【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)為華北地區(qū)E2縣縣城給水工程設(shè)計(jì)。凈水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為20200m3/d，配水廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為10000m3/d。整個(gè)工程包括三大部分：取水工程、輸配水工程和凈水工程。水位置及型式的確定、單井的設(shè)計(jì)計(jì)算及井群的水力平衡計(jì)算。輸配水工程主要指管網(wǎng)的定線(xiàn)和管網(wǎng)的水力平衡計(jì)算。計(jì)算以及水廠的平面和高程布置。

　　

【正文】 材質(zhì)、施工、安裝質(zhì)量對(duì)管井的單位出水量、含砂量和工作年限有很大影響。對(duì)過(guò)濾器的基本要求是：應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗蝕性；具有良好的透水性且能保持人工填礫和含水層的滲 透穩(wěn)定性。 基于巖層的性質(zhì)，查手冊(cè)得應(yīng)選用規(guī)格 8 英寸，內(nèi)徑 203mm，外徑 225mm 的纏絲鑄鐵過(guò)濾器，纏絲采用 2mm 的鍍鋅鐵絲，墊筋厚 6mm，共 11 根。 過(guò)濾器的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)含水層厚度及層數(shù)而定。當(dāng)含水層厚度大于 15m 時(shí)，過(guò)濾器長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件與過(guò)濾器直徑等因素按下式確定： l=Q/πDv0 (m) 上式中 Q—過(guò)濾器出水量為 m3/d D—過(guò)濾器外徑為 225mm vc—含水層的允許滲透速度（ m/d） vc=65k1/3=65 1001/3=(m/d) K—含水層的滲透系數(shù) （ m/d） 故 )( 0 12 2 1 5 1 ml ???? 則 l ≥ ，為供水安全，充分利用含水層，取過(guò)濾器長(zhǎng)度 l=17m （ 4） 沉淀管長(zhǎng)度的計(jì)算 沉淀管接在過(guò)濾器的下面，用以沉淀進(jìn)入井內(nèi)的細(xì)小砂粒和自地下水中析出的沉淀物，其長(zhǎng)度根據(jù)井深和含水層出砂可能性而定，一般為 2~10m。井深小于 20 m，沉淀管長(zhǎng)度取 2m；井深大于 90 m，取 10 m。井深在 31~90 m 時(shí)，沉淀管長(zhǎng)度不小于 5 m，故此處取沉淀管長(zhǎng)度為 6 m。 （ 5） 井深計(jì)算 井深 H=+2+++17+6=72(m) 此井為非完整井。 在規(guī)模較大的地下水取水水工程中，常由很多管井組成一個(gè)井群系統(tǒng)。當(dāng)井?dāng)?shù)較多時(shí)，宜用集中控制，以克服分散管理的缺點(diǎn)。管井?dāng)?shù)和井群位置的選擇與布置方式對(duì)整個(gè)給水系統(tǒng)都有很大影響。 1. 開(kāi)采井?dāng)?shù)的確定 配水廠最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)水量為 10000m3/d（ 417 m3/h） 由于井群互阻影響使各井的出水能力降低，但井群發(fā)生互阻影響時(shí)出水量的減少不超過(guò) 25%~30%，為經(jīng)濟(jì)合理設(shè)出水量減少 25%，則開(kāi)采井?dāng)?shù)為： )( 1 5 11 0 0 0 0 口????n 考慮到工作井群系統(tǒng)需有備用，備用井?dāng)?shù)一般按生產(chǎn)井?dāng)?shù)的 10%~20%停止工作時(shí)能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)水量要求來(lái)確定，但不得少于 1 口。故備用 1 口井即能滿(mǎn)足需要。故井?dāng)?shù)為6 口。 2. 井群位置的選擇與布置方式 當(dāng)井群沿河布置時(shí)，應(yīng)避開(kāi)有沖刷危險(xiǎn)的河岸并與河岸保持一定的距離。井的間距通常不必按影響半徑的兩倍計(jì)算，以免井間連絡(luò)管線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)，一般可按相互干擾使單井出水量減少不超過(guò) 25%~30%計(jì)算。查手冊(cè)設(shè)計(jì)井最小間距為 150~200m。 具體距離應(yīng)根據(jù)含水層的富水性、抽水設(shè)備、集水 方式、基建投資與經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用等因素確定。 井群的布置如下圖所示： 圖 35 進(jìn)群布置圖 3. 設(shè)計(jì)井出水量減少系數(shù) α的計(jì)算 由抽水試驗(yàn)資料（見(jiàn)表 1—3）可知，試驗(yàn)井的 Q—S 為直線(xiàn)關(guān)系，因此可用式2121 tS t??? 計(jì)算各試驗(yàn)井出水量減少系數(shù)。 第一次抽水試驗(yàn)時(shí)，兩井出水量減少系數(shù)分別為： 1 3 21 ????? tS t? 12 ????? tS t? 同樣，第二次，第三次抽水試驗(yàn)時(shí)，兩井出水量減少系數(shù)分別為： ????? 1 1 ????? 1 3 ????? ????? 為安全起見(jiàn)，取其最大值 α1=α2=α200= 井距為 353m、 571m、 300 m時(shí)出水量 減少系數(shù)按式iLRLRlglg??試設(shè) ??修正 式中 α 試 —試驗(yàn)井 出水量減少系數(shù)，為 ； R —設(shè)計(jì)井影響半徑，為 812m； L —設(shè)計(jì)井井距 Li—試驗(yàn)井井距，為 200m 200lg812lg 353812lg202053 ??????? ?? 200lg812lg 571812lg202071 ??????? ?? 200lg812lg 300812lg202000 ??????? ?? 按式 Qp180。=Qp(1∑ α) 計(jì)算各井外于互阻影響下的出水量列于表 4—3 中 （ Qp 、 Qp180。分別為設(shè)計(jì)井處于互阻影響前、后的出水 量， ∑ α為各井對(duì)某 一設(shè)計(jì)井的出水量減少系數(shù)之和，其中 1 號(hào)井為備用井） 表 37 互阻時(shí)井的出水量 井號(hào) ∑ α353 ∑ α571 ∑ α300 ∑ α 1∑ α Qp Qp180。 2 3 0 0 4 5 6 由上表得，井群在互阻礙影響下的總出水量為 ∑ Qp180。=(+) 2+=(L/s)≈ 11000（ m3/d） 不發(fā)生互阻影響時(shí)，井群的總出水量應(yīng)為 ∑ Qp= 5=(L/s) 由于互阻影響，井群出水量共減少： % %100 ????? ????ppp Q 滿(mǎn)足要求。 4. 管井的連接及水力計(jì)算 （ 1） 管井與清水池的平面布置如下圖： 清水池 圖 36 管井布置平面圖 上圖中節(jié)點(diǎn) 6 對(duì)應(yīng)井群中的 6 口井，各管段長(zhǎng)度已標(biāo)出。（ 1 號(hào)井為備用井，不需要平差）。 （ 2） 井群系統(tǒng)平差結(jié)果表 表 38 井群系統(tǒng) 節(jié)點(diǎn)平差表 編號(hào) 地面標(biāo)高（ m） 已知水壓（ m） 已知流量(L/s) 節(jié)點(diǎn)水壓（ m） 自由水頭（ m） 節(jié)點(diǎn)流量(L/s) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 表 39 井群系統(tǒng)管段平差表 編號(hào) 管徑(mm) 長(zhǎng)度(m) 阻力 系數(shù) 起始節(jié)點(diǎn) 終止節(jié)點(diǎn) 流量(L/s) 流速(m/s) 水力坡度 水頭損失 (m) 1 400 200 8 7 2 300 67 9 8 3 300 244 10 9 4 250 92 12 10 5 250 276 11 8 6 200 300 5 11 7 200 109 3 10 8 200 176 2 12 9 200 101 6 11 10 200 234 4 12 深井泵揚(yáng)程 Ht=h+Sh1++ 式中 h —管井處的自由水頭； S —設(shè)計(jì)井的降深，為 7m； h1—地下水位高度，為 各管井中深井泵的揚(yáng)程分別為： 2 號(hào)井水泵揚(yáng)程 Ht=+7+3++=(m) 3 號(hào)井水泵揚(yáng)程 Ht=+7+3++=(m) 4 號(hào)井水泵揚(yáng)程 Ht=+7+3++=(m) 5 號(hào)井水泵揚(yáng)程 Ht=+7+3++=(m) 6 號(hào)井水泵揚(yáng)程 Ht=+7+3++=(m) 取 1 號(hào)井即備用井水泵揚(yáng)程等于揚(yáng)程最低的 3 號(hào)井水泵揚(yáng)程 。 因?yàn)楦骶兴玫某樗亢蛽P(yáng)程相近故可選用同一型號(hào)的深井泵。 深井泵選取格蘭富集團(tuán)生產(chǎn)的型號(hào)為 SP95—3 的泵 ， 其中 指泵的類(lèi)型范圍， 95 為流量單位為 m3/h， 3 為泵的級(jí)數(shù)。 SP 具體性能曲線(xiàn)見(jiàn)圖 4— 4—4 圖 37 深井泵的 Q— H 圖 圖 38 深井泵的功率性能曲線(xiàn) η —泵的級(jí)效率 （ NPSH） r—表示所需進(jìn)口壓力 SP95—3 型泵 的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 MS6000，功率為 15Kw,泵體最大外徑為 186mm。 第 4章 輸配水工程 輸配水工程即輸水工程和配水工程。 線(xiàn)路 選 擇 為使 輸水管渠的線(xiàn)路盡量 短、起伏小、不占田地，將輸水管道以直線(xiàn)沿地面較平坦的道路敷設(shè)。同時(shí) 輸水管渠走向和位置符合城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃要求 。具體布置見(jiàn)平面布置圖。 在方案一中水源至凈水廠輸水管路長(zhǎng) 570m，從凈水廠至配水管網(wǎng)輸水管路長(zhǎng)140m；配水廠至配水管網(wǎng)輸水管路長(zhǎng) 230m。 在方案二中水源至凈水廠輸水管路長(zhǎng) 120m，從凈水廠至配水管網(wǎng)輸水管路長(zhǎng)160m；配水廠至配水管網(wǎng)輸水管路長(zhǎng) 120m。 （ 1） 輸水管道應(yīng)設(shè) 檢查井 ， 間距 為 ：當(dāng)管徑（渠寬）在 700 mm 以下，間距不大于200 米；在 700— 1400 mm 時(shí)，間距不大于 400m； （ 2） 本設(shè)計(jì)為 壓力 供水， 輸水管道隆起點(diǎn)設(shè)進(jìn)氣閥和排氣閥，低凹處設(shè)置泄水管及泄水閥 ； （ 3） 管道法蘭接口應(yīng)設(shè)于檢查井或地溝內(nèi) ； （ 4） 為了安全供用， 輸水管根數(shù) 采用 2 根 ； （ 5） 兩條以上輸水管一般應(yīng)設(shè)連通管，直徑一般相同，設(shè)有連通管的輸水管道上，應(yīng)設(shè)必要閥門(mén)，以防事故及檢修時(shí)切換。 配水管是指由凈水、配水廠或由水塔、高位水池等調(diào)節(jié)構(gòu)筑物直接向用戶(hù)配水的管道。 （ 1） 配水管網(wǎng)應(yīng)根據(jù)用水要求合理布置于全供水區(qū)。在滿(mǎn)足各用戶(hù)對(duì)水量、水壓的要求下，應(yīng)縮短配水管線(xiàn)總長(zhǎng)度。管網(wǎng)一般可布置 成環(huán)網(wǎng)狀，當(dāng)允許間斷供水也可敷設(shè)成樹(shù)枝狀。 （ 2） 干管應(yīng)盡布置在兩側(cè)均有較大用戶(hù)的道路上，以減少配水支管的數(shù)量。 （ 3） 配水干管之間應(yīng)在適當(dāng)間距處設(shè)置連接管以形成環(huán)網(wǎng)。連接管間距應(yīng)按供水區(qū)重要性、街坊大小、地形等條件考慮，并通過(guò)斷管時(shí)滿(mǎn)足事故用水要求的計(jì)算確定。 （ 4） 用以配水至用戶(hù)和消火栓的配水支管一般采用管徑為 150~200mm；負(fù)擔(dān)消防任務(wù)的配水支管不得小于 150mm。 （ 5） 消火栓的布置與數(shù)量必須遵守消防規(guī)定并取得當(dāng)?shù)叵拦芾聿块T(mén)的同意。 （ 6） 城鎮(zhèn)生活飲用水的管網(wǎng)嚴(yán)禁與非生活飲用水的管網(wǎng)相連。 （ 7） 城鎮(zhèn)生活飲用水管網(wǎng)，嚴(yán)禁與 各單位自備的生活水平飲用水供水系統(tǒng)直接連接。如必須作為備用水源而連接時(shí)，應(yīng)采取有效的安全隔斷措施。 給水設(shè)計(jì)方案管網(wǎng)布置見(jiàn)圖 0 02。 （方案一） 管網(wǎng)水力計(jì)算的目的是確定管網(wǎng)各管段的管徑、水頭損失，并為設(shè)計(jì)二級(jí)泵站提供依據(jù)。 1. 沿 線(xiàn)流量的計(jì)算 （ 1） 比流量的計(jì)算 集中出流量 Qi 包括甲廠和乙廠的生產(chǎn)及生活用水量。 Qi=Q4+Q2=11000+=（ m3/d） =（ L/s） 比流量 Lq ihs ??? 各管段長(zhǎng)度見(jiàn)表 21 管段 總長(zhǎng)為 19110m,管段計(jì)算長(zhǎng)度為 18125m,其中 4~ 9~1 13~1 12~11 為單邊供水。 比流量 )/( msLqs ???? （ 2） 沿線(xiàn) 流量的計(jì)算 沿線(xiàn)流量 q=qs L 其中 L 為各管段的計(jì)算長(zhǎng)度，計(jì)算結(jié)果如表 41 表 41 各管段長(zhǎng)度及沿線(xiàn)流量 管段編號(hào) 管長(zhǎng)（ m） 沿線(xiàn)流量（ L/s) 管段 編號(hào) 管長(zhǎng)（ m） 沿線(xiàn)流量（ L/s) 6～ 2 690 10～ 9 820 2～ 3 430 9～ 4 420 3～ 7 590 4～ 5 820 7～ 6 360 9～ 13 450 6～ 5 790 13～ 14 800 5～ 10 450 13～ 17 660 10～ 11 870 17～ 18 800 11～ 7 740 18～ 14 670 7～ 8 960 18～ 19 890 8～ 12 630 19～ 15 680 12～ 11 920 15～ 16 880 11～ 15 450 16～ 20 680 15～ 14 880 20～ 19 890 14～ 10 450 16～ 12 440 2. 節(jié)點(diǎn)流量的計(jì)算 任一節(jié)點(diǎn) i 的流量 qi 等于與該節(jié)點(diǎn)相連各管段的沿線(xiàn)流量 qi 總和的一半，即qi=α∑q1=∑q1。 有集中出流處，集中出流量可以和節(jié)點(diǎn)流量加起來(lái)，在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上標(biāo)出總流量。 各節(jié)點(diǎn)流量 計(jì)算見(jiàn)表 42 表 42 節(jié)點(diǎn)流量表 節(jié)點(diǎn)號(hào) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 流量（ L/s） 節(jié)點(diǎn)號(hào) 12 13 14 15 16 17 18 19 20 — 流量（ L/s） — 節(jié)點(diǎn) 13 和 8 為集中 出流點(diǎn)，總節(jié)點(diǎn)出流量分別為 +=+=3. 管網(wǎng)平差計(jì)算 （ 1） 計(jì)算 公式 ① ∑q=0 即流向任一節(jié)點(diǎn)流量和，應(yīng)等于流離該節(jié)點(diǎn)的流量（包括節(jié)點(diǎn)流量）之和。 ② ⊿ h=0 即每一閉合環(huán)路中，以水流為順時(shí)針?lè)较虻墓芏嗡P(guān)損失為正值，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)值，正什的和應(yīng)與負(fù)值相等。在實(shí)際計(jì)算