【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 建設(shè)用地 2km ，人口為 54 萬(wàn)，其中非農(nóng)業(yè)人口 35 萬(wàn)。 市區(qū)五河交匯，水運(yùn)發(fā)達(dá)，沿大運(yùn)河南下可達(dá)三角洲各市，為蘇北水路交通樞紐。 市區(qū)主要有化工、機(jī)械、紡織、電力、冶金、食品、輕工造紙等行業(yè)，城市性質(zhì)定為該區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，以輕紡、食品工業(yè)為主的現(xiàn)代化中型城市，城市建筑以多層建筑 （ 5~6 層）為主，局部高層建筑達(dá) 18 層。 氣象條件 年平均氣溫 14℃ 年平均降雨量 最冷月平均氣溫 3℃ 歷年最大降雨量 最熱月平均氣溫 ℃ 年平均降雨天數(shù) 天 最低氣溫 ℃ 最大積雪深度 24cm 最高氣溫 ℃ 主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng) 最大冰凍深度 23cm 最大風(fēng)速 16m/s 工程地質(zhì) 表層為粉砂土，厚度 3~6m,允許承載力 15t/ 2m ,第二層為亞粘土，厚度為 10~16m,允許承載力為 25t/ 2m 。地下水埋深平均 2m。 目前該市正常供水能力 10萬(wàn)噸 /日，水源為該城西南淮沭新河、經(jīng)渾水輸水管送至城南水廠，經(jīng)處理后送入城市管網(wǎng)，水廠內(nèi)原 有清水池 1 萬(wàn) 3m 。目前存在的問(wèn)題是（ 1）水量不足，今年最高日供水量已達(dá) 萬(wàn)噸 /日，城東不少地區(qū)缺水，供需矛盾突出；（ 2）由于供水量增加，敷設(shè)的管道不配套，導(dǎo)致部分地區(qū)服務(wù)壓力過(guò)低；（ 3）部分地?fù)P州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 區(qū)供水管網(wǎng)短缺。 經(jīng)預(yù)測(cè)，今后一定年份后，最高日用水量將達(dá)到如下值： 年限（年） 10 15 最大日用水量（萬(wàn)噸 /日） 新增供水量（萬(wàn)噸 /日） 10 20 表 最高日用水量值 按近期 10 年，遠(yuǎn)期 15年規(guī)劃設(shè)計(jì)該市給水工程 用水 量日內(nèi)變化規(guī)律如下表： 表 用水量變化規(guī)律 時(shí)間 01 12 23 34 45 56 67 78 89 910 1011 1112 用水份 額（﹪） 時(shí)間 1213 1314 1415 1516 1617 1718 1819 1920 2021 2122 2223 2324 用水份額（﹪） 大用戶(hù)用水量見(jiàn)下表： 表 大用戶(hù)用水量 序號(hào) 用戶(hù)名稱(chēng) 最高日用水（ 3m /d） 最高時(shí)用水（ L/s） 近期 遠(yuǎn)期 近期 遠(yuǎn)期 1 肉聯(lián)廠 1000 1500 2 罐頭廠 800 1200 3 食品總廠 2021 3000 4 醬醋廠 1200 1600 5 油脂化工廠 3000 4000 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 6 印染廠 1000 1500 7 造紙廠 2500 4000 8 制革廠 2200 3500 9 拖拉機(jī)廠 9000 12021 125 170 10 塑料廠 4000 6000 11 機(jī)械工業(yè)區(qū) 20210 25000 280 350 12 化學(xué)工業(yè)區(qū) 40000 50000 合計(jì) 86700 113300 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 供水 方案設(shè)計(jì) 水源條件 可選水源有地下水和地表水兩大類(lèi)： 地下水：境內(nèi)地下水分為淺層水和承壓水兩大類(lèi)，承壓水又分為淺、中、深層水。淺層水埋深僅 2米，經(jīng)檢驗(yàn)已被污染；中層承壓水水質(zhì)稍好，但水中鐵含量較高，深層水含量豐富，但近年來(lái)較多工廠過(guò)量開(kāi)采，有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，繼續(xù)開(kāi)采下去將會(huì)導(dǎo)致地面較大幅度下沉。 根據(jù)次狀況，取用地下水不合適。 地面水：經(jīng)水質(zhì)分析，可利用的水源有廢黃河、淮沭新河。 廢黃河是歷史上黃河缺口改道南下奪淮入海河道，自河南蘭考縣 境內(nèi)起，流經(jīng)河南、山東、江蘇，由濱?？h入海，全長(zhǎng) 181千米，流域面積 295平方千米，在該市上游有工業(yè)廢水和生活污水匯入，但污染程度較輕，可滿足生活用水水源要求。汛期河水含砂量較大，河水在枯水季節(jié)流量小，水深淺，稀釋自?xún)裟芰Σ睢? 淮沭新河是一條人工開(kāi)挖接通洪澤湖與淮沭河，引淮水北調(diào)，并有泄洪、灌溉、城市供水綜合利用的河道。河道全長(zhǎng) 33千米，平均河寬 800米。該∑河水主要來(lái)自洪澤湖，河口有閘控制，兩岸基本無(wú)污染，水位變化不大，濁度較小。該市現(xiàn)有水廠即從該河取水，取水口距水廠 ，用兩條管徑 100米的鑄鐵輸 水管輸水。 表 河道的水文特征見(jiàn)下表 河道 水位 水面高程 流量（ m179。/s） 流速（ m/s） 頻率 保證率 廢黃河 最高水位 300 1％ 常水位 最低水位 95％ 淮沭新河 最高水位 300 1％ 常水位 最低水位 95％ 表 廢黃河水質(zhì)分析結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 分析結(jié)果 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 最高 最低 最高月平均 最低月平均 1 水溫 ℃ 28 19 5 2 嗅度 3 色度 度 20 5 17 8 4 渾濁度 NTU 3000 57 1500 103 5 pH值 6 總硬度 mg/L 7 碳酸鹽硬度 mg/L 8 非碳酸鹽硬度 mg/L 9 堿度 mg/L 10 總固體 mg/L 11 鉀和鈉 K+Na+ mg/L 12 鈣 Ca2+ mg/L 13 鎂 Mg2+ mg/L 14 氯 Cl mg/L 9 15 硫酸根 SO42 mg/L 16 重碳酸根 HCO3 mg/L 17 總鐵 mg/L 18 鉛 mg/L 19 砷 mg/L 20 游離二氧化碳 mg/L 表 淮沭新河水質(zhì)結(jié)果分析 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 分析結(jié)果 最高 最低 最高月平均 最低月平均 1 水溫 ℃ 28 19 5 2 嗅度 3 色度 度 20 5 15 6 4 渾濁度 NTU 600 50 540 100 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 5 pH值 7 6 總硬度 mg/L 7 碳酸鹽硬度 mg/L 8 非碳酸鹽硬度 mg/L 9 堿度 mg/L 10 總固體 mg/L 11 鉀和鈉 K+Na+ mg/L 12 鈣 Ca2+ mg/L 13 鎂 Mg2+ mg/L 14 氯 Cl mg/L 15 硫酸 根 SO42 mg/L 16 重碳酸根 HCO3 mg/L 17 總鐵 mg/L 18 鉛 mg/L 19 砷 mg/L — — — — 20 游離二氧化碳 mg/L 水源選擇 （ 1）從水質(zhì)上比較：方案一廢黃河水：色度（單位：度）最高 20，最低 5，最高月平均 17，最低月平均 5；渾濁度（單位 NTU）最高 3000，最低 57，最高月平均 1500，最低月平均 103， PH值最高 ，最低 ，最高月平均 ，最低月平均 。方案二淮沭新河水：色度（單位：度）最高 20，最低 5，最高月平均 15，最低月平均 6，渾濁度（單位NTU）最高 600，最低 50，最高月平均 540，最低月平均 100； PH值最高 ，最低 7，最高月平均 ，最低月平均 。雖然廢黃河水的濁度較高，但兩者的水質(zhì)均較好，都可作為生活用水的水源。 （ 2）從水量上比較：廢黃河是天然通道，平時(shí)水量豐富，河水在枯水季節(jié)流 量小。水深淺?；淬鹦潞邮且粭l人工開(kāi)挖接通洪澤湖與淮沭河的通道，該河河水主要來(lái)自洪澤湖，河口有閘控制，水位變化不大。 （ 3）從運(yùn)行管理，投資費(fèi)用比較：采用方案一即用了兩條河的水源，運(yùn)行管理麻煩，但供水半徑減小，管網(wǎng)壓力較均勻，管網(wǎng)漏水等減小，因此費(fèi)用較少。采用方案二揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 即采用一條河的水源，運(yùn)行管理方便，但供水半徑大，管網(wǎng)壓力不夠均勻，管網(wǎng)漏水情況較嚴(yán)重，因此費(fèi)用較多。 （ 4）從供水安全性比較：采用方案一即采用兩條河的水源，這樣供水安全性較高。采用方案二即采用一條河的水源，供水安全性低。 將上述比較綜述于下表 。 表 水源比較 方案一（廢黃河） 方案二（淮沭新河） 水質(zhì) 濁度高，符合生活用水水源標(biāo)準(zhǔn) 較好，符合生活用水水源標(biāo)準(zhǔn) 水量 豐富 豐富 運(yùn)行管理 管理麻煩 管理方便 費(fèi)用管理 少 多 供水安全性 高 低 通過(guò)以上比較，考慮供水安全性，保證城市供水安全，選擇方案一，即采用廢黃河水作為生活水水源。 由于該市的原有的生活用水水源為該城西南方向的淮沭新河，考慮供水的安全可靠性及管網(wǎng)的壓力等情況，將取水口設(shè)在城市東北段的廢黃河處。根據(jù) 給水系統(tǒng)布置圖，知①處為凸岸，②、③處為凹岸。彎曲河道的凹岸在橫向環(huán)流的作用下，岸陡水深，泥沙不易淤積，水質(zhì)較好，且主流靠近河岸，因此凹岸是較好的取水地段。但取水點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)凹岸主流的頂沖點(diǎn)，于是將取水口設(shè)在頂沖點(diǎn)下游的③處。且③處也靠近兩個(gè)用水大戶(hù)拖拉機(jī)廠和機(jī)械工業(yè)區(qū)，故將取水口定在③處。 根據(jù)所確定的取水位置，應(yīng)考慮地下水埋深、含水層巖性等因素確定地下水取水構(gòu)筑物的形式，應(yīng)考慮取水河段的水深、水位及變化幅度，岸坡，河床的形狀，河水含沙量分布，冰凍與漂浮物，航運(yùn)，取水量及安全 度等因素確定江河水取水構(gòu)筑物形式。 取水構(gòu)筑物主要有固定式和活動(dòng)式兩大類(lèi)。固定式取水構(gòu)筑物具有可靠，維護(hù)管理較簡(jiǎn)單，適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但投資較大，水下工程較大，施工期較長(zhǎng)，在水源水位變揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 幅大時(shí)尤其這樣；活動(dòng)式取水構(gòu)筑物適用于在水源水位變幅大，供水要求急和取水量不大時(shí)，但供水安全性差，生產(chǎn)管理人員較固定式多，且移動(dòng)困難。對(duì)風(fēng)浪適應(yīng)性差，管理比較復(fù)雜，有時(shí)可能停水，雖然一次性投資小于固定式，但長(zhǎng)期投資較大。根據(jù)廢黃河的情況，岸邊地質(zhì)條件較好，可利于施工而且取水量也較大，對(duì)供水可靠性要求高，所以采用固定式取 水構(gòu)筑物較為合理。 江河固定式取水構(gòu)筑物主要分岸邊式和河床式兩種。岸邊式取水構(gòu)筑物適用于江河岸邊較陡，主流近岸，岸邊有足夠水深，水質(zhì)和地質(zhì)條件較好，水位變幅不大的情況，特點(diǎn)是引水管短；河床式取水構(gòu)筑物適用于河床穩(wěn)定，河岸較平坦，枯水期主流離岸較遠(yuǎn)，岸邊水深不夠或水質(zhì)不好，而河中又具有足夠水深或較好水質(zhì)時(shí)，特點(diǎn)是保溫、防凍條件好。 根據(jù)實(shí)際情況，采用河床式較好。 下面對(duì)河床式中比較可行的幾種取水構(gòu)筑物進(jìn)行特點(diǎn)和使用條件的比較： （ 1）自流管取水 特點(diǎn)： a、集水井設(shè)于河岸上，可不受水流沖 刷和冰凌碰擊，亦不影響河床水流； b、進(jìn)水頭部伸入河床，檢修和清洗不方便； c、在洪水期，河流底部泥沙較多，水質(zhì)較差，建于高濁度水河流的集水井，常沉積大量泥沙不易清除； d、冬季保溫，防凍條件比岸邊式好。 適用條件： a、河床較穩(wěn)定，河岸平坦，主流距河岸較遠(yuǎn)，河岸水深較淺； b、岸邊水質(zhì)較差； c、水中懸浮物較少。 （ 2）自流管及設(shè)進(jìn)水孔集水井取水 特點(diǎn)： a、在非洪水期，利用自流管取得河心較好的水，而在洪水期利用集水井進(jìn)水孔口取得上層水質(zhì)較好的水； b、比單用自流管進(jìn)水安全可靠。 適用條件： a、河岸較平坦，枯 水期主流離岸邊較遠(yuǎn)的情況； b、洪水期含沙量較大。 （ 3）水泵吸水管直接取水 特點(diǎn)： a、不設(shè)集水井，施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低； b、要求施工質(zhì)量高，不允許吸水管漏氣； 揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 c、在河流泥沙顆粒徑較大時(shí)，易受堵塞，且水泵葉輪磨損較快； d、吸水管不宜過(guò)長(zhǎng)； e、利用水泵吸高，可減小泵房埋深。 適用條件： a、水泵允許吸高較大，河流漂浮物較少，水位幅度不大； b、取水量小。 （ 4）虹吸管式 特點(diǎn)： a、減少水下施工工作量和自流管的大量挖方； b、虹吸進(jìn)水管的施工質(zhì)量要求高，在運(yùn)行管理上亦要求保持管內(nèi)嚴(yán)密不漏氣； c、需裝設(shè)一套真空 管路系統(tǒng)，當(dāng)虹吸管徑較大時(shí)，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行不便。 適用條件： a、在河流水位變幅較大，河灘寬闊、河岸又高，自流管埋設(shè)很深時(shí)； b、枯水期時(shí)，主流離岸較遠(yuǎn)而水位較低； c、受岸邊地質(zhì)條件限制，自流管需埋設(shè)在巖層時(shí)； d、在防洪堤內(nèi)建泵房又不可破壞防洪堤時(shí)。 根據(jù)比較，來(lái)最終確定取水構(gòu)筑物形式為自流管式取水構(gòu)筑物。 自流管式取水需設(shè)集水間，集水間與泵房又有合建式和分建式兩種。合建式比較緊湊，占地面積小，水泵吸水管路短，不宜堵塞，運(yùn)行管理方便，采用較廣泛。當(dāng)岸邊地質(zhì)條件較差時(shí)，一般采用分建 式。分建式土建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工較容易，但操作管理不便，吸水管路長(zhǎng)，增加了水頭損失，運(yùn)行安全性不如合建式，由于水源泥沙含量較高且河岸地