PA县给水工程初步设计.doc

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1、河海大学环境学院市政工程系毕业设计毕 业 设 计（论 文） PA县给水工程初步设计专业年级08级给水排水工程 学 号 0814020118 姓 名 卞开文 指导教师 陈卫 评 阅 人 2012年6月中国 南京摘要本设计为PA县给水工程初步设计，设计规模为12万m/d，分两期建设，近期处理水量为60000m/d，远期处理水量为120000m/d。设计中采用通榆河作为水源地，水源为地表水，水质状况良好，属于三类水。 本设计主要包括三大部分：（1）给水管网设计。根据用户对水质的要求和经济技术的角度选出最佳方案。本设计采用环状网，总长8385m，造价亿元，埋深0.7m。（2）净水厂设计。选择各净水构筑

2、物的型号，设计各构筑物的具体参数，使整套净水流程最优。本次设计流程为混凝，沉淀，过滤，消毒。工艺分两组建设，占地公顷，总投资为万元。（3）估算整个工程的造价，并确定制水成本。同时，本设计课题还包括：水厂占地面积，人员配备，厂内建筑物布置和管线定位等。根据水源水质情况，经过方案比选，确定采用常规处理工艺进行处理，即：混凝沉淀过滤消毒原水机械絮凝池平流沉淀池普通快滤池消毒原水静态混合器混凝剂氯气构筑物的选型：关键词：给水工程； 输配水工程； 净水构筑物。AbstractThis design is made by Water-Supply Project of PA TOWN, Jiangsu P

3、rovince. In this design, the daily volume of water processing is 60,000 m3/d, and long-term volume is 120,000 m3/d. The design employs the upstream of TONGYU river as its water resource，and the water used is from the surface where the quality is relatively good which belongs to grade three.The conte

4、nt of this design is mainly divided into three parts:The first part is the design of water-supply pipe net, in which the designers select the best option by the users requirements to the water quality and the economic technology.The second one is the design of the water-purification plant. Select th

5、e specification and then give the specific parameters of each water-purification equipment，make sure of a optimal set of water- purification processes.The last one is to estimate the expense of the whole project and determine the cost of water-processing.At the same time, other kinds of construction

6、 of water purification plant is also designed, such as the total area, staff distribution, the position of the structures, the pipelines in the plant, etc.Water quality in accordance with water, after the election than to determine the water plant using conventional water purification process:Coagul

7、ationsedimentationfiltrationdisinfectionThe purification process is designed as following: coagulantchlorine raw water intake pump house distribution well machanical flocculating tank horizontal flow sedimentation tankOrdinary quick filter tank clean water tank the second pump house water distributi

8、on system k Keywords: water supply engineering; water distribution system; water treatment buildings第一篇设计说明书第1章 概述1.1 原始资料1.1.1 项目背景PA县地处苏北平原东部沿海地区，座标为东径11929511200521，北纬335651343243。总面积1378平方公里。属滨海平原的一部分，东临黄海，西与涟水灌南县接壤，南北两侧以中山河，灌河为界，与滨海县，灌南县隔河相望。县城地势比较平坦，标高一般在26米之间，区域地势为西南向东北微向黄海倾斜，南部废黄河一带地势较两侧稍高PA

9、县属淮河水系，沂沭河流域，境内河、渠交错成网，但多为人工开挖疏竣而成，均呈北东流向入黄海，主要河流为灌河、中山河PA县属暖温带南缘，湿润季风气候区，常年东风、东南风，主导风向东北季风，年平均气温13.514.5，夏天最高气温可达38.7，冬季最低气温-17。地表土多为粘土、亚粘土，地耐力610T/m2，地震列度为六度区。PA县城历史上通称“沛口”是PA县政府及行政机关所在地，重点文化设施集中地，城区现有人口6.97万，城区面积已达513.1公顷，是全县的政治文化中心。城区现有工业企业、商业网点数百家，主要以纺织、化工，农机等轻纺工业为主。城区有长途汽车站，公共汽车站各一座。4吨级泊位码头2座，

10、轮船站一处，“204”国道纵贯县城东侧与经济发达地区连云港之间联系便捷，构成外海，内河，陆路联运体系，给物资集散提供极为方便的条件，体现了PA县城的主要特色，城市发展方向以东南为主，并规划有开发区。1.1.2 供水工程概况（一）现状PA县自来水厂建于1979年，当时为一眼150毫米深井，产水量4060立方米/小时，用户300户，现状自来水厂水源仍为地下水，共有水井18眼。其中7眼报废，2眼未投入使用，共计有9眼井使用。平均单井涌水量4050立方米/时，部分井达6080立方米/时。水厂现状供水规模1.8万立方米/日，另外有各单位自备水井若干，供水规模 1.73立方米/日，总计供水规模3.5万立方

11、米/日。2002年PA县总用水量1260万立方米，其中工业用水为820万立方米，占65。生活用水为440万立方米，占35。由自来水公司供水650万立方米，其余为自备水源。居民生活用水为400万立方米，用水人口为6.4万，供水服务范围4平方公里，现状人均生活用水指标 170 L/人日。PA县现有输配水管网总长19公里，其中D200以上的管道长8.5公里，D500以上管道3.5公里。现状已敷设给水管道主要集中于灌河路、响灌路、双园路、黄海路和解放路上。其中解放路为D200，灌河路为2D200，黄海路和双园路为D500+D200两根。现状给水管网密度为3.1公里/平方公里。PA县给水输配管网中心区为

12、环状外围为枝状，现状供水压力0.2M沛a，管网末稍压力为0.12M沛a。（二）存在问题根据地下水资源评估报告，至2010年城区允许开采量222万立方米/日，现地下水开采强度偏大，水井分布不均匀，水井密度大于7眼/平方公里，开采强度为3.1万立方米/平方公里年，目前地下水已形成漏斗，漏斗中心水位-18.10米，且以2.01米/年速度下降，对地下水资源的开发，利用产生了不利的影响；第二，地下水矿化物大，水咸味重；第三，局部地区供水设施标准偏低，不能保证供永安全，急需改造与扩建。市区输配管网不配套，部分地区管网老化，输水量不够，水压不足，管网末端水压仅为0.12MPa，在用水高峰期有断水现象。1.1

13、.3 水质情况1通榆河通榆河工程是江苏省苏北东部沿海地区的一项引水为主，综合开发的基础设施工程，河线南起南通，向北经如皋、海安、东台、盐城、阜宁、滨海、沛、灌云，连云港到达赣榆，全长415公里。全线工程统一规划，分期实施已经国家批准计划，先完成中段海安到灌南县北六塘河245公里的工程，与南段老通扬运河，北段盐河衔接，实现全线沟通。阜宁至沛段长56.4公里，河底宽50米，位于县城西边，沿途建有总渠（总渠排水渠穿通榆河地下涵洞各一座），废黄河枢纽（地下涵洞、船闸、翻水站）沛枢纽（船闸）工程，预计阜宁至沛段2000年底可建成与射阳河贯通，届时通榆运河将通水。水源来自射阳河，流量50m3/s。据射阳县

14、和阜宁县自来水公司提供的资料，射阳河水质可达地面水类水体标准以上，预计通榆河水质指标类似射阳河，可以做为地表水的取水水源。通榆河河底标高-1.0m，最高水位4.3m，最低水位2.0m。河岸坡较平缓。附：通榆河水质情况项 目结 果项 目结 果色度15度铅（沛b）0.0021mg/L肉眼可见物有悬浮颗粒银（Ag）0.0001mg/L嗅和味强硝酸盐氮（N）0.25mg/L浑浊度150300NTU总磷（沛）0.02mg/L沛H值7.3高锰酸钾指数4.6mg/L总硬度（CaCO3）135mg/L亚硝酸盐氮0.014mg/L总铁（Fe）0.25mg/L氨氮0.30mg/L锰（Mn）0.02mg/L钙（Ca

15、）40mg/L铜（Cu）0.01mg/L镁（Mg）8mg/L锌（Zn）0.07mg/L总碱度86mg/L硫酸盐（SO）62mg/L氯化物（Cl-）5mg/L氟化物（F-）0.05mg/L砷（As）0.0032mg/L硒（Se）0.0021mg/L汞（Hg）0.0001mg/L镉（Cd）0.0001mg/L铬（Cr）0.0004mg/L 1.2 工程设计标准1、水量目标：2012年地面水厂形成10万m3/d供水规模（其中一期建成5万m3/d）。2、水质目标：出厂水应符合国家标准（GB57492006）要求，其中出水浊度1NTU。3、水压目标：本工程服务范围内的供水压力不小于0.16MPa。1.3

16、 设计任务1、 给水管网系统设计；2、净水厂设计。1.4 设计要求1、根据批复的项目可行性报告，结合本项目实际情况，建一座自来水厂，配套建设供水干线至各供水点。要求设计水厂及相关建筑和供水管网。2、设计的深度为扩大初步设计，做概算。3、设计应做到：（1）设计方案符合本地地形、地质、水源、水质情况。出水水质符合国家的饮用水标准。（2）管网设计应布局要合理经济，且考虑远近期的关系。（3）要应用成熟且适合本项目情况的工艺、技术。工艺合理、布局紧凑、设备运行经济可靠，便于操作和维修。（4）建设造价价位合理。（5）运行费用低、运行要可靠。 （6）本项目区为6度抗震设防。1.5 参考资料1、室外给水设计规

17、范（GB500132006）； 2、给水排水设计手册（第1、3、6、10、11、12等分册）中国建筑工业出版社； 3、净水厂设计知识崔玉川编，中国建筑工业出版社，1987.7 4、净水厂设计钟淳昌主编，中国建筑工业出版社，1986.75、生活饮用水卫生标准GB5749-2006第2章 水量计算2.1 用水量计算根据PA县县城总体规划及有关部门提供的资料，县城人口2005年用水人口为6.4万人，2015年规划人口为9万人，2020年规划人口为 12万人，现城区面积为513.1公顷，城区规划面积2015年为751.5公顷，2020年为1186.3公顷。一、预测采用的基本数据（1）给水指标根据规划：

18、人均最高日综合生活用水定额：2015年200 1/人日（包括居民生活用水和公共建筑用水）2020年250 1/人日（2）生活用水普及率2015年982020年100（3）工业用水指标根据2005年PA县统计的资料，县城用水量1260万m3，其中工业用水820万m3，占总用水量的65，生活用水440万m3，占总用水量的35，据此推算，工业用水量预测按工业：生活=13:7计。（4）工业自备水用水率：近期25，远期10。（5）市政及其它用水量取生活用水量，生产用水量之和的10。（6）城镇的未预见用水量及管网漏失水量根据室外给水设计规范，结合当地的实际情况未预见用水量及管网漏失水量，按最高日用水量的1

19、5合并计算。考虑到本次设计所供资料的特殊性，采用综合用水量法。2.1.1综合用水量法根据室外给水设计规范（GB 50013-2006）4.0.1、4.0.2设计水量由综合生活用水(包括居民生活用水和公共建筑用水)、工业企业用水、浇洒道路和绿地用水、 管网漏损水量、未预见用水组成：1.综合生活用水Q1 由设计资料提供规划人均最高日综合生活用水定额：2015年200（包括居民生活用水和公共建筑用水），2020年250，则综合生活用水量为：式中 1综合生活用水量，（）； 综合生活用水定额，（）； 人口，（人）； f 给水普及率，2015年98%，2020年100%.Q1=200*90000*98%/

20、1000=17640(近期)Q10=250*120000*100%/1000=30000(远期)2.工业企业用水Q2 根据2005年PA县统计的资料，县城用水量1260万m3，其中工业用水820万m3，占总用水量的65，生活用水440万m3，占总用水量的35，据此推算，工业用水量预测按工业：生活=13:7计。 Q2=Q1*13/7=32760(近期) Q20=Q10*13/7=55700（远期）3.工业自备水用水Q3工业自备水用水率：近期25%，远期10%。 Q3=32760*25%=8190（近期） Q30=55700*10%=5570（远期）4.浇洒道路和绿地用水量Q4根据室外给水设计规范

21、（GB50013-2006）4.0.6 浇洒道路和绿地用水量应根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定。而本次设计中所供资料直接取值为：市政及其他用水量去生活用水量，生产用水量之和的10%。 Q4=（Q1+Q2-Q3）*10%=4221（近期） Q40=（Q10+Q20-Q30）*10%=8013（远期）5.城镇的未预见用水量及管网漏失水量根据室外给水设计规范（GB50013-2006），结合当地的实际情况未预见用水量及管网漏失水量，按最高日用水量的15%合并计算 。即：Q5=（Q1+Q2-Q3+Q4）*15%式中 Q5管网漏失水量及未预见用水量，（）；Q5=（17640+32760-8190+4

22、221）*15%=6965（近期）Q50=（30000+55700-5570+8013）*15%=13222（远期）则城镇管网规模： Q管=Q1+Q2-Q3+Q4+Q5=533966.水厂自用水量根据室外给水设计规范GB50013-2006 9.1.2 水处理构筑物的设计水量，应按最高日供水量加水厂子用水量确定。水厂自用水率应根据原水水质，所采用的处理工艺和构筑物类型等因素通过计算确定。一般可采用设计水量的5%10%。当滤池反冲洗水采取回用时，自用水率可适当减小。本次设计采用自用水系数5%。 Q6=Q管*5%=2667则水厂运行规模为： Q设=Q1+Q2-Q3+Q4+Q5+Q6=56065（近

23、期） Q设0=（Q10+Q20-Q30+Q40+Q50）*（1+5%）=106434（远期）本次设计中水厂设计规模取60000（近期），远期水厂设计规模120000。说明如下表水厂规模（）近期远期运行规模56065106434设计规模60000120000第3章 管网水力计算3.1 管网定线给水管网设计，要充分利用所在地区的有利条件，避开不利的自然条件，在现有的环境条件下，运用合理的技术，使工程投资和运行费用最低，而且安全、可靠，满足用户对水质、水量、水压的近远期要求。干管定线时可按下列步骤和要求进行：1根据水源（二级泵站）、大用户或水塔等调节构筑物的位置确定供水区域的主要供水流向，即水源与大

24、用户、调节构筑物的连线方向，以此控制干管的基本走向。2按主要流向确定接近平行布置得干管条数和大致位置，干管之间距一般为800m左右。有时为了保证供水可靠，还应在干管和干管之间的适当位置设置连接管，（连通管）以形成环状管网，连接管的作用在于局部干管发生故障关闭时，干管与干管、连接管与连接管之间距的大小，主要取决于供水区域大小和供水的要求，一般在保证要求的前提下，干管和连接管的数量尽量减少，以节约投资。3按下列要求校核对干管（或连接管）的具体位置：(1)按规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下敷设，以利于施工和维护管理；(2)干管应从两侧用水量较大的街区通过，其延伸方向应与主要流向保持一致，

25、并以最短距离到达主要用水区、大用户和调节构筑物（水塔或高地水池等），以提高干管的配水效率，降低工程造价和动力费用。(3)干管应尽可能布置在较高位置，以降低干管内的水压，增加管道的供水安全性。(4)管线在道路下的平面和高程应符合城镇或厂区管道综合设计的要求。4干管定线时，应该位将来反战和分期建设留有余地。考虑上述布置要求与本设计中城市的各种实际相结合，对该城市管网进行了布置，组成了环状管网，共计4个环。具体布置情况见城市管网总平面图 图3-1 管网布置图3.2 管网水力计算3.2.1 最高日最高时流量根据GB50013-2006，4.0.9，在缺乏实际用水资料情况下，最高日城市综合用水的时变化系

26、数宜采用1.2-1.6，考虑到本次设计中对象为小城区，本设计取1.6。最高日最高时流量：=53396*1.6/86400=0.9887集中流量（工业用水量）：q=（Q2-Q3）*1.6 =（32760-8190）*1.6/86400=0.4553.2.2 干管计算总长度=6778（m）3.2.3 干管比流量 Qs=（Q-）/=（0.9887-0.455）*1000/6778=0.07874L / （sm）式中：Qs 为比流量，L / （sm）； Q 为管网总用水量，L / s； 为大用户集中用水量总和，L / s； 为干管总长度，m，不包括穿公共建筑物地区的管线；只有一侧配水的管线，长度按一半

27、计算。3.2.4 沿线流量沿线流量计算见下表： 表3-2-4 管网沿线流量（l/s）管段编号管长配水长度沿线流量0-1129001-239219615.432-336518314.413-429214611.54-539039030.75-628028022.056-738138129.997-834734727.321-836918514.572-737737729.683-638438430.248-1633917013.3915-1831131124.4916-1733716913.3115-1646523318.355-1118718714.7211-1028928922.7610-9

28、36036028.357-923023018.1110-1471715.5914-1328714311.2612-13114574.4913-2019619615.4314-1928028022.053-2127427421.5721-2229729723.3921-2338838830.5521-2414314311.265-251111118.743.2.5 节点流量节点流量计算见下表： 表3-2-5 节点流量计算（l/s）节点编号节点流量集中流量节点总流量115015229.76029.76338.86038.86421.1021.1538.105038.105641.14041.147

29、52.55052.55827.64027.64923.23023.231028.355583.351118.74018.74122.245130132.2451315.59015.591419.45019.451521.42021.421622.525022.525176.65506.6551812.245012.2451911.025011.025207.71507.7152143.385043.3852211.695140151.6952315.275015.275245.6305.63254.37130134.37总和533.7455988.73.2.6 流量分配求出节点流量后就可以进行

30、管网的流量分配，其目的在于确定管网中每一管段的计算流量，在管网计算中，它是一个很重要的环节。管网流量分配时，为保持水流的连续性，每一节点必须满足节点流量平衡条件：即流入人一节点的流量必须等于流离该节点的流量。若规定流入节点的流量为负，流离节点的流量为正，则上述平衡条件可表示为：式中 为节点i的节点流量，L / s；为连接在节点i上的各管段流量，L / s。环状管网流量分配：1、首先在管网图上确定出控制点的位置，并根据配水源、控制点、大用户及调节构筑物的位置确定管网的主要流向。2、参照管网主要流向拟定各管段的水流方向，使水流沿最近的路线输水到大用户和边远地区。3、从配水源到控制点、大用户、调节构

31、筑物之间选定主要的平行供水路线（主要干管），主要干管条数视管网的布置情况而定。4、根据管网中各管线的地位和功能来分配流量。分配流量时，无论是从管网的起端开始，还是从管网的末端开始，都应满足下列条件：1）尽量使平行的主要干管分配相近的流量，以免个别主要干管段损坏时，其余管线负荷过量，使管网流量减少过多；主要干管与次要干管相汇合时，主要干管应适当多分些流量；干管与干管之间的连接管，主要作用是干管损坏时，将水从一条干管转输至另一条，因此不应分配过大的流量，要有意识地少转输流量。2）各干管所通过的流量应沿管网主要流向逐渐减少，不要忽多忽少，更不要发生倒流。3）流量分配时，应满足节点流量平衡条件，即每一

32、节点都应按的条件核对。按以上步骤和要求分配到各管段的流量，即为环状管网各管段的计算流量。这里应该指出，此流量为预分配值，可用来选定管径，其真正的流量数值，必须由管网平差结果给定。3.2.7 管网平差在初分流量的基础上进行管网平差上机输入的数据如下：EPS=0.0005 N=29 M=4管段编号L/mDN/mQ/(m3s)I。J。13920.90.49+1023650.80.34+2032920.40.105155+3043900.350.084055+3052800.60.199765-3-463810.60.200905-2-473470.80.393215-1083690.90.4837-

33、1093770.30.08024+1-2103840.250.08+2-3111870.40.111345+40122890.40.092605+40133600.50.17677-40142300.60.2-40得最高日最高时管网平差结果如下： 表3-2-7 管网平差结果KL(m)D(m)DSH(m)Q(m3/s)V(m/s)13920.91.10.1990.422430.6623650.73.90.3440.295850.7732920.460.60.3740.078520.6343900.35164.00.5420.057420.6052800.66.8-0.282-0.203740.7

34、263810.69.3-0.458-0.222400.7973470.81.8-0.391-0.460780.9283690.91.0-0.319-0.551270.8793770.35158.50.5130.056830.60103840.35161.50.6300.062480.65111870.438.80.3050.088680.71122890.35121.50.5950.069940.73133600.522.9-0.912-0.199431.02142300.514.7-0.727-0.222661.133.2.8 最不利点的确定从水厂到管网的输水管设两条，承担1/2设计流量，Q

35、=494.35L/s，DN=900mm，输水管长L=129m，铸铁管，v=0.777m/s，沿程水损0.103m。（局部水损占10%）节点标号服务水头（m）沿程水损（m）总水损（m）节点水压（m）1160.1030.11316.1132160.3030.33316.3333160.6530.71816.7184161.0331.13617.1365161.5731.73017.7306161.2831.41117.4117160.8230.90516.9058160.4230.46516.4659161.5531.70817.70810162.4732.72018.72011161.8732.

36、06018.06012163.4133.75419.75413163.1633.47919.47914162.6532.91818.91815163.4233.76519.76516161.8632.04918.04917163.7534.12820.12818165.5436.09722.09719164.2234.64520.64520164.5835.04121.04121161.0131.11417.11422161.5131.66417.66423161.9832.18118.18124162.8133.09419.09425161.8232.00518.005最不利节点为节点18，

37、管网末端。 图3-2-8 管网成果图第4章 给水管网校核4.1 消防校核4.1.1 基本数据该城市人口不足10万，查城镇居住区室外灭火时间定为2h，根据建筑设计防火规范GB50016要求，一次灭火用水量采用标准35l/s，按一天2次灭火计，灭火时间2小时。故用水量Q=35*2=70 l/s消防时总用水量Q总=988.7+70=1058.7 l/s4.1.2 节点参数上机需要的数据如下： 表4-1-2 消防校核上机数据EPS=0.0005 N=29 M=4KL(m)D(m)Q(m3/s)I。J。13920.90.42243+1023650.70.29585+2032920.40.07852+30

38、43900.350.05742+3052800.60.20374-3-463810.60.22240-2-473470.80.49578-1083690.90.62127-1093770.350.05683+1-2103840.350.06248+2-3111870.40.08868+40122890.350.06994+40133600.50.23443-40142300.50.25766-404.1.3 平差结果消防校核工况管网平差计算成果如下： 表4-1-3 消防校核平差结果KL(m)D(m)DSH(m)Q(m3/s)V(m/s)13920.91.10.2110.435280.68236

39、50.73.90.3620.303790.7932920.460.60.4100.082290.6643900.35164.00.6130.061190.6452800.66.8-0.307-0.212540.7563810.69.3-0.477-0.227040.8073470.81.8-0.429-0.482840.9683690.91.0-0.389-0.608330.9693770.35158.50.6040.061830.64103840.35161.50.7180.066650.69111870.438.80.3980.101250.81122890.35121.50.8270.082510.86133600.522.9-1.129-0.221861.13142300.514.7-0.881-0.245091.254.2 事故校核4.2.1 基本数据二泵到市政管网用一根输水管，输水管流量为总流量的70%，Q=692L/s，L=129，DN=900mm，得平均流速v=1.102m/s，沿程水损为0.190m。4.2.2 节点参数上机计算需要输入的数据如下：EPS=0.0005 N=29 M=4管段编号L/mDN/mQ/(m3s)I。J。13920.90.343+1023650.70.2