关于水厂建设中提高土地使用效率的几点对策(1)
毕业论文
2014/4/1
随着社会主义市场经济体制的建立和国家对土地有偿使用制度的确立，人们已逐渐意识到土地的使用价值。特别是近几年城市人口的增长、生活质量的提高和经济的快速发展都扩大了城市对土地的需求。因而，提高城市土地使用综合效率，已成为社会越来越关注的问题。
水厂是城市建设的基础设施之一。由于城市用水量的迅速增长，近年来许多城市急需新建或改扩建水厂。如何在新水厂或改扩建水厂工程设计中提高土地使用率是供水工程师应该认真思考的问题之一。笔者通过近几年的工作实践，认识到可以通过提高工艺设计的科技含量及采用先进设备等来寻找解决问题的途径。本文就这方面谈点认识并提出四个解决类似问题的对策。
1、以调流阀代替配水井，减少配水占地面积
为了保证净水构筑物的进水流量恒定、进水压力稳定，原水无论是取自地下水还是取自地表水，无论是通过重力流输送到净水厂还是通过水泵加压后输送到净水厂，都需要在进入净水构筑物前进行配水。多年来，常规的做法是在净水构筑物前设置配水溢流井。配水溢流井中因没有特殊设备，便于维护管理，也曾深受用户的欢迎。然而，其占地问题已成为水厂设计中的焦点。近年来调流阀的使用为配水方式的改进提供了新的途径，由于它具有投资少、占地面积小、对水头和水量调节方便、没有溢流水浪费等优点，愈来愈受到设计人员的重视。以笔者近年设计的广东省东莞市第三水厂三期工程为例，一期工程规模为25万m3/d；二期工程规模为35万m3/d；三期工程规模为50万m3/d.水源为东江水，采用取水泵提升后用输水管道输送到净水厂。由于水厂是在不同时期分期建设而成，自取水泵房到净水厂的输水管道分别为ＤＮ=1600、ＤＮ=1800和ＤＮ=2200，长度约2km，并联向一、二、三期工程输送原水。由于取水泵房有8台泵，7用1备，难以用7台泵搭配成三组分别送水25万m3/d，35万m3/d，50万m3/d至净水厂各期所建净水构筑物，因此在净水厂需按一、二、三期的规模重新分配流量。若按常规设配水溢流井，需投资200万元，配水溢流井占地面积约3.7亩。但由于东莞市用地十分紧张，无法设置配水溢流井，因此设计中引用了调流阀代替配水溢流井，即在三根输水管道末端分别加设调流阀，利用阀后流量计信号控制调流阀开度对一、二、三期净水构筑物进行配水。经计算一、二、三期调流阀前后最大压差小于10m，选择调流蝶阀完全满足设计要求。调流蝶阀设备仅需投资80万元，节约投资约100万元，减少占地面积约3亩。
同样在一些以水库水为水源，重力流输水到净配水厂的工程也采用了调流阀解决类似问题。如北京市第九水厂二期工程和遵义市北郊水厂改扩建工程，调流阀均成功地发挥了作用。
2、叠合净水构筑物，减少净水构筑物占地面积
按照传统的设计思路，各净水构筑物顺流程布置有三种基本形式：①直线型；②折角型；③回转型。这几种形式的共同特点是所有构筑物都在同一平面上，且首尾相接，显然占地面积较大。虽然这种布置构筑物的施工简单，对今后扩大再生产留有一定余地，在那些土地面积充足的地区仍不失为首选形式，但在一些寸土寸金的地方或对老水厂进行改扩建，没有足够的建筑面积可用的情况下，可采取将几个净水构筑物叠合起来，压缩平面面积而转向空间发展。设计叠合池不仅可节约用地，还充分利用水往低处流的自然规律，减少构筑物之间水头损失，而且便于集中管理。
以遵义市北郊水厂改扩建工程为例。遵义市北郊水厂改扩建工程规模为10万m3/d，如果采用净水构筑物顺流程首尾相接的布置形式，净水厂占地面积约65亩。而把清水池建在平流沉淀池下面，将混合井、网格絮凝池、平流沉淀池和清水池设计成一个叠合池，叠合池与滤池、配水泵房之间采用管道顺接，则减少占地面积约16亩。
东莞市第三水厂三期工程同样采用了净水构筑物叠合的方式，使规模为50万m3/d的净水构筑物网格絮凝池、平流沉淀池、V型滤池和清水池合建成一个集团式净水构筑物，占地面积仅43亩。具体方法是将滤池建在两个系列絮凝、沉淀池之间，清水池建在平流沉淀池下面。集团式净水构筑物平面尺寸为150m×135m.第三水厂叠合池设计参数如下：
（1）网格絮凝池、平流沉淀池叠合清水池。网格絮凝池、平流沉淀池分为2个系列，每系列又分为2组，每系列处理能力为25万m3/d，每组处理能力为12.5万m3/d，可独立运行。絮凝池和沉淀池前后布置，清水池和沉淀池上下布置，絮凝、沉淀和清水池组成一个叠合池。
每组絮凝池平面尺寸为20.4m×15m，分为4个单元，每单元分为三段共12格，单格平面尺寸为2.3m×2.3m.第一段过网流速0.27m/s；第二段过网流速0.20m/s；第三段不设网格板，空塔流速为0.073m/s.絮凝池总停留时间为12min.
每组平流沉淀池平面尺寸为20.4m×130.4m，有效水深3.2m，水平流速为24mm/s，停留时间1.5h.每组池池顶设一台虹吸式吸泥机将池底沉泥吸入排泥沟。
每系列沉淀池下面设1座清水池，因为该水厂配水泵房是均匀供水，所以清水池容量不需要太大，2座清水池总有效容积为2.09万m3，停留时间为1h.单座清水池平面尺寸为131m ×44.8m.通气孔设在池壁两侧。
水厂是城市建设的基础设施之一。由于城市用水量的迅速增长，近年来许多城市急需新建或改扩建水厂。如何在新水厂或改扩建水厂工程设计中提高土地使用率是供水工程师应该认真思考的问题之一。笔者通过近几年的工作实践，认识到可以通过提高工艺设计的科技含量及采用先进设备等来寻找解决问题的途径。本文就这方面谈点认识并提出四个解决类似问题的对策。
1、以调流阀代替配水井，减少配水占地面积
为了保证净水构筑物的进水流量恒定、进水压力稳定，原水无论是取自地下水还是取自地表水，无论是通过重力流输送到净水厂还是通过水泵加压后输送到净水厂，都需要在进入净水构筑物前进行配水。多年来，常规的做法是在净水构筑物前设置配水溢流井。配水溢流井中因没有特殊设备，便于维护管理，也曾深受用户的欢迎。然而，其占地问题已成为水厂设计中的焦点。近年来调流阀的使用为配水方式的改进提供了新的途径，由于它具有投资少、占地面积小、对水头和水量调节方便、没有溢流水浪费等优点，愈来愈受到设计人员的重视。以笔者近年设计的广东省东莞市第三水厂三期工程为例，一期工程规模为25万m3/d；二期工程规模为35万m3/d；三期工程规模为50万m3/d.水源为东江水，采用取水泵提升后用输水管道输送到净水厂。由于水厂是在不同时期分期建设而成，自取水泵房到净水厂的输水管道分别为ＤＮ=1600、ＤＮ=1800和ＤＮ=2200，长度约2km，并联向一、二、三期工程输送原水。由于取水泵房有8台泵，7用1备，难以用7台泵搭配成三组分别送水25万m3/d，35万m3/d，50万m3/d至净水厂各期所建净水构筑物，因此在净水厂需按一、二、三期的规模重新分配流量。若按常规设配水溢流井，需投资200万元，配水溢流井占地面积约3.7亩。但由于东莞市用地十分紧张，无法设置配水溢流井，因此设计中引用了调流阀代替配水溢流井，即在三根输水管道末端分别加设调流阀，利用阀后流量计信号控制调流阀开度对一、二、三期净水构筑物进行配水。经计算一、二、三期调流阀前后最大压差小于10m，选择调流蝶阀完全满足设计要求。调流蝶阀设备仅需投资80万元，节约投资约100万元，减少占地面积约3亩。
同样在一些以水库水为水源，重力流输水到净配水厂的工程也采用了调流阀解决类似问题。如北京市第九水厂二期工程和遵义市北郊水厂改扩建工程，调流阀均成功地发挥了作用。
2、叠合净水构筑物，减少净水构筑物占地面积
按照传统的设计思路，各净水构筑物顺流程布置有三种基本形式：①直线型；②折角型；③回转型。这几种形式的共同特点是所有构筑物都在同一平面上，且首尾相接，显然占地面积较大。虽然这种布置构筑物的施工简单，对今后扩大再生产留有一定余地，在那些土地面积充足的地区仍不失为首选形式，但在一些寸土寸金的地方或对老水厂进行改扩建，没有足够的建筑面积可用的情况下，可采取将几个净水构筑物叠合起来，压缩平面面积而转向空间发展。设计叠合池不仅可节约用地，还充分利用水往低处流的自然规律，减少构筑物之间水头损失，而且便于集中管理。
以遵义市北郊水厂改扩建工程为例。遵义市北郊水厂改扩建工程规模为10万m3/d，如果采用净水构筑物顺流程首尾相接的布置形式，净水厂占地面积约65亩。而把清水池建在平流沉淀池下面，将混合井、网格絮凝池、平流沉淀池和清水池设计成一个叠合池，叠合池与滤池、配水泵房之间采用管道顺接，则减少占地面积约16亩。
东莞市第三水厂三期工程同样采用了净水构筑物叠合的方式，使规模为50万m3/d的净水构筑物网格絮凝池、平流沉淀池、V型滤池和清水池合建成一个集团式净水构筑物，占地面积仅43亩。具体方法是将滤池建在两个系列絮凝、沉淀池之间，清水池建在平流沉淀池下面。集团式净水构筑物平面尺寸为150m×135m.第三水厂叠合池设计参数如下：
（1）网格絮凝池、平流沉淀池叠合清水池。网格絮凝池、平流沉淀池分为2个系列，每系列又分为2组，每系列处理能力为25万m3/d，每组处理能力为12.5万m3/d，可独立运行。絮凝池和沉淀池前后布置，清水池和沉淀池上下布置，絮凝、沉淀和清水池组成一个叠合池。
每组絮凝池平面尺寸为20.4m×15m，分为4个单元，每单元分为三段共12格，单格平面尺寸为2.3m×2.3m.第一段过网流速0.27m/s；第二段过网流速0.20m/s；第三段不设网格板，空塔流速为0.073m/s.絮凝池总停留时间为12min.
每组平流沉淀池平面尺寸为20.4m×130.4m，有效水深3.2m，水平流速为24mm/s，停留时间1.5h.每组池池顶设一台虹吸式吸泥机将池底沉泥吸入排泥沟。
每系列沉淀池下面设1座清水池，因为该水厂配水泵房是均匀供水，所以清水池容量不需要太大，2座清水池总有效容积为2.09万m3，停留时间为1h.单座清水池平面尺寸为131m ×44.8m.通气孔设在池壁两侧。
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