湖北省黄石开发区给水工程设计毕业论文
2020-02-17 09:02
摘 要
本次设计是黄石市“两镇一区”给水工程的初步设计，设计的主要内容包括取水工程、净水工程和输配水工程的设计计算，其具体为：设计用水量的计算，供水规模的确定；给水系统选择与给水方案比较；水厂工艺选择与其构筑物尺寸设计计算；配水管网布置和流量校核设计计算。
本次设计以王英水库水库水作为取水水源，供水规模为近期约31200m3/d，远期55200m3/d。设计采用常规水处理工艺：混凝、沉淀、过滤、消毒进行给水净化。给水系统选定为王英水库水源→岸边式固定深井泵房→网格絮凝池→斜管沉淀池→V型滤池→清水池→送水泵房→市政管网。其中混凝剂采用聚合氯化铝（PAC），消毒剂采用二氧化氯。
取水采用分层取水，保证取到上层优质水源。管网采用环状管网，共设8个环。给水厂位于城区西南方空地处，地面标高75.5m，占地面积约4.4公顷。最后进行设计的工程概预算，包括基建费用、年经营费用、单位制水成本。
设计书由设计原始资料，设计计算书，设计说明书三部分组成；设计成果为设计书和设计图纸。
关键词：给水工程；深井泵房；净水处理工艺；环状管网；工程概预算
Abstract
This design is the preliminary design of the ”two towns and one district” water supply project in Huangshi City, main contents of which include the design calculation of water intake project, water purification project and water distribution project. The specific design is: calculation of design water consumption, water supply scale Determination; water supply system selection and water supply scheme comparison; water plant process selection and structure size calculation calculation; water distribution network layout and flow check design calculation.
This design uses the water of Wangying Reservoir as the water source for water intake. The water supply scale is about 31200m3/d in the near future and 55200m3/d in the long term. The design uses conventional water treatment processes: coagulation, sedimentation, filtration, and disinfection for water purification. The water supply system is selected as the water source of Wangying Reservoir→shore fixed deep well pumping station→grid flocculation tank→inclined tube sedimentation tank→V-type filter→clear water pool→water pumping house→municipal pipe network. The coagulant is made of polyaluminum chloride (PAC) and the disinfectant is chlorine dioxide.
The water is taken in layers to ensure that the upper layer of high quality water is obtained. The pipe network uses a looped pipe network with a total of 8 rings. The water supply plant is located in the southwestern part of the city, with an elevation of 75.5m and an area of about 4.4 hectares. Finally, the engineering budget for the design, including infrastructure costs, annual operating expenses, and unit water production costs.
The design book consists of three parts: design original data, design specification, and design calculation book; the design results are design books and design drawings.
Keywords: Water supply engineering; Water treatment technology; Pump room; Loop system; Construction project budget
目录
第一章 绪论 1
1.1设计内容 1
1.2设计目的 1
第二章 设计说明书 3
2.1设计依据 3
2.1.1法律法规 3
2.1.2技术标准和技术规范 3
2.2设计范围 3
2.3设计规模 4
2.4原始资料 4
2.4.1城市概况 4
2.4.2自然条件 4
2.5工程概况 5
2.5.1城市规划简介 5
2.5.2人口结构 7
2.5.3设计区域大用水用户参数 8
2.6设计水量 9
2.6.1设计水量计算 9
2.6.2最高日最高时水量计算 10
2.6.3消防时水量计算 10
2.6.4事故时水量计算 10
2.6.5水厂设计水量计算 10
2.7水源选择和给水系统方案比较 11
2.7.1取水工程 11
2.7.2净水工程 11
2.8取水工程设计 14
2.8.1取水位置确定 14
2.8.2取水头部 14
2.8.3取水泵房 14
2.9净水工程设计 15
2.9.1加药间 15
2.9.2加氯间 16
2.9.3网格絮凝池 17
2.9.4斜管沉淀池 17
2.9.5V型滤池 18
2.9.6清水池 19
2.9.7二级泵房 20
2.9.8吸水井 20
2.9.9污泥处置 20
2.9.10水厂平面布置 21
2.9.11水厂高程布置 22
2.10输配水工程设计 23
2.10.1供水方式 23
2.10.2输水管布置 24
2.10.3管网流量计算 24
2.11工程概算 25
2.11.1工程基建投资 25
2.11.2年经营费用 27
第三章 设计计算书 29
3.1设计用水量计算 29
3.1.1最高日设计用水量 29
3.1.2最高日最高时设计用水量 32
3.1.3消防时设计用水量 32
3.1.4事故时设计用水量 33
3.1.5水处理构筑物设计水量 33
3.2取水工程设计计算 34
3.2.1进水部分设计计算 34
3.2.2一级泵房设计计算 38
3.3净水工程设计计算 44
3.3.1设计规模确定 44
3.3.2设计方案确定 45
3.3.3加药间设计计算 46
3.3.4网格絮凝池设计计算 50
3.3.5斜管沉淀池设计计算 57
3.3.6V型滤池 62
3.3.7清水池设计计算 71
3.3.8加氯间设计计算 73
3.3.9吸水井设计计算 75
3.3.10二级泵房设计计算 75
3.3.11污泥处置设计计算 77
3.4输配水工程设计计算 79
3.4.1供水方案 79
3.4.2设计供水量 79
3.4.3输水管渠 79
3.4.4配水管网 79
3.5给水厂总体布置 83
3.5.1给水厂平面布置 83
3.5.2给水厂高程布置 84
3.6工程概算计算 87
3.6.1工程基建投资 87
3.6.2年经营费用 89
第四章 结论 91
参考文献 92
附录 93
致谢 123
第一章 绪论
1.1设计内容
（1）进行输配水方案的选择、城市内给水管网布置和管网内流量计算并校核；
（2）计算设计用水量，绘制总用水计算表，确定取水工程和净水工程的设计规模及范围；
（3）进行水源的选取和给水厂的选址；
（4）进行取水方式的选择并依据水源情况选择合适的取水泵房方式并进行设计计算；
（5）选择合适的且优化的净水工艺流程，确定给水最佳的给水方式；
（6）确定给水厂内主要构筑物的设计尺寸；
（7）进行水厂内污水处理与污泥处置的设计；
（8）进行二级泵房的设计；
（9）确定给水厂辅助构筑物的尺寸并进行给水厂平面、高程布置；
（10）编制工程概算。
1.2设计目的
通过对黄石市“两镇一区”地区的给水工程设计，熟悉并掌握了取水工程、净水工程和输配水工程的设计步骤和计算方法：给水管网布置方式和平差计算，取水工程的取水形式和泵房布置，给水净化工艺的设计内容、设计原理、方法和步骤。学会了根据设计原始资料优化地选定最佳的设计方案，高效地执行方案所涉及内容并进行正确计算，具备了设计城市取水、管网、以及给水厂整个给水工程项目的初步能力。
通过对取水管道及泵房、输配水管道和净水厂主要构筑物进行工艺设计，培养自己从工艺流程选择、方案比较、施工方法、生产及运行管理等各方面综合考虑，学习理解进行合理的组合、布置、设计的工程设计思想，掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。通过此次设计基本学会了以下能力：
（1）实地调查、查阅文献资料的能力；
（2）方案论证、分析比较的能力；
（3）设计、计算、绘图与标准规范的正确选择的能力；
（4）本专业专业知识、设备的应用能力；
（5）本专业英文资料阅读能力；
（6）利用计算机 CAD 绘图软件和文、表、图、公式的录入与文档编辑能力；
（7）撰写设计说明书和计算书的能力；
（8）语言表达、逻辑思维，阐述观点准确、清晰回答问题的能力。
第二章 设计说明书
2.1设计依据
2.1.1法律法规
- 《国家环境保护“十二五”规划》
- 《中华人民共和国环境保护法》
- 《中华人民共和国水法》
- 《中华人民共和国传染病防治法》
- 《城市供水条例》
2.1.2技术标准和技术规范
- 《室外给水设计规范》（GB50013-2006）
- 《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）
- 《泵站设计规范》（GB50265-2010）
- 《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）
- 《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）
- 《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）
- 《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ41-91）
- 《城市给水工程项目建设标准》（1994）
2.2设计范围
对黄石市“两镇一区”地区进行城镇供水系统设计，自来水用水普及率为95%，整个设计项目包括取水工程设计、城镇输配水系统设计和给水厂净水工程设计。本设计要求计算出主要构筑物的工艺尺寸和标高，其包括：取水头部的尺寸计算和一级泵房尺寸高程计算，并绘制一级泵房平面、剖面图；供水区域的管道布置和流量计算，并绘制布置图；给水厂的主要构筑物的尺寸计算，并绘制主要构筑物的平面、剖面图和水厂平面、高程布置图。最后编制设计计算说明书，和附上各种图纸。
2.3设计规模
最高日用水量：近期1300，远期2300。
2.4原始资料
2.4.1城市概况
“两镇一区”位于黄石大冶湖的南部，地处"两湖"（大冶湖、海口湖）和"三区"（黄石中心城区、大冶市和阳新县）之间；北靠黄石经济技术开发 区，南倚父子山、筠山，东连韦源口镇和西塞山工业园，西接大冶大箕铺镇，总用地面积约为217.27km2。规划区由大王镇、太子镇和金海开发管理区组成，距黄石市中心城区约20km，距大冶市中心城区约15km，距武汉市约70km。
规划内现仅有315省道与周边区域联系；规划建设咸黄高速从区域中部横贯而过，并在大王镇和太子镇设有两个出入口；规划建设从黄石至阳新的一级公路南北向贯穿规划区，未来规划区交通条件十分便利。
“两镇一区”地处黄石都市发展区外围，是未来都市发展的拓展区，也是黄石都市区的生态保育区。同时，两镇一区位于黄石都市发展区内大冶湖——海口湖生态绿楔之间，位于黄石经济技术开发区和阳新县城的结合部，受双向辐射带动，区位特征和后发优势十分明显。
2.4.2自然条件
2.4.2.1地形、地质、地貌
“两镇一区”总体地势由西南向东北逐渐降低，依次为低山、丘陵、平原。海拔高程最高为791m，最低为12m，地质构造处淮阳山字型构造弧顶西翼，主要地质为石灰岩（金海开发管理区内储有煤矿），覆盖层为粘土，承载力较强，可作天然地基持力层，具有良好的地质条件。
2.4.2.2水资源
“两镇一区”水域总面积为3132.45ha，全域处于大冶湖和海口湖之间，但内陆湖泊较少，地表径流大体分为两个流向，东落海口湖，西北汇入大冶湖。为解决春秋两季干旱缺水，规划区内修建了数个万方以上的中小水库，总蓄水量为超过10000万立方米，水质优良。
“两镇一区”内大冶湖主要用作灌溉和渔业养殖，大冶湖流域内的两镇一区耕地资源丰富、土地肥沃，经过多年建设，已成为鄂东南重要的商品粮基地。“两镇一区”是大冶市重要水产养殖基地之一。
2.4.2.3气象条件
“两镇一区”为典型的亚热带季风气候，受季风影响，气候温和，四季分明，雨量充沛，土壤肥沃， 年平均气温为15-17°C，年平均降雨量为150-250毫米，多集中在5—8月份，占全年降水量的 45%，以致造成春秋两季常年干旱缺水。
历年最多风向：东风、东南偏东风（频率12%）
最大风速：23m/s（1956年3月17日）
极大风速：gt;31m/s
平均风速：2m/s
平均气温：17.0℃
极端最高温度：40.3℃（1961年7月23日）
极端最低温度：-11.0℃（1963年1月31日）
平均地面温度：18.8℃
全年无霜期：264天
最大冻土深度：6cm
2.4.2.4农地资源
“两镇一区”内耕地和林地资源丰富，全域农林用地14998.87ha，规划区内耕地面积6337.84ha，占农地总面积的40.34% ；林地面积8099.92ha，占农地总面积的51.55% ；园地面积208.17 ha，占农地总面积的1.32% ；占其他农用地面积1066.68 ha，占农地总面积的6.79%。规划区内 耕地和林地占农用地总面积的96.25%。
2.5工程概况
2.5.1城市规划简介
- 人口用地发展规模：
表2.1 两镇一区人口规划表
参数 地点 | 总人口 （万人） | 面积 （km2） | 总人口 （万人） | 城镇人口 （万人） | 总人口 （万人） | 城镇人口 （万人） |
大王镇（含中庄） | 5.96 | 2.41 | 7.38 | 4.29 | ||
太子镇（含核心区） | 6.53 | 2.46 | 8.93 | 6.10
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