全国勘察设计注册公用设备工程师给水工程ppt课件

1、主要内容第一章 给水系统总论 第二章 输水和配水工程第三章 取水工程 第四章 给水处置 第五章 水的冷却和循环冷却水水质处置无损检测 .第一章给水系统总论1.1.给水系统一.给水系统分类、组成及布置二.影响给水系统布置的要素三.工业给水系统 1.2.设计用水量一.用水量定额二.用水量变化 三.用水量计算1.3.给水系统的任务情况 一.给水系统的流量关系及贮水构筑物容积二.给水系统的水压关系 . 1.1给水系统一.给水系统分类、组成及布置1.给水系统的分类 给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。1按水源种类可分为1地表水给水系统江河、湖泊、蓄水库、海洋等2地下水给

2、水系统浅层地下水、深层地下水、泉水等2按供水方式可分为1自流供水系统重力供水 2水泵供水系统压力供水 3混合供水系统3按运用目的可分为 1)生活给水系统 2消费给水系统 3消防给水系统4按效力对象可分为1城市给水系统 2工业给水系统在工业给水系统中按用水方式又可分为直流系统、循环系统、复用系统。 无损检测 .2.给水系统的组成 给水系统的义务是从水源取水，按用户对水质的要求进展处理，然后将水保送到用水区域，并按用户所需的水压向用户供水。给水系统普通有以下工程设备组成：1取水构筑物-用以从选定的水源地表水和地下水取 水。2处置构筑物-用以将原水处置到符合运用要求。普通集中 布置在水厂内。3提升泵

3、房-用以将所需的水量提升到符合水用要求的高 度水压。4输水管渠和管网-用以将原水送至水厂和将处置后的水送至用水区。5调理构筑物-用以储存和调理水量。如：清水池、水塔、 高位水池等。3.给水系统的布置.二.影响给水系统布置的要素1.城市规划的影响 2.水源的影响 3.地形的影响三.工业给水系统1.工业给水系统的类型1直流给水系统 2循环给水系统 3复用给水系统2.工业用水的水量平衡1水量平衡的目的和含义 水量平衡的目的是经过对消费工艺用水要求及其变化规律的了解，发掘反复利用、循环运用的潜力，以做到合理用水、节约用水。 水量平衡的含义是指总用水量和总排水量之间的平衡。 总用水量包括：新颖水、循环用

4、水、回用水 总排水量包括：回用水、复用水、清洁废水、污水和废水。2水量平衡图的绘制和作用无损检测 . 1.2设计用水量 设计用水量是城市给水系统在设计年限到达的用水量，设计年限符合城市总体规划，近远期结合，以近为主。普通近期宜采用510年，远期宜采用1020年。 设计用水量由以下各项组成：1综合生活用水包括居民生活用水和公共建筑用水；2工业企业消费用水和任务人员生活用水；3消防用水；4浇洒道路和绿地用水；5未预见用水量及管网漏失水量；. 一.用水量定额1.综合生活用水包括居民生活用水和公共建筑用水2. 工业企业消费用水和任务人员生活用水 任务人员生活用水包括工业企业任务人员车间生活用水和淋浴用

5、水。任务人员车间生活用水定额普通可采用3050L/人班，用水时间为8小时时变化系数为1.52.5；淋浴用水根据车间卫生特征确定，普通可采用4060L/人班，其延续时间为1小时。3.消防用水4.浇洒道路和绿地用水 浇洒道路用水量普通可采用2.03.0L/(m2d);绿化用水量普通可采用1.03.0 L/(m2d)。5.未预见用水量及管网漏失水量 城镇的未预见用水量及管网漏失水量可按最高日用水量的1525合并计算。无损检测 .二.用水量变化 在一年中最高日用水量与平均日用水量的比值为日变化系数Kd。 在一天中最高时用水量于平均时用水量的比值为时变化系数Kh。 最高日城市综合用水的时变化系数宜采用1

6、.31.6，日变化系数宜采用1.11.5三.用水量计算 用业消费用水量 Qi=qB(1-n)式中Qi-工业消费消费用水量，m3/d; q-城市工业万元产值用水量，m3/万元 B-城市工业总产值； n-工业用水反复利用率。. 1.3给水系统的任务情况一.给水系统的流量关系及贮水构筑物容积1.给水系统各部分设计流量确实定1取水构筑物，一级泵房，净水构筑物，从水源到水厂的输水管等，按最高日平均时流量水厂自用水量计算： Qh= m3/h 或Qh= m3/h2地下水源时，一级泵房按最高日平均时流量计算Qh= m3/d3管网按最高日最高时流量计算Qh= m3/h或Qh= L/s4输水管 1网前设有配水厂或

7、水塔，从二级泵站到配水厂或水塔的输水管，按二级泵房大供 水量计算 2网中或网后设有水量调理构筑物的输水管应按最高日最高时流量减去调理构筑物 输入管网的流量计算 3输水管同时有消防给水义务时，应分别按包括消防补充水量或消防流量进展复核5二级泵房才干以及清水池和管网调理构筑物的调理容积按照用水量曲线 和拟定的二级泵房任务曲线确定 Qd最高日设计流量，m3/d; -水厂本身用水系数，1.051.10，原水含悬浮物较多时取用大值 T一级泵房或水厂每天任务时间h,大、中水厂普通为24h延续运转，小水厂有时 为8h或16h; Kh时变化系数。无损检测 .2.清水池水塔高低水池有效容积计算1清水池 清水池的

8、主要作用在于调理一级泵站供水和二级泵站供水之间的流量差值，并储存消防用水和水厂消费用水，因此清水池的有效容积为 W=W1+ W2+ W3+ W4 W清水池的有效容积，m3 W1调理容积，m3;按一、二级泵房供水曲线确定； W2消防贮水量，m3;按2h火灾延续时间计算； W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等用水，m3;按最高日用水量的5%10%计 算； W4平安贮量，m3。 当水厂外无调理水池、在缺乏资料的情况下，水厂清水池容积普通可按水厂最高日用水量的10%20%计算。 清水池应有相等的两座，仅有一座并容积大于500m3时应分成两个。2水塔 水塔的作用之一在于调理二级泵站供水和用水量之间的流量差值，

9、并储存10分钟的室内消防水量，因此水塔的有效容积应为： W=W1+W2 式中W调理容积，m3; W1调理容积，m3; W2消防贮水量，m3;按10min室内消防水量计算。当泵站分级任务时，可按最高日用水量的2.5%3%获5%6%计算，城市大时取低值。. 二.给水系统的水压关系1.水泵扬程确实定(1)一级泵房扬程Hp=H0+hs+hd (m) H0静扬程，等于水源吸水井最低水位和处置构筑物起端最高水 位之差，m; hs水泵吸水管、压水管和泵房内的水头损失，m; hd输水管水头损失，m(2)无水塔管网的二级泵房扬程 Hp=Zc+Hc+hs+hc+hn Zc离泵房远或地形高的控制点C地形标高与清水池

10、最低水位的高 差，m; Hc控制点要求的最小效力水头，m; hs、hc、hn分别表示水泵管路、输水管和管网中的水头损失，m, 按最高时水量计算(3)网前水塔管网的水塔高度Ht=H0+hn-(Zt-Zc) (m)二级泵站扬程：Hp=Zt+Hi+H0+hc+hs Zt水塔处地面和清水池最低水位的高差，m; H0水塔水柜的有效水深，m;其他符号意义同上无损检测 .(4)网后水塔管网，最高用水时，Hp同无水塔管网，Ht和网前水塔管网一样，但控制点C在分界限上最大传输时二级泵房扬程： Hp=Zi+Hi+H0+hs+hc+hn (m) hs,hc,hn分别表示最大传输时，水泵吸水管路、输水管和管网的水头损

11、失m,按最大传输时流量计算2.水塔高度确实定 Ht=Hc+hn-(Zt-Zc)式中 Ht水塔水柜底稿与地面的高度差，m; Hc控制点C要求的最小效力水头，m; Hn按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失， m; Zt设置水塔处的地面标高，m; Zc控制点C处的地面标高，m。. 第二章 输水和配水工程2.1管网和输水管渠布置 一.管网和输水管渠的定义二.管网和输水管渠的布置原那么2.2管网各管段流量、管径和水头损失一.概述二.沿线流量、节点流量、管段计算流量三.管径计算四.水头损失计算2.3管网水力计算一.树状网水力计算二.环状网水力计算三.输水管渠计算2.4分区给水系统一.分区给水概

12、念二.分区给水根本方式2.5管材、管网附件和附属构筑物2.6管网方案技术经济比较. 2.1管网和输水管渠布置一.管网和输水管渠的定义 输水和配水系统是保证输水到一切用户的全部设备。它包括：输水管渠、管网、泵站、水塔和水池等。二.管网和输水管渠的布置原那么1.管网的布置 管顶埋深的设计要求：管道的埋设深度，应根据冰冻情况、外部荷载、管材强度以及与其它管道交叉等要素确定。 管径的设计要求：负有消防给水义务管道的最小直径，不应小于100mm；室外消火栓的间距不应大于120m. 从管网干管到用户和消 火栓的分配管管径至少为100mm，大城市采用150-200mm。 阀门的设计要求：管网上的阀门间距，不

13、应超越5个消火栓的布置长度。在配水管网龙起点和平直端的必要位置，应装设排进气阀，低处应装设泄水阀。 集中给水栓的设计要求：集中给水站设置地点，应思索取水方便，其效力半径普通不大于50m无损检测 . 2.输水管渠的布置输水管渠设计要求： 定线：输水管网定线时，必需与城市建立规划相结合，尽量缩短线路长度。选线时，应选择最正确的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修。减少与铁路、公路和河流的交叉。远间隔输水时，普通情况下往往是加压和重力输水两者的结合方式。设计时应远近期同时思索、分期实施 设计流量：从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量加自用水量确

14、定。当长间隔输水时，输水管渠的设计流量应计入管渠漏失水量。向管网输水的管道设计流量，当管网内有调理构筑物时，应按最高日最高时用水条件下，有水厂所负担供应的水量确定；当无调理构筑物时，应按最高日最高时供水量确定。负有消防给水义务的输水管渠尚应包括消防补充流量或消防流量。 条数及连通管：输水管渠普通不宜少于两条，当有平安贮水池或其它安全供水措施时，也可建筑一条输水干管，输水干管和连通管管径及连通管根数，应按输水干管任何一段发生缺点时仍能经过事故用水量计算确定。城镇的事故水量为设计水量的70%。 . 附属设备：输水管道应根据详细情况设置分段和分区检修的阀门。在输水管道隆起点和平直段的必要位置上，应装

15、设排进气阀，低处应装设进水阀。 2.2管网各管段流量、管径和水头损失一.概述好像管网定线一样管网的水力计算也只限于干管。二.沿线流量、节点流量、管段计算流量1.沿线流量和节点流量1沿线流量 qs= 式中qs比流量，L/(sm); Q管网设计总用水量最高日最高时，L/s; q大用户集中于节点的总流量，L/s; l干管总长度，m;不包括穿越广场、公园等无建筑物地域的管线；只需一侧 配水管线，长度按一半计算。 两节点之间的干管段，其沿线流量等于比流量qs乘以管段长度l(m): ql=qsl 式中ql沿线流量，L/s; l该管段的长度,m。无损检测 无损检测 .2节点流量 qi=0.5ql2.管段计算

16、流量 单水源的树状网中，每一管段只需独一的流量，恣意管段的流量等于该管段下游一切节点流量的总和。 环状网的流量分配比较复杂，必需坚持每一节点的流量平衡条件，即流向任一节点的流量必需等于从该节点流出的流量，以满足节点流量平衡条件， qi+qij=0式中qi节点i的节点流量，L/s; qij从节点i到节点j的管段流量，L/s。假定从节点流出的流量为正，流向节点的流量为负。无损检测 .三.管径计算 D=式中D管段直径，m; q管段流量，m3/s; v流速，m/s。流速确定条件：1 最高和最低允许流速：为防止管网发生水锤景象，最大流速不超过2.5-3.0m/s。保送原水，为防止管内淤积，最小流速通常不

17、得小于0.6m/s。2 经济流速：经济流速的概念：在一定年限投资归还期内管网造价和管理费用主要是电费之和为最小的流速。经济流速值应按当地管材资料的价钱、施工费用、电费等来确定，不能直接套用其他地方的数据。由于实践工程的复杂性，从实际上计算管网造价和管理费用来求经济流速的方法在设计中很少运用。3 平均经济流速：设计中可采用平均经济流速来确定管径，普通大管径可取较大的平均经济流速，小管径那么取较小的平均经济流速。平均经济流速值：中小管径DN=100400mm时为0.61.0m/s，大管径DN400是为0.91.4m/s。无损检测 无损检测 .四.水头损失计算1.旧钢管和旧铸铁管当v1.2m/s时：

18、i=当v1.2m/s是： i=式中 i每米管道的水头损失，m; dj管道的计算内径，m; v平均流速，m/s。.2.混凝土管、钢筋混凝土管和各种渠道 i=式中i每米管道渠的水头损失，m; v平均流速，m/s; R水力半径，m; C流速系数。 混凝土管和钢筋混凝土管的流速系数C可按下式计算：C= n粗糙系数，混凝土管和钢筋混凝土管普通采用 0.0130.014。对各种渠道，流速系数C可按下式计算:C=式中 n与渠槽资料和情况有关的粗糙系数； y与R和n有关的指数，按以下公式确定： y=. 2.3管网水力计算一.树状网水力计算二.环状网水力计算1.环状网水力根底方程对于任何环状网，管段数P、节点数

19、J包括泵站、水塔等水源节点和环数L之间存在以下关系：P=J+L-12.计算方法分类3.环状网计算 按下式： qi= 求出校正流量。 如闭合差为正，校正流量即为负，反之那么校正流量为正。 校正流量的符号以顺时针方向为正，逆时针方向为负，凡是流向与校正流量方向一样的管段，加上校正流量，否那么减去校正流量。 Qij(1)=qij(0)+qs(0)+qn(0)式中 qs(0)-本环的校正流量； qn(0)-邻环的校正流量。每个小环闭合差小于0.5m,大环闭合差小于1.0m。无损检测 .三.输水管渠计算 从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量加自用水量确定。当长间

20、隔输水时，输水管渠的设计流量应计入管渠漏失水量。 向管网输水的管道的设计流量，当管网内有调理构筑物时，应按最高日最高时用水条件下，由水厂所负担供应的水量确定输水管道的设计水量应为最高日最高时供水量减去调理构筑物每小时供应的水量；当无调理构筑物时，应按最高日最高时供水量确定。 上述输水管渠，当负有消防给水义务时，应分别包括消防补充流量或消防流量。输水管渠应按输水干管任何一段发生缺点时仍能经过事故用水量计算确定。城镇的事故水量为设计水量的70%。.1.重力供水时的压力输水管 假定输水量为Q,平行的输水管线为n条，那么每条管线的流量为Q/n。设平行管线的管材、直径和长度均一样，那么该系统的水头损失为

21、： H=式中 S每条管线的摩阻。 当一条管线损坏时，该系统运用其他管线运转时的水头损失为： H=式中Qa管线损坏时的流量或允许的事故流量。由上两式的事故时流量为：Qa= 当平行管线数n=2时，那么 =(2-1)/2=0.5，这样事故流量只需正常供水量的一半。 图1-2-9表示采用两条输水管线平行供水，其中设有两个衔接管，各供水管段的直径和长度相等，每一段管线的摩阻均为S。 正常任务时水头损失为：H= 某一段损坏时水头损失为：H=得事故时与正常任务时的流量比例为：无损检测 .2.水泵供水时的压力输水管 图1-2-10表示水泵特性曲线H=f(Q)和输水管特性曲线的结合任务情况：I为输水管正常任务时

22、的Q-(H0+ h)特性曲线；II为事故时，当输水管任一段损坏时，阻力增大，是曲线的交点从正常任务时的b点移到a点，与a点相应的横坐标即表示事故时流量Qa。(1)输水管正常任务时正常任务时的输水管特性 H=H0+(Sp+Sd)Q2式中 H输水管正常任务时水泵任务点的实践扬程； H0水泵静扬程，等于泵站及水井水面与输水终点处水压标高的 高差； Q输水管正常任务时的输水流量； Sp泵站内管线的摩阻； Sd两条输水管的当量摩阻。Sd与两条输水管摩阻的根本关系和计算是如下： 或式中 S1、S2每条输水管的摩阻。对于两条平行输水管管径一样的情况， .输水管正常任务时的水泵H=f(Q)特性 输水管正常任务

23、时的水泵Q-H特性方程为：式中 Hx水泵在流量为零时的虚总扬程； Sx水泵泵体内虚摩阻。输水管正常任务时的输水流量 联立求解式1-2-23和式1-2-25，得到输水管正常任务时的输水流量：2当两根平行输水管的恣意一段损坏时输水管任一段损坏时的输水管任务形状 式中 Ha事故时水泵任务点的水泵扬程； n输水管分段数；当输水管之间只需一条衔接纳 时，分段数为2，余类推； Qa事故时的流量。.输水管任一段损坏时的水泵特性方程 输水管任一段损坏时的水泵特性方程为： Ha=Hx-SxQa2输水管任一段损坏时的事故流量 联立求解式1-2-27和式1-2-28，得到事故时的输水量：3事故流量与正常输水量之比

24、事故输水量应大于等于70%设计输水量的要求，即0.70，所需分段数的计算式为： n无损检测 .2.4分区给水系统一.分区给水概念二.分区给水根本方式2.5管材、管网附件和附属构筑物一.管材1.铸铁管2.钢管3.预应力和自应力钢筋混凝土管4.玻璃钢管5.塑料管二.管网附件1.阀门2.止回阀3.排气阀和泄水阀4.消火栓三.管道防腐.四.管网附属构筑物1.阀门井2.支墩和根底1管道截面计算外推力 思索接口允许接受内水压后的管道截面计算外推力： 式中 P外推力，KN; D管道内径，m; P0水压力，KN/m2; Ps各种接口石棉水泥接口、自应力水泥接口和橡胶圈接口等 允许接受内水压力，KN/m2; k

25、思索接口不均匀性等要素取用的设计平安系数k1.(2)截面计算外推力P对支墩产生的压力程度弯管式中 R对支墩产生的压力，KN; 弯管的角度，度； P外推力，KN。丁字管及堵头 R=P叉管 R=Psin3.管线穿越妨碍物2.6管网方案技术经济比较一.技术经济比较的目的二.方案技术经济比较 评价中最为普遍的比较参数是：初投资；运用本钱；投资分析即投资归还期；总的寿命周期本钱。无损检测 .第三章 取水工程3.1取水工程概论一.水资源概述及取水工程义务二.给水水源3.2地下水取水构筑物一.地下水源概述二.地下水取水构筑物的类型及适用条件3.3地表水取水构筑物一.江河水水源特征与取水构筑物的关系二.江河取

26、水构筑物位置的选择三.江河固定式取水构筑物四.江河挪动式取水构筑物五.湖泊、水库取水构筑物六.山区浅水河取水构筑物七.海水取水构筑物. 3.1取水工程概论一.水资源概述及取水工程义务1.水资源概念及我国水资源概略1水资源概念 1)广义概念 2狭义概念 3工程概念2我国水资源概略2.取水工程义务二.给水水源1.给水水源分类及其特点1给水水源分类2给水水源的特点2.给水水源选择及水源的合理利用1给水水源选择的普通原那么 1水源水量充沛可靠 2原水水质符合要求 3符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水的水源 4与农业、水利综合利用 5取水、输水、净水设备平安经济和维护方便 6具有施工条件2水源的

27、合理利用 1工业用水宜采用地表水源，饮用水宜采用地下水源。 2利用经处置后的污水灌溉农田。 3在工业给水系统中采用循环给水，提高水的反复利用率，减少水源取水量。 4利用海水作为某些工业的给水水源 5人工回灌地下水即用地表水补充地下水； 6在沿海城市的潮汐河流，采用“蓄淡避咸的措施。.3.给水水源的维护1维护水源的普通措施 1配合有关部门制定水资源开发利用规划。 2加强水资源管理 3进展流域内的水土坚持任务。 4防止水源水质污染2给水水源卫生防护 1地表水源卫生防护取水点周围半径100m的水域内，严禁捕捞、网箱养殖、停靠船只、游泳和从事其他能够污染水源的任何活动。取水点上游1000m至下游100

28、m的水域不得排入工业废水和生活污水；其沿岸防护范围内不准堆放废渣。以河流为给水水源的集中式供水，由供水单位及其主管部门会同卫生、环保、水利等部门，根据实践需求，可把取水点上游1000m以外的一定范围河段划为水源维护区，严厉控制上游污染物排放量。受潮汐影响的河流、其生活饮用水取水点上下游及其沿岸的水源维护区范围应相应扩展。作为生活饮用水水源的水库和湖泊，应根据不同情况，将取水点周围部分水域或整个水域及其沿岸划为水源维护区。对生活饮用水水源的输水明渠、暗渠，应重点维护，严防污染和水量流失。 2地下水源的卫生防护. 3.2地下水取水构筑物一.地下水源概述1.地下岩层的构造2.地下水的种类3.地下径流

29、二.地下水取水构筑物的类型及适用条件1.地下水取水构筑物类型1管井 管井直径普通为501000mm，管井深普通在200m以内。2大口井 井径普通为58m，最大不宜超越10m，但可小于5m。大口井井深普通不宜大于15m，单井出水量普通为50010000m3/d。(3)渗渠 多孔集水管直径普通为6001000mm，埋深普通46m。出水量普通1030m3/(dm)。 .2.地下水取水构筑物的适用条件1管井1适用于含水层厚度大于5m,其底板埋藏深度大于15m；2在深井泵性能允许的情况下，不受地下水埋深限制；3适用于任何沙层、卵石层、砾石层、构造裂隙、溶岩裂隙等含水层，运用范围最为广泛。2大口井1适用于

30、含水层厚度515m，地下水埋深在10m以内；2适用于任何砂、卵石、砾石层，但浸透系数最好大于20m/d；3含水层厚度大于10m时应做成非完好井。非完好井由井壁和井底同 时进水，不易杜塞，应尽能够采用4在水量丰富、含水层较深时，以添加穿孔辐射管做成辐射井；5比较适宜中小城镇、铁路及乡村的地下水取水构筑物。3渗渠1适用于含水层厚度小于5m，地下水进而深小于2m时，渠底埋深度小于6m；2适用于中砂、粗砂、砾石或卵石层；3最适宜于开采河床浸透水.3.3地表水取水构筑物一.江河水水源特征与取水构筑物的关系1.江河水水源特征1江河的径流特征2泥沙运动3河床演化影响河床演化的主要要素有：1河段的来水量及其变

31、化2河段的来沙量和来沙的组成及其变化3河段的水面比降4河床地质情况4漂浮物和冰冻2.江河水取水构筑物的类型3.江河水水源与取水构筑物的关系.二.江河取水构筑物位置的选择1.位于水质较好的地带2.接近主流，有足够的水深，由稳定的河床及岸边，有良好的工程地质条件在取水构筑物处应有不小于2.53.0m的水深。3.尽能够不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮等影响4.接近主要用水地域5.不妨碍航运和排洪，并符合河道、湖泊、水库整治规划的要求6.留意避开河流上的人工构筑物或天然妨碍物1取水构筑物应设在桥梁上游0.51.0Km或下游1.0Km以上的地方。2当取水构筑物与丁坝同岸时，那么应设在丁坝的上游3

32、取水构筑物不宜设在码头附近，距码头边缘不得小于100m。 三.江河固定式取水构筑物1.岸边式取水构筑物岸边式取水构筑物的设计要点：1进水间的设计进水孔的设计 当河流水位变幅在6m以上，普通设置两层进水孔，侧面进水孔不得小于0.5m，顶面进水孔不得小于1.0m。 取水构筑物进水孔上缘在设计最低水位下的淹没深度：顶面进水时，不得小于0.5m，侧面进水时不得小于0.3m。上层进水孔的上缘应在洪水位以下1.0m。.进水孔上格栅的设计 栅条厚度或直径普通采用10mm，栅条间静距小型取水构筑物普通为3050mm，中型取水构筑物普通为80120mm。过栅流速有冰絮时为0.20.6m/s；无冰絮时为0.41.

33、0m/s。格栅的阻塞面积应按25%思索。格栅面积按以下公式计算： 式中F0进水孔或格栅面积，m2; Q-进水孔的设计流量，m3/s; V0-进水孔设计流速，m/s; K1栅条引起的面积减少系数： b为栅条净距，s为栅条厚度或直径 K2-格栅阻塞系数，采用0.75水流经过格栅的水头损 失普通采用0.050.1m。.格网的设计 平板式格网的阻塞面积应按50%思索，经过流速不应大于0.5m/s。 平板式格网的面积可按下式计算： 式中 F1- 平板格网的面积，m3; Q-经过格网的流量，m3/s; V1-经过格网流速，普通采用0.20.4m/s； K1-网丝引起的面积减少系数： K2-格网阻塞后面积减

34、少系数，普通采用0.5m； -水流收缩系数，普通采用0.640.80。 经过平板格网的水头损失，普通采用0.10.2m。 旋转格网的有效过水面积即水面以下的格网面积可按下式计算：式中 F2-旋转格网有效过水面积，m2; v2-过网流速，普通采用0.71.0m/s； K2-格网阻塞系数，普通采用0.75m； K3-由于框架引起的面积减少系数，采用0.75，其他符合同平板式格网。 旋转格网在水下的深度当为网外或网内双侧进水时，可按下式计算： 式中H格网在水下部分的深度，mm； B格网宽度，m; F2旋转格网有效过水面积，m2； R格网下部弯曲半径，目前运用的规范滤网的R值为0.7m。 当为直流进水

35、时，水流经过旋转格网的水头损失普通采用0.150.30m。.吸水室的设计排泥、冲洗启闭及起吊设备2取水泵房的设计水泵的选择泵房的平面布置泵房的高程布置 当泵房在渠道边时，为设计最高水位加0.5m； 当泵房在江河边时，为设计最高水位加浪高，再加0.5m，必要时上应增设防止浪爬高的措施。泵房的抗浮、防渗2.河床式取水构筑物取水头部的方式及适用条件取水头部的设计与计算 顶向进水时，不小于0.5m；侧向进水时，不小于0.3m；虹吸进水时，一般不宜小于1.0m，当水体封冻时，可减至0.5m。 进水孔的流速：有冰絮时为0.10.3m/s，无冰絮时为0.20.6m/s。进水管有自流管、进水暗渠、虹吸管等。.

36、四.江河挪动式取水构筑物1.浮船式取水构筑物1适用条件1水位变化幅度在1040m，涨落速度小于2m/h的江河水取水；2暂时供水的取水构筑物或允许断水的永久性取水构筑物；3投资遭到限制，难以建筑固定式取水构筑物时。2取水位置的选择 浮船式取水构筑物的位置，应选择在河岸较陡和停靠条件良好的地段。1河岸有适宜的坡度2060河床较稳定，无明显的冲刷或淤积痕迹，离供水点较近，水质较好，施工方便之处。2设在水流平缓，风浪小，河道平直，水面开阔，漂浮物少，无冰凌的河段上，应避开大急流、顶冲和大风浪区，应与航道坚持一定间隔。3尽量避开河漫滩和浅滩地段。3浮船和水泵设置4连络管和输水管1连络管阶梯式衔接 摇臂式

37、衔接2输水管.2.缆车式取水构筑物1适用条件1水位变化幅度在1035m，涨落速度小于2m/h的江河中取水；2作为永久性取水构筑物；3水位变化幅度大且水流急、风浪大，不宜用浮船取水时；4受牵引设备限制，每部泵车的取水流量小于10万m3/d;5)取水河道漂浮物少、无冰凌、无船只碰撞能够。2取水位置的选择1宜选择在河岸地质条件较好，岸坡稳定的位置。2宜选择在岸坡倾角为1028的地段。3应选在凹岸的顺直河段上，主流近岸，水深足够，防止设在回水 区或凸岸，以防淤积。3泵车的位置 4坡道的设置5输水斜管 普通一部泵车设置一条输水管。6牵引设备 7平安设备五.湖泊、水库取水构筑物1.湖泊、水库的特征2.湖泊

38、、水库取水构筑物位置的选择3.湖泊河水库取水构筑物的类型1隧洞式取水和引水明渠取水2分层取水的取水构筑物3自流管式取水构筑物.六.山区浅水河取水构筑物1.山区河流的特点1水量和水位变化幅度较大2水量变化异常猛烈3河床由砂、鹅卵石或岩石组成4北方某些地方潜流时间长2.山区浅水河取水构筑物的设置要求取水量所占的比例要大，要能抬高水位或从底部取水，要具有防止颗粒堵塞的措施。3.山区浅水河取水构筑物的类型1低坝式取水构筑物1固定式低坝取水2活动式低坝取水2低栏栅取水构筑物七.海水取水构筑物1.海水的特点与取水构筑物的设计要求1海水具有腐蚀性2海洋生物的影响3潮汐和波浪的影响4泥沙淤积2.海水取水构筑物

39、的主要方式1引水渠或自流管取水2岸边式取水3潮汐式取水.第四章 给水处置4.1给水处置概论一.给水水质目的二.水质规范三.给水处置的根本方法与根本工艺 4.2混凝一.胶体的根本性质二.铝盐铁盐混凝剂在水中的反响三.水的混凝机理与混凝过程四.混凝剂与助凝剂五.混合设备六.絮凝反响池七.影响混凝效果的要素4.3沉淀一.颗粒沉淀特性二.理想沉淀池特性分析三.沉淀池的根本构造与根本设计参数四.沉淀池五.廓清六.气浮.4.4过滤一.过滤原理二.滤池的运转三.滤料四.滤池的根本构造五.滤池4.5消毒一.消毒概论二.氯消毒三.二氧化氯消毒4.6地下水除铁除锰一.含铁含锰地下水二.地下水除铁除锰原理三.地下水

40、除铁除锰工艺与设备4.7水的软化与除盐一.软化与除盐概述二.药剂软化法三.离子交换法四.膜分别法除盐与纯水消费的根本方法4.8给水厂的设计一.水厂的厂址选择二.设计步骤与设计原理三.水厂工艺流程与主要处置构筑物的选择四.水厂平面与高程布置五.水厂消费过程监测与自动控制.4.1给水处置概论一.给水水质目的1.物理目的1浊度 2悬浮物 3臭和味 2.化学目的1杂质或污染物质的单项目的2无机特性的综合目的3有机污染物的综合目的3.微生物目的4.放射性目的二.水质规范1.生活饮用水水质规范1饮用水水质工程大为添加，从原35项添加到96项2把检测工程分为常规检测工程34项和非常规检测工程62项3提高了对

41、浊度的要求4在饮用水常规检测工程中添加了耗氧量高锰酸盐指数：耗氧量以O2计不超越3mg/L，特殊情况下不超越5mg/L。5在无机物、有机物单项工程的选择和限制确实定上，既自创国外规范WHO、欧盟、美国，又思索中国国情。6注重消毒剂和消毒副产物的危害，从原有的1项，添加到13项。7对部分原有工程的限制提出更严厉的要求，共4项：浊度、铅、镉、四氯化碳。8添加了粪性大肠菌群的工程。2.工业用水水质规范3.其他重要水质规范1地表水环境质量规范 2其他水质规范.三.给水处置的根本方法与根本工艺1.给水处置的根本方法1去除颗粒物 方法有：混凝、沉淀、廓清、气浮、过滤、筛滤格栅、筛网、微滤机、滤网滤芯过滤器

42、等、膜分别微滤、超滤、沉砂粗大颗粒的沉淀、离心分别旋流沉砂2去除、调整水中溶解无机离子、溶解气体的处置方法 处置方法有：石灰软化、离子交换、地下水除铁除锰、氧化复原、化学沉淀、膜分离反浸透、纳滤、电渗析、浓差渗析等方法、水质稳定水中溶解离子的平衡，防止结垢和腐蚀等，详见本书第五章、除氟高氟水的饮用水除氟、氟化低氟水的饮用水加氟、吹脱去除游离二氧化碳、硫化氢等、曝气充氧、除气锅炉水除氧等等3去除有机物的处置方法 方法有：粉状炭吸附、原水曝气、生物预处置、臭氧预氧化、高锰酸钾预氧化、过氧化氢预氧化、预氯化、臭氧氧化、活性炭吸附、生物活性炭、膜分别、大孔树脂吸附用于工业纯水、高纯水制备中有机物的去除

43、等4消毒方法 方法有：氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、电化学消毒、加热消毒等5冷却方法2.给水处置的根本工艺 饮用水处置的工艺分成：1饮用水常规处置工艺 2在饮用水常规处置工艺的根底上，添加预处置和或深度处置的饮用水处置工艺 3其他特殊处置工艺.4.2混凝一.胶体的根本性质1.胶体的特性 水中杂质按其颗粒大小，可以分成为溶解物、胶体颗粒和悬浮物三大类。 2.胶体的构造3.胶体的稳定与凝聚分散颗粒 溶解物 胶体颗粒 悬浮物 颗粒尺寸 0.1um(或1um)典型物质 无机离子、小分子有机物等细小黏土颗粒、高分子有机物、腐质酸、病毒、细菌等黏土、粉砂、细菌等溶液体系 真溶液（透明）胶体溶

44、液（混浊）.二.铝盐铁盐混凝剂在水中的反响1.水解反响 Al3+H2OAl(OH)2+H+ Al(OH)2+H2OAl(OH)2+H+ Al(OH)2+ H2OAl(OH)3+H+2.缩聚反响 2Al(OH)2+Al2(OH)24+ 2H2O三.水的混凝机理与混凝过程1.混凝机理1紧缩双电层 2吸附电中和 3吸附架桥4沉淀物的卷扫或网捕2.混凝过程 在水处置中，混凝的工艺过程实践上分为“凝聚与“絮凝两个过程，对应的工艺或设备称为“混合与“反响。1凝聚 在水处置工艺中，凝聚主要指参与混凝剂后的化学反响过程胶体的脱稳和初步的絮凝过程。2絮凝 絮凝是指细小矾花逐渐长大的物理过程。.3.混凝动力学1速

45、度梯度 令式中G速度梯度，s-1; du相邻两水层中水流颗粒同向运动的速度差； dy相邻两水层垂直与水流方向和间隔。 推导G的计算公式：式中：F两层水流间的摩擦阻力； A两层水流间的接触面积 水的动力粘度式中p对单位体积水体的搅拌功率，W/m3。得.2速度梯度计算对于机械搅拌，对单位容积水体的搅拌功率为:式中N电机功率，KW; 1搅拌设备机械效率，约为0.75； 2传动系统的效率，0.60.9； 总总效率，0.50.7。对于水力搅拌，水流对液体所作的功即为水流的水头损失。 式中Q流量，m3/s; 水的密度约为1000kg/m3 h流过水池的水头损失，m; T水力停留时间，s; g重力加速度，9

46、.81m/s2。混凝过程的动力学控制参数如下：对于混合池：G=5001000s-1 T=1030对于絮凝反响池：G=2070s-1 GT=104105.四.混凝剂与助凝剂1.混凝剂1硫酸铝 Al2O3的含量不小于15.6，液体产品中Al2O3的含量不小于7.8，适宜PH值为5.58，最正确范围6.57.5。2聚合氯化铝 Al2(OH)nCl6-nm,式中m 为聚合度，通常m10，n35。Al2O3的含量不小于32和29，液体产品Al2O3的含量不小于12和10，适宜PH值为59。3三氯化铁 PH值的顺应范围5114硫酸亚铁5聚合硫酸铁 化学式为Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m,式中n2,

47、m=f(n)。PH值范围为511，最正确范围69。6其他 复合式药剂，如聚合铝铁，聚合铝硅，混凝复合药剂.2.助凝剂1活化硅酸2聚丙烯酰胺 3石灰 4其他3.混凝药剂的投加1投加量确定2投配系统 3混凝药剂投加的自动控制1数学模型法 2现场模拟实验法 3特性参数控制法五.混合设备混合时间普通1030s，速度梯度5001000s-1。1.机械混合水力停留时间为12min,平均速度梯度500s-1左右。2.水力混合1管式静态混合器 2压力水管混合 3其他 有：跌水混合、漩流混合等。.六.絮凝反响池 絮凝反响池的水力停留时间普通为1030min，GT值在1041051.机械搅拌 总的水力停留时间普通

48、为1520min，桨板边缘处的线速度从第一级的0.5m/s降到最后一级的0.2m/s。2.水力搅拌1隔板反响池 起端流速普通为0.50.6m/s，末端流速普通为0.20.3m/s,水力停留时间2030min，总的水头损失0.30.5m。2折板反响池 各段的流速可分别为：第一段：0.250.35m/s; 第二段：0.150.25m/s; 第三段：0.100.15m/s。水力停留时间较短，普通为615min。3其他方式的反响池3.不同方式絮凝池的组合运用1往复式隔板与回转式隔板组合2机械反响与隔板反响组合七.影响混凝效果的要素1.水温 2.浊度与悬浮物 3.水的PH值.4.3沉淀一.颗粒沉淀特性1

49、.沉淀分类1自在沉淀 2絮凝沉淀 3拥堵沉淀 4紧缩沉淀2.离散颗粒沉淀速度1颗粒沉速公式对于Re1000的紊流区，有Newton公式： 式中 Re雷诺数， u颗粒沉速， d颗粒直径； 水的动力粘度； 水的密度； s颗粒的密度 g重力加速度.二.理想沉淀池特性分析1.理想沉淀池的构成 在理想沉淀池中，对沉淀过程的根本假设是：1沉淀过程属于离散颗粒的自在沉淀，在沉淀过程中各颗粒的沉速不变；2理想沉淀池中的水从左向右程度流动，进水均匀分布在整个过水断面上AC断面在池中各点水流速度均为v;3在沉淀过程中，各颗粒的程度运动分量等于水流的程度流速v；4颗粒沉到池底CD线就算已被去除。2.理想沉淀池对颗粒

50、的去除率理想沉淀池对水中悬浮颗粒的总的去除率为： 3.理想沉淀池中特定颗粒沉速与外表负荷的关系在理想沉淀池中： 式中 t0沉淀池的水力停留时间； B池宽； A沉淀池的外表面积； Q水的流量； q0沉淀池的外表负荷，也称为过流率，即单位时间内单位池外表 面积所处置的水量。.三.沉淀池的根本构造与根本设计参数1.根本构造 1进水区与进水穿孔花墙2沉淀区3出水区与出水堰4缓冲层、污泥区与排泥安装.沉淀池排泥系统：1多斗池底重力排泥 2穿孔管重力排泥 3机械排泥2.沉淀池根本设计参数 对于采用混凝沉淀工艺的饮用水处置，沉淀池特定颗粒沉速设计值普通为u0=0.30.6mm/s。根据原水情况，又可采用以下

51、设计数据：1对于原水浊度250NTU,u0=0.50.6mm/s(相当于；q0=1.802.16 m3/(m2h) .四.沉淀池1.平流式沉淀池对平流式沉淀池的有关要求：1沉淀池的长度与宽度之比不得小于4，长度与深度之比不得小于10，以 保证断面水流均匀。2平流式沉淀池的水力停留时间普通为1.03.0h；3池中程度流速普通为1025mm/s；4沉淀池的有效水深普通采用3.03.5m; (5)沉淀池的每格宽度或导流墙间距普通为38m，最大不超越15m。 衡量平流式水力形状的参数：弗劳德数Fr普通在110-4110-5，雷诺数Re普通在400015000。2.斜板管沉淀池(1)斜板管沉淀池的优点：

52、停留时间短、沉淀效率高、占地省等。缺陷是：1运转中斜板管中易产生积泥和藻类繁殖问题，需定期放空对斜板进展冲洗，积泥过多还易发生斜板压塌事故；2斜板管资料的费用高3因水流在斜板之间停留时间极短几分钟，斜板沉淀池的缓冲才干及稳定性较差.2斜板沉淀池产水量的计算：斜板沉淀池的外表负荷u0=式中 A斜各斜板总的程度投影面积之和； n斜板数； B斜板宽度池宽； l斜板长度； 斜板倾角。 在设计斜板沉淀池时应思索乘以斜板效率系数斜，斜通常取0.60.8。 斜板沉淀池的产水量计算公式为： 斜板沉淀池的产水流量为与水流垂直的过水断面面积乘以流速： 即 把v代入前式并整理，可以得到导向流斜板沉淀池产水量的计算式

53、： A原斜板沉淀池的池外表面积，等于池的长度宽度。同向流斜板沉淀池的计算公式为： 异向流斜板沉淀池，在采用常用斜板构造数据的条件下，普通可采用q斜9.011.0m3/(m2h).(3) 异向流斜(管)板沉淀池 在给水处置中，异向流斜板沉淀池宜用于进水浊度长期低于1000NTU的原水，斜板管沉淀区的液面负荷，应按类似条件下的阅历确定，普通可采用9.011.0 m3/(m2h)。 斜板部分常用的数据是：斜板长度l=1m,倾角为60度，板间距或管径3050mm。沉淀池斜板管下面的配水区高度不宜小于1.5m，斜板管上面的清水区维护高度普通不宜小于1.0m。4同向流斜板沉淀池 同向流的斜板数据普通采用：

54、板间距35mm，斜板的上部为沉淀区斜板，斜板长度l=2.02.5m,倾斜角为40度；斜板的下部为排泥区斜板，斜板长度不小于0.5m，倾斜角为60度。 同向流斜板沉淀池沉淀区的液面负荷普通为3040 m3/(m2h)。5侧向流斜板沉淀池 给水处置中侧向流斜板沉淀池的数据是：斜板的构造尺寸普通为倾斜角5060，板间距5080mm，斜板内的程度流速普通采用v=1020mm/s；侧向流斜板体的容积负荷约为810 m3/(m2h).3.竖流式沉淀池4.福流式沉淀池.五.廓清1.廓清池任务原理在廓清池中经过机械或水力作用悬浮坚持着大量的矾花颗粒，其浓度普通在每升几克，进水中经混凝剂脱稳的细小颗粒与池中坚持

55、的大量矾花颗粒发生接触凝聚反响，被直接黏附在矾花上，然后再在廓清池的分别区与清水分别。2.机械搅拌廓清池水在机械搅拌廓清池中的总停留时间可采用1.21.5h。第一反响室和第二反响室的水力停留时间普通控制在2030min，其中第二反响室按计算流量的停留时间是3060s。u0=0.81.1mm/s。3.脉冲廓清池脉冲廓清池的脉冲周期普通为3040s，其中充水与放水的时间比为3：14：1。清水区的上升流速普通可以采用0.71.0mm/s，悬浮层高度和清水区高度各为1.52.0m。六.气浮1.气浮原理原理是在水中参与大量的微小气泡，并使其黏附在颗粒上，共同快速上浮，从而大大加快了颗粒的分别速度。2.气

56、浮池外表负荷普通采用5.49 m3/(m2h) (u0=1.52.5mm/s),回流比为510。3.浮沉池浮沉池斜板区液面负荷普通采用10 m3/(m2h)左右。.4.4过滤一.过滤原理1.过滤技术分类1表层过滤表层过滤的颗粒去除机理是机械筛除。2深层过滤深层过滤颗粒去除的主要机理是接触凝聚，即颗粒的去除是经过水中悬浮颗粒与滤料颗粒进展了接触凝聚，水中颗粒附着在滤料颗粒上而被去除。石英砂滤料的规格是：d=0.51.2mm,滤层厚度700mm。2.深层过滤的机理(1)迁移在滤料层孔隙中随水流动的小颗粒在以下作用下可以与滤料颗粒的外表进展接触，这些作用有：拦截、重力沉降、惯性、分散、水动力作用等。

57、2附着颗粒之间存在的附着力的作用下，水中颗粒被附着截留下来。.二.滤池的运转1.滤池的运转周期1过滤形状正向过滤，反向过滤，双向过滤，辐流过滤。滤池的设计最大水头损失滤池的最高水位与滤后水出水堰之间的高差普通为22.5m，滤池的过滤周期普通在1224h。2反冲洗形状1单独用水反冲洗2水反冲洗加外表辅助冲洗3气水结合反冲洗滤料层的膨胀率普通需到达4050，普通需求冲洗57min，加上冲洗前后的操作过程，整个反冲洗过程用时普通约为10min。反冲洗用水采用过滤后的清水，由反冲洗水塔或反冲洗水泵提供，所用水量普通占过滤水量的5左右。滤间正在反冲洗和检修而停顿进水期间，由于上游来水水量不变，因此正在运

58、转的各滤间的进水流量将略有添加，水量为正常运转时的n/(n-1)倍，池中滤速也相应添加。此时的滤速为强迫滤速。2.滤池过滤的运转方式变水头恒速过滤； 恒水头恒速过滤； 减速过滤1变水头恒速过滤变水头恒速过滤是滤池运转的一种主要方式，其滤池构造特点是进水口的水位高于滤池中的最高水位，普通采用进流堰进水，每格滤间的进水流量根本相等。2恒水头恒速过滤与变水头恒速过滤不同相比，恒水头恒速过滤的进水口是在滤池水面以下，以淹没式进流。3减速过滤减速过滤的滤速在过滤周期中是逐渐降低的。.三.滤料1.滤料的材质与规格1滤料材质1适当的尺寸、外形、级配或均匀度； 2有一定的机械强度，运用中的磨损率低；3有良好的

59、化学稳定性，不得溶出对人体安康有害的物质；4价钱廉价。2滤料规格1)最小粒径dmin与最大粒径dmax假设d=0.51.2mm,即dmin=0.5mm,dmax=1.2mm。2滤料的有效粒径d10滤料中小于该粒径的颗粒的分量占滤料总分量的10。3滤料的不均匀系数K80 式中 d10滤料中小于该粒径的颗粒的分量占滤料总分量的10。 d80滤料中小于该粒径的颗粒的分量占滤料的总分量的80。K80代表了滤料的不均匀程度。越大，表示粗细颗粒分布越大，对于过滤和反冲洗越不利。K80越接近与1，滤料的大小越均匀，过滤和反冲洗的效果越好。4其他粒径表示法，如当量粒径、中位粒径、平均粒径等.2.水处置常用滤料

60、1石英砂滤料1粒径dmin=0.5mm,dmax=1.2mm,K802.0;2滤料层厚度h=700mm;3)正常滤速v=810m/h,强迫滤速v强1014m/h;4)反冲洗强度q=1215L/(sm2),反冲洗膨胀率约45，冲洗时间75min.2无烟煤石英砂双层滤料1上层为无烟煤滤料，粒径dmin=0.8mm,dmax=1.8mm,K802.0,厚度h=300400mm;2下部为石英砂滤料，粒径dmin=0.5mm,dmax=1.2mm,K802.0,厚度h=400mm3)正常滤速v=1014m/h,强迫滤速v强=1418m/h;4)反冲洗强度q=1316L/(sm2),反冲洗膨胀率约50，冲