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上市公司股利政策动因选择的实证研究.doc 46页
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股利分配政策是现代公司的核心财务问题之一。合理的股利分配政策，不仅可以树立良好的公司形象，而且能激发广大投资者对公司持续投资的热情，从而能使公司获得长期、稳定的发展条件和机会。西方国家早在二十世纪五十年代开始对股利政策理论研究，经过五十多年的发展已取得了巨大成果，为公司财务管理和政府制定有关法规提供了有益的帮助。我国随着股票市场的发展，上市公司越来越多，其股利分配政策各有差异。但总的来说，在我国尚不完善的股票市场中，股利分配很不稳定、随意性大。要解决股利政策选择过程中存在的问题，首先要找出现阶段股利政策是如何确定的。从数据的完整性以及外界市场环境的稳定性考虑，本文采用2004年的数据作为主要研究对象。
本文共分五部分对我国上市公司股利分配问题展开论述。第一部分主要是对相关概念进行界定，并对本论题的研究意义、本文的研究范围、研究内容及逻辑结构进行阐述；第二部分是股利政策理论分析及文献综述，首先从股东利益最大化角度出发得出股利政策选择应该考虑的因素并对其进行简单介绍，其次从国外和国内两个方面对己取得的实证研究成果进行述评。第三部分主要分析我国上市公司股利分配存在的问题，归纳起来主要存在三个方面的问题：总体上股利分配政策不稳定、股利分配目的不纯、国有股持股比例过高以及股权集中度较大促使某些企业派发较高的现金股利。第四部分是实证研究及其结果分析，这是本文的核心部分。在本部分，分三个问题进行研究：首先分析上市公司是否分配股利的影响因素；其次分析股利政策的连续性；最后分析如果要分配，分配股利的金额与哪些因素相关。本文运用SPSS软件对所选取的数据进行处理，最后得出回归模型；第五部分是结论与建议，根据本文的研究结果判断我国上市公司股利政策在制定时是否规范，分别针对上市公司管理层以及证券监管部门提出建设性意见。最后指出本文研究的创新之处以及局限性。
关键词：股利政策、选择动因、实证研究
Dividend distribution is one of core contents of financial management in modern companies. Appropriate dividend distribution policy cannot only set up good company reputation, but also arouse enthusiasm of many investors thus making companies acquire long and stable development opportunities and conditions. Western countries conducted research into dividend policy in 1950's and have made great achievement after 50 years' study which offers great help to companies’ financial management and government's constituting relative rule and law. With the development of stock market, more and more listed companies come forth and their dividend distribution policies are quite different from each other. On the whole, because of imperfect stock market in China, dividend distribution is very unsteady and random. To solve the problem, how to make decision in the process of selecting dividend distribution policies should be known at first. Considering the completeness of data and the stability of market environments, data of 2004 is selected as major study object.
This thesis is divided into five chapters to discuss the issues of dividend distribution. In chapter 1, many key words are
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给排水专业毕业设计(含计算书)
本文由liyingjie2589贡献
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XXXX 大学毕业设计（论文）开题报告书
课题名称 中山市给水工程扩大初步设计（Ⅰ） 课题来源 学生姓名 课题类型 学 号 AY 导 师 专 业 丰桂珍 给排水
开题报告内容： 毕业设计在整个教学计划中处于相当重要的地位，学生在教师的指导下，达到 理论与实践的结合 ，是一次综合概括性的训练，为以后更好的做好给排水打下良 好的基础。 本设计是中山市给水工程扩大初步设计，近期城市规划人口 14 万人，远期人 口 18 万人，规划建筑为 6 层混合式，设计规模为 50000t/d。取水水源为临近城市 的北江，其水源丰富，水质稳定。 根据规范、手册以及相关的专业知识，初步拟定多套方案，通过技术、经济比 较确定最佳方案：原水――一泵――机械搅拌澄清池――V 型滤池――请水池―― 二泵――管网 。此方案的优点在于用澄清池代替絮凝设施，大大缩小了水厂长度 方向上的距离；采用 V 型滤池，反冲洗水量大大减少，反冲洗周期增长，节水、节 省运行费用。 方法及预期目的： 方法： 根据设计任务书， 《城市居民生活用水量标准》 、 《给水排水设计手册》 1、 3、10 册、 《给水水源及取水工程》《水泵及水泵站》《管道工程》和《给水工程 、 、 主要构筑物及设备工艺计算》以及网易给排水相关资料，按进程安排，在指导老师 的协助下进行用水量、水处理构筑物的设计计算、管网布置及方案比较等，与此同 时，绘制相关图纸。 预期目的：学生在指导老师的指导下，通过毕业设计（论文）受到一次综合运 用所学理论知识和技能的综合训练，进一步提高独立分析问题和解决问题的能力， 培养阅读参考文献能力，学会收集、运用设计原始资料以及使用规范、手册、产品 目录、标准图的技能，提高设计计算、绘图等实际应用能力。
指导教师签名：
课题类型： （1）A―工程设计；B―技术开发；C―软件工程；D―理论研究； （2）X―真实课题；Y―模拟课题；Z―虚拟课题 （1）（2）均要填，如 AY、BX 等。 、
XXXX 大学毕业设计（论文）任务书
姓名 学号 25 毕业届别 2007 专业 给水排水工程
毕业设计（论文）题目 指导教师 丰桂珍
中山市给水工程扩大初步设计（Ⅰ） 学 历 职 称
具体要求： 本设计时中山市给水工程扩大初步设计， 要求处理后的水质达到 《生活饮用水水质指标》 二级。 在设计过程中，利用规范、手册、标准图集等资料，做出合理、可行，并力求经济、适用的方案； 要活用所学的理论与技术，努力学习和探索新理论，新技术。 设计说明要求正确、合理、简明、扼要；毕业设计说明书、计算书内容不少于 4 万字，图纸不 少于 14 张，其中手工绘制至少 1 张；毕业设计说明书、计算书等需要同时提交手写稿（草稿）和 正式稿，绘图要有构筑物详图。最后，准备毕业答辩 进度安排： 第 1 周： 计算设计用水量； 选择水源、水厂位置、确定给水系统； 第 2 周： 输水管道、给水管网布置及设计计算（上机） ； 第 3～4 周： 实习； 第 5～6 周： 工艺流程选择； 单体构筑物选择； 混凝剂的选择、投加方式的确定、计算与绘图 消毒剂的选择、投加方式的确定、计算与绘图 第 7～8 周： 取水构筑物和一级泵站设计计算及工艺图绘制； 第 9～12 周：水厂单体构筑物工艺设计计算及工艺图绘制； 二级泵站及调节构筑物的工艺设计及工艺图绘制 第 13 周： 排污泵房的设计计算及工艺图的绘制； 水厂平面布置及高程布置、厂区管线的布置及绘图； 第 14 周： 有关施工图的绘制； 第 15 周： 制水成本计算； 工程概算；设计说明书、计算书编写。 指导教师签字： 年 月 日 教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日 题目发出日期 附注： 设计（论文）起止时间
本设计题目为：中山市给水工程扩大初步设计（I）,设计规模为：近 期 50000 m 3 / d ，远期 65000 m 3 / d ，要求根据所给资料进行给水工艺设计和 单体构筑物设计计算，包括取水输水构筑物设计、输配水管网设计、净水 厂设计、工程概算和制水成本计算。净水厂采用工艺流程为：
混凝剂 水源 一级泵房 配水井 消毒剂 机械搅拌澄清池 V 型滤池 清水池 吸水井
关键词：中山市；给水工程；取水输水构筑物；净水厂；输配水管网.
The design entitled : Water Supply project enlarge preliminary design of Zhongshan City (I), the size of the design : the recent 35000 m 3 / d , Long-term 50,000 m 3 / d , according to the given information, technology design and water monomer structure design、and water intake structures are required. transmission and distribution pipe network design, water purification plant design, engineering estimates and water costs are also included. Water purification plants’adopts technological is as follows:
coagulation Water Resiyrce ― primary water pumping station ― assigned wells ― disinfection mechanical agitation clarifiers ―V-filter ― storage pool ― water well ― secondary water pumping station ― urban pipe network ―system -users
Keywords : Zhongshan C Wate Wat W Water Distribution net.
XXXX 大学毕业设计(论文)评阅书(1)
姓名 张献涛 学号 25 专业 给水排水工程
毕业设计(论文)题目 指导教师评语：
指导教师签字： 年 评阅人评语： 月 日
得分 评阅人签字： 年 月 日
XXXX 大学毕业设计(论文)评阅书(2)
姓名 张献涛 学号 25 专业 给水排水工程
毕业设计(论文)题目 答辩小组评语：
中山市给水工程扩大初步设计（Ⅰ）
等级 组长签字： 年 月
答辩委员会意见：
答辩委员会主任签字： 年 月 日（学院公章）
注：答辩小组根据评阅人的评阅签署意见、初步评定成绩，交答辩委员会审定，盖学院 公章。 “等级”用优、良、中、及、不及五级制（可按学院制定的毕业设计(论文)成绩 评定办法评定最后成绩） 。
XXXX 大学毕业设计（论文）答辩记录
姓名 张献涛
给水排水工程
题目 中山市给水工程扩大初步设计（Ⅰ） 答辩组成员（签字） ：
答辩记录：
记录人（签字） ： 年 月 日
答辩小组组长（签字） ： 年 月 日 附注：
1.1 城市概述
1.1.1 概述 中山市位于我国华南地区，中山市是广东省辖地级市，位于珠江三角洲中南部 ， 北连广州，毗邻港澳，自然资源丰富，交通便利，使我国沿海开放城市之一，自改革开 放以来，全市工农业生产、城市建设得到了迅猛的发展。根据该城市总体规划，近期规 划城市人口 14 万人，远期人口 18 万人，规划建筑为 6 层混合式，室内均有给排水卫生 设备和淋浴设备。由于该地区地下水资源贫乏，规划水源为北江。 1.1.2 自然条件 （1）地理位置 东经 113° 北纬 22° （2）地形地貌 城区地形较平坦，其吴淞标高为 28.0 米。 （3）气象资料 气温： 历年最高气温 39℃ 风向： 历年最低气温 -1℃ 降雨量： 常年平均气温 22℃ 冬季冰冻期： 5 天， 土壤冰冻深度： 0.1 米 （4）土壤地质资料 土壤承载力 2.4 K/ cm 2
浅层地下水离地面 1.6 米 1.1.3 水源状况 （1）河流概述：水源水量丰富，水质符合国家规定的饮用水源水质标准，因河道 航运繁忙，取水构筑物不得影响航运。 （2）河流特征
水位 最高水位 常水位 最低水位 水面标准 m 26.5 25 20 流量 m / s 00
流速 m/s 2.9 2.2 1.4
设计频率% 2
（3）河床断面图（见下图）
④水质资料 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 分析结果 月平均最 最低 高 3 23 少 许 少 许 30 400 6.3 7.5 20 220 00 合格 月平均最 低 5 备 注
项目 水温 臭和味 色度 浑浊度 PH 总硬度 细菌总数 大肠菌群 藻类 其他指标
mg/L mg 当量/L 个/mL 个/升 个/升
800 6.8 150
设计说明书内容包括总体设计说明及各部分的设计说明并附有图表。 计算书包括各 部分的详细工艺计算并附有计算草图等，毕业设计任务书须装订在设计说明书的前面。 1.1.4 给水工程设计图 （1） 给水工程总平面布置图，管网节点详图（2 张） （2） 取水构筑物及一级泵站工艺图（1 号图 1 张） （3） 净水厂总平面及高程布置图（1 号图 1 张） （4） 水厂处理构筑物工艺图（1 号图，澄清、过滤各 2 张） （5） 加药投氯系统工艺图（1 号图 1 张） （6） 二级泵站及调节构筑物工艺图（1 号图 1～2 张） （7） 净水厂内部给排水（包括雨水）管线布置图（平面及纵剖面） 号图或 2 （1 号图 1 张） （8） 构筑物大详图（1～2 张） 注：设计图纸中要求至少有两张手绘图
1.2 工程设计
1.2.1 毕业设计题目：中山市给水工程扩大初步设计 1.2.2 要求提交的设计文件 1、设计计算说明书： 设计说明书内容包括总体设计说明及各部分的设计说明并附有图表。 计算书包括 各部分的详细工艺计算并附有计算草图等， 毕业设计任务书须装订在设计说明书的前 面。 2、给水工程设计图 、 （1） 给水工程总平面布置图，管网节点详图（2 张） （2） 取水构筑物及一级泵站工艺图（1 号图 1 张） （3） 净水厂总平面及高程布置图（1 号图 1 张） （4） 水厂处理构筑物工艺图（1 号图，澄清、过滤各 2 张） （5） 加药投氯系统工艺图（1 号图 1 张）
（6） 二级泵站及调节构筑物工艺图（1 号图 1～2 张） （7） 净水厂内部给排水（包括雨水）管线布置图（平面及纵剖面） （1 号图或 2 号图 1 张） （8） 构筑物大详图（1～2 张） 注：设计图纸中要求至少有两张手绘图 1.2.3 毕业设计参考资料 1、给水排水设计手册（1）常用资料 2、给水排水设计手册（3）城市给水 3、给水排水设计手册（8）器材与装置 4、给水排水设计手册（11）专用设备 5、简明给水设计手册 6、地表水取水 7、给水净化新工艺 8、净水厂设计 9、给水排水标准规范实施手册 10、风机和水泵调速手册 11、有关标准图 12、铁路工程概算指标 第十册 给水排水 13、铁路工程预算指标 第十册 给水排水 14、给排水专业毕业设计资料 15、净水厂设计知识
第 2 章 设计水量 2.1 用水量计算
2.1.1 最高日用水量： 城市用水量包括综合生活用水，工业生产用水、消防用水、浇洒道路和绿化用 水、未预见水量、管网漏失水量。 根据设计地点所处的分区、住房条件、室内给排水设备的完善程度、水资源和 气候条件、居民生活习惯等，并且适当考虑远期发展，参照《室外给水排水设计规 范》之规定，取居民生活用水定额为 q=200L/（人?d）自来水普及率为 100%. 1、居民生活用水量 Q1 ：
Q1 =qNf ( m 3 / d )
式中：q――最高日生活用水定额，查《 给水工程》附表具名生活用水定 额，取 220L/cap?d；
N――设计年限内计划人口数，近期规划 14 万人，远期 18 万人； 。 f――自来水普及率（100%）
Q1近 = 28000 m 3 / d = 324.07 L/s
Q1远 = 36000 m 3 / d = 416.67 L/s 2、生产企业（工业）用水 Q2 ： Q2 近 = 8500 m 3 /d = 98.38L/s Q2远 = 11500 m 3 /d =113.50L/s 3、公共建筑用水量 Q3 ： Q3近 =3290 m 3 / d = 38.08 L/s Q3远 =4170 m 3 / d = 48.26 L/s 4、浇洒道路和绿化用水量 Q4 ：
据《给水工程》为（1%～3%） Q1 + Q2 + Q3 ） （ ，本设计取 2%
Q4 近 =2%（ Q1近 + Q2 近 + Q3近 ）=795.8 m 3 / d Q4远 =2%（ Q1远 + Q2 远 + Q3远 ）=1033.4 m 3 / d 5、未预见水量和漏失水量：
据《给水工程》为（15%～25%） Q1 + Q2 + Q3 ） （ ，本设计取 18%
Q5近 =18%（ Q1近 + Q2 近 + Q3近 ）=7162.2 m 3 / d Q5远 =18%（ Q1远 + Q2 远 + Q3远 ）=9300.6 m 3 / d
所以最高日用水量为 Q5 ：
Qd近 =（ Q1近 + Q2 近 + Q3近 + Q4 近 + Q5近 ） =47748 m 3 / d =552.64L/s Qd远 =（ Q1远 + Q2远 + Q3远 + Q4远 + Q5远 ） = 62004 m 3 / d =717.64 L/s
二、最高时用水量：
Qh近 = K h近 Qd近 /24=2447.1 m 3 / d =679.75 L/s
Qh远 = K h远 Qd远 /24=3177.71 m 3 / d =882.70 L/s
2.2 最高日用水量变化曲线
根据用户各时段的用水量， 绘制用水量变化曲线， 可以比较明显的看到整个城市的 用水变化情况。 最高日用水量变化曲线如图 2―1 和图 2―2：
占最高日用水量百分数 （％）
6 5 4 3 2 1 0 2
Kh=5.12/4.17=1.23
用水量变化曲线 二泵设计供水线 图 2―1 近期城市最高日用水量变化曲线
占最高日用水量百分数 （％）
24 时间（h） 平均时用水量
6 5 4 3 2 1 0 2
5.10 4.17 3.10 Kh=5.10/4.17=1.22 4 6 8 10 12 14 16 18
用水量变化曲线
图 2 ―2 时变化系数 K h =
二泵设计供水线
平均时用水量
远期城市最高日用水量变化曲线
Qh ――最高日最高时用水量；
QT ――最高日平均时用水量；
5.12 =1.23 4.17 5.10 K h远 = =1.22 4.17
2.3 水塔和清水池
2.3.1 方案比较（管网中是否设置水塔） ： 水塔的作用在于调节二级泵站供水量和用水量之间的不平衡；保证用水水压 等。大中城市用水量比较均匀，通常二级泵站变频泵调节管网用水量，多数可不用 专门设置水塔。 至于本设计中是否设置水塔见表 2-3 表 2-3 方案比较
方 案 网 一 设 置 水 塔 方 案 网 二 不 设 水 塔 中 管 中 管
优点 较 的调节二泵供水量 和用水量之间的不平衡 保证供 水水压 管网 管网中水二
缺点 和 用，
通 二级泵站变频 作 调节供 水水量， 二
比较， 市 置， 近远 ， 用， 大大 大大 高。 近期清水池调节容积
数 K h =1.23
城市用水量比较均匀， 城 ， 可
用方案二， 管网中不设水塔。 节 管网中水二 ，用水
W1 =9.82% Qd
2.3.3 近期清水池容积计算 水 W= W1 + W2 + W3 + W4
式中 W1 ―― 调节容积（ m 3 ） ，由清水池容积计算表知 W1 =9.82% Qd
W2 ――消防贮水量（ m3 ） ，按两小时火灾延续时间计算，据《室外
给排水消防规范》城镇居住区室外的消防用水量标准： “城市 人口 NQ20 万――同一时间内灭火次数为 2 次――一次灭火 用水量 45L/s”知
W2 =2×45×2×
W3 ――水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水（ m3 ） W3 =（5%～ ， 10%） Qd ，取 5%.
W4 ――安全贮水量，体积估计为 800 m3 .
所以清水池容积 W=9.82% Qd +648+5% Qd +800== 考虑到检修时放空而不中断供水，清水池为两座，则每座清水池容积为
W ′ = W/2 = 4262 m 3
2.3.4 清水池容积确定 （0.5m 为超高） B×L ×H= 25×45 ×（4+0.5）
管网水力计算
给水管网设计，要充分利用所在地区的有利条件，避开不利的自然条件，在现有的 环境条件下，运用合理的技术，使工程投资和运行费用最低，而且安全、可靠，满足用 户对水质、水量、水压的近远期要求。
3.1 管网定线
3.1.1 管网定线原则 1、输配水管线 （1）输配水管线路应尽量做到线路短，起伏小，土方工程量小，造价经济， 少占用农田或不占用农田； （2）输水管线走向和位置应符合城市和工业企业的规划要求，并尽可能沿线 有道路或规划道路敷设，以利于施工和维护； （3）输配水管线应尽量避免穿越河谷、山背、沼泽、重要铁路和泄洪地区， 并注意避开滑坡、易发生泥石流河高腐蚀性土壤地区； （4）输配水管线应充分利用水位高差，当条件许可时优先考虑近、远期和分 期实施的可能。
2、配水管网： 配水管网由干管和连接管组成，干管及连接管定线应满足下列要求： （1）干管延伸方向应和二级泵站输水到水池水塔，大用户的方向一致； （2）干管间距根据街区情况采用 500~800m； （3）干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级公路或重要道路下通过， 以减小今后检修时困难； （4）干管上每隔 400~600m 设闸阀，在高处设排气阀，再地处设泄水阀； （5）管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市或厂区地下管线综合设计的要 求，给水管线和建筑物、铁路以及其他道路的水平净距，均应参照有关规定； （6）干管定线应留有发展余地，分期建设； （7）连接管的间距可根据街区大小考虑在 800~1000m 左右； （8） 在供水范围内的道路下应敷设分配管， 以便于把干管的水送到用户和消火栓； （9）消火栓间距不宜超过 120m，距车道不大于 2m，距外墙不大于 5m。 3.1.2 管网定线可行性方案拟定： 方案一：
图 3-1 方案一管网布置
图 3-2 方案二管网布置 3.1.3 可行性方案比较： 表 3-1 可行性方案比较
供水安全、可靠性
工程投资和运行费用
较 水 全可靠性较
用 、 、水
、 安 用较
可 水 可靠性较
用 、 、水
工程投资较 费用较
经过比较，考虑到中山市为沿海开放城市，发展迅速，用水量安全、可靠性要求 很高。采用方案一，虽然管网工程投资稍微高一些，但是可以大大提高用水安全、可 靠性，所以综合各方面因素，设计采用方案一为设计方案。
3.2 管网水力计算
3.2.1 管网水力计算原则： 1、在各种最不利的工作条件下，满足最不利点（一般市指离二级泵站最远最高 的供水点）的供水水压和水量的要求； 2、管网供水要可靠和不间断； 3、管网本身积极与此相连的二级泵站和调节构筑物建造费和运行管理之和应为 最低。 3.2.2 水力计算图 详见图 3-2
管网平差 节点详细编号和节点流量见图 3-3
给水管网校核
管网的管径和水泵扬程， 按设计年限内最高日最高时的用水量和水压要求界定， 但 是用水量是发展的也是经常变化的， 为了核算所定的管径和水泵能否满足不同工作情况 下的要求，就需进行其它水量条件下的计算，以确保经济合理的供水。通过核算，有时 需将管网中个别管段的直径适当放大， 也有可能另选合适的水泵。 下面对消防和事故时 的情况下进行校核。
4.1 消防校核
4.1.1 校核基本数据 1、计算公式： 柯尔－勃洛克公式 I=λ*V^2/(2.0*g*D) 1.0/λ^0.5=-2.0*lg[k/(3.7*D)+2.5/(Re*λ^0.5)] Re=V*D/ν 计算温度：15 ，ν=0.、局部损失系数：1.20 管网消防校核结果特征参数
水源点 22: 节点流量(L/s):-623.270 最大管径(mm):900.00 最大流速(m/s):1.081 水压最低点 21 ,压力(m):57.85 节点压力(m):78.00 最小管径(mm):100.00 最小流速(m/s):0.085 自由水头最低 21 ,自由水头(m):27.35
4.2 事故校核
4.2.1 校核基本数据 1、计算公式： 柯尔－勃洛克公式 I=λ*V^2/(2.0*g*D) 1.0/λ^0.5=-2.0*lg[k/(3.7*D)+2.5/(Re*λ^0.5)] Re=V*D/ν 计算温度：15 ，ν=0.、局部损失系数：1.20 4.2.2 管网事故校核结果特征参数 水源点 22: 节点流量(L/s):-436.289 节点压力(m):78.00 最大管径(mm):900.00 最小管径(mm):100.00 最大流速(m/s):0.925 最小流速(m/s):0.008 水压最低点 21 ,压力(m):65.61 自由水头最低 15 ,自由水头(m):34.86
5.1 给水处理厂规模及流程
水厂工艺设计
给水处理厂的设计规模 给 水 处 理 厂 的 设 计 规 模 按 近 期 最 高 日 设 计 流 量 计 算 ， 为 （ 1+5% ）
m 3 /d（其中 5%为水厂自用水量） 5.1.2 处理厂工艺流程的选择 给水处理厂工艺流程的确定， 应根据水源水质和 《生活饮用水卫生标准 GB5749 ―85》及《生活饮用水卫生规范》 、水厂所在地区的气候情况、设计水量、设计规 模等因素，通过调查研究，参考相似水厂的设计运行经验，经过技术经济比较后确 定。 1、地表水常用处理工艺： （1）原水――混合――絮凝沉淀或澄清――过滤――消毒――用户 （2）原水――混合――过滤――消毒――用户 适用于原水浊度低（一般在 50 度以下，短时间内一般不超过 100 度） ，且水源 未受污染的情况。此种情况下，滤料应采用双层或多层，并且考虑适当采用高分子混 凝剂。 （3）原水――预沉池或沉砂池――混合――絮凝沉淀或澄清――过滤――消毒― ―用户 当原水浊度较高、含砂量较大时，宜采用此种方法，用以减少混凝剂用量而增 设预沉池或沉砂池。 （4）原水――生物氧化――混合――絮凝沉淀或澄清――过滤――消毒――用户 适用于微污染水源，采用生物氧化预处理工艺，以去除水中有机物及氨氮。 5.1.3 水处理工艺的确定 表 5-1 河流特征 流量 水面标准 设计频 m3 / s 水位 m 流速 m/s 率% 保证率% 最高水位 26.5
2 常水位 25
最低水位 20
95 表 5-2 水质资料 分析结果 编 月平均最 月平均最 备 号 项目 单位 最高 最低 高 低 注 1 水温 ℃ 29 3 23 5 2 臭和味 少 许 3 色度 少 许 4 浑浊度 mg/L 800 30 400 800 5 PH 6.3 7.5 6.8
6 总硬度 mg 当量/L 280 20 220 150 7 细菌总数 个/mL 50000 8 大肠菌群 个/升 140 9 藻类 个/升 2800 10 其他指标 合格 根据河流特征（表 5-1）和水质资料（表 5-2）知其地表水水源水位变化不大， 色度较稳定， 浊度硬度能稳定在一个固定的范围内， 并不存在 Fe、 过量等问题， Mn 所以选择常规地表水处理工艺 1 即可达到预期效果： 原水――混合――絮凝沉淀或澄清――过滤――消毒――用户
5.2 药剂选择及投加方式
5.2.1 混凝剂 1、混凝剂的选择： 应用于水处理的混凝剂应符合以下要求：混凝效果好；对人体健康无害；使用 方便；货源充足，价格低廉。 水处理工程常用混凝剂如表 5-3： 表 5-3 水处理工程常用混凝剂 名称 硫酸铝 硫酸亚铁（绿 三氯化铁 聚合氧化铝 矾） （PAC） （又名 碱 式氧化铝） 化学式 Al2 ( SO4 ) 3 ? 18 H 2O FeSO4 ? 7 H 2O FeCl3 ? 6 H 2O [ Al2 (OH ) n Cl 6? n ]m 适 用 于 20 ℃ ～ 40℃； 主 PH=5.7～7.8 时， 要去除水中悬浮 物； 处 PH=6.4～7.8 时， 理浊度高、色度低 的水； 使 用 条 一般都可适用，原 件 水须有一定碱度； 处理低温低浊水 时，絮凝效果差， 絮凝效果差，投加 量大时，有剩余
2 Al 3+ 和 SO4 ? ，影响
对水温 和 PH 的适性
适用于碱度和 不大受温度影 温度适应性强， 适 浊 度 高 、 响 ， 适 用 于 用于 PH=5.0～9.0 PH=8.5 ～ 11.0 PH=6.0～8.4 的水； 受温度影响小
处理低浊度水 时，效果好于 铝盐； 不适于色度高 和含铁量高的 水； 使用时，一般 要 把 Fe 2+ 转 化成 Fe3+
适用于高浊度 适用于低浊、高 原水，刚配制 浊、 和污染的原水 的水溶液温度 高
絮 凝 体 比 重 操作方便； 大，易下沉， 腐蚀性较小； 易溶解，杂质 应用较普遍； 少； 对金属和混凝 土腐蚀极大； 据设计资料中提供的混凝剂：硫酸铝、三氯化铁（45%） 、碱式氯化铝（10%） ，
腐蚀性较小
价格低，絮凝 体易沉淀，易 腐蚀溶液池， 因此需有溶液 池防锈涂料；
以及表 5-3 常用混凝剂性质比较，选择碱式氯化铝（ [ Al2 (OH ) n Cl 6? n ]m ） 10%）作为 （ 水处理用混凝剂，另外碱式氯化铝本身无害，据全国各地使用情况，净化后的生活用 水一般符合国家饮用水水质卫生标准， 所以选择碱式氯化铝作为水处理混凝剂是一个 较好的选择。 2 混凝剂投加量的确定 据原水浑浊度最高值 800 mg/L 以及混凝剂投加量参考值（表 5-4）确定设计 投加量为 30.0 mg/L 表 5-4 混凝剂投加量参考值 原水浊 度 &=100 200 300 400 600 800 1000 混凝剂 投加量（mg/L） 硫酸铝 13.5 18.2 30.7 39.6 54.5 70.3 86.6 三氯化 铁 12 14.6 21.5 28.4 32.8 37.7 42.8 碱式氯 化铝 10 12.8 17.4 23 26.8 29.5 32.1 3 混凝剂的投加方式 混凝剂的投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及 注入设备等，投药设备由投加方式确定。 （1）计量设备：主要有转子流量泵、电磁流量泵、苗嘴、计量泵等，其中苗嘴适 用于人工控制，其他既可人工，也可自控。 （2）投加方式：主要有泵前投加、高位溶液池重力投加、水射器投加、计量泵投 加等方式。 本设计选用计量泵投加：计量准确，可以实现自控。
计量泵投加
水 流 方 向
图 5-2 5.2.2 消毒剂 1、 消毒剂的选择 表 5-5 各消毒剂性能 名 性 称 液氯、漂白粉 能 消毒杀 优良（HOCl） 菌 灭病毒 优良（HOCl） 灭活微 生物效 第三位 果 消毒效果随 PH 值增 PH 值影 大而减小，PH=7 时， 响 消毒效果最好 在管网 中的剩 有 余消毒 作用 国内应 广泛 用情况 接触时 30min 间
药剂注入管道方式
二氧化氯 优良 优良 第二位
臭氧 优良 优良 第一位
PH 影响较小， PH&7 时 Ph 值影响小， 值小时， PH 较有效 剩余臭氧残留较久 比液氯有更长的剩余 消毒时间 在城市水厂中极少应 用
无，需补加氯
较少 数秒至 10min
制水成本高， 适用于有机 极大多数水厂用氯 原水中有机物如酚污 污染严重的情况。 因无持 适用条 消毒，漂白粉只适用 染严重时，须在现场 续消毒作用， 在进入管网 件 于小水厂 制备，直接应用 的水中还需加少量氯消 毒 综合各方面因素考虑，本设计选择液氯为消毒剂：其在国内外应用最广，除消毒 外，还起氧化作用；加氯操作简单，价格低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。 （二）加氯装置――加氯机 加氯机用以保证消毒安全和计量准确。加氯机台数按最大加氯量选用，至少安 装 2 台，备用台数不少于一台。 在氯瓶与加氯机之间宜有中间氯瓶，以沉淀氯气中的杂质，万一加氯机发生事 故时，中间氯瓶还可以防止水流入氯瓶。
5.3 水处理构筑物的选择
5.3.1 混合设施 混合设施应根据混凝剂的品种进行设计， 使药剂与水进行恰当、 急剧充分的混 合。一般混合时间 10～30s，混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合。水力 混合简单，但不能适应流量的变化；机械混合可进行调节，能适应各种流量的变化。 具体采用何种混合方式，应根据水厂工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及维修条 件等因素确定。
常用混合方式的主要特点及使用
方 式 管道混合 特 点 及 使 用 条 件 混合简单，无需另建混合设施，混合效果不稳定，流 速低时，混合不充分 构造简单，无运动设备，安装方便，混合快速均匀； 当流量降低时，混合效果下降 混合效果好，不许增加混合设施，节省动力，但使用 腐蚀性药剂时，对水泵有腐蚀作用。适用于取水泵房 与水厂间距小于 150m 的情况 混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格 的水厂，但需增加混合设备和维修工作
管式混合 静态混合器
本设计的混合设施采用“管式静态混合器” ，管式静态混合器有其独特的优点， 构造简单、安装方便、维修费用低。又由于水厂运行稳定，并不存在“流量降低，混 合效果下降”的情况，所以选用管式静态混合器（图 5-4） 。
加药 混合单元体 水流方向
管式静态混合器
管式静态混合器工作原理： 混合器内安装若干混合单元， 每一混合单元有若干固 定叶片按一定角度交叉组成。水流和药剂通过混合器时，将被单元体多次分割，改向 并形成涡流，达到混合目的。 5.3.2 澄清池 设计中选择机械搅拌澄清池代替絮凝沉淀设备。 因为机械澄清池有以下优点： 1、比水力澄清池更能适应流量变化处理效果较稳定； 2、处理效率高，单位面积产水量大； 3、适用于处理浊度低于 50000 度的水，而原水浊度最大为 800 度，大大减 小了水厂面积。 5.3.3 过滤 在常规水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂 质，从而使水货的澄清的工艺过程。它是保证饮用水安全的重要措施。 滤池有多种形式， 以石英砂为滤料的普通快滤池使用历史最久。 为充分发挥滤 料层截留杂质能力，又出现了双层，多层及均质滤料滤池等。现在国内水厂应用较 多较多的有普通快滤池、V 型滤池、虹吸滤池等。其中 V 型滤池采用气水反冲洗， 又具又表面横向扫洗功能，冲洗效果好，节水。现在正在国内逐渐推广应用，很多 大中型水厂扩建改建大部分采用此种滤池， 技术也日臻成熟、 完善。 适应社会发展， 从节水、过滤效果考虑，设计中采用 V 型滤池。
5.4 机械搅拌澄清池
本设计按照不加斜板进行，考虑以后加斜板，计算过程中对进水、出水。集水等案 2Q 进行校核。机器设置两座，则 Q=（1+5%） Qd近 /2=1042 m 3 /h 5.4.1 第二絮凝室 第二絮凝室流量：
Q′ = 5Q = 1.447 m 3 /s
（其中 5%为水厂自用水量）
第二絮凝室导流板截面积 A1 =0.040 O，流速 u1 =0.04m/s 第二絮凝室截面积：
ω1 = Q′ / u1 =1.447/0.04=36.18 O
第二絮凝室内径：
4(ω1 + A1 )
第二絮凝室壁厚： δ1 =0.25m 第二絮凝室外径为
′ D1 = D1 +2 δ1 =6.80+0.50=7.30m
第二絮凝室高度为：
H1 = Q′ t1 / ω1 = 2.50m.
5.4.2 导流室
导流室内导流板截面积： A2 = A1 =0.040 O 导流室面积： ω2 = ω1 =36.18 O 导流室内径：
4(πD1 4 + ω2 + A2 )
导流室壁厚 δ 2 =0.1m 导流室外径：
′ D2 = D2 +2 δ 2 =10.2m
第二絮凝室出水窗高度为： ′ D2 ? D1 H2 = =1.35m 2 导流室出口流速 u6 =0.04m/s 导流室出口面积为 A3 = Q′ / u6 =36.18 O 出口断面宽为 H 3 =
2 A3 =1.3m π ( D1′ + D2 )
′ 出口垂直高度 H 3 = 2H 3 =1.80m
5.4.3 分离室 分离室流速 u2 =0.001m/s 分离室面积为：
ω3 =Q/ u2 =289 O
澄清池总面积为：
ω = ω3 +
′2 ? D2 ==370.7 O
澄清池直径为 D= 5.4.4 池深
水停留时间取为 T=1.5h 池子有效容积：
V ′ =QT==1563 m 3
考虑增加 4%的结构容积，则池子计算总容积： V=（1+4%） V ′ =1625.52 m 3 取池子超高 H 0 =0.30m 池子直壁部分高度 H 4 =1.85m 池子直壁部分容积为
D 2 H 4 =690.52 m 3
W2 + W3 = V- W1 =0.52=935 m 3
圆台部分高度为： H 5 =3.9m；池子圆台斜边倾角为 45° 底部直径为
DT =D－2 H 5 =14.0m
澄清池底部采用球壳式结构，球冠高度 H 6 =1.15m 圆台容积：
2 πH 5 ?? D ? 2 D D ?D ? ? + ? T +? T ? ? ?? ? 3 ?? 2 ? 2 2 ? 2 ? ? ? ?
=996.96 m 3
球冠半径：
DT + 4 H 6 =19.0m 8H 6
球冠容积：
W3 = π × H 6 ( R ?
) = π ×1.15 2 (19 ? 1.15 ) =77.34 m 3 3
池子实际有效容积：
V= W1 + W2 + W3 =690.52+996.96+77.34=1764.82 m 3
实际总停留时间： V ′ =V/1.04=.04=1696.68 m 3
T=.5/h 池子总高度： H= H 0 + H 4 + H 5 + H 6 =7.20m
配水三角堰 出水孔总面积： 1.10Q/ u3 =0.6368 O
孔口直径为 0.10m，每孔面积为 0.007854 O，出水孔总数为 90 个；沿三角堰， 每 4°设置一孔。 孔口流速 u3 =
1.10Q ? 0.10 ? 90π ? ? ? 2 ?
第一絮凝室 第二絮凝室底板厚度 δ 3 =0.15m 第一絮凝室上端直径为
′ D3 = D1 +2 B1 +2 δ 3 =9.20m
第一絮凝室高度为
H 7 = H 4 + H 5 － H 1 － δ 3 =3.10m
伞形板延长线交点处直径为： D + D3 D4 = T + H 7 =14.70m 2 泥渣回流量为 Q′′ =4Q，回流速度 u4 =0.15m/s，回流缝宽度 B2 = 裙板厚度为 δ 4 =0.06m，伞形板下端圆柱直径：
D5 = D4 －2（ 2 B2 + δ 4 ）=14.10m 4Q =0.167m πD4u4
按照等腰三角形计算，伞形板下端圆柱体高度：
H 8 = D4 － D5 =0.60m
伞形板离池体高度为：
H10 =（ D5 － DT ）/2=0.05m
伞形板锥部高度为：
H 9 = H 7 － H 8 － H10 =2.45m
容积计算 第一絮凝室：
V1 = 455.75 m 3
第二絮凝室：
V2 =162.57 m 3
分离室： V3 =1090.13 m 各室容积之比： 第二絮凝室：第一絮凝室：分离室= V2 ： V1 ： V3 =1：2.80：6.71 澄清池内各室停留时间： 第二絮凝室： 9.4min 第一絮凝室： 26.2min 分离室： 53.10min 进水系统
′ 进水流速为 v6 =1.02m/s
进水管管径 d= 5.4.9
4Q =0.600m（DN600） πv
集水系统 集水槽采用辐流式集水槽和环形集水槽，设计时，辐射槽、环形槽、总出水槽 之间按水面连接考虑。 1、辐流式集水槽： 槽起点断面高：0.58m 槽终点断面高：0.68m 每槽孔口直径设计为 25mm 每槽孔眼总数 N=∑ f 0 / f 0 =392.8/4.91=80 个，每侧 40 个
2、环形集水槽： 环形槽超高 0.30m，则环形槽断面高 1.22m. 3、总出水槽： 槽宽 b3=0.7m 槽内坡降为 0.20m，槽长 6.0m 槽内重点水深：h6=0.517m 槽内起点水深： h5=0.322m 5.4.10 排泥及排水的计算 1、污泥浓缩室： 分设 4 斗，则每斗容积 V 斗= V4/4=4.08 m 3 四斗总容积： V4=4.08×4=16.32 m 3 2、排泥周期： 本池在重力排泥时， 进水悬浮物含量 S1=一般≤1000mg/L， 出水悬浮物含量 S4 一
般≤10mg/L，污泥含水率 P=98%，又浓缩污泥容重 γ =1.02 t m 3 ，所以排泥周期：
× 16 .32 × (100 ? 98 ) × 1 .02 T0 = 10 V 4 (100 ? P )γ = = min（表 5-6）
( S1 ? S 4 )Q
60 × ( S1 ? S 4 ) × 0.289
( S1 ? S 4 )
表 5-6 澄清池排泥周期
(S1－ S4)mg 90 213.3 190 101.1 290 66.2 390 49.2 490 39.2 590 32.5 690 27.8 790 24.6 890 21.6 990 19.4
3、排泥历时： 污泥管直径 dg100， 排泥历时： t0 =178.16s 4、放空时间： 池底中心排空管直径 dg300 放空时间：t=2.77h 5.4.11 机械设备（搅拌机） 搅拌机是机械澄清池的主要设备，由于进水悬浮物含量最高位 800mg/L，一般不 超过 1000mg/L，所以无需设置刮泥机设备，搅拌机可使池内液体形成两种循环流动， 以达到使水澄清的目的，其作用有二：一是机械反应，由提升叶轮的桨叶在第一反应室 内完成机械反应， 使经过加药混合产生的絮凝颗粒与回流中的原有矾花碰撞接触而形成 较大的颗粒。 ；二是澄清分离，提升叶轮将第一反应室内形成絮凝颗粒的水体提升到第 二反应室，再经折流到澄清区进行分离，清水上升，泥渣从澄清区下部再回流到第一反 应室。 叶轮的外径：d=3.4m 叶轮转速：n=8.426 转/分 叶轮的出水口宽度： B= 0.30m 叶轮提升消耗功率： N1 =1.24kW 桨叶消耗功率： N 2 =0.796kW 搅拌功率：N= N1 + N 2 =2.04Kw 电动机（采用自锁蜗杆）功率： N A =N/ η =4.25kW（ η =0.48） 搅拌机轴扭矩： M n =2313.3N?m 驱动：采用电磁调速电机，减速方式采用三角带和蜗轮减速器两级减速。因 叶轮需调整出水口宽度，故需设计专用立式蜗杆减速器。
选用电动机：JZT42―4 减速比：i=
功率 5.5kW 转速 120～1200 转/min
nA ==142.4 n
本设计采用 V 型滤池 V 型滤池全称为 AQUAZUR V 型滤池，是由法国得利满水处理有限公司首创的专 利技术。六十年代末期在巴黎奥利水厂首先采用，七十年代逐渐在欧洲广泛使用，受到 各国好评，逐步在国际上得到推广。八十年代以来，我国也认识到国外革新后的气水反 冲洗技术的独特冲洗效果，陆续引进国外先进的气水反冲洗工艺，用于新扩建水厂中。 我国第一座 V 型滤池 1990 年 7 月在南京投产。近年来，设计常 规处理水厂工程时， 规模在 10 万 m 3 / d 以上（包括 10 万 m 3 / d ）的水厂，在工艺 程的构筑物选型中，大多 设计了 V 型滤池，以改善制水工艺，提高水厂自动化程度和生产管理水平。 池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀， 阀门可根 V 型滤池是恒水位过滤， 据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。V 型滤池所选用的 滤料的铺装厚度较大（约 1.40m） ，粒径也较粗（0.95―1.35mm）的石英砂均质滤料。 V 当反冲洗滤层时， 滤料呈微膨胀状态， 不易跑砂。 型滤池的另一特点是单池面积较大， 过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。单池面积普遍设计为 70―90 m 2 ，甚至可达
100 m 2 以上。由于滤料层较厚，载污量大，滤后水的出水浊度普遍小于 0.5NTU。 V 型滤池的冲洗一般采用的工艺为气洗→气水同时冲洗→水冲洗+表面扫洗。水冲 洗强度设计为 5L/（s?m）,比双阀滤池的水冲洗强度 15 L/（s?m）,要节约反冲洗用水
量 2/3，若以一个 15 万 m 3 / d 水厂为例，全年可节省反冲洗水量约为 60 万 m 3 ，若以 0.4 元/ m 3 水价计算，年节省反冲洗水量费用达 24 万元之多，可见其经济效益之显著。但 实践表明， 此种滤池对施工的精度和操作管理水平要求甚严， 否则， 势必影响正常运行， 达不到设计的效果。当前，在部分水厂 V 型滤池生产运行中常遇到的一些问题，主要 表现在反冲洗不均匀，有较严重的短流现象发生；跑砂；滤板接缝不平、滤头套管处密 封不严，滤头堵塞甚至发生开裂；阀门启闭不畅等现象时有发生。相信随科学研究的逐 渐深入，种种缺陷会得到不断改进。 5.5.1 设计数据 设计水量 Q′ =47748 m 3 / d 计算水量 Q = 50000 m 3 / d （水厂自用水量占 5%） 滤速 V=11m/h 滤池冲洗时间见表 5-7 冲洗强度（L/s?O） 冲洗时间 min） （
第一步（气冲） 第一步（气水同时冲洗） 空气 水 第一步（水冲）
总冲洗时间 t=12min 冲洗周期 TF=48h 反冲横扫强度 1.8L/(s?O)【一般为 1.4～2.0 L/(s?O)】 5.5.2 滤池主要尺寸 1、池体 滤池工作时间 T=24－t×24/ TF= 23.9 h (式中未考虑排放滤水) 滤池总面积 F=196 O 滤池的分格：为节省占地,选双格 V 型滤池,池底板用混凝土,单格宽 B单 =3.0m,长
L单 =8.18m,单格面积 24.5 O,共分 4 座,左右对称布置,每座面积 f=49 O
滤池高度： 滤池超高 H 5 =0.3m 滤池口水深 H 4 =1.5m 滤层厚度 H 3 =1.4m(0.95～1.5m) 滤板厚 H 2 =0.13m 滤板下布水区高度 H1 =0.8m(0.7～0.9m) 其中冲洗时形成的气势层厚度为(0.1～0.15m) 滤池总高度 H = H1 + H 2 + H 3 + H 4 + H 5 =4.13m 水封井： 水封井出水堰总高:
H水封 =2.63m
2、反冲洗管渠系统 (1)长柄滤头配水配气系统 ①长柄滤头安装在混凝土滤板上,滤板固定在梁上,滤板用 0.05 厚预制板，上面浇注 0.08m 厚混凝土层,滤板下的长柄部分浸没于水中,长柄上端有小孔,下端有竖向条缝,气 水同时反冲洗时,约有 2/3 空气有上缘小孔进入,1/3 空气由缝隙进入柄内,长炳下端浸没 部分还有一个小孔,流进冲洗水,这部分气水在柄内混合后由长柄滤头顶部的条缝喷入 滤层冲洗. ②长柄滤头固定板下的气水室高度为 0.7～0.9m,其中冲洗时形成的气垫层厚度为 0.1～0.15m.
③向长柄滤头固定板下气水室配气的出口应该紧贴滤头固定板的底面， 由配水干管向 气水室配水的支管出口应该紧贴池底。 ④长柄滤头配气系统的滤帽缝隙与滤池过滤面积之比为 1/80， 每平方米的滤头数量为 49~64 个。 ⑤冲洗水和空气同时通过长柄滤头的水头损失按产品的实测资料确定。 ⑥向长柄滤头配水配气系统气水室配气的干管的进口流速为 5m/s 左右；配气支管或 孔口流速为 10m/s 左右。配水干管进口流速为 1.5m/s 左右；配水支管或孔口流速为 1~1.5m/s. 长柄滤头结构如下图所示 ：
套管 71 141 141 142 140 71 705
气 直管 水
71 141 141 141 141 141 140 71 图5--11 单块滤板滤头示意图
（2）反冲洗用水量 Q 5L/(s?O) Q = q 水 ?f = = 0.25 m 3 /s
图5--12 长柄滤头结构
反冲洗用水流量按水洗强度最大时计算.单独水洗时反冲洗强度最大,为
Q 表水 = q 表水 ?f=0..0882 m 3 /s
（3）反冲洗配水系统： 配水干管进口流速为 1.5 m/s 左右,配水干管的截面积
A水干 = Q 水干 /
v 水干 = 0.17 O
反冲洗配水干管用钢管 DN450，流速 v=1.57m/s. 反冲洗水由反冲洗配水干管输送 至气水分配渠,由气水分配渠底侧的布水方孔配水至滤池底部布水区,反冲洗水通过配水 方孔的流速按反冲洗配水支管的流速取值, 配水支管流速或孔口流速为 1～1.5m/s 左右, 本设计中取 v水支 =1 m/s 配水支管(渠)的截面积:
A方孔 = Q反水 / v 水支 =0.25 O
此即配水方孔总面积.沿渠长方向两侧各均匀布置 15 个配水方孔.共 30 个,孔中心间 距 0.5m，每个孔口面积:
每个孔口尺寸取 0.09m×0.09m 3、反冲洗用气量： 反冲洗用气流量按气冲强度最大时的空气流量计算.这时气冲的强度为 15 L/(s?O)
= q 气 ? f =0.735 m 3 / s
（1）配气系统： 配水干管(渠)进口流速应为 5m/s 左右,则配水干管的截面积
反冲洗配气干管用钢管.DN450,流速 4.62m/s.反冲洗用空气有反冲洗配气干管输送 至气水分配渠,由气水分配渠两侧的布气小孔配气到滤池底部布水区,布气小孔紧贴滤板 下缘,间距与布水方孔相同， 共计 30 个,反冲洗用空气通过配气小孔的流速按反冲洗配气 支管的流速取值。 反冲洗配气支管流速或孔口流速为 10m/s 左右,则配气支管的截面积:
Q 反气 / v 气支
= 0.0735 O
每个布气小孔面积:
/ 30 = 0.00245 O
= (4× A 气孔
（2）气水分配渠的:
30.65 30.15 28.75 30.15
滤料层 滤板
图 5―14 池内排水槽、气水分配渠 对气水分配渠断面面积要求的最不利条件发生在气水同时反冲洗时,亦即气水同时反 冲洗时要求气水分配渠断面面积最大。因此,气水分配渠的断面设计按气水同时反冲洗
的情况设计,气水同时反冲洗时反冲洗水的流量:
=196 L/s=0.196 m 3 / s
气水同时反冲洗时反冲洗用空气的流量:
= 735 L/s = 0.735 m 3 / s
气水分配渠的气水流速均按相应的配气、配水干管流速取值. 则气水分配干管的断面积.
A 气水 = Q反气水 / v 水干 + Q 反气 / v 气干 = 0.28 O
4、滤池管渠的布置: （1）反冲洗管渠. ①气水分配渠. 气水分配渠起端宽 0.40m,高取 1.4m,末端宽取 0.40m,高取 1.0m,则起端截面积 0.56 O,末端截面积 0.40 O,两侧沿程各布置 15 个配水小孔和 15 个布水方孔,孔间距 0.6m, 共 30 个 配 气 小 孔 和 30 个 配 水 方 孔 , 气 水 分 配 渠 末 端 所 需 最 小 截 面 积 0.28/30=0.0093 O末端截面积 0.25 O,满足要求. ②排水集水槽: 排水集水槽顶端高出滤料层顶面 0.5m,则排水集水槽高:
H 起 = H1 + H 2 + H 3 + 0.5－1.5=1.43m
排水集水槽末端高:
= H1 + H 2 + H 3 + 0.5－1.0 =1.83m
(2)进水管渠. ①进水总渠. 进水总渠宽 0.63m,水面高 0.63m ②每座滤池的进水孔: 每座滤池由进水侧壁开三个进水孔,进水总渠的浑水通过这三个进水孔进入滤池,两 侧进水孔孔口在反冲洗时关闭,中间进水孔孔口设手动调节闸板,在反冲洗时不关闭,供 给反冲洗表扫用水,调节闸门的开启度,使其在反冲洗时的进水量等于表扫水用水量,孔 口面积按口淹没出流公式: Q = 0 . 8 A 孔口两侧水位差取 0.1m 则孔口总面积
计算,其总面积按滤池强制过滤水量计,
A 孔 = Q 强 /（ 0.8 2 gh ）==0.35 O
中孔面积按表面扫水量设计.
A中孔 = A孔
×( Q 表水 / Q
孔口宽 B 排 =0.4m.高 H中孔 =0.2m 两侧孔口设闸门.采用橡胶囊充气阀,每个侧孔面积;
A 侧 =( A孔 － A中孔 )/2=0.45 O
孔口宽 0.68m,高 H 侧孔 =0.2m ③每座滤池内设的宽顶堰： 为了保证进水稳定性,进水总渠引来的浑水经过宽顶堰进入每座滤池内的配水渠， 在经滤池内的配水渠分配到两侧的 V 形槽，宽顶堰宽 b 宽堰 ＝4m,宽顶堰与进水渠平行 设置，与进水总渠侧壁相距 0.5m，堰上水头由矩形堰的流量公式 得，
Q = 1 . 84 bh
h 宽堰 ＝｛ Q
/（1.84 b 宽堰
＝｛0.386/（1.84×4） ｝
④每座滤池的配水渠； 进入每座滤池的混水经过宽顶堰溢流进配水渠， 由配水渠两侧的进水孔进入滤池 内的 V 形槽。 滤池配水渠宽 0.3m。渠高 0.7m。渠总长等于滤池总宽 6m。 (3)V 形槽的设计: V 形槽槽底设表扫水出水孔直径取 d ν 孔 =0.02m,间隔 0.15m.每槽共计
31.55 V型槽
30.55 Dg20表面扫洗孔 30.25
V 型槽计算示意
54 个,则单侧 V 形槽表扫水出水孔出水总面积 A 表孔 =(∏×0.02/4)×54=0.02 O 表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶 0.15m,即 V 形槽槽底的高度低于集水槽 堰顶 0.15m； 据潜孔出流公式 Q=0.8A
2gh ,其中 Q 为单格滤池的表扫水量.则表面扫洗时 V 形槽内水位高
出滤池反冲洗时滤面
Q 表水 ? ? 2 × 0 .8 A 表孔 =?
V 形槽倾角 45 度,垂直高度 1m,壁厚 0.05m. 反冲洗时 V 形槽顶高出 V 形槽内液面的高度为: 1－0.15－ h
5、冲洗水的供给 本设计选用泵冲洗供水 （1）冲洗水泵到滤池配水系统的管路水头损失 ? h1 反冲洗配水干管用钢管 DN450,管内流速 1.57m/s,i‰=4.51 取布置管长总计 100m
（2）滤池配水系统的水头损失
h 2 = ? h反水 + ? h方孔 + ? hi 滤头 + ? h增加
=0.03 + 0.05 + 0.22 + 0.m （3）砂滤层水头损失 ?h3 =1.36m （4）富余水头 ?h4 取 1.5m. 则反冲洗水水泵的最小扬程为:
H 泵 = H 0 + ? h1 + ? h 2 + ? h 3 + ? h 4 =9.86m
H 0 ――请水池最低水位与排水槽堰顶高程差取为 6.0m
Q 反水 =0.25 m
选两台 S350-16A 型单级双吸离心泵,两用一备,扬程 12m,水泵流量 314L/s . 6、反洗空气的供给： (1)长柄滤头的气压损失
P滤头 ＝3000Pa=3kPa
(2)气水分配渠配气小孔的气压损失 ? P 气孔 =137Pa =0.137Kpa (3)配气管道的总压力损失 ? P 总 =2.22KPa (4)气水冲洗室中的冲洗水压 P 水压 :
P 水压 =89.76 KPa
本系统采用气水同时反冲洗,对气压要求最不利情况发生在气水同时反冲洗时， 此时要求鼓风机或贮气罐调节阀出口的静压为:
P 出口 = P 管 + P 气 + P 水压 + P 富 =100.0 KPa
P 管 ―输出管道的压力总损失, KPa
P气 ―配气系统的压力损失, KPa.本设计
P气 = ? P滤头 + ? P气孔 =3+0.137=3.137 KPa
―气水冲洗室中的冲洗水水压, KPa
P富 ―富余压力.4.9KPa
所以,鼓风机或储气罐调节阀出口的静压力为: (5)设备造型: 根据气水同时反冲洗时反冲洗系统对空气的压力风量要求,造三台 LG 型风 机，两用一备,风量 60~80 m /min，风压 11m H 2O =108 KPa,电机功率 140KW, 型号 LG－5,正常工作风量:50 m
/min 1.1Q反气 =49 m /min.
5.6 清水池
5.6.1 平面尺寸 清水池设两座，每座有效容积 V1 =4262 m 3 尺寸 B×L×H=25m×45m×（4.0+0.5）m 5.6.2 管道计算 1、清水池的进水管(2 条，1 条/座)： （超高 0.5m）
D1 =0.600m
即进水管管径为 DN600，进水管内流速为 1.02m/s 2、清水池的出水管： 由于用户用水量的变化，清水池的出水管应按最大流量设计： 出水管管径:
D2 =0.600m
即出水管管径 DN600，出水管内实际流速 0.76m/s 3、清水池的溢流管： 溢流管的直径与进水管的直径相同，取为 DN600。在溢流管管端设喇叭口， 管上不阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。 4、清水池的排水管： 清水池内设置导流墙，需要放空，因此应设置排水管。排水管的管径按 2h
放空时间计算。排水管内流速按 1.2m/s 估计 D3 =600mm 5.6.3 清水池的布置 1、导流墙： 在清水池内设置导流墙以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不小 于 30min。每座清水池内导流墙设置两条，间距 8.3m，将清水池分成 3 格。在 导流墙底部每隔 1.0m 设置 0.1m×0.1m 的过水方孔， 使清水池清洗时， 排水方便。 2、检修孔：在清水池顶部设置圆形检查孔两个，直径为 1200mm。 3、通气管： 为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设置通气孔，通气 孔共设置 12 个，每格设 4 个，通气管的管径为 200mm，通气管伸出地面的高度 高低错落，便于空气流通。 4、覆土厚度：在清水池顶部覆盖 1.0m 厚的覆土，并加以绿化，美化环境。
5.7 送水泵站
5.7.1 已知条件： 二泵从吸水井吸水，然后输送至城市配水管网。 1、二级泵站设计地点的地面海拔高程为 30.00m，冰冻深度为 0.1m； 1.05 × Qd × K h 1.05 × 50000 × 1.23 = 2、城市最高日最高时用水量为 Qh = =712L/s 24 × 3600 24 × 3600 城市设计人口为 18 万，消防用水量为 2×45=90L/s 3、吸水井的最高水位比地面低 0.25m，即最高水位绝对标高为 29.75m，井底 为 25.75m，最低水位为 26.75m。 4、管网控制点标高为 32.00m，所需自由水头为 28.0m，管网总水头损失最大 为 15.0m，消防时为 18.0m。 5.7.2 二级泵站工艺设计要点 泵房主体由机器间、高低压配电室、控制室和值班室等组成。 机器间采用矩形半地下形式、以便于吸、压水管路与室外管网平接，减少弯头 水力损失，并紧靠吸水井布置，直接从吸水井取水输送至城市管网。 控制室、值班室及高低压配电室在机器间左侧，与泵房合并布置，与机器间用 与 玻璃隔断分割。 最左侧端设有外附户内式 6/0.4kV 高压变压器室， 6kV 双回路电 源用电缆接入，平面布置如图 5―17 所示。
高 低 压 配 电 室
半地下式机器间
二泵平面布置示意图
5.7.3 设备及尺寸 1、水泵选择 根据设计流量：最高时为 Q=712 L/s（包括 5%的水厂自用水量） 设计扬程： H max = 50.0m 选择型号:为了在城市用水量减少时进行灵活调配，并且节能，选择几台水 泵并联工作来满足最高时用水量和扬程需要；而在用水量减少时， 减少并联水泵台数或单泵供水，并保持工作水泵 在其高效段工作。 根据 Q=712 L/s，H=50m，可选用两台 14sh-9B 型和一台 12sh-9A 型泵，远 期增加一台 14sh-9B 型泵。 表 5―12 水泵性能 水泵型 号 14sh-9B 流量 （L/s） 扬程 （m） 转速 （r/mi n） 轴功率 （kW） 电机 允许吸 功率 效率 （%） 上真空 （kW） 高度 （m）
230～ 59～ 0 260 75～82 3.5 340 47.5 140～ 55～ 99.2～ 12sh-9A ～83 4.5 248 42 131 2、电机配置：采用水泵厂家指定的配套电机，见表 5―13 表 5―13 电机配置 转速 电机功率 水泵型号 轴功率（kW） 电机型号 （r/min） （kW） 14sh-9B 178～200 1470 JR-127-4 260 12sh-9A 99.2～131 1470 JR-116-4 155 3、机组布置和基础计算： （1）机组布置：采用单行顺列布置，便于吸压水官路直进直出，减少水力损失， 同时也可简化起吊设备。
（2）基础尺寸确定：查《给水排水设计手册 11》sh 型泵安装尺寸计算，所选水泵 不带底座。 表 5―14 基础计算 水泵 型号 电机 W/kg L/m B/m H/m 型号
14sh-9B 1200 JR-127-4 .3 1.3 0.86 12sh-9A 773 JR-116-4 .8 1.0 0.89 4、吸压水官路 （1）管路布置：据当地条件，地下水位深度较大，历年气温最低－1℃，土壤冰冻 深度 0.1m，泵房选用半地下式，吸压水管可与室外 1.0m 深管道平接，每台泵设一条吸 水管从吸水井中吸水，各泵压水管出泵房后，在闸阀井内用横向联络管相连接，而以两 条总输水管输水至管网。这样，可初定吸压水管的管顶高程为 29.00m，而吸水井中最 高水位为 49.75m，此时，水泵为自灌式引水，吸水管上需设闸阀，以便停泵检修时使 用。吸水井最低水位为 26.75m，此时水泵为吸入式引水，需要相应的引水设备。官路 布置如图 5―18 所示
图 5―18 管路布置示意图 （2）管径计算：根据单泵运行流量计算吸、压水管管径。 吸、压水管路中水流经济流速基本要求： 吸水管路流速：DN&250 时 1.0～1.2m/s DNR250 时 1.2～1.6m/s 压水管路流速：DN&250 时 1.5～2.0m/s DNR250 时 2.0～2.5m/s 表 5―15 吸压水管路管径计算 吸水管管径流速 吸水管管径流速 水泵型 流量 i（‰） 号 （L/s） mm m/s mm m/s 14sh-9B 340 500 1.73 7.91 450 2.15
i（‰） 13.8
12sh-9A 248 450 1.54 7.17 350 2.55 27.2 由图 5―18 知，横向联络管的流量应为两台较大泵并联流量 Q=600 L/s， i=9.37‰，DN600；每条输水管按最大总流量的 75%考虑，即 Q=600×75%=450L/s， 取 DN600，v=1.59m/s，i=13.8‰. （3）管路附件选配： 5、水泵安装高度 吸水管管顶高程为 29.00m， 由水泵外形尺寸可知 14sh―9B 的泵轴中心线高于 管顶 10mm， 12sh―9A 型泵轴中心线高于管顶 40mm。 因吸水井最低水位为 26.75m， 可知，14sh―9B 型泵初定安装高度 H SS =（29.00－26.75）+0.01=2.26m，12sh―9A 型泵初定安装高度 H SS =（29.00－26.75）+0.04=2.29m。为使泵房地面取平，按 H SS =2.29m 验算。 由于 14sh―9B 型泵允许吸上真空高度 3.5m&4.5m（12sh―9A 型泵） ，所以按 H S =3.5m 校核。 表 5―17 水泵进口参数 进口直径 DN （mm） 350 300 进口流速 v1 （m/s） 3.5 3.5 H S （m） 3.5 4.5 流量 Q（L/s） 340 248
水泵型号 14sh-9B 12sh-9A
6、泵房平面尺寸确定 （1） 泵房横向排列平面尺寸确定有以下要求(具体符号见图 5―18 泵房管路布置示意 图) ①水泵突出部分到墙壁的净距 A=最大设备宽度+1m，但不得小于 2m； ②出水侧水泵基础与墙壁的净距 B 应按水管配件安装的需要确定，但考虑到崩 出水侧是管理操作的主要通道，不宜&3m； ③进水侧水泵基础与墙壁的净距 D 也应根据管道配件的要求确定， 但不小于 1m； ④电机突出部分与 C 应保证电机转子在检修时，能拆卸并保持一定的安全距离， 其值要求为电机轴长+0.5m，但是对低压配电设备 C 值不小于 1.5m，对高压配电 设备，C 值不小于 2.0m； ⑤水泵基础之间的净距 E 与 C 要求相同； ⑥为了减小泵房跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房的外面。 （2）泵房平面尺寸确定: ①机器间长度：L=12.7+2.3×5=24.2m ②机器间宽度 W=1.0+3.2+1.3=5.5m 7、附属设备选择： （1）起重设备与泵房高度的确定： 起重量 3t，型号 SC 型，工字钢为 32a 型，起重高度为 3～12m 的手动单 轨吊车。
故泵房高度为
H1 =a+b+c+d+e+f－ H 2 =4.4m
式中 a――单轨吊车梁高度，0.32m b――花车高度，0.2305m c――电动葫芦钢丝绳绕紧状态长度，0.5m d ― ― 起 重 绳 的 垂 直 长 度 ， JR-127-4 电 机 总 宽 X=1.84m ， 则 d=1.2X=2.208m e――最大一台电机高度，e=0.94m f+g――0.5+0.94=1.44m
H 2 ――机器间地下部分高度为 1.25m
（2）真空泵 QV =9.0L/s=32 m 3 /h
H max =180mmHg
有流量和扬程选真空泵 SZZ-8 型，抽气量为 30 m 3 /h，真空值 520mmHg，电动 机功率为 3.0kW，总共两台，一用一备。 1 （3）排水泵 选用 1 B17 型，转速 2900r/min，配套电机 J O2 -21 2 1.5kW
电动机功率
5.8 反冲洗泵房
5.8.1 已知条件： 1、为减少管道长度，反冲洗水直接取自清水池。 2、反冲洗泵房设计地点的地面海拔高程为 30.00m，冰冻深度为 0.1m； 3、清水池的最高水位绝对标高为 30.00m，池底为 26.00m，最低水位为 27.00m。 5.8.2 反冲洗工艺设计要点 泵房主体由机器间、高低压配电室、控制室和值班室等组成。 机器间采用矩形半地下形式、以便于吸、压水管路与室外反冲洗管路平接，减 少弯头水力损失。平面布置如图 5―17 所示：
高 低 压 配 电 室
半地下式机器间
二泵平面布置示意图
5.8.3 设计计算 1、水泵和风机： 两台单级双吸离心泵 S350-16A 型，一用一备； 两台罗茨鼓风机 SD36×46-60/1100 型，一用一备。 2、机组布置和基础： （1）机组布置：采用单行顺列布置，便于吸压水官路直进直出，减少水力损失， 同时也可简化起吊设备。机组布置见图 5-20
反冲洗气 反冲洗水
图 5―20 反冲洗泵房机器间平面布置 （2）基础尺寸确定：查《给水排水设计手册 11》确定泵及风机各部分尺寸。 表 5―22 基础计算 水泵 型号 S350-16A 风机 型号 SD36× 46-60/1100 配套电机 W/kg 1392 W/kg L/m 2.1 L/m B/m 1.2 B/m H/m 0.70 H/m
型号 JR-127-4
型号 JR-127-4
②管径计算：根据单泵运行流量计算管路管径： 表 5―15 吸压水管路管径计算 吸水管管径流速 流量 水泵型号 i（‰） （L/s） mm m/s 14sh-9B 314 流量 风机型号 SD36× 46-60/1100 （ m 3 /mi
吸水管管径流速 mm m/s 450 1.97
i（‰） 13.8
出气管管径流速 mm 450 m/s 4.62 i（‰）
3、泵房平面尺寸确定 （1） 泵房横向排列平面尺寸确定有以下要求(具体符号见图 5―20 泵房管路布置示意 图) ①水泵突出部分到墙壁的净距 A=最大设备宽度+1m，但不得小于 2m； ②出水侧水泵基础与墙壁的净距 B 应按水管配件安装的需要确定，但考虑到崩 出水侧是管理操作的主要通道，不宜&3m； ③进水侧水泵基础与墙壁的净距 D 也应根据管道配件的要求确定， 但不小于 1m； ④电机突出部分与 C 应保证电机转子在检修时，能拆卸并保持一定的安全距离， 其值要求为电机轴长+0.5m，但是对低压配电设备 C 值不小于 1.5m，对高压配电 设备，C 值不小于 2.0m； ⑤水泵基础之间的净距 E 与 C 要求相同； ⑥为了减小泵房跨度，也可考虑将吸水阀门设置在泵房的外面。 （2）泵房平面尺寸确定: 所以机器间长度 W ×L=17.6m×5.2m 4、水泵安装高度确定 （1）吸水管管顶高程为 29.00m，由水泵外形尺寸可知 S350-16A 的泵轴中心线高 于管顶 60mm，泵底座标高为 28.37m， 地下部分高度为 H 2 =30.00－ 28.37=1.63m 7、附属设备选择： （1）起重设备与泵房高度的确定： 选用起重量 2t，型号 SC 型，工字钢为 32a 型，起重高度为 3～10m 的手 动单轨吊车。 泵房高度 H1 =3.6m （2）真空泵 QV =9.6L/s=34 m 3 /h
H max =180mmHg
根据流量和扬程选真空泵 SZZ-8 型，抽气量为 30 m 3 /h，真空值 520mmHg， 电动机功率为 3.0kW，总共两台，一用一备。 1 （3）排水泵 选用 1 B17 型，转速 2900r/min，配套电机 J O2 -21 2 1.5Kw
电动机功率
5.9 加药间和加氯间
5.9.1 加药间 已知条件
设计水量 Q=50000 m 3 /d=2083 m 3 /h； 混凝剂为碱式氯化铝 PAC（10%） ； 混凝剂最大投加量 u=30mg/L（solid） ； 药剂原液浓度 b=10%需要稀释成 5%的浓度方可使用； 每日混凝剂有原液池向溶液池抽取次数 n=2 1、溶液池 容积 W1 =15 m 3 溶液池设置两座，每座容积均为 W1 。形状采用矩形，尺寸为 B×L×H=2.0 ×2.5×(3.0+0.3) m 3 其中 0.3m 为超高。 2、原液池 设计储存量按 30 天考虑
W2 =372 m 3
原液池设置两座，每座容积 186 m 3 形状为矩形：B×L×H=4.5×10.0×(4.0+0.3) m 3 其中 0.3m 为超高。 3、投药管 投药管流量 q= 0.34L/s=1250L/h 投药管管径 Dg30，相应流速为 0.9m/s 溶液池底部设管径 Dg=100mm 的排渣管一根 4、投药计量设备 采用计量泵投加：计量泵型号 JZ-320/25，选用四台，三用一备。 加药间平面尺寸 B×L =5m×4m 二、加氯间 1、 已知条件 设计水量 Q=50000 m 3 /d=2083 m 3 /h； 预氯化最大投加量 a1 =1.5mg/L 清水池最大投加量 a2 =1.0mg/L 2、加氯量 预加氯量
Q1 =3.125kg/h
清水池加氯量
Q2 =2.080kg/h
为保证氯消毒时的安全和计量准确， 采用加氯机投氯， 并设置校核加氯量的计
量设备。加氯机型号 LS80-3 转子真空加氯机，总共 3 台，2 用 1 备。 3、液氯仓库 仓库储备量按 15d 最大用量计算，则储备量 M=24×（3.125+2.080）×15=1846kg 选用 0.25t 的氯瓶 8 个
5.10 水厂布置
5.10.1 一般要求 水厂布置是根据确定的净水工艺， 将水处理构筑物和辅助构筑物进行合理的组 合，以达到净水厂整体功能的总体设计。 水厂布置的主要内容包括水厂的平面布置、高程布置以及各种管线案的设计。 水厂布置的基本原则是流程合理、管理方便、节约用地、环境优美、并能与今后发 展合理结合。 由于影响水厂布置的因素众多，例如，拟建场地的地形、地貌、地质条件，选 用的水处理构筑物的形式，当地的气候特征，场地周边的环境条件，今后扩展的要 求以及操作管理的经验等， 都将影响水厂的布置， 而且各项目拟建厂址的条件又各 不相同， 因此， 在进行水厂的布置时， 应因地制宜进行多方案比较， 从中择优选用。 一般水厂的布置由以下四部分组成： 水处理构筑物中，如絮凝池、沉淀（澄清、气浮）池、 1、水处理构筑物 滤池、清水池、二级泵房、加药间、滤池冲洗设施，以及排水泵房等是水厂的主体； 为水处理构筑物服务的建筑物，如变配电室、化验间、机 2、辅助建筑物 修间、仓库、食堂、值班宿舍、办公室、门卫室等； 3、连接管道（渠） 水处理构筑物之间的连接管（渠）以及加药管、排泥 管、厂区用水管、雨水管、污水管、电缆沟（槽）和相应得仪表、 ；阀门等； 4、道路及其他 交通运输道路、厂区绿化布置、照明设施、围墙等。 5.10.2 水厂的平面布置 1、平面布置原则 a 水厂平面布置时，净水构筑物之间应有一定的间距，以便施工，间距大小由构 筑物地质和埋深，地质条件和施工条件确定； b 净水构筑物布置时，既要充分利用有利地形，特别时投药系统，又要注意连接 管道紧凑和流程简短，建筑物尽量接近南北反向布置； c 值班室靠近主要净水构筑物， 特别是投药系统， 絮凝池和滤池需较多管理工作， 因此宜集中布置； d 加药加氯间，药剂仓库等一般应靠近絮凝沉淀池，可用走道或高架桥连通，以 便于观察净水效果和调整投药量，化验室可设在生产区也可设在辅助生产区的办 公楼内； e 办公楼，值班室，宿舍，食堂，锅炉房，浴室等可按房屋使用条件合建或分建成 幢，形成生活区，并靠近水厂进门处。便于和外界联系； f 维修车间，仓库，车库，泥木工场等可相互靠近，管配件堆棚因占场地较大，且 杂乱，最好和生长区隔开； g 堆砂场可靠近滤池布置，卫生设施和污泥处理装置不应靠近清水池和滤池，以 免污染出水。 2、厂区绿化与道路
厂内道路多数为 8 米，包括 1.5m 宽人行道。所有道路的转弯半径均为 6 米。绿地 由草地、绿篱、花坛、树木配合构成，面积大的可以在中间设建筑小品和人行走 道形成小型花园。在建筑物的前坪，道路交出口的附近都设绿地。在建筑物或构 筑物与道路之间的带状空地进行绿化布置，形成绿带。在主要道路两侧栽种悬铃 木；在构筑物附近栽种夹竹桃等小乔木；在需要围护的地方设绿篱，既起到隔离 的作用，又可以达到美化的效果。水厂四周设置高 2.50 米的防护围墙，采用砖砌 围墙。 5.10.3 水厂高程布置原则 a 原水只需经过一泵提升，就应能以重力流通过各净水构筑物； b 净水构筑物的排泥和放空检修均为重力出流； c 尽量使水厂填挖土方趋于平衡。 配水井水位标高：34.40m； 澄清池出水槽内水位标高 32.70m，进水自由水头 0.5m； V 型滤池进水水位标高 32.05，清水渠水位标高 30.15m； 吸水井水位标高 29.75m
5.10.4 净水厂的自动化设计
水厂的生产过程采用自动化技术，不是单纯为了节省人力，更主要的是为了加强各 个生产环节的合理调度。保证水量，水压提高水质。节约动力和投药量，消灭事故， 积累运行资料，提高供水的可靠性和管理水平。 1、电子计算机应用于净水控制与厂内配水控制 控制项目如下： 在水源水质方面：按水源种类配备水质检测仪表，所测参数有源水的水温，水位， 流量，水质，以及其他气象资料。 在投药和澄清方面：检测项目有水位，流量，PH 值，碱度，出水浊度，余氯，投 药量，泥浆溶度，泥位，泥流量等。 在过滤方面：检测参数有水位，水头损失，流量，PH 值，余氯，出水浊度，冲洗 水箱水位。 在清水池和供水方面：检测水位，流量，浊度，PH 值，余氯，漏氯检测和报警， 出厂水位，管网水压，遥测等参数，对水池水位供水泵，配水水压和流量等进行自动化 控制。 2、净水厂的检测仪表（二次仪表） ） 净水厂的检测仪表分一次仪表和二次仪表。本厂属于小型水厂所以用二次仪表。既 把测定的参数再显示出来。 3、净水厂各构筑物的自动化控制 （1）取水泵房 取水泵房机组一般由净水厂控制，有远距离和自动化控制两种。本水厂采用自 动控制。 （2）澄清池 澄清池的排泥可按规定时间由时间继电器发出信号， 采用延长时间继电器控制开 阀，采用短延时的时间继电器控制关阀。 （3）虹吸滤池 虹吸滤池冲洗过程自动化控制，采用干簧式水位继电器来进行闭锁。 （4）投药控制
采用自动投药设备 DCW―II （5）二级泵房 其自动控制可据送水管道中水压高低逐步开启和停路水泵送水管道中的水压采用 电接点压力表发出信号。机组的控制同一级泵房。 （6）全厂控制 净水厂的中控室是全厂的控制中心，室内设置各种自动化控制仪表，各种运行数据 控制分析结果，都应自动送到中控室来，从仪表屏和控制台上看到全厂运行情况。 利用电子计算机， 可在中控室内对整个运行数据集中检测和监视。 迅速在几秒钟内控制 几百个点的测定值和位置。
6.1 已知条件
取水泵站工艺设计
近期设计水量 Q=47748 m 3 /d； 远期设计水量 Q=62004 m 3 /d； 水源洪水水位标高为 26.5m（2%保证率） ，故水位标高为 20.00m（95%保 证率） ； 水厂反应池前配水井的水位标高为 33.40m； 泵站到水厂的输水干管全厂 500m.
主要设备及泵房尺寸 设备及泵房 6.2 主要设备及泵房尺寸
6.2.1 设计流量 Q 考虑到输水干管漏损和水厂本身用水，取自用水系数 α =1.05，则 近期设计流量 Q=1.05×47748/T m 3 /d=50000/24 m 3 /d=2083 m 3 /h=0.579 m 3 /s（T 取 24h） 远期设计流量 Q=1.05×62004/T m 3 /d=65000/24 m 3 /d=2712 m 3 /h=0.754 m 3 /s（T 取 24h） 6.2.2 设计扬程 ①水泵所需净扬程 洪水位时为 H ST =33.40－25.50=7.90m 枯水位时为
′ H ST =33.40－19.00=14.40m
②输水干管的水头损失 采用两条钢管并联作为原水输水干管，当一条输水干管检修时，另一条输 水干管通过 75%的设计流量,即 Q=75%×2712 m 3 /h=2035 m 3 /h=0.565 m 3 /s. 管径 DN600，流速 v=1.98m/s，i=8.16‰ ∑ hd =1.1×8.61‰×500=9.4m（1.1 为包括局部水头损失而增大的系数） ③泵站内管路水头损失粗略估计为∑ h p =2.0m ④安全水头 hs 取为 2.0m 水泵设计扬程为 在枯水位时
′ H max = H ST +∑ hd +∑ h p + hs =14.40+9.4+2+2=27.90m
在洪水位时
H min = H ST +∑ hd +∑ h p + hs =7.90+9.4+2+2=21.40m
6.2.3 水泵和电机 方案一：选用四台 14sh-19 型水泵，近期三台，两用一备，远期增加一台，三 用一备。 方案二：近期两台 14sh-19 型水泵和两台 14sh-19A 型水泵，远期增加一台 14sh-19A 型水泵。枯水位运行 14sh-19 型水泵，洪水位时运行 14sh-19A 型水泵， 两种泵互为备用。 表 6―1 水泵型号 14sh-19 14sh-19A 水泵参数 流量 （L/s） 270～ 400 240～ 360 扬程 （m） 32～22 26～ 16.5 转速 泵轴功 电机功 电压 （r/min） 率（kW） 率（kW） （v） .7～ 105 76.5～ 80 125 100 300 380 效率 （%） 82～88 73～75
方案比较： 方案二水泵的运行适用于不同水位情况，洪水期水泵运行较经济，但 14sh-19A 型水泵作为 14sh-19 型水泵的备用泵，扬程偏低、效率低，且水泵型号多，台数多， 管理维护不便。 方案一水泵台数较少，且只有一种型号，施工安装以及管理维护都比较方便；但 洪水位时水泵工作效率较低。考虑到全年中高水位期不长，方案一优点较多，故采用 方案一作为设计方案。 6.2.4 机组尺寸的确定 据《给水排水设计手册 11》sh 型泵安装尺寸进行计算 表 6―2 基础尺寸计算
电机 W/kg L/m B/m 1.3 H/m 0.95 型号
14sh-19 1200 JR-138-4 .45 6.2.5 吸、压水管路计算 每台水泵有单独的吸、压水管 吸、压水管路中水流经济流速基本要求： 吸水管路流速：DN&250 时 1.0～1.2m/s DNR250 时 1.2～1.6m/s 压水管路流速：DN&250 时 1.5～2.0m/s DNR250 时 2.0～2.5m/s
（1）吸水管 管径 DN450， v=1.52m/s， i=6.86‰ （2）压水管 管径 DN400， v=1.94m/s， i=13.0‰ 6.2.6 机组与管道布置 如图 6-2 所示：为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将四台机组交错并列布置 成两排，两台为正常转向，两台为反向转向，在订货时应予以说明；每台水泵有单 独的吸、压水管，引出泵房后，两两连接起来。 水泵控制管上设有液控蝶阀（HD Z S 41X-10）和手动蝶阀（ D2 241X-10） ，吸水 管上设手动闸板闸阀（Z545T-6） 。 为了减少泵房建筑面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条 DN600 的输水干管 用 DN600 的蝶阀（GD371XP-1）连接起来，每条输水管上各设切换用的蝶阀 （GD371XP-1）各一个。 6.2.7 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度 为了便于沉井法施工， 泵房形状为圆形， 并且将泵房机器间底板与吸水间底板 定为同一标高， 因而水泵为自灌式工作， 即水泵安装高度小于其允许吸上真空高度 3.5m，安装高度无需计算。 已知吸水间最低动水位标高为 19.00m，为了保证吸水管的正常吸水，取吸水 管的中心标高为 17.00m，则吸水管上缘淹没深度为 19.00－17.00+D/2=19.00－ 17.00+0.225=2.225m。 取吸水管下缘距吸水间底板 0.7m， 则吸水间底板标高为 17.0 －（D/2+0.7）=16.075m. 洪 水 位 标 高 为 26.50m ， 考 虑 1.0m 的 浪 高 ， 则 操 所 平 台 高 度 为 26.50+1.0=27.50m，所以泵房筒体高度为 H=27.50－16.075=11.425m，取 11.5m 6.2.8 附属设备 （1）起重设备 最 大 起 重 为 JR-138-4 型 电 动 机 重 量 3400kg ， 最 大 起 吊 高 度 为 11.5+2.0=13.5m（其中 2.0m 是考虑操作平台上汽车的高度） 。据此选用环形吊 。 车（定制起重量 5t、 双梁、跨度 15.0m，C D1 5-18 型电动葫芦起吊高度 18m）
（2）引水设备 水泵为自灌式工作，不需要引水设备。 （3）排水设备 由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将 水汇集到集水坑内，然后用泵抽回至吸水间。 选 用 IS65-40-200A 型 离 心 泵 （ Q=28 m 3 /h ， H=35m ， N=5.5Kw ， n=2900r/min， ）两台，一台工作，一台备用。 （4）通风设备 由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备，进行空-空冷却， 但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。 选用两台 T35-11 型轴流风机（叶轮直径 700mm，转速 960r/min，叶片角 度 15°，风量 10127 m 3 /h，风压 90Pa，配套电机 YSF-8026，N=0.37kW） 6.2.9 泵房建筑高度 泵房筒体高度已知为 11.50m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备 及起吊高度，电梯井机房的高、采光及通风等的要求，吊车梁底板道操作平台 的距离为 8.0m，从平台到房顶地板净高位 11.0m。 6.2.10 泵房平面尺寸 D=15.00m
1.1 城市概述
1.1.1 概述 中山市位于我国华南地区， 中山市是广东省辖地级市， 位于珠江三角洲中南部 ， 北连广州，毗邻港澳，自然资源丰富，交通便利，使我国沿海开放城市之一，自改革 开放以来，全市工农业生产、城市建设得到了迅猛的发展。根据该城市总体规划，近 期规划城市人口 14 万人，远期人口 18 万人，规划建筑为 6 层混合式，室内均有给排 水卫生设备和淋浴设备。由于该地区地下水资源贫乏，规划水源为北江。 1.1.2 自然条件 （1）地理位置 东经 113° 北纬 22° （2）地形地貌 城区地形较平坦，其吴淞标高为 28.0 米。 （3）气象资料 气温： 历年最高气温 39℃ 风向： 历年最低气温 -1℃ 降雨量： 常年平均气温 22℃ 冬季冰冻期： 5 天， 土壤冰冻深度： 0.1 米 （4）土壤地质资料 土壤承载力 2.4 K/ cm 2
浅层地下水离地面 1.6 米 1.1.3 水源状况 （1）河流概述：水源水量丰富，水质符合国家规定的饮用水源水质标准，因河道航 运繁忙，取水构筑物不得影响航运。 （2）河流特征
水位 最高水位 常水位 最低水位 水面标准 m 26.5 25 20 流量 m / s 00
流速 m/s 2.9 2.2 1.4
设计频率% 2
（3）河床断面图（见下图）
（4）水质资料 分析结果 月平均最 月平均最 备 编号 项目 单位 最高 最低 高 低 注 1 水温 ℃ 29 3 23 5 2 臭和味 少 许 3 色度 少 许 4 浑浊度 mg/L 800 30 400 800 5 PH 6.3 7.5 6.8 6 总硬度 mg 当量/L 280 20 220 150 7 细菌总数 个/mL 50000 8 大肠菌群 个/升 140 9 藻类 个/升 2800 10 其他指标 合格 设计说明书内容包括总体设计说明及各部分的设计说明并附有图表。 计算书包 括各部分的详细工艺计算并附有计算草图等， 毕业设计任务书须装订在设计说明书 的前面。 1.1.4 给水工程设计图 （1） 给水工程总平面布置图，管网节点详图（2 张） （2） 取水构筑物及一级泵站工艺图（1 号图 1 张） （3） 净水厂总平面及高程布置图（1 号图 1 张） （4） 水厂处理构筑物工艺图（1 号图，澄清、过滤各 2 张） （5） 加药投氯系统工艺图（1 号图 1 张） （6） 二级泵站及调节构筑物工艺图（1 号图 1～2 张） （7） 净水厂内部给排水（包括雨水）管线布置图（平面及纵剖面） 号图或 2 号 （1 图 1 张） （8） 构筑物大详图（1～2 张） 注：设计图纸中要求至少有两张手绘图
1.2 工程设计
1.2.1 毕业设计题目：中山市给水工程扩大初步设计 1.2.2 要求提交的设计文件 1 设计计算说明书： 设计说明书内容包括总体设计说明及各部分的设计说明并附有图表。 计算书包括 各部分的详细工艺计算并附有计算草图等， 毕业设计任务书须装订在设计说明书的前 面。 2 给水工程设计图 （1）给水工程总平面布置图，管网节点详图（2 张） （2）取水构筑物及一级泵站工艺图（1 号图 1 张） （3）净水厂总平面及高程布置图（1 号图 1 张） （4）水厂处理构筑物工艺图（1 号图，澄清、过滤各 2 张） （5）加药投氯系统工艺图（1 号图 1 张）
（6）二级泵站及调节构筑物工艺图（1 号图 1～2 张） （7）净水厂内部给排水（包括雨水）管线布置图（平面及纵剖面） 号图或 2 号 （1 图 1 张） （8） 构筑物大详图（1～2 张） 注：设计图纸中要求至少有两张手绘图
1.2.3 1.2.3 毕业设计参考资料 2.
1、给水排水设计手册（1）常用资料 2、给水排水设计手册（3）城市给水 3、给水排水设计手册（8）器材与装置 4、给水排水设计手册（11）专用设备 5、简明给水设计手册 6、地表水取水 7、给水净化新工艺 8、净水厂设计 9、给水排水标准规范实施手册 10、风机和水泵调速手册 11、有关标准图 12、铁路工程概算指标 第十册 给水排水 13、铁路工程预算指标 第十册 给水排水 14、给排水专业毕业设计资料 15、净水厂设计知识
第 2 章 设计水量
2.1 用水量计算
2.1.1 1 最高日用水量： 居民生活用水： Q1近 =q N 近 f = 0.200×0% = 28000 m 3 / d = 324.07 L/s
Q1远 = q N 远 f= 0.200×0% = 36000 m 3 / d = 416.67 L/s 2
生产企业（工业）用水：
Q2 近 =800++800+800++400+600+400 = 8500 m 3 /d = 98.38L/s Q2远 =0+900+00++800+600 = 11500 m 3 /d =113.50L/s
公共建筑用水量 ： Q3近 =250+250+150+150+250+200+100+120+400+350+60+80 +100+100+100+80+80+280+40+60+50+40 =3290 m 3 / d = 38.08 L/s
Q3远 =300+250+180+180+300+250+200+200+500+400+80+120 +140+120+120+90+90+320+60+100+80+60 =4170 m 3 / d = 48.26 L/s
浇洒道路和绿化用水量： 1%～3%） Q1 + Q2 + Q3 ） （ （
Q4 近 =2%（ Q1近 + Q2 近 + Q3近 ）=795.8 m 3 / d Q4远 =2%（ Q1远 + Q2 远 + Q3远 ）=1033.4 m 3 / d
未预见水量和漏失水量： 15%～25%） Q1 + Q2 + Q3 ） （ （
Q5近 =18%（ Q1近 + Q2 近 + Q3近 ）=7162.2 m 3 / d Q5远 =18%（ Q1远 + Q2 远 + Q3远 ）=9300.6 m 3 / d
所以最高日用水量为：
Qd近 =（ Q1近 + Q2 近 + Q3近 + Q4 近 + Q5近 ） =（1+18%+2%） Q1近 + Q2 近 + Q3近 ） （ =1.2（+3270） =47748 m 3 / d =552.64L/s Qd远 =（ Q1远 + Q2远 + Q3远 + Q4远 + Q5远 ） =（1+18%+2%） Q1远 + Q2 远 + Q3远 ） （ =1.2（+4170） = 62004 m 3 / d =717.64 L/s
最高时用水量：
Qh近 = K h近 Qd近 /24=1.23×47748/24
=2447.1 m 3 / d =679.75 L/s
Qh远 = K h远 Qd远 /24=1.23×77.71 m 3 / d =882.70 L/s
2.2 2.2 最高日用水量变化曲线
逐时用水量计算：
表 2-1 近期逐时用水量计算表：
时间 h 居民生活和 医院用水 ⑵ 848.4 565.6 565.6 424.2 989.8 6.8 4.0 1.2 4.0 1.2 4.0 6.8 4.0 .4 848.4 28280.0 生产企业 用水 ⑶ 354.2 354.1 354.2 354.1 354.2 354.2 354.2 354.1 354.2 354.1 354.2 354.2 354.2 354.1 354.1 354.2 354.2 354.2 354.1 354.2 354.2 354.2 354.2 354.1 8500.0 未遇见及 漏失水量 ⑷ 298.4 298.6 298.5 298.4 298.4 298.4 298.5 298.4 298.4 298.4 298.5 298.4 298.4 298.4 298.4 298.4 298.4 298.4 298.4 298.4 298.4 298.4 298.4 298.3 7162.0 浇洒道路和 绿化用水 ⑸ 学校机关 商店用水 量 ⑹ 每 小 时 % ⑻ 3.14 2.55 2.55 2.25 3.44 3.74 4.92 4.92 4.74 4.94 4.52 5.12 5.12 4.52 4.94 4.94 5.12 4.92 4.92 4.33 4.33 3.74 3.14 3.14 100.00
⑺ 8.3 6.7 3.8 9.3 9.0 2.9 0.0 9.1 9.4 6.6 3.8 0.8 47748.0
⑴ 0--1 1--2 2--3 3--4 4--5 5--6 6--7 7--8 8--9 9--10 10--11 11--12 12--13 13--14 14--15 15--16 16--17 17--18 18--19 19--20 20--21 21--22 22--23 23--24 ∑
199.0 199.0
199.0 199.0
376.3 376.2 376.3 376.2 376.3 376.2 376.3 376.2
⑴ 0--1 1--2 2--3 3--4 续表 2-2 ⑴ 4--5 5--6 6--7 7--8 8--9 9--10 10--11 11--12 12--13 13--14 14--15 15--16 16--17 17--18 18--19 19--20 20--21 21--22 22--23 23--24 ∑
远期逐时用水量计算表： 居民生活 未遇见 生产企业 和医院用 及漏失 用水 水 水量 ⑵ ⑶ ⑷ .1 387.5 726.4 479.2 387.5 726.4 479.1 387.5 544.8 479.2 387.5 ⑵ 2.8 9.2 2.8 6.0 2.8 2.8 9.2 6.0 2.8 9.6 36320.0 ⑶ 479.1 479.1 479.2 479.2 479.1 479.2 479.1 479.2 479.1 479.2 479.2 479.2 479.2 479.2 479.2 479.2 479.1 479.2 479.2 479.2 11500.0 ⑷ 387.5 387.5 387.5 387.5 387.5 387.5 387.6 387.6 387.6 387.5 387.6 387.5 387.5 387.5 387.5 387.5 387.5 387.5 387.5 387.5 9300.4
浇洒道路 和绿化用 水 ⑸
学校机 关商店 用水量 ⑹
⑺ 3.1 1.5 ⑺ 9.4 5.9 9.1 4.0 0.7 9.1 5.9 2.7 9.5 6.3 62004.0
⑻ 3.15 2.57 2.57 2.28 ⑻ 3.45 3.74 4.91 4.91 4.74 4.93 4.52 5.10 5.10 4.52 4.93 4.93 5.10 4.91 4.91 4.33 4.33 3.74 3.16 3.16 100.00
258.4 258.4
258.4 258.4
481.2 481.3 481.2 481.3 481.2 481.3 481.2 481.3
2.2.2 最高日用水量变化曲线 如图 2―1 和图 2―2：
占最高日用水量百分数 （％）
6 5 4 3 2 1 0 2
Kh=5.12/4.17=1.23
用水量变化曲线 二泵设计供水线 图 2―1 近期城市最高日用水量变化曲线
占最高日用水量百分数 （％）
24 时间（h） 平均时用水量
6 5 4 3 2 1 0 2
5.10 4.17 3.10 Kh=5.10/4.17=1.22 4 6 8 10 12 14 16 18
用水量变化曲线
二泵设计供水线
平均时用水量
远期城市最高日用水量变化曲线
2.3 水塔和清水池及容积计算 水塔和清水池及容积计算
2.3.1 方案比较 （管网中是否设置水塔） 水塔的作用在于调节二级泵站供水量和用水量之间的不平衡；保证用水水压 等。大中城市用水量比较均匀，通常二级泵站变频泵调节管网用水量，多数可不用 专门设置水塔。 至于本设计中是否设置水塔见表 2-3 表 2-3 方案比较
方案 优点 缺点
方 案 网 一 设 置 水 塔 方 案 塔 网 中 设 水 管 中
能够较好的调节二泵供水 量和用水量之间的不平衡、保 证供水水压
增加管网工程造价和运行费用，易 造成管网中水二次污染
通过二级泵站变频工作来调节 供水水量，避免二次污染
管理要求高
经过以上比较，并且结合小时变化系数 K h =1.23 知城市用水量比较均匀，据城 市地理位置， 近远期结合， 确定采用方案二， 即管网中不设水塔。 既节省工程造价， 有减少了维修费用，并且大大减小管网中水二次污染几率，用水安全、稳定可靠性 得到大大提高。 2.3.2 近期清水池调节容积计算 表 2-4 近期清水池调节容积计算表 二泵供水 时间 h 用水量% 量% ⑴ ⑵ ⑶ 0--1 3.14 3.15 1--2 2.55 3.15 2--3 2.55 3.14 3--4 2.25 3.14 4--5 3.44 3.15 5--6 3.74 3.15 6--7 4.92 4.78 7--8 4.92 4.77 8--9 4.74 4.78 9--10 4.94 4.77 10--11 4.52 4.78 11--12 5.12 4.78 12--13 5.12 4.78 13--14 4.53 4.78 14--15 4.94 4.78 15--16 4.94 4.78 16--17 5.12 4.78 17--18 4.92 4.77 18--19 4.92 4.78 19--20 4.33 4.78 20--21 4.33 4.78 21--22 3.74 3.15
一泵供水量% ⑷ 4.17 4.16 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.16 4.17 4.17 4.17 4.16 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.17 4.17 4.16 4.17
清水池调节容积% ⑸ -1.03 -1.61 -1.62 -1.91 -0.73 -0.43 0.76 0.76 0.57 0.77 0.35 0.96 0.96 0.36 0.77 0.78 0.95 0.75 0.75 0.16 0.17 -0.43
22--23 23--24 ∑
3.14 3.14 100.00
3.15 3.15 100.00
4.17 4.17 100.00
-1.03 -1.03 9.82
2.3.3 近期清水池容积计算： 清水池容积 W= W1 + W2 + W3 + W4 式中 W1 ―― 调节容积（ m 3 ） ，由清水池容积计算表知 W1 =9.82% Qd
W2 ――消防贮水量（ m3 ） ，按两小时火灾延续时间计算，据《室外
给排水消防规范》城镇居住区室外的消防用水量标准： “城市 人口 NQ20 万――同一时间内灭火次数为 2 次――一次灭火 用水量 45L/s”知
W2 =2×45×2× m 3
W3 ――水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水（ m 3 ） W3 =（5%～ ，
10%） Qd ，取 5%.
W4 ――安全贮水量，体积估计为 800 m 3 .
所以清水池容积 W=9.82% Qd +648+5% Qd +800=13.82% Qd +%×47748 + .25 m 3 考虑到检修放空