《城市给水工程规划》精品讲稿完整版.ppt

城市给水工程规划,第一章：城市给水工程规划概述第二章：城市用水量规划第三章：水源选择及取水构筑物第四章：给水处理及水厂第五章：城市给水管网的规划设计第六章：城市给水系统布置,章节,城市给水规划的基本目的：为了经济合理和安全可靠的供给城市居民的生活和生产用水和用以保障人民生命财产的消防用水，并满足水量、水压和水质要求。1、生活饮用水 2、生产用水城市给水系统的供水类型 3、市政用水 4、消防用水 5、给水系统损耗等,第一章：城市给水工程规划概述,城市给水系统规划的任务：1、估算城市总用水量和给水系统中各单项工程设计水量。2、根据城市特点制定给水系统组成3、合理选择水源，确定城市取水位置和取水方式。4、选择水厂位置，考虑处理方法。5、布置输水管道及给水管网，估算管径及泵站提升能力。6、给水方案比较，选定规划方案。,城市给水工程系统的组成,取水工程,净水工程,输配水工程,1-取水构筑物；2-一级泵站；3-沉淀设备；4-过滤设备；5-消毒设备；6-清水池；7-二级泵站；8-输水管道；9-水池或高地水池；10-配水管网,合理地确定城市计算用水量是给水系统规划的首要任务。城市用水量包括：城市居民生活饮用水量、工业企业生产用水量、消防用水量和市政用水量(如街道洒水、绿地浇水等)。各类用水量的估计是以用水量标准为依据。,第二章：城市用水量规划,第一节：用水量标准 一、居住区生活用水量标准（L/人d计）根据城市所在区域、当地气候条件、给水设备类型，生活习惯和其他影响用水量的因素等，由表2-1确定。居住区生活用水量标准 表2-1,注：1本表所列用水量已包括居住区内小型公共建筑用水量，但未包括浇洒道路，大面积绿化及全市性公共建筑用水量；2第一分区包括：黑龙江，吉林，内蒙古，辽宁大部分，河北、山西，陕西的偏北一小部分，宁夏偏东一部分；第二分区包括：北京、天津、河北、山东、山西、陕西的大部分，甘肃、宁夏、辽宁的南部，河南北部，青海偏东和江苏偏北的一小部分；第三分区包括：上海、浙江全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部，湖南、湖北的东部，河南南部；第四分区包括：广东、台湾的全部，广西的大部分，福建、云南的南部；第五分区包括-贵州的全部，四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃在秦岭以南的地区，广西偏北的一小部分；3其他地区的生活用水量标准，根据当地气候和人民生活习惯等具体情况，可参照相似地区的标准确定。,二、工业企业职工生活用水量及淋浴用水量标准 工业企业内职工生活用水量标准，根据冷车间或热车间而定：一般冷车间采用25L/人班，热车间采用35L/人班。工业企业内职工淋浴用水量，按表2-2规定采用，每班工人淋浴时间为1h。淋浴用水量 表2-2,三、公共建筑用水量标准 指非居民居住区的公共建筑，如旅馆、医院，浴室、洗衣房、餐厅、剧院、游泳池、学校等的用水量。公共建筑生活用水量标准见表2-3。集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水量标准及小时变化系数 表2-3,注：医院，疗养院和休养所的每一病床每日的生活用水量标准均包括了食堂，洗衣房的用水量。,四、消防用水量标准 城市消防用水量，通常储存在水厂的清水池中，灭火时，由水厂二级泵站向城市管网供给足够水量和水压。城市消防用水量的大小按扑灭一处火灾所需消防水量及同时发生火灾数目而定。扑灭一处火灾所需消防水量及同时发生的火灾数目取决于城市规模、人口数目、建筑耐火等级、楼层及性质、风的频率和强度等。城市（或居住区）消防用水量标准见表2-4。城市(或居住区)室外消防用水量 表2-4,五、市政用水量标准 街道洒水、绿地浇水等市政用水量将随着城市建设的发展而不断增加。规划时，应根据路面种类、绿化、气候、土壤以及当地条件等实际情况和有关部门规定进行计算。通常街道洒水量可采用11.5L/m2次，洒水次数按气候条件可按2 3次计。浇洒绿地用水量通常可采用12L/m2d估算。,第二节：城市总体规划中用水量的估算 城市总体规划中，用水量规划是一项重要指标，其值将直接控制和影响城市给水系统的规模和建设计划。城市用水量的规划是涉及未来发展的许多因素和条件，有的因素属于地区的自然条件，例如，水资源本身的条件；有的因素属于人为的，例如，国家的建设方针、政策，国民经济计划，社会经济结构、科学技术的发展、经济与生产发展、人民生活水平、人口计划、水资源技术状况(包括给水排水技术与节水技术)等。,城市、工业企业用水量中远期规划的几种方法：一、经验预测法 经验预测法是按照城市总体规划，在历年城市用水量递增状况和城市发展状况，凭借给水排水规划者的分析和判断，做出城市用水量的增加估计。这种方法貌似简单，实不易行，可靠性较差。二、统计分析法 统计分析法是依靠一定年份的统计资料进行用水分析预估。有两种情况：一是有多年的用水量实测资料，且历年用水量的递增呈现一定规律；二是历年用水量资料看不出变化规律，或者资料年份不足，但有其它与用水量紧密相关的资料可以利用。通常，前者用模式预估未来的用水量，后者有时用分项估计法预测未来的用水量。,(一)用水量模式预估法(统计分析法),对已经进入稳定发展的城市，年用水量有规律性的递增，有可能呈现逐年递增率P()基本上是平稳的，则可用下列模式表示：,Qi=Q0（1+P/100）i,基准年(一般为工程设计年的前一年)的用水量,i 年后预估用水量,当递增率P值呈现递增或递减现象，而递变率q()公比基本平稳时，即：,Pi=Pl(1+q/100)i-1,Qi=Qi-11+(1+q/100)i-1,式中q0时，则递增率P逐年上涨；q0，则递增率P逐年下降。,i 年后的递增率,i 1年后预估用水量,(二)用水量分项预估法(统计分析法)对一般城市，用水量可划分为生活用水量（人口与生活用水量标准之积）和生产用水量。如果资料表明人口与生活用水量标准的递增都有一定规律，则生活用水量可以据此预估。生产用水量的预估也可以根据现有资料进行分析，根据分析结果预估未来用水量。用水量的分项可粗可细，视现有统计资料而异。,三、规划估算法 从城市总体规划中直接或间接取得工业生产用水量、生活用水量和市政用水量的基础数据，据此估算未来年月的城市总用水量。具体估算方法如下：1、生活用水量估算：按城市人口数与拟定的远期，近期生活用水量标准进行计算。2、工业用水量估算：根据城镇的性质、经济结构和发展要求，结合现状和规划提供的资料，工业用水量估算一般可采用“单位产品耗水量法”、“生产、生活用水比例计算法”、“单位产值耗水量法”、“用水量增长率法”等计算方法。3、市政用水量:可按上述1、2总和的百分数估算(35)。4、公共建筑用水量：亦可按上述1项和2项总和的百分数估算(515)5、未预见水量：按上述14项总和百分数计(1020)。6、水厂自用水量：按上述15项总和估算（510）。,第三节：城市详细规划设计中的用水量计算,最高日用水量及最高日最高时用水量的确定,用水量日（时）变化系数和时变化曲线,详细规划设计中的用水量计算,一、用水量的变化,(一)日变化系数Kd,Kd 年最高日用水量/年平均日用水量,通常Kd变化在1.12.0之间。,(二)时变化系数KH,KH=日最高时用水量/日平均时用水量,通常KH在1.32.5之间,(三)用水量时变化曲线：它是指用水量（全日用水量的百分比%）与时间（h）的关系曲线，此曲线与泵站水泵、水塔或清水池容积计算选择有关。(四)工业企业用水量时变化系数 工人在车间内生活用水量的时变化系数，冷车间为3.0，热车间为2.5。工人淋浴用水量，假定集中在每班下班后1小时。工业生产用水量的逐时变化，有的均匀，有的不均匀，随生产性质和生产工艺过程而定。,二、用水量的计算(一)城市最高日用水量(1)居住区最高日生活用水量Q1(2)全市性公共建筑生活用水量Q2,m3/d,最高日用水量标准(L/人d),规划人口数(人),m3/d,某类公共建筑生活用水量标准(L),该类公共建筑生活用水量单位的数量,(3)工业企业职工生活用水量Q3(4)工业企业职工每日淋浴用水量Q4,m3/d,工业企业生活用水量标准(L/人班),每班职工人数(人),每日班制,工业企业职工淋浴用水量标准(L/人班),工厂每班职工淋浴人数(人),m3/d,(5)工业企业生产用水量Q5 等于同时使用的各类工业企业或各车间生产用水量之和。(6)市政用水量Q6(7)未预见水量(其中包括管网漏失水量)，城镇一般按1020计算（为未预见水量系数K表示，约1.11.2）。城市最高日用水量Q K(Ql+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)m3/d,m3/d,每日街道洒水次数,街道洒水面积和绿地浇水面积(m2),街道洒水和绿地浇水用水量标准(L/m2次)和(L/m2日),(二)城市最高日平均时用水量Q0 Q0=Q/24(m3/h)城市取水构筑物的取水量和水厂的设计水量，应以最高日用水量再加上自身用水量进行计算(必要时还应校核消防补充水量)。水厂自身用水量的大小取决于给水处理方法、构筑物型式以及原水水质等因素，一般采用最高日用水量的510。因此，取水构筑物的设计取水量和水厂的设计水量Qp应为：QP=(1.051.10)Q/24(m3/h)（三）城市最高日最高时用水量 Qmax=KHQ/24(m3/h)设计给水系统时，常需编制城市逐时用水量计算表和时变化曲线，即将城市各种用水量在同一小时内相加以求得逐时的合并用水量。设计城市给水管网时，按最高时用水量计算，以(L/s)为单位，即 qmax=Qmax/3600(L/s),城市用水量时变化系数,第一节：水源种类及选择,第三章：水源选择及取水构筑物,水源,裂隙水,岩溶水,泉水,潜水,一、地下水源地下水指埋藏在地下孔隙、裂隙、溶洞等含水层介质中储存运移的水体。地下水按埋藏条件分为上层滞水、潜水、承压水、裂隙水、溶岩水、泉水等，其中在城市中多开采潜水。地下水具有水质清澈、水温稳定、分布面广、矿化度及硬度高、径流量小等特点。但地下水的矿化度和硬度较高，一些地区可能出现矿化度很高或其它物质(如铁、锰、氯化物、硫酸盐等)的含量较高的情况。地下水是城市的主要水源，若水质符合要求，一般都优先考虑。地下水分类：上层滞水是存在于包气带中局部隔水层之上的地下水。潜水是埋藏在地面下第一个隔水层上的地下水；承压水是充满于两隔水层间有压的地下水，又称自流水；裂隙水是埋藏在基岩裂隙中的地下水；贮存和运动与岩溶层中的地下水成为岩溶水或喀斯特水；在自身压力作用下从某一出口涌出的地下水叫泉水。,图3-1 上层滞水与潜水,上层滞水是存在于包气带中局部隔水层之上的地下水。它的特征是分布范围有限，补给区与分布区一致，水量随季节变化，旱季甚至干枯。因此，只宜做少数居民或临时供水水源，例如我国西北黄土高原某些地区，埋藏有上层滞水，成为该区宝贵水源。潜水是埋藏在第一隔水层上，具有自由表面的重力水。潜水主要特征是有隔水底板而无隔水顶板，具有自由表面的无压水。它的分布区和补给区往往一致，水位及水量变化较大。我国潜水分布较广，储量丰富，常用作给水水源。,图3-2 承压水,承压水是充满于两隔水层间有压的地下水。当用钻孔凿穿地层时，承压水就会上升到含水层顶板以上，如有足够压力，则水能喷出地表，称为自流井。其主要特征是含水层上下都有隔水层，承受压力，有明显的补给区、承压水和排泄区，补给区和排泄区往往相隔很远，一般埋藏较深，不易被污染。,二、地面水源1、江河水我国江河水资源丰富，流量较大，但因各地条件不一，水源状况也各异。一般江河洪枯流量及水位变化较大，长江上游水位变幅最大可达30米以上，水中含泥沙等杂质较多，并且发生河床冲刷、淤积和河床演变。平原冲积河流的河床常由图纸组成，河床较易变形，成顺直微曲、弯曲及游荡等河段，各具特点，稳定性出入很大。山区河流形态复杂，河床陡峻，流量变幅很大，洪水来势猛烈，历史很短；枯水期流量较小，甚至出现多股细流和表面断流情况。河水水质随流量变化而变化，在平、枯水期，河水较清，洪水期水质浑浊且夹有大量推移质和漂浮物。,2、湖泊及蓄水库水其特点是水量充沛，水质较清，含悬浮物较少，但水中易繁殖藻类及浮游生物，底部积有淤泥，应注意水质对给水水源的影响。在一般中小河流上，由于流量季节性变化大，尤其在北方，枯水季节往往水量不足，甚至断流，此时，可根据水文、气象、水文地质及地形、地址等调教修建年调节性或多年调节性蓄水库作为给水水源。3、海水海水含盐量很高，淡化比较困难。但由于水资源缺乏，世界上许多沿海国家开始开发利用海水。海水作为水源一般用在工业用水和生活杂用水方面，如工业冷却、除尘、冲灰、洗涤、消防、冲厕等。也有对海水进行淡化处理，作为生产工艺用水和饮用水。,三、水源选择水源选择要求：水源选择应密切结合城市远近期规划和工业总体布局要求，通过技术经济比较后综合考虑确定。所选水源应该水质良好且稳定、水量充沛并能持续开发利用、易于进行卫生防护、靠近主要用水区域、有利于水资源的综合利用、具有良好的取水构筑物施工条件。并且还应符合以下条件：(1)水源具有充沛的水量，满足城市近、远期发展的需要。(2)水源具有较好的水质。标准中，把水源分为2级：一级水源水要求水质良好，地表水只需经简易净化处理(如过滤)、消毒后即可供生活饮用；地下水只需消毒处理。二级水源水要求水质受轻度污染，经常规净化处理(如絮凝、沉淀、过滤、消毒等)，其水质达到生活饮用水卫生标准。,(3)坚持开源节流的方针，协调与其它经济部门的关系。(4)水源选择要密切结合城市近、远期规划和发展布局，从整个给水系统(取水、净水、输配水)的安全和经济来考虑。(5)选择水源时还应考虑取水工程本身与其他各种条件，如当地的水文程地质、地形、人防、卫生、施工等方面条件。(6)水源选择应考虑防护和管理的要求，避免水源枯竭和水质污染。(7)保证安全供水。大中城市应考虑多水源分区供水，小城市也应有远期备用水源无多个水源可选时，结合远期发展，应设两个以上取水口。,四、水源卫生防护地表水源卫生防护：(1)取水点周围半径100m的水域内严禁捕捞、停靠船只、游泳和从事可能污染水源的任何活动，并应设有明显的范围标志和严禁事项的告示牌。(2)河流取水点上游1000m至下游100m的水域内，不得排入工业废水和生活污水；饮用水水源的水库和湖泊，应根据情况将取水点周围部分水域或整个水域及其沿岸列入防护范围；受潮汐影响的河流取水点的防护范围，由水厂会同卫生防疫站、环境卫生监测站研究确定。(3)以河流为给水水源的集中式给水，应把取水点上游1000m以外的一定范围河段划为水源保护区，严格控制上游行染物排放量。(4)水厂生产区的范围应明确划定，并设立明显标志，在生产区外围不小于l0m范围内不得设置生活居住区和修建蓄饲养场、渗水厕所、渗水坑，不得堆放垃圾、粪便、废渣或铺设污水渠道，应保持良好的卫生状况和绿化,地下水源卫生防护：（1）取水构筑物的防护范围应根据水文地质条件、取水构筑物形式和附近地区的卫生状况进行确定；（2）在单井或井群影响半径范围内，不得使用工业废水或生活污水灌溉和施用有持久性毒性或剧毒的农药，不得修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺设污水渠道，并不得从事破坏深层土层的活动。如取水层在水井影响半径内不露出地面或取水层与地面水没有互相补充关系时，可根据具体情况设置较小的防护范围。（3）在水厂生产区的范围内，应按地面水厂生产区的要求执行。（4）分散式给水水源的卫生防地带，以地面水为水源时参照地面水(1)和(2)的规定，以地下水为水源时，水井周围30m的范围内，不得设置渗水厕所、渗水坑、粪坑垃圾堆和废渣堆等污染源，并建立卫生检查制度。,第二节：地下水取水构筑物一、位置选择（1）取水点要求水量充沛、水质良好，应设于补给条件好、渗透性强、卫生环境良好的地段。（2）取水点的布置与给水系统的总体布局相统一，力求降低取、输水电耗和取水井及输水管的造价。（3）取水点有良好的水文、工程地质、卫生防护条件，以使于开发、施工和管理；不占农田或少占农田。（4）取水点应设在城镇和工矿企业的地下径流上游，取水井尽可能垂直于地下水流向尽可能靠近主要的用水地区.,二、地下水取水构筑物的基本形式,管井,大口井,辐射井,渗渠,引泉构筑物,地下水取水构筑物,（一）管井1、管井的构造管井直径一般在501000mm，深度一般在200米以内，通常由井室、井壁管、过滤器、沉淀管组成。井室：用以安装各种设备，采光、采暖、通风，防水；井壁管：加固井壁，隔离水质不良或水头较低的含水层；过滤器：集水，保持填砾与含水层的稳定，防止漏砂及堵塞；沉淀管：沉淀进入管井的砂粒,3、井群当取水量较大时，需建若干井组成井群。根据井中动水位深度不同，从镜中取水有下列四种方式：自流井井群：适用于静水位高于地面的承压含水层；虹吸式井群：适用于静水位接近地面的含水层；直接吸水井群：适用于静水位接近地面且水位降落较小的含水层；深井泵井群：适用于各类含水层。,（二）大口井大口井构造简单、取材容易、施工方便、使用年限长、容积大能起水量调节作用；但深度较浅，对水位变化适应性差。用于开采浅层地下水，口径58m，井深15m。完整井只有井壁进水，适用于颗粒粗、厚度薄(58m)、埋深浅的含水层。含水层厚度较大(10m)时，应做成不完整大口井。（三）辐射井辐射井由集水井与辐射状集水管组成，与大口井相比，更适用于较薄的含水层和厚度小而埋深大的含水层。辐射井管理集中，占地省，便于卫生防护，但施工难度较大，成本较高。集水井底与辐射管同时进水时适用于厚度较大的含水层(510m)；集水井底封闭，仅靠辐射管集水时适用于较薄的含水层(5m)。,（四）渗渠渗渠包括在地面开挖、集取地下水的渠道和水平埋设在含水层中的集水管渠，通常用于开采埋深小于2m、厚度小于6m的含水层，深度(或埋设深度)般为47m，很少超过10m，主要依靠较大的长度来增加出水量，以此区别于井。集水管形式的渗渠，由于埋没在地表以下，受地表污染相对轻，安全可靠，是取水工程中最常用的形式。渗渠一般平行河岸铺设，用以集取河流下渗水和河床潜流水。由于能接受河水的补给，渗渠的出水量很大，在经过了地层的过滤后，水质较好，做为生活饮用水源，可简化净化工艺，降低水处理费用。（五）引泉构筑物用来取集泉水的构筑物，自流泉从下向上涌出地面，故多用底部进水方式收集。如泉水出口较多且分散式，则可敷设水平集水管加以收集，其构造与渗渠相同。,第三节：地面水取水构筑物一、取水构筑物分类：按水源种类可分为河流、湖泊、水库及海水取水构筑物；按取水构筑物的构造形式可分为固定式(岸边式、河床式、斗槽式)和活动式(浮船式、缆车式)两种，在山区河流上，有低坝式和低栏栅式取水构筑物。,二、取水位置选择 1、取水构筑物位置选择应与工业布局和城市规划相适应，全面考虑整个给水系统的合理布置。在保证取水安全的前提下，取水构筑物应尽可能靠近主要用水地区，以缩短输水管线的长度，减少输水管的投资和输水电费。2、设在水质较好、水量充沛地点。为避免污染，宜位于城镇和工业企业上游的清洁河段，在污水排放口的上游100150m以上；取水构筑物应避开河流中的回流区和死水区，以减少进水中的泥沙和漂浮物；潮汐河道取水口应避免海水倒灌的影响；水库的取水口应在水库淤积范围以外，靠近大坝；湖泊取水口应选在近湖泊出口处，离开支流汇入口，且须避开藻类集中滋生区，海水取水口应设在海湾内风浪较小的地区，注意防止风浪和泥沙淤积。,3、具有稳定河床和河岸，靠近主流，有足够的水深在弯曲河段上，宜设在河流的凹岸但应避开凹岸主流的顶冲点；如果在凸岸的起点，主流尚未偏离时，或在凸岸的起点或终点；主流虽已偏离，但离岸不远有不淤积的深槽时，仍可设置取水构筑物。在顺直河段上，宜设在河床稳定、深槽主流近岸处，通常也就是河流较窄、流速较大，水较深的地点，在取水构筑物处的水深一般要求不小于2.53.Om。取水口不宜放在入海的河口地段和支流向主流的汇入口处。4、具有良好的地质、地形及施工条件。取水构筑物应设在地质构造稳定、承载力高的地基上；应避开断层、滑坡、冲积层、流砂、风化严重和岩溶发育地段。取水构筑物不宜设在有宽广河漫滩的地方，以免进水管过长；选择取水构筑物位置时，要尽量考虑到施工条件，除要求交通运输方便，有足够的施工场地外，还要尽量减少土石方量和水下工程量，以节省投资，缩短工期。,5、注意人工构筑物或天然障碍物（桥梁、码头、丁坝、拦河坝等）取水构筑物应避开桥前水流滞缓段和桥后冲刷、落淤段，一般设在桥前0.51.0km或桥后1.0km以外；取水构筑物与丁坝同岸时，应设在丁坝上游，与坝前浅滩起点相距一定距离处，也可设在丁坝的对岸；拦河坝上游流速减缓，泥沙易于淤积，闸坝泄洪或排沙时，下游产生冲刷泥沙增多，取水构筑物宜设在其影响范围以外的地段。6、应与河流的综合利用相适应选择取水构筑物位置时，应结合河流的综合利用，如航运、灌溉、排洪、水力发电等，全面考虑，统筹安排。在通航河流上设置取水构筑物时，应不影响航船通行，必要时应按照航道部门的要求设置航标；应注意了解河流上下游近远期内拟建的各种水工构筑物和整治规划对取水构筑物可能产生的影响。,7、取水构筑物的设计最高水位应按100年一遇频率确定。城市供水水源的设计最小(枯水)流量的保证率，一般采用90%一97。设计枯水位的保证率，一般采用90一99。三、固定式取水构筑物固定式取水构筑物基本形式：按其构造特点可分为岸边式、河床式、斗槽式和潜水式。1、岸边式取水构筑物当河岸边坡较陡，岸边水深，地质条件较好，不易被冲刷以及在水位变幅和流速较大的河流，适宜建岸边式取水构筑物。岸边式取水构筑物由集水井和泵站两部分组成，河水经进水孔的格栅流入进水间，再经格网进入吸水间，然后由水泵吸水管抽走。,2、河床式取水构筑物当河床稳定，岸边较缓，主流距河岸边较远，岸边水深不足或水质较差时，而河心有足够水深和良好水质时，宜采用河床式取水构筑物。河床式取水构筑物由取水头部、自流管或虹吸管、集水井、取水泵房等部分组成。河床式取水构筑物按引水方式不同，又可分为以下几种：(1)自流管取水自流管淹没在水中，河水靠重力进入集水间，集水间可与泵房合建或分建。自流管取水工作可靠，但敷设自流管时开挖土石方量较大，适用于自流管埋深不大或河岸可以开挖敷设自流管时。在河流水位变幅较大，洪水期历时较长，水中含沙量较高时，可在集水间壁上开设进水孔，或设置高位自流管取上层含沙量较少的水。,(2)虹吸管取水河水通过虹吸管进入集水井中，然后由水泵抽走。河水高于虹吸管顶时可自流进水；河水低于虹吸管顶时需抽真空。适用于河滩宽阔，河岸较高，且为坚硬岩石，埋设自流管需开挖大量土石方，或管道需要穿越防洪堤时。虹吸管取水可减少水下土石方量，缩短工期，节约投资。但对管材及施工质量要求较高，运行管理要求严格，需装置真空设备，工作可靠性不如自流管。(3)水泵直接吸水不设集水间，水泵吸水管直接伸入河中取水。水泵直接吸水可利用水泵吸水高度减小泵房深度，省去集水间，结构简单，施工方便，造价较低。适用于水中漂浮物不多，吸水管不长的中小型取水泵房。在不影响航运时，水泵吸水管可以架空敷设在桩架或支墩上。,(4)桥墩式取水 整个取水构筑物建在水中，在进水间的壁上设置进水孔。桥墩式取水构筑物建在河中，缩小了水流过水断面，容易造成附近河床冲刷，基础埋深大，水下工程量大，施工复杂，需要设置较长的引桥与岸边连接，影响航运，只适用于江河断面宽、含沙量高、取水量大、岸边平缓、岸边无条件建泵房的情况。3、斗槽式取水构筑物在岸边式或河床式取水构筑物之前，在河流岸边用堤坝围成，或在岸内开挖形成进水斗槽。水流进入斗槽后，流速减小，便于泥沙沉淀和水内冰上浮，可减少泥沙和冰凌进入进水孔，适用于取水量大、河流含沙量高、漂浮物较多、冰絮较严重且有适合地形的情况。按水流进入方向，斗槽式取水构筑物可分为顺流式、逆流式和双流式。4、潜水式取水构筑物当岸边地质条件较好，岸坡较陡，岸边水深足够，水质较好时，可采用潜水泵直接取水。这种取水简单，投资最少，但洪水时检修不便。,四、移动式取水构筑物1、浮船式取水构筑物适用条件：水位变化幅度在1040m，涨落速度小于2m/h的江河水取水；临时供水的取水构筑物或允许断水的永久性取水构筑物；投资受到限制，难以修建固定式取水构筑物。取水位置的选择：河岸有适宜坡度；设在水流平缓、风浪小的地方，以利于浮船的锚固和减小颠簸；尽量避开河漫滩和浅滩地段。2、缆车式取水构筑物适用条件：水位变化幅度在1035m，涨落速度小于2m/h的江河中取水；作为永久性取水构筑物；水位变化幅度大且水流急、风浪大，不宜用浮船取水；受牵引设备限制，每部泵车的取水流量小于10万m3/d；取水河道漂浮物少、无冰凌、无船只碰撞可能。取水位置的选择：宜选择在河岸地质条件较好，岸坡稳定的位置；宜选择在岸坡倾角为10280的地段；应选在凹岸的顺直河段上，主流近岸，水深足够，避免设在回水区或凸岸，以防淤积。,第一节：天然水源水质及用户对水质的要求一、原水水质 水中杂质分类,第四章：给水处理及水厂,颗粒大小,性质,微生物,悬浮物质,胶体,溶解物质,无机物,有机物,无机物,河流水质的特点：1、浑浊度高，随季节变化大；2、色度地，含盐量及硬度不大；3、细菌含量较多；4、水文变幅较大。地下水水质特点：1、一般无色透明；2、含溶解盐类较多，硬度较高；3、深层地下水很少含有细菌；4、水温低且变化较小。,水的物理分析：水文、浑浊度、悬浮固体、色度、嗅和味等。水的化学分析：pH值、碱度、硬度、硫酸盐、氯化物、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、耗氧量、溶解氧、铁和锰以及铅、汞、氰化物、酚类化合物等各种有害或有毒物质，必要时还应测定水中放射性物质。二、用户对水质的要求1、生活饮用水水质标准（1）对人体健康无害；（2）水应具有良好的性状；（3）对生活使用无不良影响。,2、工业用水水质标准（1）原料用水：水质要求同生活饮用水。（2）工艺用水：水质不能影响产品质量。（3）锅炉用水：严格限制水的硬度和碱度。（4）特种工业用水：对水中的离子和杂质的存在有严格要求。（5）冷却用水：水质要求不高，但水温较低。,第二节：给水处理基本方法给水处理的目的：去除原水中悬浮物质、胶体、病菌以及水中其他有害人体身体健康和影响工业生产的有害杂质，使处理后水质满足现行生活饮用水水质标准和工业生产用水水质的要求。一、水的混凝1、水中胶体的稳定性胶体稳定性的主要原因有三种：（1）微粒的布朗运动；（2）胶体颗粒间的静电斥力；（3）胶体颗粒表面的水化作用,2、混凝机理胶核表面的电位即热力电位一般固定的，滑动面上的电位电位是表面双电层构造的一个主要指标，如扩散层的厚度变小，电位曲线变陡，电动电位自然也下降，斥力势能变小。当扩散层厚度压缩到某种程度两个胶粒因布朗运动相互碰撞时，由于胶粒之间的范德华引力不变，而静电斥力变小两种力的对比便发生变化，如最大斥力势能Eb小于布朗运动的能量时，则胶粒就可以在引力的作用下相互结合起来。当混凝剂投加量适当时，就可以使排斥能峰降低到 Eb,Eb 小于胶体布朗运动能时，这时两个相互碰撞的胶粒就可以越过排斥能峰而继续接近，最终结合成一个较大的胶粒。对于胶粒而言，这就是由稳定状态解脱出来，一般称为胶粒脱稳。脱稳胶粒相互凝结，通常称为混凝。高价反离子压缩胶体扩散层，远比低价离子有效。,3、吸附架桥机理作为混凝剂的高分子物质以及AL2(SO4)3，FeCL2溶于水后，经水解和缩聚反应形成高聚物，这些物质均具有线型结构，整分子具有一定的长度，胶体微粒对这类高分子具有强烈的吸附作用，由于高分子物质 易被胶粒所强烈吸附，线型长度较大，因而它可以在相距较远的两个胶粒之间进行吸附架桥。既当它的一端吸附某一胶粒后，另 一端伸入水中又吸附另一胶粒，微粒通过高分子吸附架桥颗粒逐渐变大，最终形成肉眼可见的粗大絮凝体（矾花）。由高分子物质吸附架桥而使液粒相互黏结的过程，通常称为絮凝。对于高分子混凝剂特别是有机高分子混凝剂来说，吸附架桥起决定作用；对 AL2(SO4)3 等无机盐混凝剂来说，吸附架桥作用和双电层作用均具有重要作用。,二、混合混合的过程是使混凝剂迅速而均匀的分散到水中，生成正电荷多核络离子和氢氧化物胶体，络离子可压缩胶体杂质的扩散层，是他失去稳定性，而氢氧化物胶体和水中胶体杂质相互凝聚，结成极微小矾花，当其尺寸达到大于1微米时，便失去胶体布朗运动特性。混合过程一般在很短的时间即可完成，最多不超过两分钟。因此，对混合的基本要求是快速、均匀、混凝剂应在最短的时间内与原水相混合，使水中全部胶体杂质都能和药剂发生作用。,三、反应混合作用完成以后，水中胶体和细小悬浮物质已发生凝聚和初步絮凝，产生细小矾花，颗粒尺寸达到15微米以上，此时单靠紊动水流的水分子热运动不能再使他们发生胶体布朗运动和互相碰撞而增大。为此，需要进一步在反应设备中，用人为的方法进行适度搅拌，使之继续发生徐宁，以便生成粗大而密实的矾花，以便在沉淀池中易于沉降。常用的反应池有：隔板式反应池、机械搅拌反应池、穿孔旋流反应池、折板式反应池以及旋流或涡流反应池等。,四、沉淀 水中固体颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程称为沉淀，按着水中固体颗粒的性质，沉淀分为三类：1.自然沉淀 颗粒在沉淀过程中不改变其大小、形状和密度。2.混凝沉淀 在沉淀过程中，颗粒由于相互接触凝聚而改变其大小、形状和密度，这种过程称为混凝沉淀。3.化学沉淀 在某些特种水处理中，投加药剂使水中溶解杂质结晶为沉淀物，称为化学沉淀。常用的沉淀设备基本分两大类：一类成为沉淀池；一类称为澄清池。,1、平流式沉淀池平流式沉淀池是水厂混凝沉淀水处理工艺过程中广泛采用的一种池型，通常呈矩形布置，水从一端沿水平方向缓慢流动，水中悬浮物借重力沉于池底，沉淀后的水从另一端流出。2、斜板、斜管沉淀池斜板、斜管沉淀池由一系列倾斜的薄板组成，斜板斜管沉淀池按水流方向分为：上向流、平向流、下向流三种。3、辐流式沉淀池辐流式沉淀池是一种池深较浅的圆形沉淀池。废水自池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠。辐流式沉淀池多采用回转式刮泥机收集污泥，刮泥机刮板将沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走。,4、澄清池在给水处理中，将絮凝过程与水分离过程综合于一体，利用有吸附能力的高浓度活性泥渣来澄清水的构筑物，称为澄清池。澄清池工作特点：（1）利用有吸附能力的高浓度活性泥渣加强混凝反应过程，从而能加速固液分离，提高澄清效率；（2）在单一构筑物中完成混凝、反应、沉淀分离等三个工艺过程；（3）节约用药量，占地面积小。澄清池分类：泥渣循环型、泥渣过滤型以及两者作用都具备的综合型。,五、过滤 原水经过沉淀后，水中尚残留一些细微的悬浮杂质，需用过滤的方法除去,过滤就是以具有孔隙的粒状滤料层（如石英砂）截留水中杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。1、普通快滤池,2、双层和多层滤料滤池 双层滤料，上层采用的是重力较小的无烟煤，下层采用的是重力较大的石英砂，可以大大的提高滤速，有很 大的经济意义。在反冲洗后要保持分层状态，不混杂。,3、虹吸滤池 滤池的进水和冲洗水的排除都由虹吸管完成，所以叫虹吸滤池。虹吸管的运行用真空系统控制。,4、重力式无阀滤池重力式无阀滤池是指依靠水自身重力进行过滤的过滤装置，它通常是用钢筋水泥制成的构筑物。其特点是过滤和反冲洗自动地周而复始进行。,六、消毒消毒的方法有物理方法和化学方法。目前广泛采用的方法是氯消毒法，一般采用液氯或漂白粉。1、液氯消毒指的是将液氯汽化后通过加氯机投入水中完成氧化和消毒的方法。2、漂白粉消毒漂白粉消毒是利用漂白粉的氧化作用对饮用水和废水进行杀菌的水处理过程。,七、水的其他处理方法1、软化软化是指降低水的硬度的处理过程，也就是为了减少水中钙、镁盐类的浓度。软化的方法很多，主要有：加热法、药剂软化法、离子交换法等。2、除铁和除锰（1）除铁氧化法:空气氧化法、药剂氧化法沉淀法（石灰处理法）离子交换法掩蔽法,（2）除锰除锰的特点：采用强氧化法：加氯或加高锰酸钾可以得到很好地除锰效果。含锰原水经曝气后，加氯氧化，使pH保持在7.7以上，然后经锰砂过滤，将锰去除。原水中含铁又含锰时，可先经曝气、锰砂过滤去除铁、然后把除铁的水加氯氧化，再经过一次锰砂过滤除锰。“黑砂”除锰：当石英砂表面为高价锰的氧化物所包裹，便自然的形成了对二价锰的氧化过程起催化作用，因此，它具有良好的除锰能力。,第三节：给水处理工艺流程的选择当采用地面水作为城市生活饮用水水源时，其处理工艺流程通常包括：混凝沉淀、过滤和消毒。对于高浊度水的处理，通常在上述工艺流程基础上还要加入自然沉淀或两级混凝沉淀处理。工业冷却用水的水质只要求悬浮物含量低时。在河水含沙量不高的情况下，有时只需经过自然沉淀就可能达到要求；但在含沙量很高的情况下，就可能还要采用混凝沉淀处理后，方能满足要求。应视具体情况进行工艺选择。地下水作为生活饮用水水源时，如其水质良好，则经消毒处理后，即可供生活饮用。,第四节：水厂厂址选择及布置一、厂址选择(1)厂址应选择在工程地质条件较好的地方。一般选在地下水位低、承载力较大、湿陷性等级不高、岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。(2)水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方；否则应考虑防洪措施。(3)水厂周围应具有较好的环境卫生条件和安全防护条件。并考虑沉淀池料泥及滤池冲洗水的排除方便。(4)水广应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价。(5)厂址选址要考虑近、远期发展的需要，为新增附加工艺和未来规模扩大发展留有余地。(6)当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起。这样便于集中管理，工程造价也较低。当取水地点距离用水区较远时，厂址有两种选择：一是将水厂设在取水构筑物近旁；二是将水厂设在离用水区较近的地方。,二、水厂布置,三、水厂面积的确定水厂的面积应根据水厂规模、生产构筑物、生产性辅助建筑物、生活型辅助建筑物以及水厂其他组成的合理布置所需的总面积来确定。,第一节：给水管网的布置根据给水管网在整个给水系统中的作用，可将它分为输水管和配水管网两部分。一、输水管指水源到水厂或从水厂到配水管网的管线，其沿线一般不接用户管，主要起转输水量的作用。对输水管线选择与布置的要求如下：1、应能保证供水不间断，尽量做到线路最短，土石方工程量最小，工程造价低，施工维护方便，少占或不占农田。2、管线走向，有条件时最好沿现有道路或规划道路敷设。3、输水管应尽量避免穿越河谷、重要铁路、沼泽、工程地质不良的地段，以及洪水淹没的地区。4、选择线路时，应充分利用地形，优先考虑重力流输水或部分重力流输水。,第五章：城市给水管网的规划设计,5、输水管线的条数(即单线或双线)，应根据给水系统的重要性、输水量大小、分期建设的安排等因素，全面考虑确定。当允许间断供水或水源不只一个时，一般可以设一条输水管线；当不允许间断供水时，一般应设两条，或者设一条输水管，同时修建有相当容量的安全贮水池，以备输水管线发生故障时供水。6、采用两条输水管线时，为避免输水管线因某段损坏而使输水量减少过多，要求在管线之间设连通管相互联系。7、在输水管线的最高点上，一般应安装排气阀（管内无水时，能自动打开，管内有水时能自动关闭），以便及时排除管内空气，或在输水管放空时引入空气。在输水管线的低洼处，应设置泄水阀及泄水管，泄水管接至河道或地势低洼处。,二、配水管网 是将输水管线送来的水，配给城市用户的管道系统。在配水管网中，各管线所起的作用不相同，因而其管径也就各异，由此可将管线分为干管、分配管（或称配水管）、接户管（或称进户管）三类。干管的主要作用是输水至城市各用水地区，同时也为沿线用户供水，其管径均在100mm以上。大城市中，则在200mm以上。为简化起见，配水管网的布置和计算，通常只限于干管。分配管的主要作用是把千管输送来的水，配给接户管和消火栓。此类管线均敷设在每一条街道或工厂车间的前后道路下面，其管径均由消防流量来确定，一般不予计算。接户管就是从分配管接到用户去的管线，其管径视用户用水的多少而定。但当较大的工厂有内部给水管网时，此接户管则称为接户总管，其管径应根据该厂的用水量来定。,配水管网的布置形式：（一）树状网特点：管网布置呈树状向供水区延伸，管径随所