福州市某给水工程30万吨每天毕业设计全套说明书.docx

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福州市某给水工程30万吨每天毕业设计全套说明书

ABSTRACT

ThisdesignofwatersupplyengineeringofXingDongquofFuZhoucitychengdongeconomicdevelopmentareaisadapttotheincreasingwaterdemandinshorttimeandinthefuture.Theengineeringwillbedividedintotwoperiodsconstruction.Thefinalcapacityofthewatersupplyis300,000m3/dinthefuture（2010）.

Thedesignincludesthreeengineering:

waterintakeworks,waterpurificationworks,andwatertransportation-distributionworks.Theclassicalpurificationprocessasfollow:

watersource→watercarriagepipe→tubesmixing→flocbasin→sedimentarybasin→V-filter→filtered→waterreservoir→thesecondpumpinghouse→waterdistributionnetworks→waterconsumer

Atthesametime,otherkindsofconstructionofwaterpurificationplantisalsodesigned,suchasthetotalarea,staffdistribution,thepositionofthestructures,thepipelinesintheplant,etc.

Thedesignparametersofmainpurificationconstructionasfollows:

theflocculationtimeof13.0minutes,

thesedimentationtimeof1.5hour,

thefiltrationrateof12m/h,etc.

摘要

福州市新东区给水工程，是为了满足该区近期和远期用水量增长的需要而新建的。

该工程分为两期工程，最终的供水设计规模为30万m3/d，

整个工程包括取水工程，净水工程和输配水工程三部分。

其工艺流程如下：

水源取水口自流管管道混合器絮凝池沉淀池V型滤池清水池送水泵房配水管网用户

同时，本设计课题还包括：

水厂占地面积，人员配备，厂内建筑物布置和管线定位等。

整个工艺流程中主要构筑物的设计时间为

多通道折板絮凝池：

13min

平流沉淀池：

1.5h

v型滤池的滤速为12v/min

Abstract

摘要

第一章概述

第一节设计依据及资料

第二节设计规模及范围

第二章设计原始资料

第一节自然条件

第二节城市概况

第三节城市用水资料

第三章给水工程设计

第一节用水计量

第二节给水水源

第三节给水系统和给水方案比较

第四节输水管与给水管网

第五节取水构筑物

第六节净水厂

第七节二级泵站和清水池

第八节加氯加药间

第九节辅助建筑物

第一十节水厂平面布置

第四章．投资估算

第一节．工程概况

第二节．估算依据

第三节．估算方法

第一章概述

第一节设计依据及资料

设计主要依据及资料如下：

1福州市供水现状及存在问题

2敖江水源水质分析表

3给水排水设计手册

（一）

4给水排水设计手册（三）

5给水排水设计手册（十）

6给水排水设计手册（十一）

7给水排水工程概预算与经济评价手册

8给水排水快速设计手册

（一）

9给水排水快速设计手册（四）

第二节设计规模及范围

设计规模：

30万立方米/天

设计范围：

福州市新东区

第二章设计原始资料

第一节自然条件

2．1．1地形、地质

福州市地处闽江下游福州盆地，盆地总面积约200Km2，四周有鼓山、旗山、五虎山莲花峰等群山环抱。

地貌类型以平原为主，

地势由西北向东南倾斜，市中心散落有乌山、于山和屏山等小山，南台岛上有仓山、盖山和城门山。

市区高程一般为5～15m（黄海高程系），闽江横贯市区，由于地势较低，易受洪涝灾害，需沿江、河筑堤。

市区主要有两类地质：

一是靠山的丘陵地区，主要在于于山、乌山、屏山一带以及市区四周群山余脉高地和仓山区丘陵地带，容许承载力约0.25Mpa；二是淤积、冲积地区为高压缩性土，范围较广，淤泥埋藏浅，容积承载力为0.05～0.08MPa，地下水位高，一般在地面下0.5～2.0m。

2．1．2气象

福州市属于亚热带海洋性季风气候，夏季炎热多雨，冬季温暖少雨。

（1）气温

年平均：

19.6摄氏度

极端最高：

41.1摄氏度（1950年7月19日）

极端最低：

－2.5摄氏度（1940年1月25日）

（2）水量

年平均：

1355.8mm

年平均降水天数：

151.2天

24小时最大降水量：

167.4mm

暴雨主要出现月份：

5～9月

（3）霜冻

年无霜期326天

（4）风

常年主导风向为西风和东南风，冬季多西北风，夏季盛行东南风。

平均风速：

2.8m/s

极大风速：

40.7m/s

基本风压：

0.6KN/m2

台风影响本市始于5月，结束于11月中旬，以7月中旬至9月中旬次数最多。

（5）湿度

年平均相对湿度77%

最大相对湿度84%

最小相对湿度5%

（6）蒸发量

年平均蒸发量1451.1mm

2．1．3水文

闽江是福建省最大河流，水量充沛。

闽江在淮安以下分为两支，北支为北港，穿越市区至马尾，将中心城区分为江北平原和南台岛两部分，长为30.5km，平均水面坡降0.15‰，枯水季水面宽150～200m。

南支为南港，又名乌龙江，经洪塘、湾边、纳入大漳溪河以后，出峡兜于马尾、长乐营前与北港又合二为一，南港长34.4km，进入河口段经亭江、倌口。

琅歧流入东海。

闽江流域面积60992Km2，水系全长2959Km，流经36个县、市。

根据竹歧

水文站1936年至1980年统计资料：

闽江下游年平均径流总量为552.7亿m3，1992年7月7日最大洪峰流量30300m3/s，1971年8月30日最枯流量196m3/s，水口电站建成后，水库对洪峰调节作用不显著，最下下泄流量（坝下保证流量）为308m3/s。

市区西端洪山桥最高水位8.441m、最低水位1.181m。

敖江是福州市辖区内北部独立入海的第二大水系，发源于古田县东北，流经福州市的罗源、连江两县，于连江县的铺口镇入东海，流域面积2655Km2，全长137Km，平均坡降2.6‰，年平均径流量30.4亿m3。

敖江流域基本上在福州市辖区内，距福州市中心城区20Km，是福州市十分重要的水利水电资源。

1994年审核通过了<<敖江流域规划报告>>，确定干流按双口渡、霍口、山仔、塘坝、潘渡五级开发的方案。

已建的山仔水电站具有灌溉、城市供水、发电和防洪等综合利用的水利枢纽功能。

坝址以上流域面积1646Km2，年平均径流量18.59亿m3，总库容1.631亿m3，调节库容1.064亿m3，具有季调节性能。

经山仔水库调节后，可提高枯水期平均流量约10m3/s。

霍口水电站规划2000年后兴建，2010年发挥效益。

坝址以上流域面积1200Km3，年平均径流量13.18亿m3，总库容4.33亿m3，调节库容3.03亿m3，具有年调节性能。

经山仔、霍口联合调节，可提高枯水期平均流量约30m3/s。

近期兴建的塘坂水电站，坝址以上流域面积1701Km2，年平均径流量18.89亿m3，调节库容139万m3，具有日调节性能。

敖江塘坂坝址以上流域面积内仅有9个乡镇，人口18.5万，人口

密度109人/Km2。

2．1．4地震

福州市区位于福建沿海长乐——诏安深大断裂带北段，为中等地震潜在震源区（M＝6级），在未来100年内具有发生大于M＝5.5级以上地震的危险性。

在活动断裂带附近地段可能会局部放大地震效应，故在断裂带附近的建筑物除7度地震烈度抗震设防外，还应因地制宜采用有效的构造加强措施。

单位：

万m3/d

水厂名称

1991

1992

1993

1994

1995

1996

备注

原西区水厂

9.46

9.97

9.22

9.15

/

/

已停用

新西区水厂

/

14.20

17.37

25.83

29.27

29.42

东区水厂

3.90

4.38

3.07

3.31

2.55

2.18

停用

南区水厂

6.01

5.80

5.79

5.98

6.13

6.73

超负荷

北区水厂

17.08

17.28

17.07

19.54

19.18

20.62

超负荷

义序水厂

2.42

2.57

2.66

3.05

2.82

3.35

超负荷

东南区水厂

20.90

21.57

20.39

23.02

21.33

23.59

超负荷

福州市自来水公司1996年全年供水量26130万m3，福州市给水管网为江南、江北各自相对独立供水，两岸间的过桥管道主要作为江北向江南补给供水和安全联络之用。

给水管网的布局主要为西水东调，已铺设的给水干管位于城市的中、西部，DN1000－DN1800的主干管总长约16.3km。

供水设施存在的主要问题

（1）供水能力不足

（2）部分水厂原水水质差

（3）

管网不完善、供水压力不足

第三章给水工程设计

第一节用水量计算

本工程是在福州市新东区新建一座水厂，要求其供水能力为30万吨/天，以满足周围居民用水。

缺乏供水人口总数，则水厂的供水量即为新东区的用水量。

用水量为30万吨/天

第二节给水水源

取水水源为敖江坂塘坝址。

敖江是福州市辖区内北部独立入海的第二大水系，发源于古田县东北，流经福州市的罗源、连江两县，于连江县的铺口镇入东海，流域面积2655Km2，全长137Km，平均坡降2.6‰，年平均径流量30.4亿m3。

敖江流域基本上在福州市辖区内，距福州市中心城区20Km，是福州市十分重要的水利水电资源。

敖江是本市辖区内待开发的河流源头水源，拟建工程上游及取水口处，两岸山高坡陡，森林密布，森林覆盖率占上游流域面积70%，植被覆盖率超过95%，具有良好的水源保护外部环境条件。

经7年水质检测结果表明:

本工程上游山仔水库除平水期PH偏低，个别时点总氮、磷和大肠菌群微量超标，经常规净水处理后可达标，塘坂水库大部分单项指标均能达到GB3838－88的地面水Ⅰ类

水质标准，个别单项达到Ⅱ类水质标准和CJ3020－93饮用水水源水质一级标准，无工业污染后患，不存在有毒有害的重金属和人工合成有机物，五项有害物质指标全部达到GB5749－85标准，水质指标均优于闽江福州市上游江段水质，是作为集中式生活饮用水的优质水源。

从本地区水源的水质分析:

敖江水源是本市辖区内优良的地表水源，未受到城市和工业污染，水质优于闽江洪山上游江段，根据闽江洪山桥上游江段水源目前已掌握的资料中发现的问题，认为在适当降低水厂运行参数条件下，可继续作为城市集中供水水源，但福州市地处闽江下游，水源水质还存在不确定性的问题。

因此，从城市饮用水水源长远着眼，宜尽早开发市区境内敖江第二水源，对城市安全供水、形成对置供水布局和城市可持续发展有深远意义。

鉴于敖江水源取水口位于河流上游，不具备城市和工业污染条件，从城市持续发展战略高度和长远观点出发，是理想的饮用水优质水源。

第三节给水系统和给水方案比较

3．3．1方案比较类型

（1）整个给水系统

（2）地面水给水系统

取水水源为敖江坂塘坝址。

敖江是福州市辖区内北部独立入

海的第二大水系，发源于古田县东北，流经福州市的罗源、连江两县，于连江县的铺口镇入东海，流域面积2655Km2，全长137Km，平均坡降2.6‰，年平均径流量30.4亿m3。

敖江流域基本上在福州市辖区内，距福州市中心城区20Km，是福州市十分重要的水利水电资源。

1994年审核通过了<<敖江流域规划报告>>，确定干流按双口渡、霍口、山仔、塘坝、潘渡五级开发的方案。

已建的山仔水电站具有灌溉、城市供水、发电和防洪等综合利用的水利枢纽功能。

坝址以上流域面积1646Km2，年平均径流量18.59亿m3，总库容1.631亿m3，调节库容1.064亿m3，具有季调节性能。

经山仔水库调节后，可提高枯水期平均流量约10m3/s。

霍口水电站规划2000年后兴建，2010年发挥效益。

坝址以上流域面积1200Km3，年平均径流量13.18亿m3，总库容4.33亿m3，调节库容3.03亿m3，具有年调节性能。

经山仔、霍口联合调节，可提高枯水期平均流量约30m3/s。

近期兴建的塘坂水电站，坝址以上流域面积1701Km2，年平均径流量18.89亿m3，调节库容139万m3，具有日调节性能。

敖江塘坂坝址以上流域面积内仅有9个乡镇，人口18.5万，人口密度109人/Km2。

（3）统一给水系统

按照工业、生活给水系统一起

（4）水源比较

敖江水质分析结果：

从水质分析和检测结果看，敖江塘坂以

上流域总体水质优良，其绝大多数项目达到地面水Ⅰ类标准，除PH值偏低，个别时点氮、磷超Ⅱ类标准。

即使在1996年7月山仔水库蓄水初期，氮、磷等营养物质析出，在气温高，有利于藻类生长的最不利情况，库区水质总体营养水平仍不高。

从浮游生物的种群结构来分析，浮游植物中寡污及轻度污染的种类与种数比例高于70%，特征藻类无异常增值，与富营养化有密切关系的浮游动物中臂尾轮虫基本未采到，而代表清洁型的异尾轮虫在样品中所占比例较大，以上情况与山仔水库缺乏营养补给源是一致的。

国家城市供水水质监测网福州站1995年6月1日对山仔库区的水质监测，也表明山仔水库水质大部分项目符合Ⅰ类水体，仅靠近两个乡的水质测点总大肠菌群超过Ⅱ类标准，塘坂取水口水源一级保护区内无任何污染源，从检测资料看出个别时、点N、P略超Ⅱ类，与山仔坝址上游冲刷底泥析出有关，经过一段时间将自行下降外，其余各单项水质符合饮用水水源单项标准。

（5）江水源水质预测

目前对敖江水源水质分析检测结果，水的色度、浑浊度、悬浮固体、硬度和盐浓度等指标是典型的中度软性内陆水质，且符合可采用常规的凝聚、沉淀、过滤方法处理的水质。

枯水期山仔水库在个别时点出现的磷超标，而在塘坂取水口均可达到Ⅰ、Ⅱ类标准。

此现象是符合新建山仔水库库区植被土地被淹没后从底泥中折出的实际情况。

省环境保护科学研究所对本项目塘坂取水口水源评价为贫营

养型。

对照日本TSI（最新修正）标准中五项分类标准，符合Ⅰ、Ⅱ类贫营养型水质。

敖江塘坂取水口周围主要是林区，缺乏工业开发的条件，自然条件也不具有旅游开发的价值，因此，目前和将来都不存在过量营养源补给的可能，只要做好水源卫生防护，注意监测和加强环境管理，禁止过量养殖，是不会发生富营养化的。

3.3.2厂厂址比较

水厂的厂址在地形图中已定

3.3.3技术比较

3.3.4运行与维护比较

3.3.5供水现状

福州市中心城现有六座水厂，实行联网供水，水源均取自闽江，设计供水能力共为74.0万m3/d。

其中江北总供水量为60.5万m3/d，江南总供水量为14.0万m3/d。

1997年最高日用水量为84.12万m3/d，平均日用水量74.84万m3/d，日变化系数为1.12。

目前西区水厂二期扩建工程第一组15.0万m3/d正在建设，预计今年供水，可以缓解城市的高峰用水量。

现有水厂一览表

序号

厂名

设计规模（万m3/d）

建厂日期

备注

1

老西区水厂

7.00

1956.7

结构改造后才恢复生产

新西区水厂

30.00

1992.12

2

东区水厂

2.50

1967.7

1997年已停产

3

南区水厂

3.00

1973.7

4

北区水厂

15.00

1977.10

5

义序水厂

1.00

1982.5

6

东南区水厂

15.00

1987.5

7

城门水厂

10.00

1997.1

目前供水5万m3/d

合计

83.5

福州市各水厂1991～1996年实际最高日供水量表

单

位：

万m3/d

水厂名称

1991

1992

1993

1994

1995

1996

备注

原西区水厂

9.46

9.97

9.22

9.15

/

/

已停用

新西区水厂

/

14.20

17.37

25.83

29.27

29.42

东区水厂

3.90

4.38

3.07

3.31

2.55

2.18

停用

南区水厂

6.01

5.80

5.79

5.98

6.13

6.73

超负荷

北区水厂

17.08

17.28

17.07

19.54

19.18

20.62

超负荷

义序水厂

2.42

2.57

2.66

3.05

2.82

3.35

超负荷

东南区水厂

20.90

21.57

20.39

23.02

21.33

23.59

超负荷

福州市自来水公司1996年全年供水量26130万m3，福州市给水管网为江南、江北各自相对独立供水，两岸间的过桥管道主要作为江北向江南补给供水和安全联络之用。

给水管网的布局主要为西水东调，已铺设的给水干管位于城市的中、西部，DN1000－DN1800的主干管总长约16.3km。

3．3．6供水设施存在的主要问题

供水能力不足

部分水厂原水水质差

管网不完善、供水压力不足

综上所述：

福州市新东区水厂取水水源为敖江塘坂坝址，设计规模为30万m3/d

第四节输水管与给水管网

3．3．4布置原则：

（1）必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小。

（2）管线遍布整个供水区内，保证用户有足够的水量和水压。

（3）力求在最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。

本设计共用22个环，允许误差为0.05。

总长为69867米。

时变化系数为K时＝1.6

输水管用2条，以备因事故停用一条时，仍须保证70%的设计流量，采用DN1600钢筋混凝土管，设检查孔便于检修清理

第五节取水构筑物

由于水进入水厂是重力流，则可不用设置取水泵房，就采用喇叭口取水。

选管式取水头部，其喇叭口管式安装在自流管上，上应有格栅以拦截漂浮物。

分设两个取水头部，以便清洗和检修，相邻的取水头部有一定的间距，间距为5m。

淹没小孔上缘在设计最低水位时的淹没深度：

顶部进水时为0.8m，侧面进水0.6m。

进

水孔需设置格栅，以拦截大块漂浮物，格栅固定在进水孔上。

喇叭口D＝2000mm。

第六节净水厂

3．6．1静态管式混合器

混合器的混合长度为3.96m；混合器设在絮凝池进水管中，设3个；混合时间3.6s

3．6．2多通道折板絮凝池

这里采用多通道折板絮凝池，由于折板絮凝池的沉淀效果较好，且采用单通道的折板絮凝池时存在折板设置的问题，故选用多通道的，而且安装的折板箱便于拆卸，维修方便

折板反应池分为三组，一组由两个絮凝池组成，絮凝时间T=13min；絮凝池所需要净容积975m3

池宽L=12.50m，有效水深4.0m超高0.3m，泥斗高0.6m，单个絮凝池的池宽9.75m；选管径DN1200，一条进水管承担两个絮凝池；配水间尺寸V=2.5×5.7×2.0m3

絮凝池采用多通道折板絮凝池，里面安装折板箱，为平行折板；分四档

第一档分为8格，每格宽1.3m，每格净长1.6m。

安装的一个折板箱里有五块折板，将折板箱分成六格，折板宽度取b=0.25m

折板夹角为90度；第一档第一格折板箱上部孔口高度1.3m，上部转弯处水头损失8.3mm，第一档第二格折板箱下部孔口高度1.3m，

下部转弯处水头损失13.8mm；水中折板箱的有效高度为1.4m

安装的折板折数4块

第二档分为8格，每格宽1.3m，每格净长2.0m。

安装的一个折板箱里有五块折板，将折板箱分成六格，折板宽度取b=0.25m

折板夹角为90度；第二档第一格折板箱上部孔口高度1.3m，上部转弯处水头损失5.3mm，第二档第二格折板箱下部孔口高度1.3m，下部转弯处水头损失8.8mm；水中折板箱的有效高度为1.4m

安装的折板折数4块

第三档分为8格，每格宽1.3m，每格净长2.4m。

安装的一个折板箱里有五块折板，将折板箱分成六格，折板宽度取b=0.25m

折板夹角为90度；第三档第一格折板箱上部孔口高度1.3m，上部转弯处水头损失3.3mm，第三档第二格折板箱下部孔口高度1.3m，下部转弯处水头损失5.5mm；水中折板箱的有效高度为1.4m

安装的折板折数4块

第四档分为7格，每格宽1.6m，每格净长2.9m。

安装的一个折板箱里有六块折板，将折板箱分成七格，折板宽度取b=0.25m

折板夹角为90度；第四档第一格折板箱上部孔口高度1.6m，上部转弯处水头损失1.5mm，第二档第二格折板箱下部孔口高度1.6m，下部转弯处水头损失2.6mm；水中折板箱的有效高度为0.8m

安装的折板折数2块

设置等距布孔穿孔管，穿孔管长度13m，孔口直径φ=25mm，孔距0.4m，穿孔管管径DN200，输泥管管径D=250mm

3．6．3平流沉淀池

由于本厂的处理水量较大，故采用平流沉淀池。

平流沉淀池在运行时，水流受到池身构造和外界影响，致使颗粒沉淀复杂化。

建六个平流沉淀池

设计时间T=1.5h；水平流速V=15mm/s；有效水深H=3.5m

超高h=3.5m；池长81m，有效宽度12m，沿纵向设置两道隔墙，总内宽12.5m；设集水槽N=8，采用900三角形集水堰集水，集水槽宽350mm，每边三角形集水堰数目为60个，槽长12m

出水渠宽1.1m，深1.1m

采用SXH型虹吸式吸泥机，吸泥机移动速度为1.0m/min，轨距l＝14000mm，虹吸管用直径75mm镀锌钢管，排泥水位差2.5m

3．6．4v型滤池

设计滤速V=12m/hr，强制滤速V=14m/hr；过滤周期T=48；气冲洗强度q1=60m3/m2·hr，t1=3分钟；水冲洗强度q2=15m3/m2·hr，t2=3分钟；气水反冲洗2分钟；表面扫洗q3=5m3/m2·hr，t3=8分钟；采用法国德力曼公司德标准池型德单元池面积，单池尺寸为4×15.10

进水总渠：

渠宽及平均水深B=H=1.6m，超高为0.4m，底坡

‰，有效水深1.6m

滤池进水管设计：

中央进水管主要用于过滤时进水，其从H

槽上部进水。

另两个进水孔所进的水从V槽进入，过滤冲洗时皆开，其上设闸阀是备检修放空时用中央进水管在滤池冲洗时关闭。