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河北工程大学毕业设计（论文）1第1章概况1.1设计依据及设计任务1.1.1设计题目义乌市给水工程设计1.1.2设计原始资料1.城市概述地势平缓，平均海拔仅为68米。地理坐标为北纬29014，，东经19057，。位于井口盆地最宽处，深积岩层厚，地下水含量丰富，含水层为3-70米。根据该市总体规划水厂服务人口近期规划为20万人，远期人口21万人，规划建筑为6层混合式,室内均有给排水卫生设备和沐浴设备。规划采用深塘水库作为给水水源。2.自然条件（1）气温极端最低气温为26.80C，最高气温为43.30C（市区）。年日照2447-2871小时。无霜期165-210天。年均径流量24.5亿立方米。（2）降水量年均降雨量575.4毫米；极大年1005.2毫米；极小年363.2毫米。（3）相对湿度最热月平均60%（4）主导风向夏季西南风；冬季西北风（5）风速冬季平均2.4m/s;夏季平均2.0m/s（6）气压平均气压1013.7kpa（7）积雪最大积雪厚度230㎜（8）冰冻期冰冻期70-80天（9)最大冻土深度0.45m3.水源状况（1）概况深塘水库建于1958年，1975年对大坝进行加固，集雨面积为9.3平方公里，总库容为878万m3，正常库容为454m3，死枯容为8万立方米，最低水位64.5米，最高水位为74.7米，输水管直径1米，底标为63.5米。根据义乌市疾病预防控制中心提供河北工程大学毕业设计（论文）2的深塘水库水质报告显示，水库水质较好，满足饮用水水源标准。（2）水质资料表1-1编号项目单位分析结果备注最高最低月平均最高月平均最低1水温0C2932352臭和味少许3色度少许4浑浊度毫克/升80030400805pH6.37.56.86总硬度毫克当量/升280202201507细菌总数个/毫升500008大肠菌群个/升1409藻类个/升2800其他指标合格（3）用水资料①居民生活用水变化曲线时段1-22-33-44-55-66-77-88-9用水百分数221.53.54665时段9-1010-1111-1212-1313-1414-1515-1616-17用水百分数44554445时段17-1818-1919-2020-2121-2222-2323-2424-1用水百分数66554333②工业用水量与生活用水量比例为1.5：1（参考类似城市的资料）③其他用水量按生活用水量与工业用水量之和的10%计④未预见用水量按上述用水量的10%-25%计河北工程大学毕业设计（论文）31.1.3设计任务安排设计任务安排与资料查阅1周毕业实习3周设计计算5周绘图4周计算说明书整理1周准备毕业答辩1周1.1.4参考资料1.执行的主要设计规范和标准（1）《地表水环境质量标准》（GB3838-88)（2）《室外给水设计规范》（GB50013-2006)(3)《建筑设计防火规范》（GBJ16-87)（4）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2002)（5）《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ41-91)（6）《给水排水制图标准》（GB/T50106-2006)（7）《给水排水设计基本术语标准》（GBJ125-89)2.主要参考书目（1）《给水排水设计手册》1，3，9，11，12册（2）《给水排水工程快速设计手册》（3）《给水排水工程专业毕业设计指南》河北工程大学毕业设计（论文）4第2章技术方案比较方案一：取水→机械混合池→机械反应池→平流沉淀池→V型滤池→液氯消毒→清水池→市政管网方案二：取水→管式静态混合器→折板絮凝池→斜管沉淀池→普通快滤池→液氯消毒→清水池→市政管网方案三：取水→泵前混合→澄清池→普通快滤池→液氯消毒→清水池→市政管网比较：混合器：①：管式静态混合器：构造简单，无活动部件，安装方便，混合快速而均匀，唯一缺点是当流量过小时效果下降。②：机械混合池：效果好，不受水量变化的影响，但是增加机械设备，并相应增加维修工作。③：泵前混合：只适用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合。三者比较后，机械混合池比较好。反应池：①：折板反应池：构造简单，不便施工，流量变化大时效果不稳定，能量消耗大，絮凝时间长，池子容积大。②：机械反应池：可随水质水量变化而随时改变转速以保证效果，能适于任何规模的水厂。二者比较后，机械反应池比较好。沉淀池：①：平流沉淀池：造价较低，管理方便，施工简单，处理效率稳定，但占地面积大。②：斜管沉淀池：沉淀效率高，体积小，占地少，对原水浊度适应性差，管理不便，施工困难。③：澄清池：处理效率高，对原水的水量、水质、水温等因素的变化影响比较明显。三者比较后，平流沉淀池比较好。过滤池：①：普通快滤池：运转效果良好，但管配件及阀门较多，操作较其他滤池稍复杂。②：V型滤池：目前我国在应用日益增多，应用于大、中型水厂，效果好，能减少冲洗水量等。二者比较后，V型滤池比较好。综上所述，以上三个方案，第一个方案适合本设计。河北工程大学毕业设计（论文）5第3章岸边式取水构筑物设计计算3.1设计资料3.1.1设计取水量以及扬程设计最高日供水量为184800m3/d，水厂自用水量为设计供水量的7%，设计取水量为197736m3/d。水库最低水位到水厂所需扬程为15.5m。3.2设计计算3.2.1形式与构造岸边式取水构筑物采用合建式，根据地质条件，底板采用水平布置，水泵采用卧式泵。构造为钢筋混凝土结构，采用筑岛沉井方法施工。3.2.2外形岸边取水构筑物平面形状采用矩形3.2.3平面构造与计算进水间由隔墙分成进水室与吸水室，两室之间设平板格网。在进水室外壁上设进水孔，进水孔上装闸板和格栅。进水孔也采用矩形。1.进水孔(格栅)面积计算F0=Q/k1k2v0k1=b/b+S式中F0-进水孔或格栅的面积，m2；Q-进水孔设计流量；v0-进水孔设计流速，m/s，当江河有冰絮时，采用0.2-0.6m/s；无冰絮时采用0.4-1.0m/s。当取水量较小、江河水流速度较小、泥沙和漂浮物较多时，可取较小值。反之可取较大值；k1-栅条引起的面积减小系数；b-为栅条净距，mm，一般采用30-50mm；S-为栅条厚度或直径，mm，一般采用10mm；k2-格栅阻塞系数，一般采用0.75。由于最高洪水位与枯水位高差较大(12.3m)，进水孔分上、下两层，设计时，按河流枯水位计算下层进水孔面积，上层面积与下层相同。设计中取进水孔设计流速v0=0.6m/s栅条采用圆钢，其直径S=10mm；取栅条净距b为50mm，取格栅阻塞系数k2为0.75k1=50/(50+10)=0.833F0=2.29/(0.833×0.75×0.6)=6.11m2进水孔设4个，进水孔与泵房水泵配合工作，进水孔需3用1备，每个进水孔面积F=F0/3=2.04m2河北工程大学毕业设计（论文）6进水孔尺寸采用B1×H1=1600mm×1400mm格栅尺寸采用B×H=1760mm×1560mm(标准尺寸)实际进水孔面积F0’=1.6×1.4×3=6.72m2通过格栅的水头损失一般采用0.05-0.10m，设计采用0.1m。2.格网尺寸计算采用平板格网，过网流速采用0.5m/s，网眼尺寸采用10mm×10mm，直径d=2mm。格网网丝引起的面积减少系数：k1=b2/(b+d)2式中k1-网丝引起的面积减小系数；b-网眼尺寸，mm；d-网丝直径，mm。k1=102/(10+2)2=0.69平板格网所需要的面积F1=Q/(k1k2εv1)式中F1-平板格网面积，m2；k2-格网阻塞后面积减小系数，一般采用0.5；ε-水流收缩系数，一般采用0.64-0.80；v1-通过格网的流速，m/s，一般采用0.2-0.4m/s。设计取ε=0.8，v1=0.5m/sF1=2.29/(0.69×0.5×0.8×0.5)=16.59m2设置4个格网，同样三用一备，每个格网所需要面积为5.33m3。进水部分尺寸为B1×H1=2250mm×2500mm，面积为5.625m2，平板格网尺寸选用B×H=1880mm×2630mm(标准尺寸)。实际通过格网流速：v1’=Q/(k1k2εF1’)=2.29/(0.69×0.5×0.8×5.625×3)=0.49m/s通过平板格网的水头损失，一般采用0.1-0.2m，设计取0.2m。3.平面布置进水间用隔墙分成4格，进水间进水窗口设上下2层，每层设4个窗口。进水孔设平板闸板以及平板格栅，两者共槽。吸水间下层设平板格网，每格一个。4.高程布置计算下层进水孔布置与计算河北工程大学毕业设计（论文）7下层进水孔上缘标高设在最低水位减去冰盖高度，再减去0.2m水层厚度即64.5-0.5-0.2=63.8下层进水孔下缘距离河床底面不小于0.5m，设计取0.7m。上层进水孔上缘在最高水位以下1.0m。超高取0.5m.图3-1取水构筑物高程布置示意图5.起吊设备、排泥与启闭设备进水间沉降的泥沙，用排泥泵排除，采用2PN型泥浆泵Q=30-58m3/h,H=22-17m,n=1450r/min,轴功率N=5.45-6.9kW,配套电机功率Nd=10kW,效率η=33%-39%。为提高排泥效率，在井底设穿孔冲洗管，利用高压水边冲洗边排泥。在进水孔上设置平板闸门或者平板格栅，格网进水孔上设平板格网,隔墙下部连通管上设蝶阀，格栅以及格网以操作器开启。起吊设备设于进水间上得平台上，用以起吊格栅、格网、闸门等。选用SC型手动单轨小车起吊，起重量1t，起升高度3-12m。6.防冰措施为防止格栅被冰絮沾附而结冰，影响进水，栅条用空心栅条，在结冰期、易生冰絮的季节，可将热水或者蒸汽通过栅条，加热格栅，防止结冰。7.取水泵房设计(1)水泵选择水泵选择4台，三用一备，由水库最低水位至水厂稳压井高差16.5m和到水厂距离2000.0m，选24SA-18A型卧式离心泵，其性能为:Q=3000m3/h,H=23m,n=960r/min,泵轴动率N=211kW，配套电机功率Nd=250kW,η=89%,允许气蚀余量Hs=4.0m。(2)泵房布置河北工程大学毕业设计（论文）8泵房采用矩形，与进水间连接。(3)泵房地面层的设计标高泵房地面层的设计标高，又称泵房顶层进口平台，与进水间平台一致，为75.6m，室内地面标高75.9m。(4)泵房的起吊、通风、交通和自控设计泵房深度在20m以内，采用一级起吊，最大起重设备电机重3.6t,选用DL型电动单梁桥式起重机，起重量5t，地面操纵。起重机运行速度60m/min，电机型号ZDR12-4型，功率2×1.5kW，转速1380r/min。因泵房深度较大，采用自然进风、机械排风方式。泵站内交通采用楼梯上下维护与检修，上层设走道板，楼梯至下层走道板，再以小梯子到泵间地面。取水泵房在地面层设自控室、值班室、高低压配电室、生活间等。(5)泵房的防渗和抗浮设计泵房井壁以及底部应进行防水处理，防止渗透。泵房受库水以及地下水的浮力很大，设计中应采用抗浮措施：加大泵房自重；将泵底部打入锚桩与基岩锚固；在运行中不应在高水位时对进水间排泥冲洗。河北工程大学毕业设计（论文）9第4章主要处理构筑物的设计及计算4.1设计水量的计算4.1.1综合生活用水量Q1的计算查阅《用水定额表》可得，该城市的综合用水定额为最高日280L/（人×日）Q1=(280×20×104)÷1000=56000m3/d4.1.2工业用水量Q2的计算Q2=1.5Q1=1.5×56000m3/d=84000m3/d4.1.3其他用水量Q3的计算Q3=10%(Q1＋Q2)=0.1×(56000＋84000)m3/d=14000m3/d4.1.4未预见水量Q4的计算Q4=20%(Q1＋Q2＋Q3)=0.2×(56000＋84000＋14000）m3/d=30800m3/d4.1.5最高日设计用水量Qd的计算Qd=Q1＋Q2＋Q3＋Q4=（56000＋84000＋14000＋30800）m3/d=184800m3/d4.1.6统一供水时日处理水量Q的计算Q=ɑQd＋Qd式中：Q—水厂日处理水量（m3/d）ɑ—水厂自用水量系数，一般为设计供水量的5%-10%