农村供水工程规划设计要点与水厂总体设计.ppt

,PowerPoint Design Template,add your subheading,农村供水工程规划设计要点 与水厂总体设计 中国水利水电科学研究院 刘学功教授,2,农村供水工程规划设计要点与水厂总体设计,3,一、农村供水工程规划设计总论与前期工作,4,一、农村供水工程规划设计总论与前期工作,（一） 建设程序 从事建设工程活动，必须严格执行基本建设程序，坚持先勘察、后设计、再施工的原则。 设计工作一般可分为项目建议书、可行性研究报告、初步设计和施工图设计等四个阶段。,5,一、农村供水工程规划设计总论与前期工作,6,一、农村供水工程规划设计总论与前期工作,（二）设计阶段 1、项目建议书 项目建议书是由国家发改委、水利部等主管部门或本地区有关部门提出的对投资项目需要进行可行性研究的建议性文件，是对投资建设项目的轮廓性设想。 2、可行性研究 可行性研究是在项目投资决策之前，调查、研究与拟建项目有关的自然、社会、经济、技术资料，分析、比较可能的投资决策建设方案，预测评价项目建成后的社会经济效益，并在此基础上，综合论证项目投资建设的必要性、财务上的盈利性、经济上的合理性、技术上的先进性和适用性以及建设条件上的可能性和可行性，为投资决策提供科学依据。,7,一、农村供水工程规划设计总论与前期工作,3、初步设计 初步设计文件应根据批准的可行性研究报告和可靠的设计基础资料进行编制。 初步设计文件包括设计说明书、工程概算书、主要材料设备表和设计图纸。 4、施工图设计 施工图设计文件应根据批准的初步设计和主要设备订货情况进行编制。施工图设计的深度应能满足施工安装的要求和设备材料采购、非标准设备制作等需要。 施工图设计文件应包括设计说明书、施工图纸和施工图预算。,8,一、农村供水工程规划设计总论与前期工作,（三）设计依据与相关标准 1、依据 （1） 国家方针、政策、法规 （2） 当地国民经济发展总体规划 2、相关专业标准、规范 （1） 镇规划标准GB50188 （2） 城市给水工程规划规范 GB50282 （3） 村镇供水工程技术规范SL310 （4） 地下水质量标准GB/T14848 （5） 地表水环境质量规范GB3838 （6） 室外给水设计规范GB50013 （7） 生活饮用水卫生标准GB5749 （8） 生活饮用水水源水质标准CJ3020 （9） 农村生活饮用水量卫生标准GB11730 （10） 建筑设计防火规范 GB50016 （11） 镇（乡）村给水工程技术规程 CJJ123,9,一、农村供水工程规划设计总论与前期工作,（四）基本资料的收集 建设农村供水工程时，首要任务是确定供水范围和选择水源。为做好这项工作，满足设计上的要求，必须收集地形、气象、水文、水文地质、地质方面的有关资料，并进行综合分析。 （五）设计所需文件 立项批准文件、水资源论证报告、水源水质卫生评价报告、取水许可证、工程地质勘察报告、土地使用许可证、供电协议、环境影响评价报告（表）、配套资金承诺书、村民意向书,10,二、农村供水工程规划设计主要原则,11,二、农村供水工程规划设计主要原则,（一）合理利用、优化配置水资源，优质水优先供给生活，加强水源卫生防护，保证水源的可持续性 我国是个淡水资源匮乏且时空分布不均的国家，随着国家经济的发展，有限的淡水资源又程度不同的受到污染。为了从根本上保障广大农民的饮水安全，各级领导必须高度重视饮水水质问题，真正把优质水作为农村饮水工程的水源。,12,二、农村供水工程规划设计主要原则,（二）因地制宜，科学规划，以城乡供水一体化为目标，优先建设规模化集中式供水工程 县城、乡镇自来水厂的周边农村，应优先依托自来水厂的扩建、改建、辐射扩网、延伸配水管线发展自来水，供水到户。 在人口居住集中、有好水源的地区，应优先建设适度规模的集中式供水工程，必要时间可跨区域取水、联片供水。,13,二、农村供水工程规划设计主要原则,无联片供水条件，又相对独立的村庄，可选择适宜水源，建造单村集中供水工程。 居住相对集中，又无好水源地区，需特殊处理，制水成本较高时，可采用分质供水（饮用水与其他生活用水分别供水）。 居住分散的山丘区，有山泉水与裂隙水时，可建井、池、窖等。单户或联户供水；无适宜水源时，可建塘坝、水池、水窖等，收集降雨径流水或屋顶集水。,14,二、农村供水工程规划设计主要原则,（三）针对水源不同水质，采用适宜技术，加强水质净化与消毒，确保水质 未受污染的地下水仅需进行消毒处理即可。 地表水符合（GB3838）类以上水体，原水浑浊度低于20NTU，可采用慢滤或微絮凝直接过滤工艺。 地表水原水浊度长期低于500NTU，瞬间不超过1000NTU，宜采用常规净化处理工艺或者粗滤和慢滤工艺。 原水浑浊度（洪峰季节）超过500NTU或含沙量变化较大时，原水应采取预沉,高浊度水处理应按CJJ40高浊度水给水设计规范。,15,二、农村供水工程规划设计主要原则,当水源水质超过（GB3838）类为微污染地表水体时，净水工艺宜采用强化常规净水工艺，或在常规净水工艺前增加生物预处理或化学氧化处理，也可采用滤后活性炭吸附进行深度处理。 含藻水宜在常规净化工艺中增加气浮工艺。 铁锰超标的地下水，可采用曝气氧化、过滤工艺。 氟超标的地下水宜采用复合多介质过滤法、活性氧化铝吸附、混凝沉淀或电渗析等净水工艺。 溶解性总固体超标的苦咸水宜采用电渗析或反渗透等膜处理工艺。,16,二、农村供水工程规划设计主要原则,（四）合理确定设计供水规模，发挥投资效益，保证水厂良性运营 村镇供水工程的供水规模，系指水厂的供水能力，为集中供水工程规划设计的重要参数。应按该工程供水范围内的最高日用水量计算，以m3/d表示。 供水规模（即最高日用水量）包括：居民生活用水量、饲养畜禽用水量、工业企业用水量、公共建筑用水量、消防用水量、浇洒道路与绿地用水量、管网漏失与未预见水量。,17,二、农村供水工程规划设计主要原则,（五）加强水质检验、监测，逐步建立水质监测网络 饮用水水质问题，直接关系到农民的生活与身体健康，必须重视已建和规划建设饮水工程的水质监测，逐步建立和完善水质检验和监督体系。 检测的目的在于及时掌握水质情况，查找原因，采取有效措施和技术对策，确保供水水质达到生活饮用水卫生标准。,18,三、工程规划及设计标准,19,三、工程规划及设计标准,（一）规划设计年限 1、水平年 分为基准现状水平年与规划水平年（设计水平年）。 基准现状水平年是指编制规划或设计所依据的基础数据提供的年份，一般是开展规划设计工作的前一年。 规划水平年是指完成规划的建设内容或所设计的工程投产正常运行的年份。,20,三、工程规划及设计标准,2、设计年限 设计年限是指工程设计投产后，可按设计规模正常供水的使用年限。 村镇集中式供水工程的规划设计，应与当地村镇总体规划相协调，以近期为主，近、远期相结合，设计年限宜为1015年。 一般型的、型的小型供水工程，设计年限宜为10年。、型的大、中型供水工程宜为15年。,21,三、工程规划及设计标准,（二）供水水质和水压 1、供水水质 生活饮用水卫生标准GB5749-2006，对生活饮用水水质卫生要求严格规定：生活饮用水中不得含有病原微生物；生活饮用水中化学物质、放射型物质不得危害人体健康；生活饮用水的感官性状良好，应经消毒处理。 该标准规定水质检测指标共106项，其中水质常规指标38项，饮用水中消毒剂常规指标4项（选1项），水质非常规指标64项。,22,三、工程规划及设计标准,23,三、工程规划及设计标准,24,三、工程规划及设计标准,25,三、工程规划及设计标准,农村日供水1000m3以下，或供水人口在1万人以下的小型集中式供水和分散式供水因条件限制，对常规指标中的14项的限值适当放宽执行,见表3-3。,26,三、工程规划及设计标准,水厂日常检测的水质项目及频率与水源类型及供水规模有关，详见表3-4。 表中类，供水规模W10000m3/d； 类为10000m3/dW5000m3/d； 类为5000m3/dW1000m3/d； 类为1000m3/dW200m3/d； 类为W200m3/d。,27,三、工程规划及设计标准,表3-4 水质检验项目及检测频率,28,三、工程规划及设计标准,29,三、工程规划及设计标准,2、供水水压 村镇集中式供水工程的供水水压，应满足配水管网中用户接管点最小服务水头的要求。村镇供水工程技术规范（SL310）规定：配水管网中用户接管点的最小服务水头，单层建筑物可为510m，两层建筑物为1012m，二层以上每增高一层增加3.54.0m，当用户高于接管点时，尚应加上用户与接管点的地形高差。 供水水压还应满足消防水压的要求。按建筑设计防火规范（GB50016）的规定，消火栓设置处的最小服务水头不应低于10m。,30,三、工程规划及设计标准,（三）供水量 村镇集中式供水工程的供水量，应满足供水范围内居民生活、饲养畜禽、公共建筑、工业企业等最高日用水量的要求，并应考虑管网漏失和未预见用水量。 确定供水量时，应该以居民生活用水为主，统筹考虑饲养畜禽和二、三产业用水，优质水首先用于居民生活饮用。详见四（一）。,31,三、工程规划及设计标准,（四）水源保证率 村镇供水工程技术规范（SL310）中规定：“干旱年枯水期设计取水量的保证率，严重缺水地区不低于90%，其他地区不低于95%。” 镇（乡）村给水工程技术规程（CJJ123）中规定：“用地下水作为供水水源时，取水量应小于允许开采量；用地表水作为供水水源时，设计枯水流量的年保证率宜不低于90%。” 保证率90%即为十年一遇的干旱年，枯水期水源的可取水量低于设计取水量；保证率95%，即为二十年一遇的干旱年，枯水期水源的可取水量低于设计取水量。,32,三、工程规划及设计标准,（五）防洪和抗震 1、防洪 集中式供水工程的防洪设计应符合防洪标准（GB50201）以及水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252）的有关规定。,33,三、工程规划及设计标准,2、抗震 集中式供水工程的抗震设计应符合国家现行的建筑工程抗震设防分类标准（GB50223）、建筑抗震设计规范（GB50011）和构筑物抗震设计规范（GB50191）的有关规定。,34,四、规划设计应注意的主要问题,35,四、规划设计应注意的主要问题,（一）合理确定供水规模 1、确定供水范围，供水人口和供水单位 供水范围系指工程规划设计所覆盖的范围，工程所在地的行政区划，工程所包括的县、乡镇、村的名称、数量。 供水人口和供水单位是计算用水量的基础，规划设计单位可向工程建设单位收集，必要时尚须进行复核、调研。 计算并确定设计供水人口后，乘以居民生活用水定额，即可计算出居民生活用水量。,36,四、规划设计应注意的主要问题,设计供水人口的计算如下： P=p0(1+r)n+p1 式中： P-设计用水居民人数（人）； p0-现状用水居民人数（人）； r-设计年限内人口自然增长率（%）； n-工程设计年限（年）； p1-设计年限内人口机械增长总数（人）,37,四、规划设计应注意的主要问题,2、合理确定居民生活用水定额是计算供水规模的基础 目前水利部门执行的标准、规范中，有二份材料涉及到居民生活用水定额，分别是“村镇供水工程技术规范”（SL310）和“农村饮用水安全卫生评价指标体系”水农2004547号，详见表4-1、表4-2。 规划设计供水工程时，计算供水规模的生活用水量，应采用表4-1中“村镇供水工程技术规范”中的最高日居民生活用水定额。,38,四、规划设计应注意的主要问题,表4-1 最高日居民生活用水定额（L/人d）,39,四、规划设计应注意的主要问题,40,四、规划设计应注意的主要问题,3、其他用水量计算 饲养畜禽、企业（乡镇工业）、公共建筑、消防、浇洒道路和绿地用水量，以及管网漏失和未预见水量。 4、人均综合用水量 以工程供水规模除以供水人口即为人均综合用水量，是将所有用水量之和按人计算的平均值。 村镇供水工程规划设计和立项审查时，人均综合用水量，建议北方地区采用6090 L/人d，南方地区采用80110 L/人d为宜。详见表4-3. 表4-3 人均综合用水量参考表（L/人d）,41,四、规划设计应注意的主要问题,5、要点 （1）工程规模（供水规模）为村镇集中式供水工程规划设计的重要参数。合理确定供水规模，关系到工程建设投资的合理性和生产运营的经济性，对一项供水工程能否良性运行，充分发挥投资效益至关重要。 （2）合理确定居民生活用水定额，是合理确定供水规模的重要基础。 一般在无特殊用水的情况下，宜在“规范”规定的范围内选取下限值（低值）。经济条件较好、有发展潜力、现状用水较多的村镇，宜在“规范”规定的范围内选取中值（即均值）。,42,四、规划设计应注意的主要问题,（3）无特殊要求时，设计供水人口宜按现状用水人口计算。 （4）其他用水量，一般可按村镇居民生活用水量的3080%计算或复核。 （5）人均综合用水量可作为工程立项、规划和项目审查工程规模时的控制指标，建议北方地区采用6090L/人d，南方地区采用80110 L/人d为宜。,43,四、规划设计应注意的主要问题,（二）水源的选择 村镇给水工程的水源类型较多，水源选择最主要的条件是水源的水量和水质。水源选择恰当，不但可以保证水量充足，水质安全卫生，而且可以简化工艺，降低工程投资与制水成木，便于管理和进行卫生防护。 具有供水意义的地下水源有上层滞水、潜水、承压水和泉水，地表水源有山溪水、江河水、湖泊水、水库水、塘水和雨水。,44,四、规划设计应注意的主要问题,1、 水源选择原则 要选择水质良好，水量充足，便于卫生防护的水源。 给水水源的选择应优先考虑地下水。 在有条件的农村，应尽量以山泉或地势较高的水库水为水源，可以靠重力输送。山泉水一般无须净化，且不易受污染。 平原地区的农村给水工程建设，宜适度规模并适当集中，便于水源地卫生防护。 经化验确认水源水质会引起某些地方性疾病时，选择水源工作应特别慎重。 农村水源的选择，要注意卫生防护条件，取水点一般选在居住区上游。另外，还应考虑结合水利、农田建设等工程进行综合利用，要与当地水利、水文地质部门配合好。,45,四、规划设计应注意的主要问题,2、水源选择的一般顺序 （1） 可直接饮用或经消毒等简单处理后即可饮用 的水源 （2） 经常规净化后即可饮用的水源 （3） 便于开采，但需经特殊净化后方可饮用的地 下水源 （4） 需进行深度处理的地表水 （5） 淡水资源匮乏地区，可修建雨水收集系统， 直接收集雨水作为分散式给水水源,46,四、规划设计应注意的主要问题,（三）供水系统和供水方式的选择 1、确定供水系统 （1）供水系统的组成 取水工程、输水工程、净水工程和配水工程四部分 （2）供水系统的分类与确定 农村集中式供水工程：重力自流系统；抽升系统两大类。 工程的水源类型的不同：地下水源重力自流系统、抽升系统，地表水源重力自流系统、抽升系统。,47,四、规划设计应注意的主要问题,按水源分类的供水系统如下： 1）地下水源 重力自流系统,48,四、规划设计应注意的主要问题,1）地下水源 抽升系统,49,四、规划设计应注意的主要问题,2）地表水源 重力自流系统,50,四、规划设计应注意的主要问题,2）地表水源 抽升系统,51,四、规划设计应注意的主要问题,2、供水方式 （1）供水方式分类 1）城镇管网延伸供水 2）区域（联片）集中供水 3）单村供水 4）分压供水 5）分质供水,52,四、规划设计应注意的主要问题,（2） 供水方式的选择 规划设计时，建议按以下优先序选择农村供水工程的供水方式： 1）城镇管网延伸供水 可为城乡供水一体化的长远目标打下基础。 2）区域（联片）集中供水 建设跨村镇，规模化的区域（联片）供水工程，是农村供水工程 现阶段建设所倡导的主体供水方式。 3）单村供水 仅适用于没有上述条件的农村。 4）分质供水 由于基建投资与制水成本高，操作管理较复杂，仅适用于没有好 水源的高氟水、高砷水、苦咸水等地区。,53,四、规划设计应注意的主要问题,（四） 供水工程方案比选与设计审查要点 1、方案的技术分析与评价 供水规模计算正确合理，供水规模即最高日用水量，单位以m3/d计。 可按人均综合用水量复核。,54,四、规划设计应注意的主要问题, 水源选择合理 首先工程地质资料应该齐全，并应符合工程建设的要求。 水文、水文地质资料应能满足水源选择的要求。大型工程或疑难工程 应由专业部门提出水文或水文地质评价报告。 水量充沛，可满足工程需要。地下水源取水量要小于允许开采量；地 表水源枯水期的保证率不低于90%。 水质良好。水源水质不应超过生活饮用水水源水质标准（CJ302 0）中二级标准限值的要求。 水源卫生防护条件良好。应符合规范中水源的卫生防护规定的要 求。 水源选择顺序合理。应符合规范中的一般顺序要求，即优先选用 水质良好的泉水、承压水、潜水作水源。,55,四、规划设计应注意的主要问题, 给水系统选择合理 取水构筑物与取水泵房设计合理 输水管道设计合理,56,四、规划设计应注意的主要问题, 净（配）水厂设计合理 水厂设计流量正确，选址与平面、高程布置合理。 净化工艺流程合理。应保证消毒设施。 单体净化构筑物的设计参数选择与计算正确，附属建筑 物设置合理。 调节构筑物的设置与容积大小，应符合规范有关规 定的要求。 配水泵选择合理，有计量和水锤防护装置。泵房布置合 理。 水厂占地面积合理，其面积为构（建）筑物面积的34倍 为宜。大型水厂可根据需要留有发展余地。职工人数应符合 国家有关规定标准，并力求精简。,57,四、规划设计应注意的主要问题, 配水管道（网）设计合理 配水管道（网）设计流量，应按最高日最高时用水量计算。 方案文件与图纸符合要求,58,四、规划设计应注意的主要问题,2、方案的经济分析与评价 （1）工程总投资(总造价) 工程总投资=工程费+工程建设其他费+预备费。 预备费包括基本预备费和涨价预备费两部分,59,四、规划设计应注意的主要问题,（2） 运营成本与制水成本 运营成本是指水厂维持正常运营的费用，一般以年费用计。 制水成本是指总成本，不仅包括运营成本，还包括固定资产折旧费、大修理费。制水成本一般以年费用计，也可用年制水总费用，除以全年产水量，得出每方水的费用。,60,四、规划设计应注意的主要问题,年运营成本=E1+ E2+ E3+ E4+ E5+ E6 年制水成本=E1+ E2+ E3+ E4+ E5+ E6+ E7+ E8+ E9 水资源费 (E1) 电费(E2) 药剂费(E3) 工资福利费(E4) 管理费(E5) 维护费(E6) 年折旧费(E7) 大修理基金(E8) 贷款利息(E9),61,四、规划设计应注意的主要问题,（3） 等额年总成本 等额年总成本可按下式计算 式中 AC 等额年总成本 P 工程总投资 I 设定的内部收益率； n 项目寿命期(计算期) A 年运营成本。,62,五、规划设计图纸,63,五、规划设计图纸,（一）可行性研究报告图纸 1、总体布置图 2、供水系统方案示意图 3、工艺流程图 4、长距离输水管道（涵）水力坡降线图 5、水厂（泵站）总平面图 6、管网布置图,64,五、规划设计图纸,（二）初步设计图纸 1、总体布置图 比例一般采用1：500001：25000，表示出地形、地物、河流、铁路、公路等，标出坐标网、方位、风玫瑰（指北针），绘制现有和设计的给水系统，列出主要工程项目表。 2、总平面图 水源地、取水厂、净（配）水厂等应绘制总平面图。,65,五、规划设计图纸,3、工艺流程断面图 纵向比例一般采用1：1001：200，表示出生产流程中各构筑物及其水位标高关系，列出主要规模指标和主要设计参数，主要设备及主要性能参数。 4、给水管（渠）平面设计图、纵断面设计图 平面设计图比例一般采用1：5001：1000，图中表示出地形、地物、道路、管（渠）平面位置、转角度数及座标，示意穿越铁路、公路、河流、各类地下管缆等主要障碍的位置，布置平面管件、各类阀门、消火栓等管道附件以及泄水管、连通管等的位置。,66,五、规划设计图纸,5、主要构筑物工艺设计图 采用比例一般1：1001：200，在建筑图的基础上表示构筑物工艺设计尺寸、布置形式、主要设备及主要工艺管道、附件的相对位置、标高（绝对标高）等，注明管径及水流方向，列出主要设备材料表，注明规格及主要性能参数。 6、主要建筑物、构筑物建筑图 应包括平面图、立面图和剖面图。采用比例一般1：1001：200。图上表示出主要结构和建筑配件、基础做法、建筑材料、室内外主要装修、建筑构造、门窗以及主要构件截面尺寸等。,67,五、规划设计图纸,7、供电系统和主要变、配电设备布置图 表示变电、配电、用电起动保护等设备位置、名称、符号及型号规格，附主要设备材料表。 8、自动控制仪表系统布置图 仪表数量较多时，绘制系统控制流程图，当采用微机控制时，须绘制微机系统框图。,68,五、规划设计图纸,9、锅炉房、采暖通风和空气调节布置图及供热系统流程图 表示锅炉及辅机设备位置、商务编号、管径、图例符号及型号规格，附主要设备材料表。 10、机械设计图 专用机械设备和非标机械设备设计图，表明设备的规格、性能参数等。 机修间平面图，表明设备规格、性能参数及设备的布置。,69,六、水厂总体设计,前言,村镇供水系统由取水工程、输水工程、净水工程、配水工程组成。 水厂一般是指净配水厂，是供水系统中的重要组成部分，水源类型与水源水质的不同，需采用不同的净化工艺方案，水源类型与水质直接关系到水厂的总体设计，而且水厂与整个供水系统中取水工程、输水工程和配水管网布局之间有着密切的联系。 按水源类型，一般可分为地下水厂和地表水厂。地下水厂除进行特殊水处理的地下水厂外，一般厂内生产构筑物较少、工艺较简单；地表水厂，尤其是以高浊度水，微污染水等为水源的地表水厂，工艺较复杂，生产构筑物多，对水厂总体设计提出了更高的的要求。,前言,水厂总体设计主要是将水厂内各生产构筑物和附属建筑物进行合理的组合和布置，以满足净、配水工艺过程、运行操作、生产管理维护检修等方面的要求。保证供水水量，水质和水压达到设计标准。 水厂总体布置应遵循的主要原则为：流程合理、运行可靠、操作方便、节约用地、美化环境、适当留有发展余地。 水厂总体布置，包括水厂平面布置、竖向布置、厂区管道、厂区道路、绿化布置等。,村镇给水工程水厂总体设计,1、厂址选择与水厂组成 2、工艺流程的确定 3、生产构筑物的选择 4、水厂生产工艺流程布置 5、水厂的平面布置 6 、生产管线设计 7、水厂竖向布置 8、道路与绿化 9、水厂布置实例,1、厂址选择与水厂组成,1.1 厂址选择 1.2. 水厂组成,1.1 厂址选择,厂址选择是水厂总体设计的重要环节，应根据村镇供水工程方案和下列要求，通过技术经济比较确定。 厂址选择应符合村镇建设规划的要求，供水系统布局合理； 应选择在工程地质条件良好的地方，一般宜选在地下水位较低，地基承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地区。 应充分利用地形高程，减少土石方工程量； 应选择在不受洪水与内涝威胁的地方，或有必要的防灾措施，有较好的雨水、废水排放条件；,1、1厂址选择,满足水厂近期布置和远期控制用地的需要，少拆迁，不占或少占农田； 有良好的卫生环境，并便于设立防护地带； 靠近电源，施工、运行管理方便； 按地表水、地下水的流向，水厂位置宜选择在村镇的上游；,1、1厂址选择,水厂位置一般应靠近用水区。高浊度水净化的预沉池，宜在水源地与取水构筑物合建。 村镇水厂厂址的选择，一般应根据上述要求作多种方案，进行综合评价，各项要求绝非同等重要，应根据具体情况，通过技术经济比较后确定。,1.2、水厂组成,水厂通常由生产构筑物、辅助生产建筑物、附属生活建筑物、各类管道、其他设施组成。 生产构筑物，系指与制水过程直接有关的一系列设施，如预沉池、预处理池、混合装置、絮凝池、沉淀池、澄清池、滤池、臭氧接触池、活性炭吸附池、一体化净水装置、清水池、泵房、加药间、加氯间（氯库）、变配电室等。 辅助生产建筑物：系指保证生产构筑物正常制水的辅助设施，如值班室、控制室、化验室、仓库、维修间、车库、锅炉房等。,1.2、水厂组成, 附属生活建筑物：系指为生产服务的行政管理和生活设施，如办公室、会议室、值班宿舍、食堂、浴室等。 各类管道：包括连接各净水构筑物的生产管道（或渠道）、反冲洗水管道、排污管道、加药管道、水厂自用水管道、雨水管道、暖气沟、电缆沟、排洪沟等。 计量装置、闸阀井、消火栓等。 其他设施：厂区道路、绿化布置、照明、围墙及大门等。,1.2、水厂组成,水厂占地面积的确定 占地面积=设计供水规模X用水控制指标,2、工艺流程的确定,村镇供水工程水源类型不同，水质差异甚大，设计前期工作中，首先应进行水源水质调查和水质检验，尽可能掌握不同时期水源的水质变化情况，并请当地卫生主管部门，提出水源水质卫生评价报告，根据水源水的水质，确定水厂的净化工艺流程，以使净化后的水质，符合生活饮用水卫生标准GB5749的规定。 地下水水源，一般只需消毒即可饮用。对于铁、锰、氟、砷超标的地下水和苦咸水，则需采用相应的水处理工艺。 地表水源，一般依原水浑浊度这一综合的感官指标，选择净化工艺；受微污染的地表水，则需在常规净化工艺基础上，增加化学氧化预处理或生物处理工艺，或臭氧氧化后处理、活性炭吸附工艺。,3、生产构筑物的选择,当确定工艺流程后，每一道净水工序，一般都有多种型式的构筑物可供选择，采用何种净水构筑物，需在设计时，因地制宜，结合当地自然、经济条件和技术、施工、运行管理能力，经过技术经济比较后择优确定。 如地表水常规净化工艺中的絮凝工序，与平流沉淀池配套组合时，多采用隔板、折板絮凝池，也可采用网格絮凝池；与斜管沉淀池配套组合时，多采用穿孔旋流絮凝池或网格絮凝池。沉淀（澄清）工序，中、小型村镇供水工程，场地宽裕时，可选用平流沉淀池，反之可选用斜管沉,3、生产构筑物的选择,淀池；连续运行的水厂，可选用加速澄清池或水力循环澄清池，在同一池内完成混合、絮凝、沉淀（澄清）的过程；常规水处理中的过滤工序，中、小型村镇供水工程，多采用快滤池或重力式无阀滤池，大型工程多采用虹吸滤池或V型滤池；南方场地宽裕的村镇，亦可针对不同的原水水质，采用粗滤池、慢滤池净化工艺或单一慢滤池工艺，慢滤净化工艺的优点是，构造简单，水质好，不用投加混凝剂，运行成本低，正常操作管理方便；缺点是效率低，占地大，需定期人工刮砂、洗砂，劳动强度大。截至2005年底，福建省建瓯市，已建70余座以慢滤池为主体的村级水厂，用于处理山溪水库水，效果良好。,4、水厂生产工艺流程布置,4.1、布置原则 4.2、布置类型,4.1、布置原则, 应按净水工艺流程顺流布置，构筑物之间的连接管（渠）宜按重力流设计，应减少提升次数。 当设计采用多组生产构筑物时，宜按系列采取平行布置，并应采取工程措施，保证配水均匀。 流程力求简短，布置力求紧凑，避免迂回重复，以减少水厂占地面积和连接管（渠）长度，减少净水过程水头损失，并便于操作管理。生产构筑物应力求靠近，如沉淀池（澄清池）应靠近滤池，配水泵房应靠近清水池。除采用组合式构筑物外，构筑物间尚应留出施工、维修和布置连接管（渠）的距离。,4.1、布置原则, 应充分利用地形，因地制宜地按流程重力流布置，力求挖填方平衡，减少土石方量和施工费用。当厂区位于山丘区，地形起伏较大时，应考虑流程走向与构筑物的埋设深度，如絮凝池、沉淀池或澄清池应尽量布置在地势较高处，清水池宜布置在地势较低处。 如地形自然坡度较大时，应顺等高线布置，在不得已情况下，才作台阶式布置。 在地质条件变化较大的地区，必须摸清地质概况，避免地基不匀，造成沉陷或增加地基处理工程量。,4.1、布置原则, 注意构（建）筑物的朝向，如滤池的操作廊道、二级泵房、加氯间、化验室、检修间、办公楼等均有朝向要求，尤其是二级泵房，电机散热量较大，布置时应考虑最佳方位和符合夏季主导内向的要求。一般情况下，水厂构（建）筑物以接近南北向布置较为理想。 考虑近期与远期的结合，当水厂明确分期建设时，既要有近期的完整性，又要有分期的协调性。一般有两种处理方式：一种按系列的布置方式，即同样规模的两组净化构筑物平行布置并预留远期系列布置的余地；另一种是在原有基础上作纵横扩建。而厂内的吸水井、配水泵房等一般可按远期供水规模设计。,4.2 布置类型,由于厂址、厂区占地形状和进、出水管方向等的不同，水厂工艺流程布置，可参照以下类型布置。 通常有三种基本类型：直线型，折角型，回转 型。见图：,4.2、布置类型,4.2、布置类型,(d),(e),4.2、布置类型,（1）直线型：最常见的布置方式，从进水到出水整个流程呈直线见图（a）、(b)、(c)，这种布置生产联络管线短，管理方便，有利于日后逐组扩建。 （2）折角型：当进出水管受地形条件限制，可将流程布置为折角型；折角型的转折点一般选在清水池或吸水井见图(d)。由于沉淀（澄清）池和滤池间工作联系较为密切，因此布置时，应尽可能靠近，成为一个组合体，以便于管理。,4.2、布置类型,采用折角型流程时，应注意日后水厂进一步扩建时的衔接。 （3）回转型：回转型流程布置见图(e)，适用于进出水管在一个方向的水厂（如在山沟里布置水厂）。回转型可以有多种方式，但布置时近远期结合较困难。 近年来，有些村镇水厂，将生产构筑物按流程连在一起进行布置，占地少，投资低，管理方便，可作为一个比选方案，因地制宜确定布置方式。,5、水厂的平面布置,当水厂的生产工艺流程、生产构筑物、附属建筑物确定以后，即可进行水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进行组合布置。 （1）平面布置的主要内容 1）各种构筑物和建筑物的平面定位。 2）各种管道、管道节点和阀门布置。 3）排水管、渠和检查井布置。 4）供电、控制、通讯线路布置。 5）围墙、道路和绿化布置。,5、水厂的平面布置,（2）平面布置要点 水厂的平面布置应符合下列要求。 1）按功能分区，生产区和生活区分开布置，分区集中，配置得当，主要指生产、辅助生产和生活各部分的布置应分区明确，而又不过度分散。 可将工作上有直接联系的辅助设施，尽量靠近，以便管理，一般水厂可分为： 生产区：生产区是水厂布置的核心，除按系统流程布置要求外，尚需对有关辅助生产构筑物进行合理安排。 加药间（包括投加混凝剂、助凝剂、粉末活性炭、碱剂以及加氯、加氨和相应的药剂仓库）应尽量靠近投加点，一般可设置在沉淀 池附近，形成相对完整的加药区。,5、水厂的平面布置,生活区，将办公楼、值班宿舍、食堂厨房、锅炉房等建筑物组合为一区。生活区尽可能放置在进门附近，便于外来人员的联系。而使生产系统少受外来干扰。 化验室可设在生产区、也可设在生活区的办公楼内。 维修区，将维修车间、仓库以及车库等，组合为一个区，这一区占用场地较大，堆放配件杂物较乱，最好与生产系统有所分隔，而独立为一个区块。,5、水厂的平面布置,2）布置紧凑，减少占地面积和连接管（渠的）的长度，便于操作管理。如配水泵房应尽量靠近清水池，各构筑物间应留出必要的施工间距和管渠（道）位置。 3）便于净水构筑物扩建时的衔接。净水构筑物一般可逐组扩建，但配水泵房、加药间，以及某些辅助设施，不宜分组过多，为此在布置平面时，应慎重考虑远期净水构筑物扩建后的整体性，留有适当的扩建余地。,5、水厂的平面布置,4）满足物料运输、施工和消防要求。日常交通、物料运输和消防通道是水厂道路设计的主要目的，也是水厂平面设计的主要组成。一般在主要构筑物的附近必须有道路到达，为了满足消防要求和避免施工的影响，某些建筑物之间必须有一定间距。 5）因地制宜和节约用地：水厂布置应避免点状分散，以致增加道路，多用土地。,5、水厂的平面布置,为了节约用地，水厂布置应根据地形，尽量注意构筑物或辅助建筑物采用组合或合并的方式，便 于操作联系。 6）建筑物的、布置应注意朝向和风向。加氯间、氯库和锅炉房应尽量设置在水厂主导风向的下风向，泵房和其他建筑物尽量布置成南北向。,6、生产管线设计,水厂的生产主要是水体的传送过程，因此水厂生产构筑物需要由各类管道、渠道沟通，以发挥各自的功能。因此在生产构筑物平面定位后，即需对厂区管道进行平面和高程的综合布置，计算管（渠）道的水头损失，以便进行水厂的竖向布置设计。,6.1生产管线,水厂工艺流程中的主要管线包括： 1、给水管线： （1）原水（浑水）管线：指进入沉淀（澄清）池之前的管线，一般为二根。接入方式应考虑远期的协调和检修时（主要是指原水管 的阀门检修）对生产运行的影响。原水管可以采用钢管、球墨铸铁管，由于阀门、配件、短管较多，故较少采用钢筋混凝土（预应力混凝土）管道。,6.1生产管线,（2）沉淀水管线：由沉淀池（澄清池）至滤池的沉淀水管线，有两种布置方式：一种为架空（管道或混凝土渠道），优点是水头损失小，渠道可作人行通道；一种是埋地式，可不影响池子间的通道。沉淀水管线的通过流量应考虑沉淀池超负荷运转的可能（如一部分沉淀池维修而加重其他沉淀池的荷载）。,6、生产管线设计,（3）清水管线：指滤池至清水池之间的管线，承压较小，大型水厂也可采用低压混凝土渠道，采用渠道时应注意地面雨、污水的渗入。当设有清水池两座以上时，清水池之间常设有联络管线，联络管线由于在池底联通，故埋入较深，阀门安装困难，为此有采用虹吸管在池顶上予以联通的。配水泵房应尽可能设置吸水井，以减少清水池与泵房之间 的联络管道。 （4）超越管线：超越管线在水厂内是一个重要环节。设计时应考虑到某一环节由于事故检修而停用时，不影响整个水厂运行。如超越沉淀池、滤池或超越清水池（特别是水厂只设一个清水池时）。见图。,6、生产管线设计,下图为超越管的接法：,6、生产管线设计,2、排水管线：水厂的排水系统有三个方面：一是厂内的地面雨水的排除（亦包括山区的防洪排除）；二是水厂内生产废水的排除，包括沉淀（澄清）池的污泥排除、滤池冲洗水的排除、投药间废渣的排除等；三是办公室、食堂、浴室、宿舍等生活污水的排除。 上述三个排水系统一般采用分别设置。沉淀池排泥和滤池反冲洗排水应根据当地环保部门要求做出合理安排和处置。 雨水系统的设计，采用当地的设计频率和降雨强度。当附近有城市雨水管道时，可接入城市雨水管。在丘陵地区设置水厂时，必须十分注意防洪沟的设计，通常沿山脚地形，围绕厂区设置截洪沟渠，引排山洪至水厂下游，一般情况下，防洪沟不宜穿越厂区，以免造成对水厂的威胁，防洪沟通常在水厂围墙外侧，通常采用石砌、砖砌、土坡明沟等形式。,6、生产管线设计,当厂区附近有城市污水管道时，生活污水可接入城市管道，否则应设小型处理装置，如三格化粪池、沼气净化池等，经处理后接入雨水管道。 3、加药管线：加矾、加氯以及加氨，加碱等管线，往往做成浅沟敷设，上做盖板，加药管线的管材一般采用塑料管，以防止腐蚀。臭氧用管线可采用不锈钢管或耐腐蚀的聚氟乙烯管。 4、自用水管线： （1）厂内自用水指水厂生活用水、消防用水、泵房、加药间等冲洗溶解用水，以及清洗水池用水，一般均单独自成管系，自配水泵房出水管接出。,6、生产管线设计,（2）消防系统应满足消防要求，在需要地点设置消火栓。厂用水管口径应满足消防要求。 6.2连接管道水头损失计算 连接管道的水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失二部分，沿程水头损失可参阅本手册输、配水部分相关公式计算，局部水头损失与管件形式有关，连接管道的局部阻力占较大比例，计算中必须加以重视。常用计算公式如下：,6、生产管线设计,各构筑物之间的连接管（渠）断面尺寸由流速决定，其值一般按表 选用。当地形有适当坡度可以利用时，可选用较大流速，以减小管道直径及相应配件和闸阀尺寸；当地形平坦时，为避免增加填、挖土方量和构筑物造价，宜采用较小流速。在选定管（渠）流速时，应适当留有水量的发展余地。连接管（渠）的水头损失（包括局部和沿程）应通过水力计算确定。,6、生产管线设计,表 连接管允许流速和水头损失,7、水厂竖向布置,水厂的竖向布置应根据厂区地形、地质条件，所采用的构筑形式、周围环境以及进水水位标高确定。 净水构筑物的高程受工艺流程控制，由于村镇水厂规模小，各构筑物间的水路应为重力流，为保证各构筑物之间水流为重力流，必须使前后构筑物之间的水面保持一定高差。并要满足各构筑物工作水头、构筑物水头损失以及连接管道水头损失的要求。附属建筑物可根据具体场地条件，按照平面布置要求进行布置，但应保持总体协调一致。,7、水厂竖向布置,7.1、注意事项 （1）应充分利用地形，当厂区地面有自然坡度时，竖向高程应按工艺流程从高到低布置，与地形坡向一致，力求挖、填方平衡。 （2）当地形比较平坦时，清水池的竖向位置要适度，防止埋深过大或露出地面过高。 （3）当采用普通快滤池时，其竖向位置应照顾到清水池的埋深。 （4）当采用无阀滤池时，应注意前置构筑物（絮凝池、沉淀池或澄清池）的底板是否会高于地面。,7、水厂竖向布置,（5）各构筑物之间连接管（渠）线简单、短捷，尽量减少交叉，并考虑施工与检修方便，设置必要的超越管和排空管，以保证必须供应的水量采取应急措施。 （6）沉淀池或澄清池排泥及滤池冲洗废水排除方便，力求重力排污。 （7）构筑物应设置必要的排空管与溢流管，以便某一构筑物停产检修时能及时泄空和安全生产。 （8）应注明各构筑物的绝对标高或相对标高。,7、水厂竖向布置,7.2 构筑物水头损失 净水构筑物的水头损失见表。,表 净水构筑物水头损失,7、水厂竖向布置,7.3 构筑物标高计算 标高计算顺序 （1）确定河流取水口的最低水位； （2）计算取水泵房（一级泵房）在最低水位和设计流量条件下的吸水管水头损失； （3）确定水泵轴心标高； （4）确定泵房底板标高； （5）计算出水管水头损失；,7、水厂竖向布置,（6）计算取水泵房至沉淀池或澄清池的水头损失； （7）确定沉淀池本身的水头损失； （8）计算沉淀池与滤池之间连接管水头损失； （9）确定滤池本身的水头损失； （10）计算滤池至清水池连接管的水头损失； （11）由清水池最低水位计算配水泵房（二级泵房）水泵轴心标高。,7、水厂竖向布置,表 构筑物水位标高计算,7、水厂竖向布置,图 某镇净水厂流程布置 1-一级泵房；2加药间；3-配水井；4-澄清池；5-快滤池；6-加氯间；7-清水池；8-泵房；9-变配电间；10-化验室；11办公室,8、道路与绿化,1、道路 （1）道路分类：水厂道路一般分为三类： 1）主厂道：主厂道宽度一般为46m。 2）车行道：水厂的车行道一般为单车道，宽度常为4m左右，车行道常布置成环状，以便车辆回程。 3）步行道：步行道的宽度一般采用1.01.5m。,8、道路与绿化,1、道路 （2）道路的断面和路面设计： 1）车行道一般采用： 沥青混凝土路面。 沥青表面处理路面。 混凝土路面。 2）步行道： 水泥路面。 绿地中的步行道可采用片石勾缝或混凝土预制板块。,8、道路与绿化,图 水厂车行道类型（单位：m） （a）-无人行道； (b)-单人行道；(c)、(d)-双侧人行道；,8、道路与绿化,表 各种道路的断面及路面结构,8、道路与绿化,（3）道路坡度：丘陵地带道路纵坡一般应在6%以下，最大不应超过8%，平坦地区纵坡一般为1%2%，最小可为0.4%，以便于雨水排除。 （4）回车道：在道路的尽端或车库前，应设回车道，几种类型的回车道及其相应的尺寸见图。,图 常用回车道形式（单位：m）,8、道路与绿化,2、绿化 绿化是水厂设计中的一个组成部分，它是美化水厂环境的重要手段。水厂绿化常由下列三个方面组成。 （1）绿地：是指块状地形的局部绿化面积。可由草地、绿篱、花坛和树木（乔木、灌木）配合组成。 （2）花坛：指有规则的局部绿地布置，主要特点是配置色彩鲜艳的花卉，形成图案达到装饰和美化的目的。 （3）绿带：利用道路与构筑物之间的带状地进行绿化布置，使绿带成为水厂绿化基本部分。,8、道路与绿化,（4）行道树：水厂主要道路两侧宜栽植主干挺直，树大阴郁的树木。 （5）绿篱：系利用树木密植代替篱笆、栏杆和围墙。主要起隔离围护和美化作用。 （6）建筑小品：水厂中常采用的建筑小品有花架、喷水池、休息亭廊以及砌叠的假山，作为局部的庭园布置。,9、水厂布置实例,图为供水能力1500m3/d地表水厂平面布置图。根据厂址地形特点，利用高程，水厂采用重力供水。厂内主体构筑物，穿孔旋流絮凝斜管沉淀池、重力无阀滤池、清水池呈直线型布置，加药消毒间布置在北侧，集中管理。水厂占地1270m2。,9、水厂布置实例,9、水厂布置实例,谢 谢 中国水科院水利所,