厂、钢厂和重型机器厂。它们的生产用水量（含职工上班生活用水）如表1所示。S市生产用水
5、情况表1序号厂名最高日用水量（T/d）附居住区人数（人）近期远期1冶 炼 厂220002600060002钢 厂320005000048003重型机器厂360042002000该市现有1座水厂（西河水厂），以武江为水源，供水规模为8万T/d。管网布置以树状为主，局部为环状。水厂清水池池底标高为57.20米，二泵房配置了5台S350-44A型水泵，4用1备。市区供电比较充足，电价平均为0.45元/度。其他情况见S市近期规划图。根据这些实际情况，并参照相似城市实际用水标准和综合生活用水定额表（教材P522），该城市最高日用水量定额可确定为200L/(capd),又由于该市近期规划人口数为20万人，
6、故该市最高日生活用水量为： 2. 企业生产用水量和工作人员生活用水根据所给资料，可得企业生产，生活用水量为：3 其他用水量其他用水量包括浇洒道路和绿地用水以及未预见水量和漏失水量等等。在本设计中，由于该城市是一个山区城市，且道路弯曲复杂，城市中绿化带较多，所以取浇洒道路和绿地用水量为生活和工业用水量的20%，于是有：根据城镇以往的实际用水统计资料，未预见水量和漏失水量按上述用水量之和的25%计，即：综合以上各项用水，可得最高日用水量为：取。1.1.2 最高日最高时用水量计算本设计中选取时变化系数，于是有：拟定该市最高时用水量为：1.1.3 消防用水量计算该市的三家主要企业的消防用水量均取自城市
7、管网，因此企业的消防用水是否足够，必须加以核算。查工厂、仓库和民用建筑同时发生火灾次数表（教材P523）可知，该市的主要的工厂构筑物的耐火等级为三级；厂房或库房的火灾危险性为乙，建筑物体积取2000150000,得一次性消防灭火量为45，而该市的同时发生火灾次数为2次，故室外消防的总灭火用水量为： 1.2 远期规划设计用水量计算1.2.1 最高日用水量计算1. 城市综合生活用水量该市最高日用水量定额仍取200L/(capd)，远期规划的自来水普及率按100%计，又由于该市远期规划人口数为30万人，故该市最高日生活用水量为：2. 企业生产用水和工作人员生活用水量根据所给资料，可得企业生产和生活用
8、水量为：3 其他用水量其他用水量包括浇洒道路和绿地用水以及未预见水量和漏失水量等等。由于该城市是一个山区城市，且道路弯曲复杂，城市中绿化带较多，所以取浇洒道路和绿地用水量为生活和工业用水量的20%未预见水量和漏失水量按上述用水量之和（）的25%计，即：综合以上各项用水，可得最高日用水量为：取2140001.2.2 最高日最高时用水量计算于是，该市远期规划的最高日最高时用水量为：最高时秒流量为：1.3 泵站设计流量确定1. 新水厂取水构筑物、一级泵站和净水构筑物设计流量取水构筑物、一级泵站和净水构筑物等按最高日平均时流量加上水厂自用水量计算，即：式中新水厂所供给的最高日流量，m3/d； 考虑水厂
9、自身用水量的系数，以供沉淀池排泥、滤池冲洗等用水，其值取决于水处理工艺、构筑物类型及原水水质等因素，一般在1.051.10之间。为安全计，本设计取=1.10； 一级泵站每天工作的小时数，h，按24h计。于是，新水厂取水构筑物、一级泵站和净水构筑物设计流量为：近期 远期 新水厂取水构筑物、一级泵站和净水构筑物的土建按照远期处理规模进行设计，水处理构筑物以及内部设备等按照近期处理规模设计。2. 新水厂二级泵站设计流量二级泵站的设计流量与泵站的工作情况有关。3. 配水管网设计流量配水管网按最高日最高时用水量计，即：4. 清水池调节容积清水池的调节容积应根据一级泵站、二级泵站的供水线和城镇用水量变化曲
10、线确定，具体计算在3.4节详述。2 取水工艺计算二水厂（新水厂）选用北江作为供水水源，取水构筑物位置拟定在北江下游北岸处。根据所确定的取水位置，综合取水量、水质和供水安全可靠的要求，结合河床地形、河床淤积、水位变幅、冰冻和航运等情况以及施工条件，本设计采用河床式自流管及设进水孔集水井取水构筑物形式。同时取水构筑物采用合建式。河床式取水构筑物是由泵房、集水井、自流管、取水头部等组成。河水经取水头部的进水孔流入，沿进水管流至集水间，然后由泵抽走。2.1 设计流量二水厂（新水厂）取水泵按近期处理规模进行设计，取水泵房按远期规模设计，取水泵站流量按最高日平均时流量加上水厂自用水量（按5%计）计，即：根
11、据巫水市区段水文站历年特征值：最高水位为59.12m，最低水位为48.40m，流量最小值为14.3，满足需水量要求。2.2 集水井设计计算本设计采用集水井和泵房合建。合建式的优点是布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便，采用较广泛。但合建式土建结构复杂，施工困难。2.3 自流管设计计算1. 设计流量确定设两根自流管，每个蘑菇型取水头部设一根。为了保证事故时停用一根时，另一根管道仍能满足事故设计流量要求，每根管道按照通过总流量的75%进行设计，即：2. 管材选择自流管采用钢管，这是因为钢管可以减少接头，方便施工，但需做好防腐措施。3. 管径确定自流管的设计流量，查水力计算表，当采用D
12、N900钢管时，管内流速v=1.02m/s，i=1.31。4. 校核管内最小流速自流管内流速应考虑不产生淤积，一般不宜小于。当每根自流管内通过近期设计流量的50%时，管内的流速最小，此为最不利工况。此时每根自流管内通过的流量为：查水力计算表，当采用DN900钢管时，管内流速v=0.684m/s0.6m/s，满足不淤流速的要求。2.4 取水头部设计计算1. 取水头设计要点取水头部应满足以下要求：（1）取水头部应设在稳定河床的主流深处，有足够的水深。（2）应结合当地施工条件、施工力量和施工方法，考虑便于施工的形式。（3）为防止船只、木筏碰撞，在其上游或周围设置航标加以保护。（4）取水头部至少分成两
13、格（个），以便于检修和清洗。（5）因局部冲刷，应采取适当的护底措施，并使取水头部的基础和埋没在冲刷深度以下，在冲刷范围内沉排抛石，加固保护。（6）进水口的朝向，应视河水所含杂质、冰凌、流速、水深等条件而定，一般多朝向下游或垂直于水流方向。2. 取水头部设计计算（1）取水头部选型取水头部选用蘑菇型取水头部，为了便于检修和清洗，共设两个取水头部。蘑菇型取水头部是一个向上的喇叭口，上面加一金属帽盖，河水由帽盖底部格栅曲折流入。自流管直径为900mm，喇叭口直径采用1000mm。（2）取水头部格栅设置在蘑菇型取水头部进水口处设置细格栅，用以拦截水中漂浮物。格栅设置在取水头部或进水间的进水孔上，用来拦截
14、水中粗大的漂浮物及鱼类。（3）取水头部格栅计算蘑菇型取水头部格栅面积按下式计算：式中格栅的面积，；进水孔的设计流量，；进水孔的设计流速，本设计采用；堵塞系数，采用0.75；栅条引起的面积减少系数，按下式计算：其中 栅条净距，mm，采用30120mm，一般常用3050mm。栅条厚度（或直径），一般采用10mm。已知b=70mm，则栅条引起的面积减少系数为：格栅总有效面积为：每个蘑菇型取水头部格栅的有效面积为：蘑菇型取水头部格栅尺寸选用：（标准尺寸）。水流通过栅条的水头损失，一般采用0.050.10m，本设计采用0.08m。3 输配水工艺计算3.1 节点流量计算3.1.1 比流量计算以单位长度管段计的比流量按下式计算：式中比流量，；管网总用水量，；各大用户集中用水量总和，；管网各管段计算长度之和，。计算长度是指用来计算比流量和沿线流量的管段长度。当管段沿两侧配水时，计算长度等于管段实际长度；沿一侧配水时，为管段实际长度的一半；不配水时，计算长度为0。最高用水时， 各大用户集中用水量总和为：经计算，管网中管段计算长度之和为25290m
