史上最全《注册给水排水专业基础》公式大全.docx
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史上最全《注册给水排水专业基础》公式大全
TABLEOFCONTENTS
3.10明渠非均匀流12
3.11堰流12
4第四章水泵及水泵站12
4.1离心泵的基本参数——泵的效率12
4.2离心泵基本方程式12
4.3叶轮相似定律13
4.4比例律——水泵调速运行的依据13
4.5比转数13
4.6吸水&压水管路设计流速14
5第五章水分析化学14
5.1水分析结果误差14
5.2酸碱理论14
5.2.1酸碱平衡14
5.2.2酸碱滴定14
5.2.3水的碱度15
5.3络合滴定15
5.4沉淀滴定16
5.5氧化还原滴定16
5.5.1高锰酸钾法滴定16
5.5.2重铬酸钾法滴定17
5.5.3碘量法滴定17
5.6吸收光谱法17
5.7电化学分析法17
5.7.1直接电位分析法17
6工程测量18
6.1测量误差基本知识18
6.1.1测量误差18
6.1.2观测值精度评定18
6.1.3误差传播定律19
6.2控制测量19
6.2.1导线测量的内业计算19
6.2.2三角高程测量19
6.3地形图测绘20
6.4建筑工程测量20
6.4.1测设已知高程20
6.4.2点的平面位置的测设20
1第一章水文学和水文地质
1.1径流系数
𝑅𝑅:
径流深,mm
𝑃𝑃:
相应时段内平均降雨深度,mm
1.2频率与重现期关系
枯水问题:
暴雨洪水问题:
1.3渗流的基本定律-达西定律
渗透速度:
𝑅𝑅
α=
𝑃𝑃
1
T=
1−𝑃𝑃
1
T=
𝑃𝑃
𝑄𝑄
ν=
𝐴𝐴
𝑘𝑘:
渗透系数,m/s
𝑖𝑖:
水力梯度𝑖𝑖=∆ℎ
𝐿𝐿
ν=𝑘𝑘𝑖𝑖
1.4渗透速度与土壤多孔介质空隙中的实际平均流速的关系
ν=nν实
n:
岩土的空隙度,n<1(所以ν实永远大于ν)
1.5地下水向潜水完整井的运动
𝐐𝐐=𝟏𝟏.𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝐊𝐊
𝑯𝑯𝟐𝟐−𝒉𝒉𝟐𝟐
𝐥𝐥𝐥𝐥(𝑹𝑹/𝒓𝒓𝟎𝟎)
Q:
井的出水量,m3/d
K:
渗透系数,m/d
𝐻𝐻:
含水层厚度,m
ℎ0:
井中水位降落后的水层厚度,m
𝑟𝑟0:
井的半径,m
𝑅𝑅:
影响半径,m
如果在抽水井附近有观测井的资料,则
ℎ1:
观测井中水位降落后的水层厚度,m
𝑟𝑟1:
完整井和观测井之间的距离,m
1.6地下水向承压水完整井的运动
𝑆𝑆0:
完整井的降深,m𝑆𝑆0=H-h0
𝐐𝐐=𝟏𝟏.𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝐊𝐊
Q=2.73KM
𝑯𝑯𝟐𝟐−𝒉𝒉𝟐𝟐
𝐥𝐥𝐥𝐥(𝑹𝑹/𝒓𝒓𝟏𝟏)
𝑆𝑆0−𝑆𝑆
lg(𝑟𝑟/𝑟𝑟0)
𝑆𝑆:
与抽水井中心距离为r的任一点的压力水位降深,m
𝑟𝑟:
任一点到抽水井中心的距离,m
M:
含水层厚度,m
当有观测井时,则
𝑟𝑟1:
观测井至水井中心的距离,m
𝐐𝐐=𝟐𝟐.𝟕𝟕𝟑𝟑𝐊𝐊𝐌𝐌
𝑺𝑺𝟎𝟎−𝑺𝑺𝟏𝟏
𝐥𝐥𝐥𝐥(𝒓𝒓𝟏𝟏/𝒓𝒓𝟎𝟎)
𝑆𝑆0−𝑆𝑆1=ℎ1−ℎ0,观测井与完整井的水位差
(记忆:
2.73=2*1.366)
1.7地下水资源储存量的计算
3
(1)可变储存量:
𝑄𝑄调=μF∆H
𝑄𝑄调:
可变储存量,m
μ:
含水层变幅内平均给水度
F:
含水层分布面积,m2
∆H:
地下水位变幅,m
(2)降水入渗补给量/田间灌溉水渗漏补给量:
𝑄𝑄降=αPF
α:
降水入渗系数
P:
降水量,m/a
F:
含水层分布面积,m2
(3)越流补给量:
F:
越流补给面积,m2
∆H:
弱透水层上下水头差,m
𝑸𝑸越=𝐅𝐅𝑲𝑲
∆𝐇𝐇
𝒎𝒎
𝐾𝐾:
开采层与补给层之间的弱透水层的垂直渗透系数,m/d
𝑚𝑚:
弱透水层的厚度,m
1.8潜水蒸发量
∆
𝒏𝒏
E:
潜水蒸发量
𝐸𝐸0:
水面蒸发量
∆:
潜水水位埋深,m
∆0:
地下水蒸发极限深度,m
n:
与土质有关的系数
1.9允许开采量/可开采量
𝑄𝑄𝑘𝑘:
预测开采量,m3/a
𝑄𝑄𝑡𝑡:
含水层的侧向流入量,m3/a
𝑄𝑄𝑐𝑐:
含水层的侧向流出量,m3/a
𝑊𝑊:
垂直方向上含水层的补给量,m3/aμ:
含水层的平均给水度
F:
计算区面积,m2
𝐄𝐄=𝑬𝑬𝟎𝟎(𝟏𝟏−)
∆
𝟎𝟎
𝑄𝑄𝑘𝑘=(𝑄𝑄𝑡𝑡−𝑄𝑄𝑐𝑐)+𝑊𝑊+𝜇𝜇𝐹𝐹
∆ℎ
∆𝑡𝑡
∆𝑡𝑡:
计算时间,a
∆h:
在∆𝑡𝑡时段内含水层的水位平均变幅,m
2第二章水处理微生物学
水中的微生物:
非细胞形态的微生物——病毒
细胞形态的微生物原核生物(细菌+放线菌+蓝藻)
真核生物(藻类+真菌(酵母菌+霉菌)+原生动物(肉足类+鞭毛类+纤毛类)+后生动物)
2.1细菌的形态和结构
2.1.1细菌细胞的结构和功能
2.1.1.1基本结构
(1)细胞壁革兰氏染色:
细胞呈蓝紫色的细菌为革兰氏阳性(G+)菌;细胞呈红色细菌为革兰氏阴性(G-)菌,是细菌分类的重要依据之一。
革兰氏染色的四个步骤:
结晶紫初染,碘液媒染,酒精脱色(关键步骤),蕃红或沙黄复染。
G+菌细胞壁肽聚糖含量高,不含脂;G-菌肽聚糖含量低,脂类含量高。
细胞壁的功能主要有:
保持细胞具有一定的外形;作为鞭毛的支点,实现鞭毛的运动;。
。
。
(2)细胞(质)膜选择性吸收的半透性薄膜,主要成分是蛋白质。
细胞膜的功能:
选择性地控制细胞内外物质(营养和废物)的运输和交换;维持细胞正常的渗透压;合成细胞壁和荚膜成分的场所;进行氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地;许多代谢酶和运输酶及电子呼吸链组分的所在地;鞭毛的着生和生长点。
(3)细胞质
(4)核质
(5)内含物:
常见的有异染颗粒、聚β羟基丁酸盐(缩写PHB)、硫粒、淀粉粒等。
它们是细菌新陈代谢的产物或是储备的营养物质,当营养缺乏时,这些物质可作为营养重新被分解利用。
2.1.1.2特殊结构
(1)荚膜:
主要成为为多糖,含水率高达90-98%,当营养缺乏时,荚膜可被作为碳源和能源物质利用。
许多细菌的荚膜物质融合成团块,内含很多细菌,称其为菌胶团。
菌胶团是污水处理中,细菌的主要存在形式,在废水处理中具有重要意义:
①可以防止细菌被动物吞噬;②可以增强细菌对不良环境的抵抗,如干旱等;③菌胶团具有指示作用:
新生的菌胶团,具有良好的废水处理性能,主要表现在其结构紧密,吸附和分解有机物的能力强,具有良好的沉降性。
老化的菌胶团,结构松散,吸附和分解有机物能力差,沉降性差。
(2)芽孢
特点:
壁厚而致密;含水分少;含耐热物质,具有耐热性。
故生有芽孢的细菌必需加热120-140℃以上才能彻底杀灭。
(3)鞭毛
(4)菌毛
2.1.2细菌的生长繁殖和命名
二分裂。
命名:
林奈双命名法。
规定细菌的名称用两个斜体拉丁文单词表示,第一个单词为书名(第一个字母需大写),第二个单词为种名。
2.2细菌的胜利特征
2.2.1细菌的营养类型划分能够利用有机碳源的微生物,称其为异养微生物;能利用无机碳源的微生物,称其为自养微生物。
能量来源为化学物质的微生物,则为化能营养微生物;能量为辐射能的微生物,称为光能营养微生物。
细菌的营养类型划分:
(1)
(2)
(3)
(4)
光能自养型:
如藻类,蓝藻化能自养型:
如亚硝化细菌、硝化细菌、硫黄细菌、硫化细菌、铁细菌等。
光能异养型:
如红螺菌化能异养型:
是绝大多数微生物的营养方式。
如放线菌、原生动物、后生动物等。
2.2.2酶及影响酶活力的因素
2.2.2.1酶的概念及分类
酶:
酶是由活细胞产生,具有催化活性的生物催化剂,绝大多数酶是具有催化功能的蛋白质。
根据酶促反应的性质,把酶分为六大类:
(1)水解酶:
A|B+H|OH⇌AOH+BH
(2)氧化还原酶:
A−𝐻𝐻2+B(𝑂𝑂2)⇌A+BH2�𝐻𝐻2𝑂𝑂2,𝐻𝐻2𝑂𝑂�
(3)转移酶:
A−𝑋𝑋+B⇌A+B−𝑋𝑋
(4)同分异构酶
(5)裂解酶
(6)合成酶根据酶的存在位置分类:
胞外酶和胞内酶。
水解酶类为胞外酶。
根据酶的组成分类:
单成分酶和全酶。
单成分酶的化学组成仅有蛋白质。
而全酶的化学组成包括蛋白质和辅助因子。
其中蛋白质的作用是识别底物和加速反应,而辅助因子起传递电子、化学基团等的作用。
大多数酶为全酶。
辅助因子为有机物,或金属离子,或有机物加上金属离子。
2.2.2.2酶的作用特性及作用机理
(1)酶的催化特性:
●只加速反应速度,而不改变反应平衡点(这一点是酶与一般化学催化剂的相同点)
●反应的高度专一性
●反应条件温和
●对环境极为敏感
●催化效率极高
●活力具有可调节性。
(2)酶的活性和作用机理酶活力(性)指酶催化一定化学反应的能力。
底物在酶的活性中心处被催化形成产物。
酶的活性中心是指酶蛋白质分子中与底物结合,并起催化作用的小部分氨基酸区域。
活性中心由结合部位和催化部位两个关键部位组成。
(3)影响酶活力(反应速度)的因素
●温度:
存在最适温度
●pH:
存在最适pH
●抑制剂:
分可逆和不可逆抑制剂。
可逆抑制剂由可分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂。
●激活剂
●酶的初始浓度:
其它条件一定,当底物分子浓度足够大时,酶分子越多,底物转化的速度越快。
●底物浓度:
其它条件一定,催化反应时,底物的起始浓度较低时,酶催化反应的速度与底物浓度成正比,即随底物浓度的增加而增加。
当所有酶均与底物结合后,即使再增加底物浓度,酶催化反应速度也不会增加,即此时达到饱和。
若对底物浓度和酶催化反应速度作一曲线,先后呈现一级反应、混合级反应和零级反应。
米门公式(酶催化反应速度)
𝐕𝐕=𝑽𝑽𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝑲𝑲
[𝑺𝑺]
+[𝑺𝑺]
𝑉𝑉𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚:
最大反应速度
[𝑆𝑆]:
底物浓度
𝒎𝒎
𝐾𝐾:
米氏常数,又称半饱和常数,当V=1𝑉𝑉,𝐾𝐾=[𝑆𝑆]
2
2.2.3细菌的呼吸类型及产物
2.2.3.1细菌的呼吸类型
好氧呼吸(以氧气作受氢体),厌氧呼吸(以氧气以外的物质作受氢体)
细菌根据呼吸作用不同,分为三种类型:
好氧细菌、厌氧细菌和兼性细菌。
好氧细菌只能进行好氧呼吸,厌氧细菌只能进行厌氧护理,兼性细菌即可进行好氧呼吸又可进行厌氧呼吸。
(1)
(2)
(3)
好氧细菌的呼吸作用:
根据供氧体的不同又分为好氧异养细菌和好氧自养细菌。
好氧异养细菌的呼吸作用:
电子和氢供体为有机物。
最终产物为二氧化碳和水。
好氧自养细菌的呼吸:
电子和氢供体为无机物,无机物最终被氧化。
如硫细菌和亚硝化细菌的呼吸。
厌氧细菌的呼吸作用:
如乳酸菌利用葡萄糖产乳酸,反硝化细菌的呼吸和产甲烷菌的呼吸。
兼性细菌的呼吸作用:
如酵母菌在有氧条件下,将葡萄糖分解成二氧化碳和水,无氧条件下将