乐清市给水工程设计.doc

给水排水工程专业毕 业 设 计 任 务 书 暨 指 导 书设计题目： 乐清市给水工程初步设计学生姓名： 指导教师： 刘 晓 艳发题日期： 2015-3-15完成时间： 2015-6-11 武汉科技大学城市建设学院给排水教研室一 设计题目乐清市给水工程设计二 城市概况乐清市位于我国东南地区。根据该市的总体规划，近期（2015年）该市城市人口为60万人，远期（2025年）城市人口达70万人。是个中等城市。三 设计的原始资料1. 乐清市城市平面图，比例：1：50000.2.城市分区及人口密度乐东区260人/hm2；乐西区240人/hm2；乐北区230人/hm2，乐南区250人/hm23.该城市居住房屋的卫生设备情况乐东区：有给排水卫生设备，70%有淋浴设备；乐西区：有给排水卫生设备，50%有淋浴设备；乐北区：有给排水卫生设备，30%有淋浴设备；乐南区：有给排水卫生设备，20%有淋浴设备；4.该城市房屋的平均层数乐东区6层；乐西区5层；乐北区6层；乐南区4层5.该城市的工业企业，位置见城市平面图乐清市预计到2015年工业产值为715.7亿元，单位产值用水量为2.5m3/万元，到2025年工业产值为932.9亿元，单位产值用水量为2.5m3/万元。6.自然状况乐清市属亚热带季风气候，四季分明，雨量充沛，温暖湿润。气温：年平均气温17.22； 绝对最高气温36.9(1996年8月2日)； 绝对最低气温-6.6(1977年1月2日)；无霜期平均年为252天，常年主导风向为东北偏北风，年平均风速2.4m/s。降雨量：平均年降雨量1672mm； 最大年降雨量2346mm(1973)；最小年降雨量1044mm(1979年)。7.给水水源(1)地面水源：市内最大的河流为月河月河及其下游水系属平原河网水系，水位稳定，流速平缓。月河宽2530米，水深510米。 1）流量：Qmax=54.00m3/s，Qmin=36.00m3/s。 2）最大流速：2.9m/s。 3）最高水位（1%）9.00m;常水位： 7.50m；最低水位（97%）：6.50m。（2）地下水源市区的地质条件以太平路为界，路东为软土层区，路西为砾石地层区。软土层多为粘土和亚粘土，天然地基承载力68吨/平方米，地下水位较高，一般距地面0.5米左右。砾石地层区地势较高，地下水位较低，地基承载力较好。乐清市在历史上从未发生过大的地震，小地震也不多，是一个少震的地区，城区地震烈度可按VI度设防。由于过量开采孔隙承压水，乐清市地下水开采区出现了严重的地面沉降，使地面高层系统受到破坏，市域内遭受洪涝灾害的风险增加，水利工程、市政工程和高速公路建设等均受到影响，因此地下水不能作为温岭市的城市供水水源。8.水源水质分析结果见表1：水源水质分析结果 表1编 号名 称单 位分析结果1水的臭和味级22浊度NTU20803色度度20.04总硬度度8.05碳酸盐硬度度5.06非碳酸盐硬度度3.07pH值7.18碱度度1.49溶解性固体mg/L82010水温：最高温度0C30最低温度0C0.511细菌总数个/mL1000012大肠菌群个/L2569.城市用水量逐时变化情况见表2城市用水量逐时变化情况 表2时间每小时用水占全天用水量的百分数时间每小时用水占全天用水量的百分数011.1712135.28121.1813144.65231.1814154.46341.7915165.18452.8216174.61564.4817185.58676.1418195.69786.3819205.38895.8620215.549105.7521223.6510115.4422232.2511124.9823241.56四、城镇给水工程毕业设计步骤1.城镇给水管网设计的一般步骤（1）了解和熟悉城镇概况，合理确定给水管网系统；（2）进行输水管（渠）布置和给水管网布置；（3）进行管网的水力计算和设计校核（事故、消防），绘制管网平差计算结果示意图；（4）绘制给水工程系统总体布置图等图纸。2.城镇给水处理厂设计的一般步骤（1）分析研究水质资料，确定给水处理厂处理流程；（2）确定给水处理厂设计水量；（3）进行水处理构筑物型式的选择；（4）进行各水处理构筑物的设计计算；（5）确定水厂的附属构筑物和建筑物；（6）进行水厂的平面布置，进行水头损失计算，确定水厂的高程布置；（7）绘各种单体水处理构筑物工艺图。（8）最后进行设计计算过程的汇总，完成给水工程投资估算，编制设计说明书。五、给水工程毕业设计要点与说明1城镇给水系统的确定根据城市规划，水源条件，地形，用户对水量、水质和水压的要求，确定给水系统形式。确定给水系统时，一般应考虑采用统一给水系统；应考虑用户的水质、水压要求不同，地形起伏变化，天然障碍物分隔等因素，采用分质、分压、分区配水，各区之间可以串联、并联或串、并联结合；应考虑配水管网适当的可靠度。有条件的应采取多水源配水，环状与枝状相结合配水，城市中心地带常采用环状网，边缘地带采用树状网。根据城市功能分区，街道位置，用户对水量、水压和水质的要求，合理确定水厂、调节构筑物、泵站和管线的位置。管线应遍布整个给水区，设置必要的加压泵站、调节水池、高地水池等附属构筑物和附件。输水管渠的线路应尽量做到线路短、起伏小、造价低、少占农田或不占农田。管网定线只涉及干管和干管之间的连接管。干管的延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔或大用户的水流方向一致；干管应从水量较大的街区通过，但应避免穿越高级路面和重要街道；干管间距一般为500800米，干管连接管间距一般为8001000米，或根据街坊大小确定。配水管网方案的确定应多方面比较，全面考虑上述因素。2给水管网的设计计算确定用水量标准，计算总用水量；统计干管计算长度，计算比流量、沿线流量和节点流量；在此基础上，进行管网的平差计算，确定设计管段的设计流量、管径，最终计算管网各节点水压高程、自由水头以及确定二级泵站所需扬程。管网平差计算是给水管网设计计算的重要内容，平差计算至少应包括最高日最大时、消防时和事故时。平差计算的结果要在管网示意图中标明。3给水处理厂处理流程的确定给水处理厂处理流程的确定，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过分析研究并参考相似条件下给水处理厂的运行经验，经技术分析比较后确定。设计应结合工程和实际情况，尽量采用成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料，以节约建设费用，提高经济效益。4给水处理厂的设计处理量水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%10%，必要时可通过计算确定。反冲洗水宜采取回收措施。5处理构筑物的选型处理构筑物的选型在指导教师指导下进行，应对处理构筑物选型的合理性进行分析，说明工艺特点。另外，应注意在确定处理流程以及进行处理构筑物选型时，要兼顾水厂的平面布置和高程布置。应完成各处理构筑物的初步设计和某些处理构筑物（由指导教师指定）的技术设计（确定该构筑物的所有尺寸及其所需要材料与设备等的规格与数量），处理构筑物的设计计算应全面详细，并附上必要的插图。6药剂配制与投加设备设计混凝剂的投加量可在选择混凝剂种类之后，参考相似条件下给水处理厂的运行经验确定。我国各水厂无机盐混凝剂的平均投药量为530毫克/升，最高不超过100毫克/升，否则就应当通过药剂的配合使用及改进处理途径等方法使水澄清。在确定混凝剂及投量之后，确定投药方式、选择配制及投加药剂的设备形式，当药剂溶解缓慢时，可采取加速药剂溶解的措施。溶解池和溶液池，可根据混凝剂的纯度、溶液的浓度、加药量以及配制次数等进行计算，相应设计参数应合理确定。7混合与絮凝设施设计充分考虑各方面因素，合理确定混合方式。絮凝设施的工作效果，会直接影响到沉淀效果，应合理选择其形式、水流速度及停留时间等。絮凝池形式及工艺尺寸的选择，往往牵扯到与沉淀池的配合问题，所以絮凝池和沉淀池应一并考虑。8沉淀澄清设施设计沉淀、澄清设施的类型很多，应进行全面比较慎重选取，然后进行详细的设计。9过滤设施设计滤池的种类甚多，应根据水厂规模和运行管理要求等情况进行比较选择。过滤设施设计应涉及滤池本体、管廊、冲洗设施等内容。10消毒设计充分考虑各方面因素，合理选择消毒剂。结合处理工艺，确定消毒剂投加点。目前我国主要采用加氯消毒，加氯量的多少，应视水中有机物及细菌数量而定，一般为0.52.0mg/L，相应的接触时间须在30min以上。消毒一般多在过滤后进行，氯常加在滤池至清水池的输水管上，借水在清水池内的停留时间进行充分接触。加氯间应有良好的通风设备和直通室外的出口，加氯间和加氯点之间的距离一般为1020m，加氯间的面积应根据加氯设备的形式、数量和布置决定。11给水处理厂其它构筑物、建筑物的设计包括清水池、一级和二级泵站以及水厂附属构筑物和建筑物的设计和确定。无详细的用水曲线图时，清水池的有效容积可按最高日用水量的10%20%考虑（大水厂采用较小的百分比）；清水池的容量尚需复核必要的消毒接触容量；清水池的池数或分格数一般不少于两个，并能单独工作和分别放空。从水厂平面上看，清水池应尽量靠近滤池，特别是应与二级泵站靠近；从高程上考虑，清水池有地下式、半地下式和地面式三种类型，一般都按深入地下34米左右考虑，并放在地形的最低处。根据设计任务要求进行一级或二级泵站的工艺设计，设计内容应包括：泵站位置选择及说明；泵站设计流量和扬程的确定；选泵；泵站构造形式的确定及说明；泵站主要尺寸、设备型号与数量、技术性能等设计与说明；泵站辅助设施的设计与说明；关于泵站设计的其他说明。给水处理厂附属构筑物建筑物面积可根据水厂规模等条件，参照设计手册确定。12给水处理厂的布置原则在水厂中应用最广泛的是重力流系统，在非严寒地区，净水构筑物是露天布置的。水厂通常由四个基本部分组成，即生产构筑物、辅助和附属建筑物、各类管道和其它设施（厂区道路、绿化布置、照明、围墙及进门等）。直接与生产有关的生产构筑物包括一级泵房、絮凝池、沉淀池、澄清池、滤池、清水池、冲洗设施、二级泵房、变配电室、投药间及排污泵房等。辅助附属建筑物包括：化验室、检修车间、材料仓库、危险品仓库、值班室、办公室、锅炉房、车库等。水厂平面布置涉及到的管线一般包括：给水、排水管线，加药和水厂自用水管线，电缆、电线等。给水管线包括生产给水管线和超越管线；排水管线包括厂内雨水的排除管线、场内生产废水的排除管线和厂内生活污水的排除管线；加药管线包括混凝剂投加管线和消毒剂投加管线；自用水管线包括厂内生活用水、消防用水、泵房、药间冲洗溶解用水以及清洗水池用水等；大型水厂内的电缆较多，有动力、通讯、照明、控制电缆等，可采用集中电缆沟的方式进行布置。进行水厂的平面布置时，应注意的原则：流程尽量简短，避免迂回重复，尽量减小水头损失，构筑物尽量靠近，便于操作管理；尽量适用地形，力求减少土石方量；注意构筑物、建筑物的朝向和间距，水厂建筑物以接近南北向布置较为理想，构筑物、建筑物之间的间距应满足施工和管线布置等的要求；连接管渠应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便；注意水厂内的功能分区，合理布置；考虑近远期的协调。厂区道路、绿化布置、照明、围墙及进门等其它设施的设计和布置参见设计手册。给水处理厂的高程布置是在平面布置完成之后进行的，先应计算处理构筑物之间的水头损失、确定各自高程，再进行高程布置。高程布置解决的是净化构筑物和建筑物的高程设计问题，其结果反映在高程布置图上。构筑物间的水头损失包括处理构筑物中的水头损失、构筑物连接管渠的水头损失和计量设备的水头损失。处理构筑物中的水头损失可按经验数值取用，构筑物连接管渠的水头损失应计算，计量设备的水头损失可按公式计算，或进行估算，一般水厂进出水管上计量仪表中的水头损失可按0.2m计算，流量指示器水头损失可按0.10.12m计算。一般说，应先决定清水池的水面标高，然后逆着处理流程进行水头损失的计算和确定相应高程；水头损失的计算和高程的确定可列表进行。13其它水厂的仪表和自动控制设计，以及水厂的人员编制确定等，参照设计手册进行简单说明，至少应完成水厂的人员编制确定。14工程投资估算和成本计算给水工程投资估算和成本计算，按给水排水设计手册第十册（技术经济）进行。给水管道工程投资估算按P150表3-7中给水管道工程综合指标进行计算；取水工程投资估算按P169表3-27中取水工程综合指标进行计算；净水工程投资估算按P171表3-28中净水工程综合指标进行计算。水厂制水成本计算按P437 “7.4.3给水工程制水成本的计算”规定进行。水资源费按0.5元/m3计；动力费计算时，一级泵站扬程可按10米考虑，或根据设计内容确定，电费单价可按0.62元/（KW.h）；药剂投加量和单价根据设计内容，自行确定；工资福利费用计算时，人均年工资及福利费可按30000元考虑；固定资产折旧大修费计算时，固定资产只计水厂部分，折旧大修费率可按7考虑；日常检修维护费率可按1考虑；管理及其他费率可按10考虑。六、给水工程毕业设计图纸要求给水工程毕业设计应完成A1图纸810张，设计图纸种类包括：给水工程总体布置图；枢纽工程平面图、流程图或系统原理图；输、配水管道平面图、纵断面图；各种单体水处理构筑物工艺图，每位同学具体绘制的构筑物图由指导教师确定；管道节点详图；毕业设计图纸尽量采用计算机绘图，但应有一定数量的手工绘图。图纸表达内容应满足以下要求:（1）给水工程总体布置图（A1或A0图）比例尺采用（1：1000）（1：10000），图中，应当表示出风玫瑰或指北针、坐标网，等高线或标高点、街坊、路网、水体和其他地物等，并且对上述保留内容通过改变其线型为细线或删除不必要内容予以简化；用图例或用中粗线按比例缩小后将水源地、水厂、加压泵站等枢纽工程绘出，并标注枢纽工程名称；用粗线绘出原水输水管、清水输水管、配水管网等管线，并标注管径、长度；在图面的适当位置上列出给水工程项目表和必要的文字说明。（2）水厂平面图和高程图水厂平面图，比例尺采用（1：200）（1：500），图中，必须将主要生产构筑物和辅助、附属建筑物按比例绘出；用粗线在构筑物、建筑物之间绘出各种连接管道和节点索引编号；图中还应有风玫瑰或指北针、场地内道路、场地边界和大门，列出生产构筑物和辅助、附属建筑物一览表和工程量表，编制图例和必要的文字说明。高程图图样由各单体构筑物、建筑物剖面图、设备和连接其间的管道、渠道组成，从高程上反映了枢纽工程组成部分之间的水力关系。绘图时，构筑物、建筑物的剖面图可不按比例，但在高程上采用合适的比例绘制（1：1001：200），并且详细标注出各种管道轴线、池体各水位、池顶、池底、水泵轴线、吊车高度、设备基础、室内外地面、水体水位等标高；还要标注构筑物和设备等名称、管道管径等。编制必要的文字说明，如说明标高的换算关系等。（3）输、配水管道平面图、纵断面图；输水管平面图应包括风玫瑰或指北针、等高线、道路、铁路、水体、村落等。用粗线绘出输水管，绘出附属构筑物、管道附件、配件的位置及详图索引编号，绘出穿越铁路、公路、河流、山峰等障碍物的位置及详图索引编号。管道上标注管径、管长、坡度、坡向。管道定位尺寸可标注管道定线控制点的相对位置或建筑坐标。沿输水管全长对节点统一编号，为编制工程量表和绘制纵断面图做准备。可加长或分段绘制。输水管纵断面图可与平面图相对应地绘制，如绘制在平面图的下方。该图横向比例同平面图，竖向经例为1：100或1：200。图中绘出原地面、设计地面、输水管及轴线、与其交叉的其他管线断面、各附件及阀门井、穿越障碍物的构造等。图样下方按节点分段列表标注出管道轴线标高、管长、管径、管材、坡度及坡向、接口形式、管道基础形式等。对于较简单的输水管建议将纵断面图简化为标高表，标高表的内容同上述的列表内容。配水管网平面图应包括风玫瑰或指北针、设计高程点、道路网及街坊、用水户位置等。用粗线绘出配水管网，绘出附属构筑物、附件、配件节点及详图索引。其他图示内容与输水管平面图相同。配水管网纵断面图应逐管段绘制，图示方法与输水管纵断面图相同。(4)给水管网平差结果示意图给水管网平差结果示意图最少应包括最高日最大时、消防时平差结果示意图。应在图纸上绘出给水管网示意图，给水管道用单线表示，在管线上注明长度、管径、设计流量、流速和水头损失，在管网环中表明闭合差大小及方向，节点处列表注明自由水头、累积水头损失和地面标高。(5)主要给水构筑物工艺图给水构筑物工艺构造应有平面图和剖面图，基本达到技术设计的程度，采用比例1：1001：200；图中用双细线绘出建筑或构筑物的轮廓线和建筑轴线；用中粗线绘出设备轮廓；用粗线（单线或双线）绘出管道。图中应注明构筑物的全部主要工艺尺寸、相互距离，图中复杂的节点构造及表示不出的构件及有关部分，应另绘大样图（1：101：20）表示之（由指导教师指定）。对有关的问题，应做必要说明。剖面图应能表示出构筑物内部构件的全部构造，图中应注明各构筑物之顶、底及水面的标高，各构件及管渠的安装高度，内部地面及外部地面的标高。(6)节点详图前述的枢纽工程平面图、输配水管道平面图，因绘图比例较小而无法清楚表达管道所连接的附件和配件。在那些图中将其作为一个节点看待，经编号索引到节点详图。节点详图是用管道附件和配件的标示图例表达其相互之间或与管道的连接关系，图中标注出附件、配件的名称、型号、规格和数量等。此图可不按比例绘制，可与平面图同绘于一张图上，也可以单独绘制。图中还应配有附件、配件一览表。各图纸中，应注明图名、图号及比例尺，图标采用学院统一格式，图框尺寸、剖切线、指北针及图例等画法，可参照给水排水制图标准的有关规定；图中文字一律采用仿宋体，图纸应清楚美观，线条的粗细应主次分明。七、给水工程毕业设计说明书基本要求1.设计说明书内容组成和形式（供参考）第一章设计任务及要求第二章总体设计21城镇给水系统的确定22城镇给水处理工艺流程的确定第三章城镇给水管网设计31给水管网布置32给水管网的基本设计计算33给水管网的平差计算34二级泵站设计参数的确定第四章城镇给水处理厂设计41药剂投配设备设计42絮凝设施设计43沉淀澄清设施的设计44消毒设计45其它设计46水厂总体布置47其它第五章工程投资估算2.设计说明书要求说明书是说明设计计算过程的重要资料，内容要全面完整，叙述应简明扼要。设计说明书的文句要通顺，段落须分明。在设计说明书中，对城镇给水系统的确定、给水管网的布置、给水处理厂处理流程的确定、处理构筑物的选型要加以分析说明。给水管网的设计计算以及平差计算、给水处理主体单元的工艺设计计算应全面；在设计说明书中，应列出所采用的全部计算公式，计算参数的选择应加以说明，并注明其资料来源，所计算之构筑物，皆应绘出相应的计算草图。确定水厂仪表自动控制设计要求，进行人员编制和成本计算，完成工程投资估算。其他要求参见学校毕业设计说明书撰写规范。八 主要参考资料：1严煦世 范瑾初.给水工程.第四版.北京：中国建筑工业出版社 1999 2上海市建设和交通委员会.室外