水系统范文10篇

水系统范文篇1

关键词：住宅；给排水节水节能；集中热水系统

随着我国城市化进程的不断加快，人们越来越重视环境问题，而住宅中往往会排除一些废气、废水，这些对我国的生态环境造成长久的破坏，为了有效改变这一现状，我国提倡在住宅集中热水系统中应用给排水节水节能技术，给排水系统的应用可以起到节水节能的作用，因此对住宅集中热水系统以及其给排水节水节能设计进行探讨具有重要的现实意义。

一、住宅集中热水系统给排水节水节能新技术应用必要性分析

首先，给排水节水节能新技术的应用符合我国社会发展的要求，对我国新时期的发展具有重要的意义，给排水系统的设计可以缓解我国水资源短缺的形势，提高水资源的利用率，将给排水节水节能技术应用到住宅集中热水系统中，可以提高人们节能、环保的理念。另外，随着我国经济的发展，我国现在高层建筑与超高层建筑的建设数量逐渐增多，人们用水量相较于以前也有了显著的提高，并且在给排水的运行过程中也会对水资源造成浪费，这种情况就给我国集中热水系统给排水系统的设计带来巨大的挑战，为了有效提高水资源的利用率，起到节水节能的作用，就需要对住宅集中热水系统给排水设计进行优化处理。

二、住宅集中热水系统循环管道的设计方式

（一）干管、立管循环方式该设置方式适用于一般的热水系统，使用起来存在较多的缺点，由于水无法在干管内进行循环，所以在热水的供应上，需要将管内中的冷水排净，这些冷水 的排放不仅会造成资源的浪费，也会给用户带来使用上的不断，并且冷水的的排放也是按照热水的收费标准进行收费，这种干管、立管的循环方式虽然会节省前期的投资的成本，但是却对我国水资源造成了浪费，不符合我国给排水节水节能的理念。

（二）干管、立管、支管的循环方式这种方式可以随时随地的为用户供应热水，且在使用时没有无效冷水的排放，不仅为客户提供了使用上的便利，同时也节约了我国的水资源，所以与第一种方法相比，这种循环方式的优点更加明显，但是在投资成本上相对较高，但是从长远的角度来看，在建造的过程中还是提倡使用这种循环方式，随着绿色建筑理念的不断深化，节水节能给排水设计在住宅中得到了广泛的关注，由于人们的用水需求逐渐提高，造成我国水资源紧缺、水费上涨的状况，这就在一定程度上增加了居民的节水节能意识，而干管、立管、支管的循环方式降低了水资源的浪费，符合我国绿色建筑的理念。

三、住宅集中热水系统中节能节水设计方面的建议

（一）充分利用新型的节能设备

在住宅中，要注意使用新型的节能设备，这样在住宅集中热水系统的供应上才会减少水资源的浪费，新型的节能设备包括很多方面，例如，在卫生间卫浴使用节水功能的器具、采用质量好的阀门和管材等。首先，建筑行业要建议用户在洗水池、淋浴等部位采取节水的水龙头，例如，瓷芯节水水龙头、充气水龙头，应用这种节水的水龙头可以起到很好的节水效果。并且用户在保证排水系统正常运行的基础上使用节水型坐便器，现阶段我国提倡用户使用6L水箱水流量小的坐便器。在住宅集中热水系统的设计中，难免会用到阀门和管材，如果阀门和管材达不到质量标准，随着时间的积累，管道就会出现腐蚀的现象，所以在安装过程中要使用质量高、抗腐蚀性的铝塑复合的阀门和管材。

（二）优化热水干管循环模式

热水干管循环是住宅集中热水系统给排水设计工作中的重要环节，热水干管的循环也会产生水资源的浪费，例如，热水干管在对冷水排放的过程中，就会损耗大量的水资源，这种损失对于居民来说可能很小，甚至可以忽略不计，但从总体上来看，水资源浪费的现象是较为严重的，为了有效改变这一现状，相关的工作人员要对热水干管循环中所存在的影响因素进行全方面的考虑，采取合适的手段对运行方式进行优化，降低涉水干管中的冷水排放量，进而保证热水干管循环的高效性和可靠性，有效的减少我国水资源浪费的现象。

（三）合理的设置给水分区

科学的设置给水分区可以合理的设定供水压力，进而以最少的能源，获取最大的供水效果，在设置给水分区时，应对所处区域进行分析和考察，保证分区的可靠性，然后在供水方式上采用余压供水，这就可以有效的节约水资源，进而使住宅集中热水系统的整体经济效益得到正常发挥。

四、经济分析

以岳阳临港新区锦绣新城项目为例，地处湖南省岳阳市，临炼油厂，有廉价的热蒸汽供给。根据市场调查，采用干管、立管和支管循环方式热水系统初期投资成本造价30元每平米建筑面积（取决于管材选用，控制系统、水泵、板式交换机选择等因素）。后期每产生一吨60°热水造价约30元（已计算蒸汽成本）。若不采用集中供热系统，用户电使用电热水器或者燃气热水器每产生一吨60°热水造价约50元（岳阳标准）。所以为了住宅给排水未来70年的节能、安全、方便运行维护等，前期投资完全是值得的。

五、结束语

综上所述，对住宅集中热水系统进行给排水节水节能的设计对我国社会发展至关重要，相关部门应该引起重视，首先在循环方式上，建议使用干管、立管、支管的循环方式，并且采用充分利用新型的节能设备、优化热水干管循环模式、合理的设置给水分等策略来对我国住宅集中热水系统进行优化，进而有效的减少我国水资源浪费的现象，进而为我国社会发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]谭庆,邓焕腾.居住建筑中应用空气源热泵热水系统的探讨与建议[J].建筑与装饰,2018(4):194-195,198.

[2]魏宏阳,张伦,张舒阳,等.江苏省典型居住建筑地源热泵集中生活热水系统实测研究[J].给水排水,2017(3):97-102.

水系统范文篇2

［关键词］高速公路；路基加宽；防排水

安徽省淮北平原面积为3.74万km2，占全省总面积的26.8%；耕地面积210万hm2，占全省耕地面积的50%。是安徽省重要的商品粮、棉、油生产基地。淮北地区地处南北气候过渡地带，属暖温带半湿润季风气候区，水土光热资源较为丰富，适宜多种农作物的生长。多年平均降水量为770~950mm，自北向南递增；降水的年际和年内分布不均，年际降水最大与最小比值达3~4，年内降水则主要集中在汛期，6—9月份的降雨量约占全年总雨量的60%~70%，且多以暴雨形式出现，易形成洪涝灾害。降水时空分布悬殊的特点是造成本地区旱涝灾害的主要原因之一。淮北地区属缓坡平原，存在洪、涝、渍、旱多种自然灾害。70多年来的治水历程，经历了1958年“河网化”的失败和1978年强调实现“井灌化”的挫折，也取得了二十世纪五六十年代提高防洪能力、八十年代“除涝配套”建设的显著成效。这些正反两方面的经验教训充分说明，淮北平原的水利综合治理有其自身的发展规律。防洪除涝是平原区治水的基础，是工农业生产和人民群众生命财产的安全保障。其治水的指导思想必须是洪、涝、渍、旱统一规划、综合治理。本文主要对淮北平原区农田排水系统的规划进行探讨。

一、农田对排水的要求

农田排水的任务是排除农田中过多的地面水和地下水，减少积水时间和深度，控制地下水位，为农作物生长创造良好环境。1.农田对排水的要求对于较大的降雨，要能及时排除由于暴雨产生的田面积水，减少淹水时间和淹水深度，以保证作物正常生长。实践证明，农作物淹水时间和淹水深度有一定的限度，超过了将会减产，甚至死亡。作物耐涝能力与作物类别、品种、生长阶段等因素有关，一般规律是水生作物强于旱作物、高杆作物强于低杆作物。多数农作物的耐淹水深5~15cm，耐淹时间1~3天。2.农田对防渍的要求作物忍受过多土壤水分的能力称为作物耐渍能力。它和作物的种类及生长阶段、土壤物理条件、气温等因素有关。各种作物的耐渍能力是不同的，一般来说，需水多的作物强于需水少的，浅根的作物强于深根的，同一作物生育前期强于后期。在工程措施中，一般用降低地下水位的办法达到改变土壤水分过多的目的。农作物防渍临界深度一般为0.5~1.5m。

二、排水标准

1.排水标准综述排水设计标准是指对一定重现期的暴雨，在一定的时间内排除涝水或将地下水位降低到适宜的深度，以保证作物的正常生长。排水标准包含三方面的要素：暴雨重现期、暴雨历时和排涝时间。（1）暴雨重现期农田排涝设计暴雨重现期，现状一般取5年，有条件的地区可取10年。（2）设计暴雨历时排涝设计标准中的暴雨历时，一般采用1、3、5及7天等时段。采用暴雨历时长短，视流域面积大小、地形及植被等条件而定。根据已有的研究成果和工程实践经验，设计暴雨历时拟定为1~3日是适宜的，流域面积小于50km2的取1日。（3）排涝时间排涝时间应根据保护对象的耐淹能力，即耐淹历时和水深确定，排涝时间不应超过保护对象的耐淹历时。根据安徽省农田排水试验研究成果和工程实践经验，农田设计排涝历时为旱作物1~3天，水稻3~5天。农田水利2.农田排水标准受经济条件的制约，淮北地区解放初期的治理标准是“消除小雨小灾，保麦争秋”，后来治理标准逐步提高到3~5年一遇。目前宜采用5年一遇标准，重点地区、农业示范园区可提高到7~10年一遇。防渍标准是将地下水位在一定时间内下降到耐渍深度，淮北地区按雨后3天将地下水位降到地面0.5m以下。排渍设计深度：旱田一般为1~1.5m，水稻田为0.4~0.6m。

三、设计水位

1.农田排水沟水位排涝水位是排水沟宣泄排涝流量时的水位，它是排水沟的最高水位。为了在出现设计暴雨时不使农田受淹，一般要求末级排水沟（小沟）排涝水位低于流域内的最低地面，以利于地面径流的汇入。排水沟的出口水位与下游沟河的水位相衔接，同时考虑排水沟适宜的水面比降。另外，平时为控制地下水位，需要排除多余的地下水，此时的水位是排水沟的最低水位，末级排水沟的最低水位一般为1.0~1.5m。2.抽排水位按照正常设计水位涝水无法自排时需考虑抽排。泵站的进水池水位即为抽排区排水沟自流汇水至此的水位，出水池的水位为承泄区的设计最高水位。

四、排水系统规划

农田排水系统主要由各级排水沟道和附属建筑物组成，用来完成农田的除涝、防渍、防治土壤盐碱化等各种排水任务。1.农田排水沟淮北平原各地域由于地理位置、地形条件、气象、土壤特性及水文地质条件等不同，其农田排水工程的规格标准和布置形式也不尽相同，但都强调以大沟作为基本单元进行除涝工程配套，把河道、湖泊作为容泄区。淮北地区河间平原面积较大，主要分布土壤有砂姜黑土、潮土。地形坡度比较平缓，农田地面多分布有浅碟型微地形洼地。经20世纪70—80年代除涝工程建设与配套，骨干排水工程已经奠定了良好的基础。农田排水工程规格标准：一般按照大中小3级排水沟设置，大沟控制面积10~50km2，中沟控制面积1~10km2，小沟控制面积0.1~1km2；大沟间距2.0~3.0km，中沟间距500~800m，小沟间距为150~250m。对于砂姜黑土地区可以取偏下限，对于低洼排水不畅地区或再增加一级排水农沟。2.田间排水暗管在土质比较黏重的易旱易涝地区，由于土壤的渗透系数低，控制地下水位要求的排水沟间距较小。此时末级排水沟如果采用明沟，则土方量大、占地多、桥涵多、不利于农业机械化生产，还存在坍塌、淤积、长草等问题。采用暗管排水可克服这些问题，但工程造价高、一次性投入大、施工技术要求高。随着经济社会发展和农业现代化的推进，暗管排水将会有广阔的前景。暗管排水系统一般由吸水管、集水管、检查井、集水井等部分组成。吸水管、集水管可代替田间农毛沟，吸水管的间距一般为15~30m，通过集水管、集水井把田间地下水排入小沟。3.建筑物（1）桥涵：淮北地区的桥梁密度现状还不能满足要求，现有桥涵中有相当一部分存在毁坏失修、孔径小、荷载低等问题；排水沟上路坝、阻水物依然存在。为了满足生产交通要求，保持沟通路畅，必须按要求、按标准配套桥涵。桥梁间距大致为：大沟桥1km，中沟桥500m，小沟桥200m。（2）闸坝：大沟兴建控制建筑物十分必要，可以起到拦蓄地表径流、防止外河洪水倒灌的作用。随着水资源的日趋紧张，地下水位的不断下降，大沟蓄水问题已经提到议事日程。而处于河流的中下游的地区，大沟直入行洪河道的多，大沟多有防洪要求。目前，大沟没有控制建筑物或者失去作用者还占到很大比例。按照蓄水或防洪的要求各大沟都需要兴建控制建筑物，其中防洪涵闸可兼顾蓄水作用；对于流域面积较大、沟长较长、坡度较陡的可以适当增加节制闸或拦水坝。对于老化失修的涵闸进行维修或改造，不可维修的拆除重建。对于少数中沟也适合修建控制建筑物。（3）排水泵站：当局部洼地不能顺利自排时必须建站抽排。泵站一般布置在抽排区排水沟的出口处，承泄区堤防靠农田的一侧。排涝站的规划要重点划定抽排区的范围，综合考虑或计算抽排面积、抽排模数、抽排流量、进出水池水位、泵站型式、机泵选型等。

五、除涝水文计算方法

安徽省淮北地区除涝水文计算，新中国成立后均以由设计暴雨通过产流、汇流推算的方法为主。由于观测资料的逐年增加，暴雨统计参数、降雨径流关系的变化，以及面上河沟开挖后汇流条件改变等原因，虽计算方法基本未变，但具体数据有几次变动。由于早期计算方法还不够成熟，其计算结果偏低，为改变淮北平原河沟排模计算办法不统一的现象，使除涝工程规划设计在水文方面能有比较一致的口径，1981年9月，安徽省水利水电勘测设计院制定了《安徽省淮北地区除涝水文计算办法》。本办法目前仍为淮北地区除涝水文计算的主要依据。1.自流排水模（1）流域面积在50~500km2时，采用下式计算：M=0.026RF-0.25式中：M为排水模，以m3/s/km2计；R为三天暴雨相应的净雨深，以mm计；F为流域面积，以km2计。（2）流域面积在50km2及以下时，按24h净雨24h平均排出计。M=αR/86.4式中：α为最大24h净雨占三天净雨总量的权重，其值约为84%。遇超标准情况，10年一遇排模打九折，20年一遇排模打八五折。50km2以下小面积抽排模，原则上按三天暴雨中后两天暴雨所产生的净雨，扣除水田滞蓄后在两天内平均排出计算。（3）遇到超标准情况，10年一遇排水模打九折，20年一遇打八五折。2.抽排模抽排模原则上按三天暴雨中后两天暴雨所产生的净雨扣除水田滞蓄后，在两天内平均排出计算，抽排面积在50km2以下时，抽排模采用下式计算：M抽=（R2天-V）/（2×86.4）=（旱地率×0.9R＋水田率（0.9P-2×5）-水田率×200）/172.8式中：M抽为抽排模，以m3/s/km2计；P为三天暴雨量，R为相应的净雨深，以mm计；系数0.9为后两天暴雨（净雨）占三天暴雨（净雨）的权重。

六、结语

水系统范文篇3

关键词：城乡供水；系统分析；存在的问题

一、金溪县概况

金溪县位于江西省东部，抚河中游，辖8个镇、5个乡，全县总面积1,358km2。全县地形东南高西北低，地貌主要有山地、丘陵和平原三种类型。金溪县大部分乡镇没有河流，是一个严重缺水的县，主要是靠水库蓄水，提供生产、生活用水；再加上各地工作进展不平衡，安全饮水问题比较突出。

二、供水系统现状

1．城区供水现状金溪县城现有两座自来水厂，总供水规模为4万m³/d，其中一水厂实际供水能力2.0万m³/d（设计3万m³/d），二水厂现状供水能力2.0万m³/d（远期4万m³/d）。结合县城周边双。塘镇及合市镇部分村庄、左坊镇及各村庄由县城管网延伸供水方案，至2025年县城区域需水量达2.4万m³/d，至2030年县城区域需水量3万m³/d。2．农村供水状况。金溪县境内的大部份乡镇分散式供水工程有供水设施的主要是采用分散式手压井抽地下水和山泉水供水，供水人口为0.43万人。浒湾镇：实际用水户数小于400户，水厂主体完成，PE管网正在敷设。水厂规模100t，旧管道建成7年，出水水质有沉淀物。陆坊镇：有4家工厂，分别为化工厂（药厂日用水量70~80t）、铜加工、有机玻璃、洗矿厂，均为工厂自主排放。对桥镇：水厂还未投入使用，水管已接通十个行政村石门乡：石门水厂距离水源地1.5km，附近军队一年用水量2万t，平均每天70t。左坊镇：生活用水主要为山泉直流，地下水可能被垃圾填埋场污染并殃及下游石门村和抚河。左坊水库内投料养鱼水质富营养化，不能作为水源为城区供水。陈坊积乡：饮用水主要为地下水，山泉水占比重较小。灌溉水源地为陈坊水库，水库内投料养鱼富营养化；商城河已被污染，上游大量工业废水排入（本乡工业污染源为造纸厂、花炮厂）。琉璃乡：此乡缺水严重，无河流经过取水为地下水。双塘镇：未建设自来水厂，根据现场调研双塘镇区域内有三个水库，均用于农业灌溉，水量水质都无法达到水厂要求无法作为水源提供净水厂。双塘镇途经的唯一河流为双陈河，由于双陈河上游水质污染严重，河流水质达不到饮用水规范要求，因此生活用水基本以浅层地下水为主。合市镇：供水主要为地下水，水库水质良好。黄通乡：全乡约11,000户籍人口，山区用水为山泉水，集镇饮水工程建设不理想，经常断水。河源乡：人口约为1.6万，全部使用山泉水，该乡山泉自流水质良好，除杨蒋等4村外均已覆盖自来水。

三、供水系统水质分析

根据各水厂出水及管网末梢水质分析结果，指标均满足国家相关规范要求，可以判断：①水厂的原水水质良好；②各水厂的处理工艺能有效净化水质；③水厂出水投加余氯量合理，能保持管网一定的余氯量；④管网对清水未造成明显的二次污染。

四、存在的问题

1．城区供水存在问题。（1）水质问题城区水厂的水质易受暴雨等天气条件的影响，一旦遭受暴雨，水厂的水质将变得十分浑浊。（2）配水管网问题配水管网管材参差不齐，严重地影响到了供水的安全性。目前城市的配水管网中，有许多是使用多年的灰口铸铁管、钢筋混泥土管等，管道老化漏失严重。（3）无收益水问题无收益水量较高，通过无收益水调查可知，金溪县无收益水情况较为严重，主要有：管网漏损、市政用水未计量、老式水表计量不准、非法接户用水、管网冲洗等。2．农村供水存在问题。（1）小型农饮工程质量较差1）金溪县目前的集中供水工程，大多建设于农村安全饮水工程的初期阶段，受设计思路局限，设计供水规模偏小，分布较为分散，工艺相对粗略；这导致了建设标准偏低、水质合格率偏低、供水保证率低、报废率高等问题。2）随着乡镇人口的增长和生产的发展，现有小型供水工程的供水能力不足，水资源调节能力低，导致供水纠纷时有发生；部分工程供水设施老化失修现象突出，工程建后管理薄弱，重建轻管，责任不明确，运行机制不完善等问题。（2）出水水质得不到保障目前规模在千吨万人以上的自来水厂，大部分设有水质化验室，保证了出厂水的水质达到国家标准，但仍存在少量集中供水规模较小的农饮工程中，虽然供水经过了处理，但是由于消毒设施不完善，且未配备化验室，容易出现水质污染物超标的情况。（3）运行管理能力不足1）2008年以前实施的工程项目中单项工程较多，单项工程投入资金少，工程建成后没有落实管理主体，水费收缴率极低，大多数工程现已基本瘫痪没有使用。2）2010~2015年全县实施的都是百吨千人和千吨万人的农村饮水工程项目。目前已建成的几个工程项目，其主管道和支管都已基本铺设到实施方案中要求的村委会或村小组，但由于农村老百姓用自来水的积极性不高，入户率偏低，月供水量小，收取的水费不足以支持水厂的运行费用，有的地方甚至连水费都收缴不上，导致工程运行管理难。3）目前，金溪县农村集中式供水规模20m³/t以上的工程中，部分工程由于管网老化，管网漏损率高。（4）农村自来水普及率低建设农村饮水安全工程就是要让农村居民饮用放心水，自来水入户是实现这一目标的最后一个环节，但目前对供水水质、供水保证率、供水服务、工程管理、饮用水安全等方面内容的宣传教育还远远不够，导致农村自来水普及率低。

五、结论与展望

1．结论。近年来，随着金溪县乡镇经济的快速发展和镇区规模的不断扩大，社会经济发展势头迅猛，镇区人口聚集迅速，除秀谷镇作为中心城区规模较大外，其他乡镇已经成为影响力较大的城镇，正向中心城镇发展。目前对金溪县而言，金溪县供水保障水平较低，尤其是农村饮水安全保障。存在的主要问题是：规模不大，保证用水率不高，设施简陋，入户率较低等。2．展望。以“十三五”规划的各项发展目标为基石，各个水源地必须加强饮用水水源保护，对备用水源水质不达标乡镇进一步完善管网延伸等配套措施，农村饮水仍有较大的改善空间。同时随着金溪县城乡供水一体化建设的进一步推进，规划2020年城区新建管网区域（隶属金溪县第二水厂供水范围）的路网及地块建设计划落实，将大大提高城区供水的质量。

参考文献

[1]《江西省农村饮水安全巩固提升工程“十三五”规划报告》（2016年）[S].

[2]《江西省农村饮水工程现状与需求调查报告》（2015年）[S].

[3]《金溪县城市总体规划》（2010～2030）[S].

[4]《金溪县农村饮水工程现状与需求调查报告》（2015年）[S].

[5]刘文朝.农村供（饮）水发展及关键技术的思考[J].中国水利，2009，（1）：24，39-41.

水系统范文篇4

关键词：矿井排水；自动控制；控制策略；正压给水

矿井排水系统是煤矿生产过程中十分重要的环节。传统的以继电器控制、用人工检测水仓水位及设备运行状况的方式已不能适应现代化的生产要求。近年来，关于自动化煤矿排水系统的研究已经取得很大进展。自动化程度较高的排水系统可实现自动监测井下水仓水位和涌水速率，并以此确定开启几台水泵进行排水；根据水泵运行效率、当前电价计费时段，确定开启哪台水泵同时记录这台水泵的运行时间。因为排水系统非线性、时变的特性，所以很难通过建立准确的数学模型达到控制要求。与传统控制不同，模糊控制不需要知道被控对象的数学模型就可以做出控制决策。目前，控制系统中二维模糊控制器的使用最为广泛。由于二维模糊控制在消除稳态误差方面存在一定限制，所以控制性能相对较差。相比于二维模糊控制，三维模糊控制增加了变量输入，细化了模糊控制规则，能够更好地反映系统的动态特性。本文使用三维模糊控制方法对矿井排水策略进行研究。

1矿井排水控制系统总体结构

（1）系统工作原理系统以西门子S7-1200PLC为核心控制器，结合液位、温度、流量、压力、真空度等传感器，对整体泵房内各种设备的参数如水位、水泵和管路进出口压力、电机转子转速等参数进行实时监测。PLC对采集的水位、涌水速度及各设备的运行参数进行运算处理，根据实际工况将控制指令传送至电动阀门和水泵开关，控制相应水泵的启停、排水管路切换。排水系统采用正压给水的方式进行排水，即在主排水泵前端串联1台等流量低扬程的潜水泵给主排水泵提供正向压力水，串联后水泵组的流量不变，总扬程提高。理论上，当泵的必须蚀余量远小于泵的有效汽蚀余量时，水泵不会发生汽蚀，所以泵组启动时先启动潜水泵，待水流稳定后，再启动主排水泵。这样，矿井水在进入主排水泵之前就具有了一定的压力，从汽蚀产生原理上改善了主泵的汽蚀，延长水泵的寿命。（2）系统硬件控制系统硬件选择是非常重要的，它不仅影响系统检测精度，还影响系统的运行状况。排水系统的硬件主要由矿用隔爆兼本安型PLC控制箱、矿用本安型温度、压力、液位、流量传感器、电动闸阀等设备构成。可编程控制器选择S7-1200，CPU模块选择1241C。控制系统能够同时采集开关量和模拟量信息，把采集到的数据通过以太网传输给监控上位机，同时按照监控中心输送来的控制命令，以开关量的形式控制水泵的运行工作。控制系统的结构如图1所示。

2三维模糊控制策略

（1）三维模糊变量排水控制策略是根据当前时段电价、水仓水位以及水位变化率来制定，选用三维模糊控制器，其输入变量分别为水仓水位e、水位变化率ec、当前时间t输出变量为水泵开启台数q。E是水仓水位e的模糊语言变量，其物理论域取[0,2]，模糊论域取值[-2,2]，划分为5个模糊子集verylow（很低）、low（较低）、medium（适中）、high（较高）、veryhigh（很高）。EC为水位偏差变化率ec的模糊语言变量，其基本域取值为[-0.5,0.5]，模糊论域和物理论域取相同值，划分为5个模糊子集：NB（下降很快）、NS（下降较快），ZE（水位稳定）、PS（上涨较快）、PB（上涨很快）。T为时间t的模糊语言变量，以1d为一个循环周期，物理论域取值为[0,24]，模糊论域取值[-2,2]根据煤矿用电各时段电价划分为5个模糊子集vale（低谷时期）、peak（高峰时期）、average1（平时段）、spike（尖峰时期）、average2（平时段）。Q为系统的输出水泵开启台数q的模糊语言变量，基本论域取值为[0，4]，模糊论域取值为[-1，1]划分5个模糊子集：NB（水泵全停）、NS（启动1台）ZE（启动2台）、PS（启动3台）、PB（水泵全开）。（2）选择隶属度函数MATLAB中设有三角形、正态型、高斯型、钟形、S形等11种隶属度函数。隶属度函数表征着物理论域U内任意一个的元素x属于模糊集合A的程度大小。选择的隶属度函数不同系统产生的控制特性也不尽相同。隶属度函数的斜率越大，模糊控制系统反应越灵敏；反之则系统的控制特性比较平缓，稳定性更好。在这里选择三角形隶属度函数，其斜率大小适中，既能够快速产生控制信号，又能保证系统的稳定性。在MATLAB的FISEditor（模糊推理编辑器）中分别建立水位E、水位变化率EC、时间T、水泵开启台数Q的隶属度函数，如图2所示。（3）模糊控制规则排水系统的模糊控制规则是依据煤矿工作人员积累的实际经验来编制的。在MATLAB的模糊规则编辑器中添加控制规则，共125条。以高水位、用电高峰期为例，编写如下5条控制规则：①if（水位高）and（水位下降很快）and（时间为高峰期）then（开启0台）②if（水位高）and（水位下降较快）and（时间为高峰期）then（开启1台）③if（水位高）and（水位稳定）and（时间为高峰期）then（开启2台）④if（水位高）and（水位上升较快）and（时间为高峰期）then（开启3台）⑤if（水位高）and（水位上升很快）and（时间为高峰期）then（开启4台）为了提高系统的响应速度和控制效果，同时减小系统运算量，控制规则不宜设计太多。为此把谷段和平段设计为相同的控制规则，高峰段和尖峰段设计为相同的控制规则，得到模糊控制规则表如表1所示。

3仿真实验

在MATLAB/Simulink中建立如图3所示的矿井排水系统仿真模型，将前面设计好的模糊控制器加载到MATLAB工作区，设置采样时间为200s进行仿真。得到如图4所示仿真结果。系统输入是幅值为1、频率为0.05Hz的方波信号，仿真主要观测方波信号输入系统前后的变化，进而了解系统的某些特性。方波上升沿和下降沿变化等同于水仓水位的变化。仿真结果表明，三维模糊控制系统的响应速度优于二维模糊控制系统，而且系统可以很好地跟随方波信号变化，则当水仓水位发生变化时，系统都能很好地适应。

4井下试验

将上述模糊控制器以及排水控制系统和控制策略应用于邯郸某煤矿进行井下试验，统计了24h内水仓水位的变化和水泵开启台数随时间的变化，如图5、图6所示。从测试结果可以看出，改进后水位变化曲线接近W形，比改进前更加稳定。从水泵开启台数曲线图可以看到，在用电高峰段没有水泵开启或开启1台水泵。相比之前由人工根据水仓水位确定水泵开启台数，使用新的控制策略确定水泵开启台数更为合理。在用电谷段开启水泵快速进行排水，在用电峰段充分利用水仓的储水能力，不开启水泵或开启1台水泵维持水位，待时间进入电价较低的时段后再进行排水。

5结语

本文使用S7-1200PLC取代传统的继电器控制，借助三维模糊控制方法，实现了对矿井下排水泵启停的智能化管理，同时，远程和就地的控制方式大大提高了系统的灵活性，能满足不同工况的需求。应用新的排水策略缓解了水泵启停频繁的问题，不仅能提高系统可靠性、延长设备使用寿命，而且能为煤矿企业带来一定的经济效益。

参考文献：

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［9］宋绍楼，姚净千．基于模糊控制的矿井排水控制系统优化研究［J］.控制工程，2017，24(10):2022-2026．

水系统范文篇5

【关键词】城市建设；给水排水系统；设计与规划；优化策略

1引言

随着我国城市建设的加速推进，城市化呈现出良好的发展态势，同时，作为城市建筑重要基础的城市给水排水系统也越来越受到重视。从当前城市给水排水系统设计与规划的整体情况来看，尽管与过去相比有了一定的进步，而且也呈现出良好的发展态势，但在具体的实施过程中，一些地方在进行城市给水排水系统设计与规划的过程中还存在一些不到位的方面，直接导致城市给水排水系统的综合功能无法发挥充分作用，制约了城市建设的可持续发展，甚至在一定程度上导致城市建设的综合功能、整体水平不高。这就需要在开展城市建设的过程中，将城市给水排水系统设计与规划纳入城市建设体系，坚持问题导向和系统思维，着眼于解决城市给水排水系统设计与规划存在的突出问题，采取更加科学、系统、有效的措施与方法，最大限度提升城市给水排水系统设计与规划的整体水平，进而为城市可持续发展奠定坚实基础。

2城市给水排水系统设计与规划存在的问题

2.1城市给水排水系统设计与规划缺乏科学性。从当前一些地方城市给水排水系统设计与规划的整体情况来看，存在的突出问题就是缺乏科学性，直接导致城市给水排水系统无法发挥积极作用，甚至在运行的过程中出现了很多问题。有的地方在开展城市给水排水系统设计与规划的过程中，不注重战略性设计，特别是存在站位不高、缺乏长远性的问题，整体设计缺乏50～100年规划，导致城市给水排水系统受到一定的制约，不利于未来科学和健康发展。有的地方不注重对城市给水排水系统进行立体化、全方位、综合性设计，如在排水系统设计与规划方面没有从防洪的角度入手进行设计，一旦遇到大雨极易出现内涝。深入分析城市给水排水系统设计与规划缺乏科学性的原因，最根本的就是一些地方缺乏长远考虑和战略思维，需要引起重视并认真加以改进。2.2城市给水排水系统设计与规划缺乏协调性。城市给水排水系统设计与规划存在的问题除了缺乏科学性之外，有些城市在进行规划设计的过程中缺乏协调性，特别是不注重将城市给水排水系统与整个城市建设进行同步设计与规划，直接导致城市给水排水系统设计与规划落后于城市建设与发展。例如，一些污水提升泵站的设计缺乏科学性和合理性，因而对污水管的埋深造成严重影响；再如，一些地方在进行城市给水排水系统设计与规划的过程中，不注重对整个城市规划进行深入的研究，而且在系统规划方面也不够到位，各个部门之间缺乏有效协调配合，进而使城市给水排水系统设计与规划的整体性不强，直接导致城市给水排水系统设计与规划无法满足城市未来发展的需要。2.3城市给水排水系统设计与规划缺乏系统性。对于城市给水排水系统设计与规划来说，还要更加重视系统性，但目前一些城市在这方面还没有给予重视，由于城市给水排水系统设计与规划缺乏系统性，直接导致其功能受到了较大的影响。部分城市在开展城市给水排水系统设计与规划的过程中，没有对道路建设、基础设施建设、城市住宅以及各类地上和地下设施进行综合考虑，直接导致城市给水排水系统设计与规划不具备互动性和融合性，这也为城市给水排水施工造成了一定的不良影响，甚至对后期维护十分不利。部分城市在开展城市给水排水系统设计与规划的过程中不注重进行深入的调查研究与分析论证，如没有将城市给水排水系统设计与规划纳入循环经济体系当中，在促进城市给水排水系统绿色、环保、节能发展等方面也缺乏有效性。

3城市给水排水系统设计与规划的优化对策

3.1提升城市给水排水系统设计与规划的科学性。对于开展城市给水排水系统设计与规划来说，一定要在强化科学性方面狠下功夫，只有这样，才能使城市给水排水系统在未来的运行过程中发挥积极作用。这就需要在开展城市给水排水系统设计与规划的过程中，进一步强化大局意识和服务意识，特别是要从更好地服务城市发展、生产生活等方面入手，切实提升对城市给水排水系统设计与规划的重视程度，如在具体的设计与规划过程中，根据城市发展、城市状况、城市定位、城市功能以及未来城市扩张入手进行综合设计，既要重视城市给水排水系统设计与规划的功能性，也要重视城市给水排水系统设计与规划的战略性，使其能够满足未来城市可持续发展的需要。强化城市给水排水系统设计与规划的科学性，还要切实加强相关调查研究与分析论证工作，使其能够与城市整体功能相契合。3.2提升城市给水排水系统设计与规划的协调性。在开展城市给水排水系统设计与规划的过程中，要把协调性建设上升到战略层面，努力使城市给水排水系统能够与城市相关方面有效协调。这需要进一步健全和完善城市给水排水系统设计与规划组织体系。在具体的实施过程中，除了要加强调查研究与分析论证之外，也要广泛征求方方面面的意见，并且与相关部门共同会商，促进城市给水排水系统设计与规划形成强大工作合力。提升城市给水排水系统设计与规划的协调性，要进一步强化城市给水排水系统的综合性和拓展性，并且要与城市其他基础设施、道路交通等进行综合考虑，只有这样，才能使城市给水排水系统设计与规划更具有协调性。要将信息技术广泛应用于城市给水排水系统设计与规划当中，提升城市给水排水系统的“智能化”建设水平，进而实现城市给水排水系统功能的多样化和效能化。3.3提升城市给水排水系统设计与规划的系统性。对于更有效发挥城市给水排水系统功能与作用来说，要在设计与规划的过程中进一步强化系统性建设，进而使其能够发挥积极作用。因而，在开展城市给水排水系统设计与规划过程中，一定要树立战略思维和长远思想，使城市给水排水系统能够满足未来城市发展的需要。在具体的实施过程中，应当落实“以人民为中心”的发展理念，不仅要使城市给水排水系统具有很强的实用性，而且也要具有很强的战略性。例如，在开展城市建设与规划的过程中，应当对城市给水排水系统设计与规划进行超前考虑，而且要根据城市未来发展实际，制定中长期发展规划，在不同时期采取不同的设计与规划方案，进而使城市给水排水系统设计与规划更加和完善、更加具有战略性。

4结语

综上所述，城市给水排水系统是城市建设与发展的重要基础，只有大力加强城市给水排水系统设计与规划工作，才能使其更有效地发挥作用，进而促进城市科学、健康、持续发展。从当前城市给水排水系统设计与规划的整体情况来看，尽管随着设计与规划模式的不断改革和创新，城市给水排水系统设计与规划已经朝着良性的方向发展，而且也呈现出良好的发展态势，但按照较高的标准和要求来看，一些地方在城市给水排水系统设计与规划方面仍然存在很多不足之处，直接导致给水排水系统的综合功能不强，甚至出现了很多矛盾问题。因此，在未来开展城市给水排水系统设计与规划的过程中，一定要着眼于提升整体质量和水平，重点在提升科学性、协调性、系统性等诸多方面做出努力，进而为城市给水排水系统发挥积极作用创造有利条件。

【参考文献】

【1】邱华勇.城市给水排水系统设计与规划研究[J].绿色环保建材,2019(08):60-61.

【2】尚建君,刘玉娟.城市规划中给水排水设计的重点和难点[J].科技创新与应用,2019(27):162.

水系统范文篇6

论文摘要：分析了传统给水排水工程规划存在的问题及其对目前我国城市水资源环境的影响，指出为了实现水资源环境的良性循环，应采取统一的、综合的和优化的给水排水规划。通过合理选择各类水资源及供水模式、优化配置给水排水工程设施，能够达到满足用水、减少污染、提高效益、降低费用的目的。

目前，我国城市水资源短缺和水环境恶化严重，除了自然因素以及人口增长，城市化、工业化进程加快，建设资金严重不足，一些中心城市规模过大等原因外，还存在着一个不容忽视的因素，即给水排水工程的规划观念落后于经济社会的发展，而且规划研究方法有待改进。

一、传统给水排水系统规划存在的问题

目前，给水排水系统规划已从早期的以单一费用指标为目标，对单一设施或者个别河段进行中、短期的被动单一工程开发对策，发展到了多部门参与的以“净效益”为代表的以单指标为目标，对区(流)域进行长期、中期、短期一体化的多工程开发对策，并取得了巨大的进步。然而给水排水这2个领域规划的某些观念和方法仍然存在不足之处。过去几十年的发展，形成了城市建设注重给水、偏废排水，忽略生态用水，对有限的水资源一味开采、利用，却缺乏有效保护的现状，造成水资源短缺和水环境质量的不断恶化。而且由于缺乏区域统筹规划，各城市仅关注本城市可获取的水量、水质及水系的上下游问题，结果常常出现城市之间污染转嫁、上游城市过度开发形成断流，从而导致整个流域或区域用水日趋紧张的局面。由此可见，违背自然规律，不仅造成自然界水资源的恶性循环，同时也使人类对于水的开发利用陷于困境。

二、树立区域(或流域)给水排水工程综合规划的观念

2．1提高对水资源的认知水平进人21世纪，我国的资源、环境问题中，水问题尤为突出。长期以来对水资源过度无序地开采，对水体循环任意的干扰和破坏，已造成很多地方在水量和水质两方面失去动态平衡，出现了水少与水浪费并存、水多与生态失衡并存、水脏与水管理不善并存的严峻局面，严重地制约了社会经济的发展。

为了实现社会可持续发展，必须呼吁全社会提高对水资源的认知水平，改变长期以来人们关于水取之不尽、用之不竭的观念。水作为人类及一切生物不可代替的生存要素，既应有足够的数量，也要有可用的质量，有“量”无“质”，或有“质”无“量”，都将制约人类社会的可持续发展；改变城市建设偏废排水，城市规划中给水，排水各行其是、互不约束的现象，将给水排水视为水体循环系统中的一个子系统，是相互依存、相互制约的2个过程。一个城市给水排水工程的规划、建设，应充分体现出给水排水内在的统一性，通过协调开采与补给，破坏与恢复之间的动态平衡，确保水体始终处于良性循环，长久地供给人类利用。

2．2树立区域、流域观念。形成区域、流域给水排水工程建设的整体协调发展纵观世界各国发展历程，当工业化和社会城市化急剧发展，使原有的经济结构、社会结构和生活环境迅速改变，工业、人口、资源等各类矛盾日益尖锐时，各国便纷纷步人了区域经济发展阶段，进行工业结构的调整和合理布局，规划、开发新区，控制疏散大城市人口以及自然资源的开发与环境保护等，在此期间，区域规划被广泛地推行采用，成为实现区域经济发展的重要前提。区域规划中有一项很重要的专业规划即水资源综合利用规划，其主要内容之一就是给水排水工程规划。

区域性的给水排水工程规划，应根据区域水资源时空分布特点或河流水体上、下游的水文水利关系，进行水资源开发和水污染控制，在区域范围内通过水资源的合理调配，平衡供需矛盾，通过协调污水处理程度、排污口及水体自净容量之间的关系，维系河流水资源的供给能力，保证下游城市的生存和发展，维护区(流)域生态平衡。除此之外，区域给水排水规划还应根据区域内水资源可供量及分布特点、水环境承载力，对区域内各城市用地布局、产业结构、发展需求进行分析评价，限制大耗水工业与重污染工艺的发展，提倡建设节水工业和采用清洁工艺，从而促进区域经济一水资源一环境的共同协调发展。2．3保障区(流)域生态环境需水。提倡水资源综合利用忽视水资源与生态环境系统之间的关系是20世纪水资源管理的失误，直接导致了生态环境的恶化，引发出河道断流、地下水位下降、森林退化和生物多样性减少等诸多问题。要解决这些问题，必须重新审视水资源管理策略，强调水资源、生态系统和人类社会的相互协调，重视生态环境和水资源的内在关系，遵循“必须首先满足基本生态需水”的原则，对供水、用水、节水、排水、污水处理及其回用等的统一管理方式进行重点改革。此外，还需充分考虑水资源的合理永续利用。提倡一水多用，提高生活用水的重复使用率，工矿企业实行循环用水、分质用水、回收利用污水，将以往对水污染的消极治理变为积极预防，这样才能促进水环境质量向着有利于人类当今和长远利益的方向发展。

三、以系统分析方法进行给水排水工程规划

系统分析方法是解决社会用水供需矛盾以及水体环境恶化与恢复的平衡矛盾的比较科学的、有效的方法之一。其主要特点是研究问题时重点把握问题的整体性、相关性以及对周围环境的适应性。区域性给水排水工程规划不仅涉及的问题庞大而复杂，而且工程耗资大、周期长，常常需要对众多可行方案的优劣进行评价和判断。在区域或流域范围内，采用系统分析方法对规划方案进行深层次论证，可以保证各类水资源的合理利用以及各类给水排水设施的合理布局，为日后区域给水排水设施的统一调度、优化运行奠定良好的基础。

采用系统分析方法建立的给水排水综合规划优化的概念模型如下：目标为水资源量使用最少、水处理设施费用最少、COD排放量最少，约束条件为水资源可供给量约束、用水与排水系统内水量平衡约束、再生水利用约束、环境最大承载力约束。公务员之家

式中：为生活用水；W，为生产用水；W为生态用水；W为排水量；W为再生水量；W为水资源可利用总量；为污水排放系数；为再生水利用系数；or为再生水占水资源总量的比例；MaxCOD为环境COD最大允许排放量。

该模型将给水、排水系统作为一个整体，考虑了生态、生产、生活3方面的水资源用量，并且对污水排放、污水再生回用等方面进行了综合考虑，研究了其统一规划、协调发展与综合利用等有关问题，从而提高了给水排水工程投资的社会、经济和环境效益，满足了城市可持续发展的水资源环境良性循环要求。

水系统范文篇7

关键词：排水系统；路面排水；绿化带排水

0引言

近年来城市内涝频频发生，城市内涝对交通安全、城市卫生、城市生态系统造成极大的影响和破坏，同时会造成严重的经济损失。而城市内涝形成的最主要原因之一即城市排水系统的不合理。市政排水系统的整体设计质量，直接影响了人们生活质量。因此，在排水系统的设计过程中，设计人员需要使用科学方法优化设计，降低不合理设计带来的风险几率。

1市政雨水排水系统的改进需求

1.1路基排水需求

市政道路的运行质量，以路面性能为集中体现。车辆行驶的平稳性与顺畅性，取决于路面整体施工效果[1]。路基作为路面的基础结构，需要控制含水比例，以干燥坚固的状态给予路面支撑，使路面能够承载车辆重量，减少路面形变问题，保持市政道路结构的稳定性。路基保护工作，是维护市政道路性能的关键措施。地下水的冲击，成为降低路基强度的主要因素，引起路基结构发生变化，形成路基病害等问题。因此，在公路修建期间，加强路基排水设计，维护市政道路性能，较为关键。

1.2路面排水需求

路面形成的积水，如果积存时间较长，未给予有效排水处理，将会渗入路面缝隙、松散土层结构中，对道路结构形成影响，同时会对交通安全产生极大的影响。因此，相关单位有必要采取积极措施，有效排除路面积水。在路面排水时，可采取中心向两侧的排水方式，减少积水滞留，维护路面材料的整体性能。在层间连接位置，如果长时间处于水浸泡状态，在车辆持续通行的荷载作用下，积存的自由水，会转化成动水压力，冲击路基结构，引起沥青剥落，形成路面裂缝、结构松散等问题。

1.3绿化带排水需求

国内目前在规划排水系统时，侧重于人行、车行等道路排水设计，对于绿化带的排水工程并未给予较高重视。绿化带的设计，一般位于人行与车行两条道路之间，直接影响着排水系统的整体运行质量。在环保战略中，城区绿化带的建设规格有所增加，围绕绿化带进行相应的排水系统规划，逐渐凸显出重要性。绿化带的设计，不仅能够改善城市环境，还是天然的蓄水调节系统。对于绿化带进行排水规划时，需要关注排水规划的差异性。

2市政雨水排水系统的设计方案

2.1路基排水设计

路基作为道路的支撑结构，需要加强排水处理。路基排水项目的设计思路为：设计人员需要掌握各类路基排水设施的功能，在合适位置使用恰当的排水设施；结合区域水文、地质多种因素，合理规划排水路线，加强区域环境勘测，回收相关资料；在实践安装排水设施时，给予清晰标注，确保安装顺利；对于关键的交通枢纽区域，合理设计排水系统，密切关注周边建筑工程状况，减少系统施工形成的负面影响[2]。盲沟排水设计方法：盲沟排水设计，主要排送地下水，合理控制地下水位。盲沟排水设计方法，可用于市政绿化区，确保绿植生长有序，减少雨水堆积，完善市政输水网管体系。①排水材料。盲沟设计时，使用热可塑材料，在改性、热熔等作用下，获得塑料丝条，经过成形溶解，形成立体塑料网状芯体。②塑料盲沟的设计要点：立体网状的空隙占比介于80%与95%之间；具有较强的抗压性，在外界作用250kPa条件时，网状结构压缩比例不超过10%；具有较高的耐用性，材料柔韧性较强。③设计方法。在长与宽均为30厘米的盲沟中，铺设直径为50毫米的塑料盲沟。铺设完成时，在盲沟表层添加反滤布，在盲沟侧面、底面设计隔水装置。阻水装置的设计方法为：以带膜土工布为主要隔水应用，盲沟底部添加厚度为2厘米的砂浆，确保阻水效果。盲沟长度间隔[20，50]米位置，添加一个直径为80毫米的波纹管，有效排出雨水。④盲沟设计的质控标准，如表1所示。在路基设计时有效使用盲沟，确保雨水网管设计的有效性，减少雨水堆积，提升雨水排出速度。某项目在盲沟设计调整后，排水速度可节省1h，项目盲沟设计如图1所示。

2.2路面排水设计

2.2.1行车道排水设计

现阶段城区道路数量逐渐增加，在路面积水干扰下，降低了市政道路整体性能。因此，市政单位在修建排水系统时，需要关注路面积水形成的冲击问题，加强受损项目修复，恢复路面通行性能。现阶段，用于行车道排水规划的设计方法有两种：其一，单坡排水方式，适用于车流量不大、降水量不高的道路，以非机动道路为主要规划方向；其二，双坡排水方式，主要用于市政道路，此类道路较宽，对于排水能力具有较大要求，确保路面排水顺畅。在排水系统规划时，加强单坡与双坡的结合使用，缩短施工时间，控制工程施工量，提升排水有效性。与此同时，在车行道两侧设计雨水口，能够提升排水速度。采取固定距离间隔设计排水口的设计方法，将雨水引进周边湖泊，增强路面排水效果。

2.2.2人行道排水设计

对于人行道的排水，同样是路面排水的侧重项目。人行道设计的主要功能是便于人们行走。如果人行道中含有较大量积水，对于人们出行带来了一定安全隐患，加之在积水浸泡作用下，可能会对人行道使用性能形成影响，致使人行道表层平整性不足，降低路面美观性。因此，在人行道进行排水规划时，可合理利用车行道旁侧的排水口、雨水口设计，提升积水排出效果。一般情况下，在人行道规划时，在车行道旁侧设计矮墙，对积水形成阻挡，使积水流向排水装置，达成排水目标。

2.2.3路面结构排水设计

为保障路面排水效果，在修建道路时，在基层与面层的间隔位置，使用乳化沥青，进行密封处理[3]。当积水渗入路面时，密封层的沥青，能够对积水形成阻挡作用，确保路基与水隔绝。部分区域的降水量较大，在市政道路规划时，设计人员可采取多层设计方法。

2.3绿化带排水设计结合

海绵城市的规划设计思路，合理利用绿化带的天然蓄水调节能力，对市政雨水排水系统的设计起到辅助作用。在绿化分隔区使用透水性不强的黏土，形成防水屏障，减少积水渗入路基。

2.4市政排水系统的其他改进策略

2.4.1提高管线平面设计的合理性

在系统平面布置时，确保定线准确性，能够提升工程造价的控制效果。结合地势、地形特征，控制管线的直线布设，尽量避免拐弯设计。在重力作用下，使污水直排至污水处理厂。

2.4.2排水系统雨污分流的新建与改造

雨污分流是完善城市基础建设、解决城市防洪内涝、消除黑臭水体的治本之策。随着城市化进程的发展以及人民生活水平的提高，部分城市现有的雨污水管网设施已经无法满足需求，原排水系统老化、管道堵塞、汛期排水不畅、雨水倒灌等现象层出不穷。为避免污水对河道、下水道造成污染，便于雨水的收集利用和集中管理排放，雨污分流的规划设计应得到重视。①在设计时雨水管线直径不大于1500毫米时，使用中空壁缠绕形式，管道刚度增加至10kN/m。如果管径大小超过1500毫米，使用二级承插式管，材料以钢筋混凝土为主。在施工期间，管道采购时，应标注管顶覆土厚度。在排水管道施工期间，采取粘接方式，连接UPVC排水管线。②雨水分流管线的改造方式：让部分雨水流至新设的雨水管线，采取就近连接管线方式，使原有合流管线进行雨污分离，在分离位置添加污水处理管，管长高于天面至少0.6米。③雨水口处理方法。市政雨水口在实际施工时，可使用平箅式设计方法。在雨污分离时，对原有管线进行改动，需要重新设计雨水口侧面样式，使用球墨铸铁箅圈进行施工，使雨水口深度不超过1米。雨水口管线直径大小均设计为DN200，坡度设计为0.01，使用胶圈确保连接质量。管道基层添加厚度为150毫米的砂垫。④管道交叉处理。由于污水管线添加时，极易发生管线交叉问题。在处理管线交叉问题时，在下管槽位置，添加30%的砂砾石，采取分层夯实方式，压实强度不小于95%。或者在前期添加污水管线时，使用BIM技术进行碰撞验证与管线走向优化，回避交叉问题。

2.4.3复合管材使用管材性能

对于系统排水质量具有一定影响。现阶段，排水管道类型主要包括钢管、复合管等。各类管材属性具有差异性，应对各类排水工程，需要合理选用管材。在系统设计时，设计人员需要参照管道的承载性能、排水区的土壤属性等因素，综合选定管材，确保排水效果。多数情况下，可使用复合管，借助其材料的复合型优势，积极应对各类环境带来的影响，确保管材性能稳定，高效排水。例如，双平壁钢塑管材，是一种新型复合排水管材，以聚乙烯为主要管道材料，加工时以“T”型为主，可采取缠绕、熔接等处理，形成管道。在钢带表面增设PE，制作成新型钢塑复合管材。管材使用优势：①材料清洁性强。钢塑复合管材具有较强的卫生性能，减少雨水二次污染问题。②较强的输水能力。钢塑复合管材具有较高速的输水能力，相比一般水泥管输水速度高出30%。③管材寿命长。使用周期为[50，100]年，远高于水泥管的应用时限。④环保性较强。钢塑复合管材在生产、排水、回收各环节中，不会产生污染成分，具有材料生态性。⑤施工便捷。钢塑复合管材在排水管道施工时，可采取承插连接方式，确保管材的安装质量，减少施工用时。⑥管壁拉伸性能优异。钢塑复合管材的真实拉伸性能，等同于材料性能检测结果的二倍。在环境较为恶劣的条件下，此种复合管材能够有效应对地层沉降问题。因此，在施工时，可采取非开挖施工方式。在市政雨水网管中，有效使用钢塑复合管材，能够降低施工成本，确保输水效果。

2.4.4智能技术融合

智能设备可有效采集各区域的降水、排水情况，便于市政排水人员及时给予排水调整策略，提升排水管理的智能性。比如，使用BIM技术，运行碰撞检查模块，虚拟建模分析管道设计效果，给出燃气、电力各类管道存在的设计冲突，进行管道合理设计，进行设计方案的综合对比，确保方案设计质量。

3排水管网优化设计实例分析

3.1工程概述

A工业园项目内含有2.2km长的排水管路，设计排水区域每公顷每秒流量为1.2L。水力计算的限制规则如下。①充满度（H/D）小于等于管径设计最高值。当管径大小为200至300mm时，水力充满度取值为0.55。当管径取值为350至450mm时，水力充满度取值为0.65。②街道位置使用的排水管道最小值取300mm，排水坡度最小值为0.003。街区、生产区范围的排水管径最小值设计为200mm，排水坡度最小值为0.004。③管道材质为非金属时，排水流速最高值为5m/s，金属材质的排水管线流速最高值为10m/s。④设计流量升高时，流速同步提升。如果设计流量值具有固定性，流速会发生递减。坡度比例较高的管道，对接于坡度较小的管道时，位于下游区的管段排水速度不小于1.2m/s。⑤生活排污管线、工业废污管线未获得保温防护时，管底设计位置等同于冰冻线加0.15m。行车路段处铺设的排水管线，管线顶部添加的覆土层需大于0.7m。⑥排水管线相邻位置会使用管顶平接形式，保证下游管线各处高度小于上游管线的各点高度。

3.2待优化的排水管线参数

A工业园各处需优化的排水管线参数为：排水流量为125.91L/s，排水流速为1.46m/s，管径取值为300-500mm，充满度介于0.22至0.96之间，排水坡度取值为0.28至1.37。结合图2的管径与流速关系，对管线进行优化设计，选择适宜管径的最小值进行优化设计，获取管径取值的优化结果为400mm。

3.3工程效益分析

为了解市场排水管网设计优化效果，案例工程于施工完成后，对具体施工效果进行了观察，并评估了施工效益。①直接投资：设计优化前，工程直接投资38.14万元，设计优化后，直接投资减少到了26.30万元，共减少了2.16万元。表明，设计优化可有效降低工程的直接投资，经济效益良好。②管材费用：图3管材的费用为市政排水管网施工的主要成本来源，通过对设计优化前后此项费用的对比发现，优化前，工程管材费用为20.17万元，设计优化后，此费用降低到了17.10万元，共降低了3.07万元。可见，设计优化对管材费用的降低同样具有积极意义。

4结论

综上所述，城市路面雨水排水不畅，会增加城市排水设施的运行压力。如果长时间未给予有效处理，积水对于道路、路表土壤会形成一定负面影响，缩短道路的可用时间，造成城市安全、经济等多方面的损失。因此，在市政雨水排水系统的设计过程中，需要高度关注排水系统的整体设计，落实雨污分流的设计原则，结合海绵城市的规划理念，合理运用新材料、新技术，通过对市政排水系统的优化设计，科学利用水资源，提升城市环境质量。

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[2]卢洁.市政排水管网规划和优化设计[J].居舍，2021（19）：87-88.

水系统范文篇8

随着普通随插铸铁排水管的淘汰，排水管道普遍使用塑料管道，特别是±0.00以上部分，但是普通UPVC管道的排水噪音要比铸铁管高约10dB，若排水立管靠近卧室加上现浇楼板的隔音效果较差，住户明显感觉到排水管道的噪音，降低了生活质量，所以在进行建筑给排水设计时，卫生间的排水立管要尽量考虑远离卧室和客厅，管材考虑新型降噪产品。建议管道材料为芯层发泡UPVC和UPVC螺旋管。

2吸气阀的应用

我们在施工中，经常会遇到排水透气管无法直接穿越顶板伸出屋面的情况，或透气管上部屋面为上人屋面，而不能透气立管直接设置在屋面上，我们知道，若排水管道不设透气管，则容易降低排水流量，并使排水管道内形成负压，破坏水封，若在立管顶部设置吸气阀即可解决，该阀负压时开启吸气，正压时关闭，臭气无法逸进室内，该阀还有如下作用：替代室外通气帽，建设屋面干净美观；替代环形通气管及通气立管，节约空间；作为排水检查口，便于疏通管道。

3同层排水应用

在日常施工和维修中，经常会遇到由于管材质量或施工不当，造成排水支管漏水，或在进行排水支管施工时，破坏了卫生间的防水层，排水支管穿过卫生间楼板处，因为处理不当造成卫生间漏水等现象，这除了我们具体施工人员在施工过程中注意提高工程质量，改变排水支管的布置方式，也是解决卫生间漏水的重要方法。常规的卫生间排水支管都布置在卫生间楼板下，当该部分排水支管或卫生间楼板发生漏水现象时，通常会给下层住户造成一定的影响，现在有一种叫同层排水的布管方式，可以从根本上解决上述问题。此布管方式的具体做法是：提高卫生间的地面高度（实际高度随选用的排水管材料及实际的布管方式而定），例如：当使用HDPE管时即高密度聚乙烯管，所需高度为100-150mm，按施工图的设计将管道设在楼板内，在隐蔽前，对该部分排水支管进行灌水试验，并报监理验收，然后，填充砂浆覆盖管道即可。

注意：管道应设在防水层上，在施工时应尽量注意保护防水层。在土建填充砂浆时，必须有专人在现场看护，防止土建施工人员在捣实砂浆时，将排水支管移位或损坏。如某工程，在卫生间排水支管设计方面，全面采用了同层排水方案，并设计选用了强度高、严密性和耐腐蚀性较好、低噪音的HDPE管。在施工中，我们发现，要实现同层排水的设计理念，在选择排水支管材质和卫生洁具型式方面有很强的强制性。在选择过程中，发现能满足同层排水布置方式的管材确实不多。例如，最理想的芯层发泡UPVC管，虽然管材本身的强度及耐腐蚀性能满足埋于地里而不轻易损坏，但其管道粘接连接口却不能让人放心，除非将卫生间地面架空，其地面为活动地板，将UPVC管置于其内，这样势必增加建筑装修成本，而且卫生间面积不大，维修空间狭小，其实用性不大，最后还是选了HDPE管。由于HDPE管的连接方式为热溶，因此，该管道无需维修。或使用同层排水布管方式较经济实用，但有如下问题，在设计及施工中需要注意：尽可能将坐便器排水口靠近排水立管井安装，这样就避免了卫生间地坪内埋设大口径排水管的可能性，降低了卫生间地面厚度，而且一旦该部分管道发生堵塞现象，也便于疏通；其余排水支管应尽量靠墙角布置，这样就避免了将整个卫生间地面抬高，而只在墙角部分将管道覆盖即可；面盆排水存水弯尽量采用P型存水弯，从而使该部分排水支管有可能设于卫生间墙内，这样不仅保证了排水支管的坡度，也减少了管道在卫生间的地面占用面积。

4W型元承口机制柔性排水铸铁管的施工方法和注意事项

4.1材料简介

W型无承口机制柔性排水铸铁管是在STL型基础上发展起来的新型管材，工艺上有很大创新。

W型无承口直管及管件摒弃传统的立模或横模浇筑而采用高速离心铸造技术，其组织致密、管壁薄、外观光滑、无沙眼和夹渣，抗拉与抗压强度高。直管长度为3m，大大减少了中间接头数量并可按照需要截取任意长度，节省管材，降低消耗及成本。W型无承口管箍采用带肋不锈钢卡箍，内衬橡胶圈柔性连接，抗震性能较好，允许在一定范围内摆且不会渗漏。

4.2施工方法

4.2.1下料：用无锯齿来切割管材，要保证管口平直。

4.2.2连接：松开不锈钢卡箍，取出内衬橡胶圈，将橡胶圈和不锈钢卡箍套入管口一侧，待管口对齐后，将橡胶圈置于接口上，锁紧不锈钢卡箍紧固螺丝即完成管道连接。

4.2.3支架设置

在直管段上就管材强度而言，每3m设置个支架，也是可以的。但由于W型无承口机制柔性排水铸铁管接口属柔性接口，当支架置于直管段中段时，理论上找到管道重心点也可将管道保持平衡，实际工作中，此点较难找，因此，常常无法使管道接口保证平滑，影响了管道坡度，在实际施工中，我们采取了每隔1.5m设置一个支架的方法来进行支架布置，结果证明，此间距较好解决了管道外观和管道坡度问题，在其它管段上，我们仍然比照承插铸铁排水管的支架设置要求，每个接口处设置一个支架。

在进行承插铸铁排水管和UPVC排水管施工时，我们通常选择圆钢做吊架材料。这样，不仅节约了钢材，方便了施工，同时也降低了建筑物的承重，在进行W型无承口机制柔性铸铁管施工时，一开始在选择支架型材时，我们也考虑了圆钢做吊架，并且完成了不少管道的安装，在直管段施工中，若支架吊点成直线，安装好的管道其水平度尚可控制在允许范围内，而在进行卫生间排水支管施工时，由于该部位零件较多，接口较多，若继续用圆钢做吊架，则管道外形很难看，水平度无法控制，发现问题后，及时采用了角钢做吊架。实践证明，若下料准确，用角钢做W型无承口机制铸铁排水管支管的支架用料，能较好地保证管道成形整齐，使其达到施工验收标准。

4.2.4灌水试验和通水试验

比照承插铸铁排水管和UPVC排水管，W型无承口机制铸铁排水管的灌水试验，相对要容易做，选择好灌水范围，在其管道下方拆除一段管道，装好用钢管制的堵头，即可进行范围的灌水试验，或用气堵也可。

在进行通水试验时，若发现管道有堵塞现象，确定堵塞部位后，拆除管道不锈钢卡箍，即可进行管道清理工作。

4.3注意事项

水系统范文篇9

1工程概况

华夏新中源商务公寓位于佛山市南海区，东侧为已有新中源大酒店，北侧为7米道路，西侧为9米规划路，南侧为会展四环路。现正在施工进程中，预计将于2011年建成。建筑总面积约62000m．地上建筑共3O层，地下车库共2层。地下二层有人防工程。地上首层为商铺、大堂等，二层有超市，三层为活动用房及泳池，四层及以上为商务公寓。

2水源管道的设置

依《高层民用建筑设计防火规范》7．3．1条规定，室外消防给水管道应布置成环状，其进水管不宜少于两条，并宜从两条市政给水管道引入。该条在实际中较难实现，重要的一个原因是每增加一个引入点便增加一倍的城市用水增容费的投资，开发商往往很难接受。同时双路供水真正有保障的是分别从两个水厂的两条管网引入，或者是同一水厂的两条管路引入；而受城市基础设施建设的限制，在现实的市政供水条件下往往也是难以实现的。因此，在实际工程中应采取远近结合的方式设计双路供水，既将室外给水管道按双路供水设计，预留两条市政给水管接人点，在室外水表井内为日后城市供水管网改造预留接头，但要保证当前接人点的水量可满足生活和室外消防兼用要求。

3高层商务公寓公共走道部分设置自动喷水灭火系统的问题

根据《高层建筑设计防火规范>(以下简称《高规>)规定在高层商务公寓的公共走道部分，自动喷水灭火系统的设置与否，应分为以下两种类型：一是高级商务公寓，因易燃物多，且火灾时空调风管给火灾蔓延提供了通道，其居住用房及走道部分均应设自动喷水灭火系统；二是普通公寓的走道部分，因可燃装修少，走道无可燃吊顶，火灾危险性不大，兼和下部商业用房之间设有防火门和防火实体墙，火灾发生时较难蔓延，住户对建筑物内情况比较熟悉，火源容易控制。故就目前的经济发展水平来讲，高层商住楼的普通公寓公共走道部分可不设自动喷水灭火系统，但一定要依《建筑灭火器配置设计规范》要求，严格设置公共走道部分的灭火器，以保证火灾时在专业消防人员赶到以前住户可以自救。

4高层商务公寓贮水池的优化设计

为贮存生活和消防用水，高层建筑通常都会在地下室设置贮水池。

4．1生活水池与消防水池分建还是合建

尽管《建筑给水排水设计规范>还允许将生活水池与消防水池合建，但这种设计方法以很少采用了．主要原因如下：

(1)规范要求合建贮水池时要防止消防贮水不被动用，必须采取相应的防范措施，而分建时就不用考虑。

(2)合建贮水池容积大，增长生活用水更新周期。由于合建时生活用水占总贮水量不足20％，造成更新周期远大于24h，为保证水质须二次加氯。

(3)消防部门规定，消防水泵每月要检查其工作性能状况是否良好，须试水运行5～lOmin，但合建贮水池会给定期试水运行带来困难。总之，合建的方式将容积很大的消防水池的设计标准提高到生活水池的设计标准，影响了设计的灵活性，提高了建设成本，所以设计中将二者分开较为合理。

4．2贮水池窖积的确定

(1)消防贮水量的组成。我国有的地方的室内消防贮水池考虑了室外消防用水量，而有的地方只考虑室内消防用水量，室外的由外网提供，而有的地区设计中没有设置消防水池，全部由市政管网来提高室内、室内消防用水量。其中后者能有效节省建筑空间和工程造价，但对市政供水能力要求较高。(2)增大水池进水管管径。在设计计算消防水池容积时，一些设计人员对于自动喷水灭火系统用水量未严格按照规范要求进行计算，只选取规范要求的下限值，这种做法是为减小消防贮水池的容积。但如果适当增加进消防水池进水管的管径，并考虑进水管的补水量，就能大幅减小消防水池的容积。

4．3生活贮水量转为消防贮水量的可能当生活、消防水池分建时，如果在水池间加设带有闸阀和止回阀的连通管，关停生活水泵并打开连通管上的闸阀后，即能将生活贮水量转为消防用水，从而在减小消防水池容积的情况下保证火灾时的消防用水量。

5火灾初期的消防管网超压问题

火灾发生初期，由于消火栓使用数目少，消防用水量较小，消防水泵则按其压力，流量工作，会出现管网超压，影响管网的正常使用，在高层建筑中更易发生此类情况。经实践证明这些问题可采取如下方法来解决。一是在消防水泵的出水管上设置一去消防水池或水泵吸水管的支管，支管上设置泄压稳压阀，当管网压力超过设定工作压力范围(2O％)时，泄压稳压阀自动打开回流泄压，以防管网超压，随着实际消防用水量的增加，压力逐渐下降，当降低到泄压稳压l爵设定压力时，泄压阀自动关阀，泄压阀的实际意义在于火灾初期人为地增加“实际消防用水量”．以达到接近理想工况的目的。二是选用流量扬程曲线平缓的消防水泵，一般来说，随着流量的增大，扬程随之降低，由水泵的性能曲线可知，如果流量扬程曲线平缓，那么扬程对流量的变化率就较小；在火灾发生以后的灭火过程中，消防用水量由小变大，变化幅度较大，因此，如果水泵的流量一扬程特性曲线较平缓，水泵的扬程变化也就较小，管网实际压力比较接近设计压力。

6屋顶水箱的设置及增压问题

《高规》要求，高层商务公寓应设高位水箱，贮存火灾初期十分钟的消防水量。但现在很多城市较多应用了稳压水泵技术来维持管网的流量和压力，而取消了高位水箱。通过工程实践，本人认为还是设高位水箱较好。一是可以减少设备运行费，有利住户。消防系统的稳压装置，需要长年累月不问断地保持管网压力，虽然其电机功率比起消防主泵是小的多。但长期下来，其数额还是不小的，因此，从住户的利益出发，还是设高位水箱好；二是水箱的安全性能好，采用高位水箱维持消防管网平时的压力，比起稳压泵，节省电，当断电时，仍然可以发挥作用，在目前情况下，实行两路供电是较困难的，既使实现了，也仍不能排除电路系统发生故障等原因。一旦断电，水泵就将瘫痪，丧失功能，导致整个消防系统的失效。采用高位水箱后，虽然顶层也需加压，但比起稳压泵来说，发生断电事故后，它所影响的仅是顶层，相对于高层建筑范围就小多了，而且可以将水箱间设于电梯机房之上，满足最不利消防点静压之后，完全可以取消稳压泵，既使断电，对整个消防系统火灾初期的消防用水也无影响。因此说高位水箱是比较安全的措施，不可缺少的。

水系统范文篇10

清远抽水蓄能电站半岛酒店工程建筑面积为13276m2，其中地上建筑面积为12676m2，地下及半地下建筑面积为600m2，地下1层，地上5层，建筑总高度为22.75m。地下层为设备用房，首层功能包括会议中心、大堂、餐饮、后勤用房等，2层功能包括歌舞厅、活动室、会商室、客房等，3层以上全部是客房:标准房75间，单人房3间，套房11间，设有客房床位200个。酒店热水用水单位包括客房、洗衣房、厨房、会议室及理发店等，日总水量为64t，冷水计算温度为15℃，热水出水温度为55℃［1］。

2热水系统选用与配置

由于酒店天面面积有限，若使用全太阳能供水系统，天面可使用面积则不足够摆放所需的太阳能集热板［3］。根据节能、环保的设计理念和现场的实际情况，拟将64t热水分为2套独立运行、联合供水的热水系统;1套热水系统为全热泵热水系统，日平均可供热水总水量为30t，供水时间为18:00～1:00(高峰用水时段供水);另外1套热水系统为太阳能+热泵热水系统，日平均可供热水总水量为34t，供水时间为1:00～18:00(低峰用水时段供水)。技术参数计算如下:

1)全热泵热水系统技术参数计算及配置每天需热量:Q需=ρ水•V水•△t(t1－t0)•C水［2］代入计算依据中的数据可得Q需=1456000kcal(按自来水温度为15℃，热水温度为55℃，温升为40℃计算)。启动热泵加热日均耗电量:P耗=ρ水•V水•△t(t1－t0)•C水［2］q电计算得出P耗=1396kW，即每天热水系统产30t热水所需要的总功率。机组选型:热泵机组的日平均工作时间为10～12h，本方案计算时取10h，则所配机组的小时总输出功率为1396kW/10h，为139.6kW(机组性能参数见表1所示)。根据计算结果及机组技术参数计算:139.6/24.688≈5．65，故需配置RBR－36F空气源热泵热水机组6台。

2)太阳能+热泵热水系统配置在太阳能+热泵热水系统中，酒店的天面面积(可供安放太阳能板面积约为569m2)不能满足标准配置，只能利用在天面的位置最大限度的安装太阳能集热器。在安装太阳能集热器时，为了避开天面排风口、管井等的阻碍，须将支架架高为2.5m［3－5］。热泵的配置必须满足阴雨无太阳天气时系统正常供应热水，所以热泵机组的配置与全热泵热水系统的配置一致。

3运行耗能分析

以30t全热泵热水系统为例:设计配置1套热水供热系统，应从专业技术角度和使用的长远利益出发，找出供热系统经济运行和节能效益的最佳平衡点，为此，以全热泵供热水系统与全电加热热水系统的系统耗能进行分析。

3.1全热泵热水系统

3.1.1系统主体设备配置概况系统匹配RBR－36F热泵热水机组6台，热泵循环泵6台。

3.1.2所用电器设备技术参数1)RBR－36F空气源热泵热水机组的输出功率(制热量)为Q热泵=48.575kW(环境温度为20℃)，输入功率为P热泵=10.325kW2)GDR40－15热泵循环水泵输入功率:P1=1.1kW3.1.3热泵加热的耗电量计算1)每天需热量为:Q需1=ρ水•V水•△t(t1－t0)•C水［2］代入计算依据中数据可得Q需1=1200000kcal(按自来水温度为15℃，热水温度为55℃，温升为40℃计算)。热泵加热日均耗电量约为:P耗1=ρ水•V水•△t(t1－t0)•C水•P热泵［2］Q热泵•q电代入计算依据中的数据及电器设备技术参数，可得P耗1=514.7(kW•h)/d。2)热泵循环泵每天平均工作9.42h(与6台热泵的工作时间一致)，则热泵循环泵的耗电量合计为:1.1×9.42×6=62.2kW•h，本热泵供热水系统日均耗电量为:514.7+62.2=577kW•h。

3.2全电加热热水系统

每天需热量为:Q需2=ρ水•V水•△t(t1－t0)•C水［2］代入计算依据中的数据可得Q需2=1200000kcal(按自来水温度为15℃，热水温度为55℃，温升为40℃计算)。电加热日均耗电量约为:P耗2=ρ水•V水•△t(t1－t0)•C水［2］q电•η电热棒代入计算依据中的数据及电器设备技术参数，可得P耗2=1550.4(kW•h)/d。因此，如果使用电加热供热水系统，则日均耗电量为1550.4kW•h。采用全热泵热水系统与常规电加热供热水系统方案相比，每天可节约973.4kW•h的电能。可见采用新型节能加热技术———热泵热水系统(或太阳能+热泵热水系统)，节能的经济效益显著。