蘭州某城鎮(zhèn)給水畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、皖西學(xué)院2012屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文皖西學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)院：建筑與土木工程學(xué)院 專業(yè)：給水排水工程學(xué)生姓名劉鵬程學(xué)號(hào)2012011676指導(dǎo)教師高玉蘭、賈如升職稱副教授、講師畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：蘭州某縣城給水工程初步設(shè)計(jì)1.城市概況1.1地勢地貌 蘭州市地處青藏高原東北邊緣、黃土高原的西部，是黃河流域惟一黃河穿城而過的省會(huì)城市。穿城而過的黃河使蘭州形成了一個(gè)東西長約35km，南北寬約28km 的帶形啞鈴狀的河谷盆地，總體地勢是西高東低，東西距離極長，南北距離極短。1.2氣候氣象條件 蘭州市區(qū)位于1023010430E31513800之間，年平均氣溫為8.8417.14，屬溫帶

2、半干旱氣候區(qū)，大陸性季風(fēng)氣候明顯。降水量稀少，年均降水量為329.6mm。 2. 水源狀況2.1水源特點(diǎn) 蘭州市城市供水水源由黃河水和地下水2個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，取水口位于西固區(qū)西柳溝黃河段。蘭州深居大陸腹地，地處干旱、半干旱氣候地帶，降水量稀少,年均降水量為329.6mm，自產(chǎn)地表水資源十分貧乏，年平均量為2.39億m3，全市地下水資源總量為2.74億 m3 ，允許開采量為1.59億 m3 ，人均僅為742 m3 ，可利用水資源量十分有限，遠(yuǎn)低于國際缺水警戒線1700m3的水平，是嚴(yán)重缺水城市之一。黃河蘭州段全長 152 km，其中流經(jīng)市區(qū)45km，為蘭州提供了主要的生產(chǎn)、生活用水。2011年蘭州市

3、城區(qū)日供水能力為166萬 m3 ，實(shí)際日供水量為75萬 m3 ，地下水占10% 。2.2水污染狀況 在工業(yè)經(jīng)濟(jì)和城市規(guī)模高速發(fā)展驅(qū)動(dòng)下，蘭州市地下水系統(tǒng)受到人類活動(dòng)的干擾和破壞，地下水流條件和地下水質(zhì)狀況都發(fā)生了很大變化。西固區(qū)地下水是受城市化影響最為明顯的區(qū)域，地下水位上升劇烈，最大增幅累計(jì)達(dá) 10 m，總硬度、NO3 、氟離子等指標(biāo)含量上升較快，劣質(zhì)水 體有向外圍擴(kuò)散的趨勢，人為因素造成的補(bǔ)、排關(guān)系的失調(diào)以及土地利用類型改變帶來污染源強(qiáng)的增加是導(dǎo)致地下水位上升和水質(zhì)惡化的根本原因。 黃河蘭州段沿岸工業(yè)集中，人口稠密，盡管水質(zhì)尚好，但工業(yè)廢水及生活污染疊加，排放的問題沒有從根本上遏制。3.

4、供水狀況 蘭州市自來水公司肩負(fù)著全市工業(yè)、生活用水的供水任務(wù)。公司現(xiàn)有四座水廠，第一水廠和第二水廠自成一體，為一完整的地表水處理系統(tǒng)，從黃河取水；第三水廠從崔家大灘，馬灘兩個(gè)水源地取水；第四水廠從迎門灘地下水源地取水。由于黃河流量減少，主要由黃河河水補(bǔ)給，且隨黃河水流量變化而變化的3個(gè)地下水源的補(bǔ)給量減少，導(dǎo)致地下水位大幅度下降，加之環(huán)境污染造成的水質(zhì)惡化，地下水源開采量明顯減少，且水質(zhì)不能全部達(dá)標(biāo)。所以現(xiàn)取水量主要為地表水?，F(xiàn)總計(jì)日供水規(guī)模145萬m3，地下水3萬m3。目前，全市供水管線已達(dá)506km，用水人口達(dá)到154萬人。以4區(qū)（城關(guān)、西固、安寧、紅古）總?cè)丝谟?jì)，供水普及率為80；以非農(nóng)

5、業(yè)人口計(jì)，供水普及率為93（不含自備水源供水人數(shù)）。由于自來水的生產(chǎn)在蘭州西部，所以目前的供水狀況是“西水東調(diào)”,”西水東調(diào)”的地表水供水量占東市區(qū)總供水量的85%。給水廠的工藝流程為取水、一次沉淀、絮凝加藥、二次沉淀、過濾、氯消毒、進(jìn)入請水庫、加壓輸送。5 城市供水系統(tǒng)存在的問題5.1 管網(wǎng)老化 蘭州市建于20世紀(jì)70年代以前的管網(wǎng)長度約 302 .97 km ,供水管材采用普通鑄鐵管(灰鑄鐵)和預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管,該類管道材料質(zhì)量差 ,材質(zhì)脆、管道內(nèi)外均未做防腐處理 ,銹蝕嚴(yán)重 ,抗變形能力弱.蘭州屬于 地震多發(fā)區(qū),地質(zhì)狀況多為濕陷性黃土地區(qū)、地下水位較高 ,管網(wǎng)腐蝕嚴(yán)重.5.2 泵站設(shè)置落后

6、區(qū) 高坪地區(qū)的加壓站都是建于 20 世紀(jì)六七十年代 ,該類加壓站多數(shù)為磚木結(jié)構(gòu) ,地基處理簡單 ,又在濕 陷性黃土地區(qū), 加壓站不同程度地出現(xiàn)地基下沉現(xiàn)象, 嚴(yán)重影響加壓站的正常運(yùn)行, 給安全供水帶來重大 隱患 .站內(nèi)設(shè)備陳舊老化 ,效率低、能耗高,供水成本近年不斷增加.5.3 管網(wǎng)布局不合理 給水管網(wǎng)的布置既要求安全供水,又要貫徹節(jié)約投資的原則。蘭州市現(xiàn)有給水管網(wǎng)是將環(huán)狀管網(wǎng)和樹狀管網(wǎng)結(jié)合起來 ,在蘭州市黃河以南地區(qū)基本形成了環(huán)狀管網(wǎng), 而以北地區(qū)由于居住比較分散 ,供水距離 較長 ,基本采用樹狀管網(wǎng)供水 ,因此黃河以北地區(qū)供水安全性較差,尤其在發(fā)生事故的時(shí)候較為明顯.另外 ,蘭州市南北地區(qū)

7、給水連通管較少,使黃河以北城區(qū)管網(wǎng)的合理布置受到限制。5.4 管網(wǎng)水質(zhì)問題 城市供水的總體發(fā)展從過去的量變向質(zhì)變過渡,蘭州市自來水公司取水水質(zhì)條件較好,生產(chǎn)管理水平日臻完善, 出廠水質(zhì)符合國家生活飲用水衛(wèi)生GB5749-2006但是 ,自來水從水廠輸送到用戶的過程中 ,水質(zhì)有時(shí)會(huì)發(fā)生變化,主要有以下幾方面的原因。5.4.1懸浮物的沉淀 水中懸浮物的沉淀是形成沉渣的最簡單過程 ,盡管多數(shù)給水管道所輸送的水中懸浮物含量很少,可仍 然有沉淀物形成 ,當(dāng)深夜用水極少時(shí)刻 ,配水管道水流速度極小 ,乃至停流狀態(tài) ,為水中微粒自然沉降創(chuàng)造 了條件.再加上生物的集聚粘附性能,使這些懸浮物很容易在管道內(nèi)沉淀于

8、底部 。5.42金屬的腐蝕 我市大部分配水管網(wǎng)的管材一般采用鑄鐵管 ,隨著運(yùn)行年限的延長 ,管道逐漸出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象 ,其表現(xiàn) 方式有生銹、坑蝕、結(jié)瘤、開裂或脆化等, 生成的各類沉積物形成結(jié)垢層, 它們的厚度和管道使用的年數(shù)有 關(guān),隨著時(shí)間的延續(xù)不斷增加 ,管道有效截面積不斷縮小,這種結(jié)垢層是細(xì)菌孳生的場所。5.43鹽類沉淀形成的水垢 天然水質(zhì)其含鹽量和硬度與地質(zhì)、植被、氣候條件及地下水補(bǔ)給條件有關(guān).蘭州市的主要水源黃河水含鹽量較高 ,約 300 400 mg/L 。這些鹽類在管網(wǎng)中容易形成沉淀 ,從而影響管網(wǎng)中水的濁度。例如 ,天然 水中的鈣和碳酸化合物有如下的溶解平衡關(guān)系 :Ca2+ +HCO

9、 - + + , 該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的 濃度稱為平衡濃度。當(dāng)水中濃度高于平衡濃度時(shí),反應(yīng)將向左方進(jìn)行,會(huì)使金屬管壁上形成的 保護(hù)膜遭到破壞 ,管壁在和溶解氧的作用下將會(huì)遭到腐蝕 ,管壁上的鐵質(zhì)就會(huì)進(jìn)入水中,使水重新含有過量的鐵質(zhì).當(dāng)水中濃度低于平衡濃度時(shí),則會(huì)產(chǎn)生沉淀,使水具有沉淀性.具有腐蝕性和沉淀性的水都是不穩(wěn)定的,會(huì)造成水質(zhì)惡化,而不符合用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。5.44管網(wǎng)水受外界的二次污染 蘭州市東西長約60 km ,現(xiàn)在蘭州市西固水廠的自來水已經(jīng)送到夏官營和平鄉(xiāng)。就其供水管網(wǎng)來講,按1m/s流速的直線距離(不考慮二次加壓時(shí)間)供水,約需17 h水才能到達(dá)管網(wǎng)末梢。雖然沿途有補(bǔ)氯點(diǎn)但由于供水距離過

10、長,管網(wǎng)水遭受外界二次污染的概率增加,對管網(wǎng)末梢水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一定的影響。如地下水、污水的浸泡,預(yù)留閥門,接口串水或管道爆破漏水形成負(fù)壓等等,都會(huì)造成供水水質(zhì)的二次污染。5.45貯水設(shè)備造成二次水質(zhì)污染 有資料顯示,現(xiàn)在我國城鎮(zhèn)人口中,使用二次供水的居民約占60%,其中很大一部分是采用水池、水箱、水塔等開放式結(jié)構(gòu)供水。蘭州市約70%的飲用水依靠水箱等二次供水。在水池水箱設(shè)計(jì)方面,大多數(shù)小區(qū)住宅樓或重要的公共型建筑均采用生活、防混用蓄水池,這樣雖然加大了小區(qū)的消防安全系數(shù),但造成水箱容積偏大,水在池中停留時(shí)間過長,余氯濃度降低,使水質(zhì)達(dá)不到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。一般二次供水的水箱大多在100t以下,用

11、水量小時(shí),儲(chǔ)水時(shí)間也會(huì)過長。自來水在水箱中儲(chǔ)存24h后,余氯就變成零特別是在夏天,水溫較高時(shí),水中余氯減少得更快。余氯減少,細(xì)菌、總大腸菌群指標(biāo)就會(huì)明顯增加。5.5 爆管問題 由于供水管網(wǎng)的老化,管網(wǎng)維護(hù)費(fèi)用不足,爆管問題日益突出,管網(wǎng)爆裂事故時(shí)有發(fā)生。5.6 供水管理問題 目前蘭州市的供水管理問題比較突出,如自備水源管理較為混亂,我市自備水源的處理系統(tǒng)較為簡陋,設(shè)備老化,有的甚至沒有凈化系統(tǒng),生活用水水質(zhì)達(dá)不到國家規(guī)定的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),二次供水管理處于無序狀態(tài),供水行業(yè)法律法規(guī)不完善,忽視了對水的優(yōu)化使用和污水回用等問題,管網(wǎng)漏失管理不到位,造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。6蘭州城市供水系統(tǒng)的改造措施

12、6.1用水預(yù)測的必要性. 為確保供水的高效和可靠 ,在管網(wǎng)的改擴(kuò)建工程中必須進(jìn)行長期規(guī)劃和定期評價(jià)。未來用水是可預(yù)測的,有時(shí)規(guī)劃期為50年或者更長。規(guī)劃一種成本上有效的供水系統(tǒng), 還包括未來水源的設(shè)計(jì)。這些長期規(guī)劃作為政策和短期改善計(jì)劃與投資的基礎(chǔ)。蘭州市在今后管網(wǎng)改造工程中可以運(yùn)用時(shí)間外推法、二元模型、多元模型對供水進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測。6.2管網(wǎng)系統(tǒng)改造 a .管道更新改造的方法。管道更新改造的方法包括非結(jié)構(gòu)性更新和結(jié)構(gòu)性更新兩個(gè)方面。非結(jié)構(gòu)性更新主要是對輸水的管道補(bǔ)作襯里 ,采用環(huán)氧樹脂襯里或水泥砂漿襯里。另外,人工磁場法及投加緩蝕劑也屬于非結(jié)構(gòu)更新方法。 b .管道更新改造的途徑.根據(jù)蘭州市

13、管網(wǎng)的現(xiàn)狀,管網(wǎng)的改造應(yīng)從以下幾方面實(shí)現(xiàn):首先,維護(hù)好現(xiàn)有管道,保證其供水功能；第二 ,對于管道結(jié)垢、輸水能力下降的情況，可通過刮管、沖洗和補(bǔ)做襯里等措施恢復(fù)管道原有的輸水能力；第三 ,對于鋼管等管道外腐蝕問題 ,可采取添作陰極保護(hù)、管道修漏、加固等措施來延長管道的使用年限；第四 ,若是管道修復(fù)費(fèi)用已接近管道的更新費(fèi)用, 應(yīng)力求更換管道；最后,若是原管道材質(zhì)不好、管道口徑急需改大時(shí),應(yīng)重新鋪管。蘭州市現(xiàn)在需更新的管道材料大多是普通鑄鐵管和鋼筋混凝土管,在管網(wǎng)的改造中可以考慮使用新型供水管材。另外,由于道路及障礙的賠償費(fèi)用已占工程總造價(jià)的較大比例,應(yīng)采用不挖土更換管道的各類新方法,降低管道改造費(fèi)

14、用。6.3爆管問題解決爆管問題的解決要從以下幾個(gè)方面入手： a .蘭州市在供水管網(wǎng)改造時(shí),推薦采用球墨鑄鐵管,采用柔性膠圈接口。長距離輸水管線,推薦使用HDPE管,采用熱熔對接接口,避免地基不均勻沉降造成爆管。 b .提高施工技術(shù),加強(qiáng)施工全過程的質(zhì)量控制,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范施工。 c .提高管網(wǎng)運(yùn)行安全數(shù)據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù),加強(qiáng)管網(wǎng)數(shù)據(jù)收集和建立事故快速反應(yīng)及處置機(jī)制。 d.進(jìn)行管網(wǎng)漏水和爆裂事故數(shù)據(jù)因素分析,制定管網(wǎng)改擴(kuò)建規(guī)劃方案,逐年更新改造管網(wǎng)材料,提高管網(wǎng)抗御災(zāi)害能力,逐步消除管網(wǎng)爆管事故隱患。 7蘭州市供水安全對策與建議7.1從源頭消除污染 現(xiàn)有水源地保護(hù)工程。加快對蘭州現(xiàn)水源地

15、周邊地區(qū)蘭石化等化工廠往蘭州新區(qū)搬遷的速度，禁止化工企業(yè)入駐。加強(qiáng)區(qū)域間合作，與西寧市相關(guān)部門溝通協(xié)調(diào)，共同凈化黃河水，提高水質(zhì)。 第二水源地建設(shè)工程。根據(jù)國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)城市供水節(jié)水和水污染防治工作的通知 要求蘭州可將劉家峽水庫開辟為第二水源地。7.2善法律法規(guī)完 修建地方供水安全法律或規(guī)范條例，從政策上杜絕供水問題的再發(fā)生。7.3嚴(yán)格實(shí)施水質(zhì)監(jiān)管制度 獨(dú)立水質(zhì)監(jiān)管機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)信息公開化。7.4預(yù)警機(jī)制管理常規(guī)化 建完善預(yù)警機(jī)制，最大限度地減少事故損失。 8給水未來規(guī)劃8.1加快改革水資源管理體制 根據(jù)水資源管理現(xiàn)狀所存在的問題，水資源管理體制的改革勢在必行，為確保工業(yè)和生活用水需要，最大限度滿

16、足社會(huì)需求，促進(jìn)水資源可持續(xù)開發(fā)利用。必須建立新的水資源管理體制，實(shí)行城鄉(xiāng)水務(wù)一體化管理。即成立水務(wù)局，代表政府對有關(guān)水事物進(jìn)行統(tǒng)一管理，主要是對城鄉(xiāng)水資源實(shí)行統(tǒng)一管理，對供水、配水、節(jié)水、排水、污水處理和回用等水資源開發(fā)利用的全過程進(jìn)行一體化管理。建立水務(wù)統(tǒng)一管理與執(zhí)法隊(duì)伍，依法水行政，依法管理城市各項(xiàng)水務(wù)活動(dòng)，維護(hù)全社會(huì)水務(wù)秩序，將從根本上解決城市水管理混亂、職能交叉、法主體不明，政出多門，多龍管水的問題。8.2 完善城市生活污染防治規(guī)劃 合理規(guī)劃，完善城市功能。遵循生態(tài)規(guī)律，從城市環(huán)境容量和資源保證能力出發(fā)，制定和實(shí)施城市總體規(guī)劃，合理確定城市規(guī)模和發(fā)展方向，調(diào)整城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和空間布局，

17、逐步解決城市功能區(qū)混雜問題，加快城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善城市生態(tài)環(huán)境。制定改善水質(zhì)的計(jì)劃，重點(diǎn)保護(hù)城市飲 用水源。建立水源地水質(zhì)旬報(bào)制度和生活飲用水源水環(huán)境質(zhì)量報(bào)告制度。綜合運(yùn)用價(jià)格、行政、科技和工程措施，推行城市節(jié)水、污水處理及其資源化，創(chuàng)建節(jié)水型城市。8.3加強(qiáng)地表水水質(zhì)監(jiān)測 建立水系水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。盡快建成黃河蘭州段重點(diǎn)污染源自動(dòng)在線監(jiān)測監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，不斷提高對重點(diǎn)污染源的自動(dòng)監(jiān)測監(jiān)控能力。逐步做到隨時(shí)掌握企業(yè)污染物排放情況，有效杜絕偷排或污染處理設(shè)施停運(yùn)等環(huán)境違法行為，提高環(huán)境管理科學(xué)化水平。加強(qiáng)對城市飲用水源的保護(hù)，增加巡查頻次和黃河蘭州段控制斷面的監(jiān)測頻次，確保黃河水體不受污染。課

18、題研究目的： 1.熟悉并掌握給水廠及給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原理、方法和步驟。 2.會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)的原始資料正確的選定設(shè)計(jì)方案。 3.具有正確計(jì)算和設(shè)計(jì)中、小城鎮(zhèn)給水工程設(shè)計(jì)的能力。課題研究內(nèi)容：1.用水量分析和總用水量設(shè)計(jì)計(jì)算；給水系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)流量計(jì)算；計(jì)算沿線流量、節(jié)點(diǎn)流量；2.給水管網(wǎng)的布置和定線；初步分配各管段流量，并根據(jù)管徑計(jì)算公式或者界限流量來確定管徑；3.進(jìn)行管網(wǎng)平差，計(jì)算各管段水頭損失；選擇控制點(diǎn)，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)自由水壓和水壓標(biāo)高；確定最高用水時(shí)二級泵站揚(yáng)程和流量；4.計(jì)算清水池和水塔的有效容積；進(jìn)行轉(zhuǎn)輸、事故和消防的核算；5.確定水廠規(guī)模；進(jìn)行水源、廠址、工藝流程及各處理構(gòu)筑

19、物型式的多方案比較、論證與選擇；確定藥劑品種、投加量和投加方式；選擇消毒方法和投加設(shè)備；安排輔助生產(chǎn)、生活及附屬建筑物；進(jìn)行水廠的總體平面布置及廠區(qū)道路、綠化和管線綜合布置；探索設(shè)計(jì)中存在的問題等。6.各凈水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算；泵站及輸水管的水力計(jì)算等。課題研究計(jì)劃：2015年9月初-2015年9月中旬根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)書要求，調(diào)研收集相關(guān)資料，完成開題報(bào)告。2015.10.10開題報(bào)告定稿2015.10.15用水量分析和總用水量設(shè)計(jì)計(jì)算，確定水廠規(guī)模；2015.10.22給水系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)流量計(jì)算；計(jì)算沿線流量、節(jié)點(diǎn)流量；2015.11.5給水管網(wǎng)的布置和定線、流量初分配、進(jìn)行管網(wǎng)平差等201

20、5.11.20轉(zhuǎn)輸、事故和消防的核算2015.11.30進(jìn)行水源、廠址、工藝流程及各處理構(gòu)筑物型式的多方案比較、論證與選擇2015.12.3水廠各處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算2016.3.1水廠一級、二級泵站設(shè)計(jì)計(jì)算2016.3.15水廠平面布置與高程布置2016.4.30圖紙繪制主要參考文獻(xiàn)：1劉堃，王鵬飛，張思若等.小城鎮(zhèn)水環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)J.中國給水排水，2010， 26（22）：54-57.2李樹苑，陳才高，劉海燕等.微污染水源水廠提升水質(zhì)技術(shù)研究和工程實(shí)踐J. 中國給水排水,2013,29（20）：61-64.3何琴，桂萍，李宗來等.水質(zhì)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化研究與示范J.給水排水,2013,39（6）：9-12.4張穎 ,孫國慶.我國城市供水問題與解決方案初探J.內(nèi)蒙古石油化工，2006，2:70.5舒玉芬，熊水應(yīng)，朱慧等.微污染原水處理工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行效果分析J.中國給水排水,2013,29（18）：72-76.6潘碌亭.中國微污染水源水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展J.工業(yè)水處理,2006,26（6）:6-11.7舒詩湖,何文杰,趙明等.供水管網(wǎng)漏失檢測技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展J.給水排水,2008,3