全国勘察设计注册公用设备工程师给水工程电子版本

全国勘察注册公用设备师给水工程主要内容第一章给水系统总论第二章输水和配水工程第三章取水工程第四章给水处理第五章水的冷却和循环冷却水水质处理第一章给水系统总论1.1.给水系统一.给水系统分类、组成及布置二.影响给水系统布置的因素三.工业给水系统1.2.设计用水量一.用水量定额二.用水量变化三.用水量计算1.3.给水系统的工作状况一.给水系统的流量关系及贮水构筑物容积二.给水系统的水压关系1.1给水系统一.给水系统分类、组成及布置1.给水系统的分类给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。（1）按水源种类可分为1）地表水给水系统（江河、湖泊、蓄水库、海洋等）2）地下水给水系统（浅层地下水、深层地下水、泉水等）（2）按供水方式可分为1）自流供水系统（重力供水）2）水泵供水系统（压力供水）3）混合供水系统（3）按使用目的可分为1)生活给水系统2）生产给水系统3）消防给水系统（4）按服务对象可分为1）城市给水系统2）工业给水系统在工业给水系统中按用水方式又可分为直流系统、循环系统、复用系统。2.给水系统的组成给水系统的任务是从水源取水，按用户对水质的要求进行处理，然后将水输送到用水区域，并按用户所需的水压向用户供水。给水系统一般有下列工程设施组成：（1）取水构筑物----用以从选定的水源（地表水和地下水）取水。（2）处理构筑物----用以将原水处理到符合使用要求。一般集中布置在水厂内。（3）提升泵房-----用以将所需的水量提升到符合水用要求的高度（水压）。（4）输水管渠和管网----用以将原水送至水厂和将处理后的水送至用水区。（5）调节构筑物----用以贮存和调节水量。如：清水池、水塔、高位水池等。3.给水系统的布置二.影响给水系统布置的因素1.城市规划的影响2.水源的影响3.地形的影响三.工业给水系统1.工业给水系统的类型（1）直流给水系统（2）循环给水系统（3）复用给水系统2.工业用水的水量平衡（1）水量平衡的目的和含义水量平衡的目的是通过对生产工艺用水要求及其变化规律的了解，挖掘重复利用、循环使用的潜力，以做到合理用水、节约用水。水量平衡的含义是指总用水量和总排水量之间的平衡。总用水量包括：新鲜水、循环用水、回用水总排水量包括：回用水、复用水、清洁废水、污水和废水。（2）水量平衡图的绘制和作用1.2设计用水量设计用水量是城市给水系统在设计年限达到的用水量，设计年限符合城市总体规划，近远期结合，以近为主。一般近期宜采用5～10年，远期宜采用10～20年。设计用水量由下列各项组成：（1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；（2）工业企业生产用水和工作人员生活用水；（3）消防用水；（4）浇洒道路和绿地用水；（5）未预见用水量及管网漏失水量；一.用水量定额1.综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）2.工业企业生产用水和工作人员生活用水工作人员生活用水包括工业企业工作人员车间生活用水和淋浴用水。工作人员车间生活用水定额一般可采用30～50L/（人·班），用水时间为8小时时变化系数为1.5～2.5；淋浴用水根据车间卫生特征确定，一般可采用40～60L/（人·班），其延续时间为1小时。3.消防用水4.浇洒道路和绿地用水浇洒道路用水量一般可采用2.0～3.0L/(m2·d);绿化用水量一般可采用1.0～3.0L/(m2·d)。5.未预见用水量及管网漏失水量城镇的未预见用水量及管网漏失水量可按最高日用水量的15％～25％合并计算。二.用水量变化在一年中最高日用水量与平均日用水量的比值为日变化系数Kd。在一天中最高时用水量于平均时用水量的比值为时变化系数Kh。最高日城市综合用水的时变化系数宜采用1.3～1.6，日变化系数宜采用1.1～1.5三.用水量计算用业生产用水量Qi=qB(1-n)式中Qi----工业生产生产用水量，m3/d;q----城市工业万元产值用水量，m3/万元B----城市工业总产值；n----工业用水重复利用率。1.3给水系统的工作状况一.给水系统的流量关系及贮水构筑物容积1.给水系统各部分设计流量的确定（1）取水构筑物，一级泵房，净水构筑物，从水源到水厂的输水管等，按最高日平均时流量水厂自用水量计算：Qh=（m3/h）或Qh=（m3/h）（2）地下水源时，一级泵房按最高日平均时流量计算Qh=（m3/d）（3）管网按最高日最高时流量计算Qh=（m3/h）或Qh=（L/s）（4）输水管1）网前设有配水厂或水塔，从二级泵站到配水厂或水塔的输水管，按二级泵房大供水量计算2）网中或网后设有水量调节构筑物的输水管应按最高日最高时流量减去调节构筑物输入管网的流量计算3）输水管同时有消防给水任务时，应分别按包括消防补充水量或消防流量进行复核（5）二级泵房能力以及清水池和管网调节构筑物的调节容积按照用水量曲线和拟定的二级泵房工作曲线确定Qd—最高日设计流量，m3/d;α--水厂自身用水系数，1.05～1.10，原水含悬浮物较多时取用大值T—一级泵房或水厂每天工作时间（h）,大、中水厂一般为24h连续运行，小水厂有时为8h或16h;Kh—时变化系数。2.清水池水塔（高低水池）有效容积计算（1）清水池清水池的主要作用在于调节一级泵站供水和二级泵站供水之间的流量差值，并贮存消防用水和水厂生产用水，因此清水池的有效容积为W=W1+W2+W3+W4W—清水池的有效容积，m3W1—调节容积，m3;按一、二级泵房供水曲线确定；W2—消防贮水量，m3;按2h火灾延续时间计算；W3—水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等用水，m3;按最高日用水量的5%～10%计算；W4—安全贮量，m3。当水厂外无调节水池、在缺乏资料的情况下，水厂清水池容积一般可按水厂最高日用水量的10%～20%计算。清水池应有相等的两座，仅有一座并容积大于500m3时应分成两个。（2）水塔水塔的作用之一在于调节二级泵站供水和用水量之间的流量差值，并贮存10分钟的室内消防水量，因此水塔的有效容积应为：W=W1+W2式中W—调节容积，m3;W1—调节容积，m3;W2—消防贮水量，m3;按10min室内消防水量计算。当泵站分级工作时，可按最高日用水量的2.5%～3%获5%～6%计算，城市大时取低值。二.给水系统的水压关系1.水泵扬程的确定(1)一级泵房扬程Hp=H0+hs+hd(m)H0—静扬程，等于水源吸水井最低水位和处理构筑物起端最高水位之差，m;hs—水泵吸水管、压水管和泵房内的水头损失，m;hd—输水管水头损失，m(2)无水塔管网的二级泵房扬程Hp=Zc+Hc+hs+hc+hnZc—离泵房远或地形高的控制点C地形标高与清水池最低水位的高差，m;Hc—控制点要求的最小服务水头，m;hs、hc、hn—分别表示水泵管路、输水管和管网中的水头损失，m,按最高时水量计算(3)网前水塔管网的水塔高度Ht=H0+hn-(Zt-Zc)(m)二级泵站扬程：Hp=Zt+Hi+H0+hc+hsZt—水塔处地面和清水池最低水位的高差，m;H0—水塔水柜的有效水深，m;其余符号意义同上(4)网后水塔管网，最高用水时，Hp同无水塔管网，Ht和网前水塔管网相同，但控制点C在分界线上最大传输时二级泵房扬程：H΄p=Zi+Hi+H0+h΄s+h΄c+h΄n(m)h΄s,h΄c,h΄n分别表示最大传输时，水泵吸水管路、输水管和管网的水头损失（m）,按最大传输时流量计算2.水塔高度的确定Ht=Hc+hn-(Zt-Zc)式中Ht—水塔水柜底稿与地面的高度差，m;Hc—控制点C要求的最小服务水头，m;Hn—按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失，m;Zt—设置水塔处的地面标高，m;Zc—控制点C处的地面标高，m。第二章输水和配水工程2.1管网和输水管渠布置一.管网和输水管渠的定义二.管网和输水管渠的布置原则2.2管网各管段流量、管径和水头损失一.概述二.沿线流量、节点流量、管段计算流量三.管径计算四.水头损失计算2.3管网水力计算一.树状网水力计算二.环状网水力计算三.输水管渠计算2.4分区给水系统一.分区给水概念二.分区给水基本形式2.5管材、管网附件和附属构筑物2.6管网技术经济比较2.1管网和输水管渠布置一.管网和输水管渠的定义输水和配水系统是保证输水到所有用户的全部设施。它包括：输水管渠、管网、泵站、水塔和水池等。二.管网和输水管渠的布置原则1.管网的布置管顶埋深的设计要求：管道的埋设深度，应根据冰冻情况、外部荷载、管材强度以及与其它管道交叉等因素确定。管径的设计要求：①负有消防给水任务管道的最小直径，不应小于100mm；室外消火栓的间距不应大于120m.②从管网干管到用户和消火栓的分配管管径至少为100mm，大城市采用150-200mm。阀门的设计要求：①管网上的阀门间距，不应超过5个消火栓的布置长度。②在配水管网龙起点和平直端的必要位置，应装设排（进）气阀，低处应装设泄水阀。集中给水栓的设计要求：集中给水站设置地点，应考虑取水方便，其服务半径一般不大于50m2.输水管渠的布置输水管渠设计要求：定线：①输水管网定线时，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度。②选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修。③减少与铁路、公路和河流的交叉。④远距离输水时，一般情况下往往是加压和重力输水两者的结合形式。⑤设计时应远近期同时考虑、分期实施设计流量：①从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量加自用水量确定。当长距离输水时，输水管渠的设计流量应计入管渠漏失水量。②向管网输水的管道设计流量，当管网内有调节构筑物时，应按最高日最高时用水条件下，有水厂所负担供应的水量确定；当无调节构筑物时，应按最高日最高时供水量确定。③负有消防给水任务的输水管渠尚应包括消防补充流量或消防流量。条数及连通管：输水管渠一般不宜少于两条，当有安全贮水池或其它安全供水措施时，也可修建一条输水干管，输水干管和连通管管径及连通管根数，应按输水干管任何一段发生故障时仍能通过事故用水量计算确定。城镇的事故水量为设计水量的70%。附属设施：①输水管道应根据具体情况设置分段和分区检修的阀门。②在输水管道隆起点和平直段的必要位置上，应装设排（进）气阀，低处应装设进水阀。2.2管网各管段流量、管径和水头损失一.概述如同管网定线一样管网的水力计算也只限于干管。二.沿线流量、节点流量、管段计算流量1.沿线流量和节点流量（1）沿线流量qs=式中qs—比流量，L/(s·m);Q—管网设计总用水量（最高日最高时），L/s;∑q—大用户集中于节点的总流量，L/s;∑l—干管总长度，m;不包括穿越广场、公园等无建筑物地区的管线；只有一侧配水管线，长度按一半计算。两节点之间的干管段，其沿线流量等于比流量qs乘以管段长度l(m):ql=qsl式中ql—沿线流量，L/s;l—该管段的长度,m。（2）节点流量qi=0.5∑ql2.管段计算流量单水源的树状网中，每一管段只有唯一的流量，任意管段的流量等于该管段下游所有节点流量的总和。环状网的流量分配比较复杂，必须保持每一节点的流量平衡条件，即流向任一节点的流量必须等于从该节点流出的流量，以满足节点流量平衡条件，qi+∑qij=0式中qi—节点i的节点流量，L/s;qij—从节点i到节点j的管段流量，L/s。假定从节点流出的流量为正，流向节点的流量为负。三.管径计算D=式中D—管段直径，m;q—管段流量，m3/s;v—流速，m/s。流速确定条件：（1）最高和最低允许流速：①为防止管网发生水锤现象，最大流速不超过2.5-3.0m/s。②输送原水，为避免管内淤积，最小流速通常不得小于0.6m/s。（2）经济流速：①经济流速的概念：在一定年限（投资偿还期）内管网造价和管理费用（主要是电费）之和为最小的流速。②经济流速值应按当地管材材料的价格、施工费用、电费等来确定，不能直接套用其他地方的数据。③由于实际工程的复杂性，从理论上计算管网造价和管理费用来求经济流速的办法在设计中很少应用。（3）平均经济流速：①设计中可采用平均经济流速来确定管径，一般大管径可取较大的平均经济流速，小管径则取较小的平均经济流速。②平均经济流速值：中小管径DN=100～400mm时为0.6～1.0m/s，大管径DN≥400是为0.9～1.4m/s。四.水头损失计算1.旧钢管和旧铸铁管当v<1.2m/s时：i=当v≥1.2m/s是：i=式中i—每米管道的水头损失，m;dj—管道的计算内径，m;v—平均流速，m/s。2.混凝土管、钢筋混凝土管和各种渠道i=式中i—每米管道（渠）的水头损失，m;v—平均流速，m/s;R—水力半径，m;C—流速系数。混凝土管和钢筋混凝土管的流速系数C可按下式计算：C=n—粗糙系数，混凝土管和钢筋混凝土管一般采用0.013～0.014。对各种渠道，流速系数C可按下式计算:C=式中n—与渠槽材料和状况有关的粗糙系数；y—与R和n有关的指数，按下列公式确定：y=2.3管网水力计算一.树状网水力计算二.环状网水力计算1.环状网水力基础方程对于任何环状网，管段数P、节点数J（包括泵站、水塔等水源节点）和环数L之间存在下列关系：P=J+L-12.计算方法分类3.环状网计算按下式：Δqi=求出校正流量。如闭合差为正，校正流量即为负，反之则校正流量为正。校正流量的符号以顺时针方向为正，逆时针方向为负，凡是流向与校正流量方向相同的管段，加上校正流量，否则减去校正流量。Qij(1)=qij(0)+Δqs(0)+Δqn(0)式中Δqs(0)--本环的校正流量；Δqn(0)--邻环的校正流量。每个小环闭合差小于0.5m,大环闭合差小于1.0m。三.输水管渠计算从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量加自用水量确定。当长距离输水时，输水管渠的设计流量应计入管渠漏失水量。向管网输水的管道的设计流量，当管网内有调节构筑物时，应按最高日最高时用水条件下，由水厂所负担供应的水量确定（输水管道的设计水量应为最高日最高时供水量减去调节构筑物每小时供应的水量）；当无调节构筑物时，应按最高日最高时供水量确定。上述输水管渠，当负有消防给水任务时，应分别包括消防补充流量或消防流量。输水管渠应按输水干管任何一段发生故障时仍能通过事故用水量计算确定。城镇的事故水量为设计水量的70%。1.重力供水时的压力输水管假定输水量为Q,平行的输水管线为n条，则每条管线的流量为Q/n。设平行管线的管材、直径和长度均相同，则该系统的水头损失为：H=式中S—每条管线的摩阻。当一条管线损坏时，该系统使用其余管线运行时的水头损失为：H=式中Qa—管线损坏时的流量或允许的事故流量。由上两式的事故时流量为：Qa=当平行管线数n=2时，则α=(2-1)/2=0.5，这样事故流量只有正常供水量的一半。图1-2-9表示采用两条输水管线平行供水，其中设有两个连接管，各供水管段的直径和长度相等，每一段管线的摩阻均为S΄。正常工作时水头损失为：H=某一段损坏时水头损失为：H=得事故时与正常工作时的流量比例为：2.水泵供水时的压力输水管图1-2-10表示水泵特性曲线H=f(Q)和输水管特性曲线的联合工作情况：I为输水管正常工作时的Q-(H0+∑h)特性曲线；II为事故时，当输水管任一段损坏时，阻力增大，是曲线的交点从正常工作时的b点移到a点，与a点相应的横坐标即表示事故时流量Qa。(1)输水管正常工作时①正常工作时的输水管特性H=H0+(Sp+Sd)Q2式中H—输水管正常工作时水泵工作点的实际扬程；H0—水泵静扬程，等于泵站及水井水面与输水终点处水压标高的高差；Q—输水管正常工作时的输水流量；Sp—泵站内管线的摩阻；Sd—两条输水管的当量摩阻。Sd与两条输水管摩阻的基本关系和计算是如下：或式中S1、S2—每条输水管的摩阻。对于两条平行输水管管径相同的情况，②输水管正常工作时的水泵H=f(Q)特性输水管正常工作时的水泵Q-H特性方程为：式中Hx—水泵在流量为零时的虚总扬程；Sx—水泵泵体内虚摩阻。③输水管正常工作时的输水流量联立求解式（1-2-23）和式（1-2-25），得到输水管正常工作时的输水流量：（2）当两根平行输水管的任意一段损坏时①输水管任一段损坏时的输水管工作状态式中Ha—事故时水泵工作点的水泵扬程；n—输水管分段数；当输水管之间只有一条连接管时，分段数为2，余类推；Qa—事故时的流量。②输水管任一段损坏时的水泵特性方程输水管任一段损坏时的水泵特性方程为：Ha=Hx-SxQa2③输水管任一段损坏时的事故流量联立求解式（1-2-27）和式（1-2-28），得到事故时的输水量：（3）事故流量与正常输水量之比事故输水量应大于等于70%设计输水量的要求，即α≥0.70，所需分段数的计算式为：n≥2.4分区给水系统一.分区给水概念二.分区给水基本形式2.5管材、管网附件和附属构筑物一.管材1.铸铁管2.钢管3.预应力和自应力钢筋混凝土管4.玻璃钢管5.塑料管二.管网附件1.阀门2.止回阀3.排气阀和泄水阀4.消火栓三.管道防腐四.管网附属构筑物1.阀门井2.支墩和基础（1）管道截面计算外推力考虑接口允许承受内水压后的管道截面计算外推力：式中P—外推力，KN;D—管道内径，m;P0—水压力，KN/m2;Ps—各种接口（石棉水泥接口、自应力水泥接口和橡胶圈接口等）允许承受内水压力，KN/m2;k—考虑接口不均匀性等因素取用的设计安全系数（k<1）.(2)截面计算外推力P对支墩产生的压力①水平弯管式中R—对支墩产生的压力，KN;α—弯管的角度，度；P—外推力，KN。②丁字管及堵头R=P③叉管R=Psinα3.管线穿越障碍物2.6管网方案技术经济比较一.技术经济比较的目的二.方案技术经济比较评价中最为普遍的比较参数是：初投资；使用成本；投资分析（即投资偿还期）；总的寿命周期成本。第三章取水工程3.1取水工程概论一.水资源概述及取水工程任务二.给水水源3.2地下水取水构筑物一.地下水源概述二.地下水取水构筑物的类型及适用条件3.3地表水取水构筑物一.江河水水源特征与取水构筑物的关系二.江河取水构筑物位置的选择三.江河固定式取水构筑物四.江河移动式取水构筑物五.湖泊、水库取水构筑物六.山区浅水河取水构筑物七.海水取水构筑物3.1取水工程概论一.水资源概述及取水工程任务1.水资源概念及我国水资源概况（1）水资源概念1)广义概念2）狭义概念3）工程概念（2）我国水资源概况2.取水工程任务二.给水水源1.给水水源分类及其特点（1）给水水源分类（2）给水水源的特点2.给水水源选择及水源的合理利用（1）给水水源选择的一般原则1）水源水量充沛可靠2）原水水质符合要求3）符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水的水源4）与农业、水利综合利用5）取水、输水、净水设施安全经济和维护方便6）具有施工条件（2）水源的合理利用1）工业用水宜采用地表水源，饮用水宜采用地下水源。2）利用经处理后的污水灌溉农田。3）在工业给水系统中采用循环给水，提高水的重复利用率，减少水源取水量。4）利用海水作为某些工业的给水水源5）人工回灌地下水即用地表水补充地下水；6）在沿海城市的潮汐河流，采用“蓄淡避咸”的措施。3.给水水源的保护（1）保护水源的一般措施1）配合有关部门制定水资源开发利用规划。2）加强水资源管理3）进行流域内的水土保持工作。4）防止水源水质污染（2）给水水源卫生防护1）地表水源卫生防护①取水点周围半径100m的水域内，严禁捕捞、网箱养殖、停靠船只、游泳和从事其他可能污染水源的任何活动。②取水点上游1000m至下游100m的水域不得排入工业废水和生活污水；其沿岸防护范围内不准堆放废渣。③以河流为给水水源的集中式供水，由供水单位及其主管部门会同卫生、环保、水利等部门，根据实际需要，可把取水点上游1000m以外的一定范围河段划为水源保护区，严格控制上游污染物排放量。④受潮汐影响的河流、其生活饮用水取水点上下游及其沿岸的水源保护区范围应相应扩大。⑤作为生活饮用水水源的水库和湖泊，应根据不同情况，将取水点周围部分水域或整个水域及其沿岸划为水源保护区。⑥对生活饮用水水源的输水明渠、暗渠，应重点保护，严防污染和水量流失。2）地下水源的卫生防护3.2地下水取水构筑物一.地下水源概述1.地下岩层的构造2.地下水的种类3.地下径流二.地下水取水构筑物的类型及适用条件1.地下水取水构筑物类型（1）管井管井直径一般为50～1000mm，管井深一般在200m以内。（2）大口井井径一般为5～8m，最大不宜超过10m，但可小于5m。大口井井深一般不宜大于15m，单井出水量一般为500～10000m3/d。(3)渗渠多孔集水管直径一般为600～1000mm，埋深一般4～6m。出水量一般10～30m3/(d·m)。2.地下水取水构筑物的适用条件（1）管井1）适用于含水层厚度大于5m,其底板埋藏深度大于15m；2）在深井泵性能允许的状况下，不受地下水埋深限制；3）适用于任何沙层、卵石层、砾石层、构造裂隙、溶岩裂隙等含水层，应用范围最为广泛。（2）大口井1）适用于含水层厚度5～15m，地下水埋深在10m以内；2）适用于任何砂、卵石、砾石层，但渗透系数最好大于20m/d；3）含水层厚度大于10m时应做成非完整井。非完整井由井壁和井底同时进水，不易杜塞，应尽可能采用4）在水量丰富、含水层较深时，以增加穿孔辐射管做成辐射井；5）比较适合中小城镇、铁路及农村的地下水取水构筑物。（3）渗渠1）适用于含水层厚度小于5m，地下水进而深小于2m时，渠底埋深度小于6m；2）适用于中砂、粗砂、砾石或卵石层；3）最适宜于开采河床渗透水3.3地表水取水构筑物一.江河水水源特征与取水构筑物的关系1.江河水水源特征（1）江河的径流特征（2）泥沙运动（3）河床演变影响河床演变的主要因素有：1）河段的来水量及其变化2）河段的来沙量和来沙的组成及其变化3）河段的水面比降4）河床地质情况（4）漂浮物和冰冻2.江河水取水构筑物的类型3.江河水水源与取水构筑物的关系二.江河取水构筑物位置的选择1.位于水质较好的地带2.靠近主流，有足够的水深，由稳定的河床及岸边，有良好的工程地质条件在取水构筑物处应有不小于2.5～3.0m的水深。3.尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮、支流和咸潮等影响4.靠近主要用水地区5.不妨碍航运和排洪，并符合河道、湖泊、水库整治规划的要求6.注意避开河流上的人工构筑物或天然障碍物1）取水构筑物应设在桥梁上游0.5～1.0Km或下游1.0Km以上的地方。2）当取水构筑物与丁坝同岸时，则应设在丁坝的上游3）取水构筑物不宜设在码头附近，距码头边缘不得小于100m。三.江河固定式取水构筑物1.岸边式取水构筑物岸边式取水构筑物的设计要点：1）进水间的设计①进水孔的设计当河流水位变幅在6m以上，一般设置两层进水孔，侧面进水孔不得小于0.5m，顶面进水孔不得小于1.0m。取水构筑物进水孔上缘在设计最低水位下的淹没深度：顶面进水时，不得小于0.5m，侧面进水时不得小于0.3m。上层进水孔的上缘应在洪水位以下1.0m。②进水孔上格栅的设计栅条厚度或直径一般采用10mm，栅条间静距小型取水构筑物一般为30～50mm，中型取水构筑物一般为80～120mm。过栅流速有冰絮时为0.2～0.6m/s；无冰絮时为0.4～1.0m/s。格栅的阻塞面积应按25%考虑。格栅面积按以下公式计算：式中F0—进水孔或格栅面积，m2;Q--进水孔的设计流量，m3/s;V0--进水孔设计流速，m/s;K1—栅条引起的面积减少系数：b为栅条净距，s为栅条厚度（或直径）K2--格栅阻塞系数，采用0.75水流通过格栅的水头损失一般采用0.05～0.1m。③格网的设计平板式格网的阻塞面积应按50%考虑，通过流速不应大于0.5m/s。平板式格网的面积可按下式计算：式中F1--平板格网的面积，m3;Q--通过格网的流量，m3/s;V1--通过格网流速，一般采用0.2～0.4m/s；K1--网丝引起的面积减少系数：K2--格网阻塞后面积减少系数，一般采用0.5m；ε--水流收缩系数，一般采用0.64～0.80。通过平板格网的水头损失，一般采用0.1～0.2m。旋转格网的有效过水面积（即水面以下的格网面积）可按下式计算：式中F2--旋转格网有效过水面积，m2;v2--过网流速，一般采用0.7～1.0m/s；K2--格网阻塞系数，一般采用0.75m；K3--由于框架引起的面积减少系数，采用0.75，其余符平板式格网。旋转格网在水下的深度当为网外或网内双侧进水时，可按下式计算：式中H—格网在水下部分的深度，mm；B—格网宽度，m;F2—旋转格网有效过水面积，m2；R—格网下部弯曲半径，目前使用的标准滤网的R值为0.7m。当为直流进水时，水流通过旋转格网的水头损失一般采用0.15～0.30m。④吸水室的设计⑤排泥、冲洗启闭及起吊设备2）取水泵房的设计①水泵的选择②泵房的平面布置③泵房的高程布置当泵房在渠道边时，为设计最高水位加0.5m；当泵房在江河边时，为设计最高水位加浪高，再加0.5m，必要时上应增设防止浪爬高的措施。④泵房的抗浮、防渗2.河床式取水构筑物①取水头部的形式及适用条件②取水头部的设计与计算顶向进水时，不小于0.5m；侧向进水时，不小于0.3m；虹吸进水时，一般不宜小于1.0m，当水体封冻时，可减至0.5m。进水孔的流速：有冰絮时为0.1～0.3m/s，无冰絮时为0.2～0.6m/s。进水管有自流管、进水暗渠、虹吸管等。四.江河移动式取水构筑物1.浮船式取水构筑物（1）适用条件1）水位变化幅度在10～40m，涨落速度小于2m/h的江河水取水；2）临时供水的取水构筑物或允许断水的永久性取水构筑物；3）投资受到限制，难以修建固定式取水构筑物时。（2）取水位置的选择浮船式取水构筑物的位置，应选择在河岸较陡和停泊条件良好的地段。1）河岸有适宜的坡度（20°～60°）河床较稳定，无明显的冲刷或淤积痕迹，离供水点较近，水质较好，施工方便之处。2）设在水流平缓，风浪小，河道平直，水面开阔，漂浮物少，无冰凌的河段上，应避开大急流、顶冲和大风浪区，应与航道保持一定距离。3）尽量避开河漫滩和浅滩地段。（3）浮船和水泵设置（4）连络管和输水管1）连络管①阶梯式连接②摇臂式连接2）输水管2.缆车式取水构筑物（1）适用条件1）水位变化幅度在10～35m，涨落速度小于2m/h的江河中取水；2）作为永久性取水构筑物；3）水位变化幅度大且水流急、风浪大，不宜用浮船取水时；4）受牵引设备限制，每部泵车的取水流量小于10万m3/d;5)取水河道漂浮物少、无冰凌、无船只碰撞可能。（2）取水位置的选择1）宜选择在河岸地质条件较好，岸坡稳定的位置。2）宜选择在岸坡倾角为10°～28°的地段。3）应选在凹岸的顺直河段上，主流近岸，水深足够，避免设在回水区或凸岸，以防淤积。（3）泵车的位置（4）坡道的设置（5）输水斜管一般一部泵车设置一条输水管。（6）牵引设备（7）安全设备五.湖泊、水库取水构筑物1.湖泊、水库的特征2.湖泊、水库取水构筑物位置的选择3.湖泊河水库取水构筑物的类型（1）隧洞式取水和引水明渠取水（2）分层取水的取水构筑物（3）自流管式取水构筑物六.山区浅水河取水构筑物1.山区河流的特点（1）水量和水位变化幅度较大（2）水质变化异常剧烈（3）河床由砂、鹅卵石或岩石组成（4）北方某些地方潜流时间长2.山区浅水河取水构筑物的设置要求取水量所占的比例要大，要能抬高水位或从底部取水，要具有防止颗粒堵塞的措施。3.山区浅水河取水构筑物的类型（1）低坝式取水构筑物1）固定式低坝取水2）活动式低坝取水（2）低栏栅取水构筑物七.海水取水构筑物1.海水的特点与取水构筑物的设计要求（1）海水具有腐蚀性（2）海洋生物的影响（3）潮汐和波浪的影响（4）泥沙淤积2.海水取水构筑物的主要形式（1）引水渠或自流管取水（2）岸边式取水（3）潮汐式取水第四章给水处理4.1给水处理概论一.给水水质指标二.水质标准三.给水处理的基本方法与基本工艺4.2混凝一.胶体的基本性质二.铝盐铁盐混凝剂在水中的反应三.水的混凝机理与混凝过程四.混凝剂与助凝剂五.混合设备六.絮凝反应池七.影响混凝效果的因素4.3沉淀一.颗粒沉淀特性二.理想沉淀池特性分析三.沉淀池的基本结构与基本设计参数四.沉淀池五.澄清六.气浮4.4过滤一.过滤原理二.滤池的运行三.滤料四.滤池的基本构造五.滤池4.5消毒一.消毒概论二.氯消毒三.二氧化氯消毒4.6地下水除铁除锰一.含铁含锰地下水二.地下水除铁除锰原理三.地下水除铁除锰工艺与设备4.7水的软化与除盐一.软化与除盐概述二.药剂软化法三.离子交换法四.膜分离法除盐与纯水生产的基本方法4.8给水厂的设计一.水厂的厂址选择二.设计步骤与设计原理三.水厂工艺流程与主要处理构筑物的选择四.水厂平面与高程布置五.水厂生产过程监测与自动控制4.1给水处理概论一.给水水质指标1.物理指标（1）浊度（2）悬浮物（3）臭和味2.化学指标（1）杂质或污染物质的单项指标（2）无机特性的综合指标（3）有机污染物的综合指标3.微生物指标4.放射性指标二.水质标准1.生活饮用水水质标准（1）饮用水水质项目大为增加，从原35项增加到96项（2）把检测项目分为常规检测项目（34项）和非常规检测项目（62项）（3）提高了对浊度的要求（4）在饮用水常规检测项目中增加了耗氧量（高锰酸盐指数）：耗氧量（以O2计）不超过3mg/L，特殊情况下不超过5mg/L。（5）在无机物、有机物单项项目的选择和限制的确定上，既借鉴国外标准（WHO、欧盟、美国），又考虑中国国情。（6）重视消毒剂和消毒副产物的危害，从原有的1项，增加到13项。（7）对部分原有项目的限制提出更严格的要求，共4项：浊度、铅、镉、四氯化碳。（8）增加了粪性大肠菌群的项目。2.工业用水水质标准3.其他重要水质标准（1）地表水环境质量标准（2）其他水质标准三.给水处理的基本方法与基本工艺1.给水处理的基本方法（1）去除颗粒物方法有：混凝、沉淀、澄清、气浮、过滤、筛滤（格栅、筛网、微滤机、滤网滤芯过滤器等）、膜分离（微滤、超滤）、沉砂（粗大颗粒的沉淀）、离心分离（旋流沉砂）（2）去除、调整水中溶解（无机）离子、溶解气体的处理方法处理方法有：石灰软化、离子交换、地下水除铁除锰、氧化还原、化学沉淀、膜分离（反渗透、纳滤、电渗析、浓差渗析等方法）、水质稳定（水中溶解离子的平衡，防止结垢和腐蚀等，详见本书第五章）、除氟（高氟水的饮用水除氟）、氟化（低氟水的饮用水加氟）、吹脱（去除游离二氧化碳、硫化氢等）、曝气（充氧）、除气（锅炉水除氧等）等（3）去除有机物的处理方法方法有：粉状炭吸附、原水曝气、生物预处理、臭氧预氧化、高锰酸钾预氧化、过氧化氢预氧化、预氯化、臭氧氧化、活性炭吸附、生物活性炭、膜分离、大孔树脂吸附（用于工业纯水、高纯水制备中有机物的去除）等（4）消毒方法方法有：氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、电化学消毒、加热消毒等（5）冷却方法2.给水处理的基本工艺饮用水处理的工艺分成：（1）饮用水常规处理工艺（2）在饮用水常规处理工艺的基础上，增加预处理和（或）深度处理的饮用水处理工艺（3）其他特殊处理工艺4.2混凝一.胶体的基本性质1.胶体的特性水中杂质按其颗粒大小，可以分成为溶解物、胶体颗粒和悬浮物三大类。2.胶体的结构3.胶体的稳定与凝聚分散颗粒溶解物胶体颗粒悬浮物颗粒尺寸<0.1nm1～100nm(或100nm)>0.1um(或1um)典型物质无机离子、小分子有机物等细小黏土颗粒、高分子有机物、腐质酸、病毒、细菌等黏土、粉砂、细菌等溶液体系真溶液（透明）胶体溶液（混浊）二.铝盐铁盐混凝剂在水中的反应1.水解反应Al3++H2O→Al(OH)2++H+Al(OH)2++H2O→Al(OH)2++H+Al(OH)2++H2O→Al(OH)3↓+H+2.缩聚反应2[Al(OH)]2+→[Al2(OH)2]4++2H2O三.水的混凝机理与混凝过程1.混凝机理（1）压缩双电层（2）吸附电中和（3）吸附架桥（4）沉淀物的卷扫或网捕2.混凝过程在水处理中，混凝的工艺过程实际上分为“凝聚”与“絮凝”两个过程，对应的工艺或设备称为“混合”与“反应”。（1）凝聚在水处理工艺中，凝聚主要指加入混凝剂后的化学反应过程（胶体的脱稳）和初步的絮凝过程。（2）絮凝絮凝是指细小矾花逐渐长大的物理过程。3.混凝动力学（1）速度梯度令式中G—速度梯度，s-1;du—相邻两水层中水流（颗粒）同向运动的速度差；dy—相邻两水层垂直与水流方向和距离。推导G的计算公式：式中：F—两层水流间的摩擦阻力；A—两层水流间的接触面积μ—水的动力粘度式中p—对单位体积水体的搅拌功率，W/m3。得（2）速度梯度计算对于机械搅拌，对单位容积水体的搅拌功率为:式中N—电机功率，KW;η1――搅拌设备机械效率，约为0.75；η2――传动系统的效率，0.6～0.9；η总――总效率，0.5～0.7。对于水力搅拌，水流对液体所作的功即为水流的水头损失。式中Q—流量，m3/s;水的密度（约为1000kg/m3）h—流过水池的水头损失，m;T—水力停留时间，s;g—重力加速度，9.81m/s2。混凝过程的动力学控制参数如下：对于混合池：G=500～1000s-1T=10～30对于絮凝反应池：G=20～70s-1GT=104～105四.混凝剂与助凝剂1.混凝剂（1）硫酸铝Al2O3的含量不小于15.6％，液体产品中Al2O3的含量不小于7.8％，适宜PH值为5.5～8，最佳范围6.5～7.5。（2）聚合氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]m,式中m为聚合度，通常m≤10，n＝3～5。Al2O3的含量不小于32％和29％，液体产品Al2O3的含量不小于12％和10％，适宜PH值为5～9。（3）三氯化铁PH值的适应范围（5～11）（4）硫酸亚铁（5）聚合硫酸铁化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,式中n<2,m=f(n)。PH值范围为5～11，最佳范围6～9。（6）其他复合式药剂，如聚合铝铁，聚合铝硅，混凝复合药剂2.助凝剂（1）活化硅酸（2）聚丙烯酰胺（3）石灰（4）其他3.混凝药剂的投加（1）投加量确定（2）投配系统（3）混凝药剂投加的自动控制1）数学模型法2）现场模拟试验法3）特性参数控制法五.混合设备混合时间一般10～30s，速度梯度500～1000s-1。1.机械混合水力停留时间为1～2min,平均速度梯度500s-1左右。2.水力混合（1）管式静态混合器（2）压力水管混合（3）其他有：跌水混合、漩流混合等。六.絮凝反应池絮凝反应池的水力停留时间一般为10～30min，GT值在104～1051.机械搅拌总的水力停留时间一般为15～20min，桨板边缘处的线速度从第一级的0.5m/s降到最后一级的0.2m/s。2.水力搅拌（1）隔板反应池起端流速一般为0.5～0.6m/s，末端流速一般为0.2～0.3m/s,水力停留时间20～30min，总的水头损失0.3～0.5m。（2）折板反应池各段的流速可分别为：第一段：0.25～0.35m/s;第二段：0.15～0.25m/s;第三段：0.10～0.15m/s。水力停留时间较短，一般为6～15min。（3）其他形式的反应池3.不同形式絮凝池的组合使用（1）往复式隔板与回转式隔板组合（2）机械反应与隔板反应组合七.影响混凝效果的因素1.水温2.浊度与悬浮物3.水的PH值4.3沉淀一.颗粒沉淀特性1.沉淀分类（1）自由沉淀（2）絮凝沉淀（3）拥挤沉淀（4）压缩沉淀2.离散颗粒沉淀速度（1）颗粒沉速公式对于Re<1的层流区，有stokes公式：对于1≤Re≤1000的过渡区，有Allen公式：对于Re>1000的紊流区，有Newton公式：式中Re—雷诺数，u—颗粒沉速，d—颗粒直径；µ――水的动力粘度；ρ――水的密度；ρs――颗粒的密度g――重力加速度二.理想沉淀池特性分析1.理想沉淀池的构成在理想沉淀池中，对沉淀过程的基本假设是：（1）沉淀过程属于离散颗粒的自由沉淀，在沉淀过程中各颗粒的沉速不变；（2）理想沉淀池中的水从左向右水平流动，进水均匀分布在整个过水断面上（AC断面）在池中各点水流速度均为v;（3）在沉淀过程中，各颗粒的水平运动分量等于水流的水平流速v；（4）颗粒沉到池底（CD线）就算已被去除。2.理想沉淀池对颗粒的去除率理想沉淀池对水中悬浮颗粒的总的去除率为：3.理想沉淀池中特定颗粒沉速与表面负荷的关系在理想沉淀池中：式中t0—沉淀池的水力停留时间；B—池宽；A—沉淀池的表面面积；Q—水的流量；q0—沉淀池的表面负荷，也称为过流率，即单位时间内单位池表面面积所处理的水量。三.沉淀池的基本结构与基本设计参数1.基本结构（1）进水区与进水穿孔花墙（2）沉淀区（3）出水区与出水堰（4）缓冲层、污泥区与排泥装置沉淀池排泥系统：1）多斗池底重力排泥2）穿孔管重力排泥3）机械排泥2.沉淀池基本设计参数对于采用混凝沉淀工艺的饮用水处理，沉淀池特定颗粒沉速设计值一般为u0=0.3～0.6mm/s。根据原水情况，又可采用以下设计数据：（1）对于原水浊度<250NTU,u0=0.35～0.45mm/s(相当于；q0=1.26～1.62m3/(m2·h))(2)对于原水浊度>250NTU,u0=0.5～0.6mm/s(相当于；q0=1.80～2.16m3/(m2·h)四.沉淀池1.平流式沉淀池对平流式沉淀池的有关要求：（1）沉淀池的长度与宽度之比不得小于4，长度与深度之比不得小于10，以保证断面水流均匀。（2）平流式沉淀池的水力停留时间一般为1.0～3.0h；（3）池中水平流速一般为10～25mm/s；（4）沉淀池的有效水深一般采用3.0～3.5m;(5)沉淀池的每格宽度（或导流墙间距）一般为3～8m，最大不超过15m。衡量平流式水力状态的参数：弗劳德数Fr一般在1×10-4～1×10-5，雷诺数Re一般在4000～15000。2.斜板（管）沉淀池(1)斜板（管）沉淀池的优点：停留时间短、沉淀效率高、占地省等。缺点是：1）运行中斜板（管）中易产生积泥和藻类滋生问，需定期放空对斜板进行冲洗，积泥过多还易发生斜板压塌事故；2）斜板（管）材料的费用高3）因水流在斜板之间停留时间极短（几分钟），斜板沉淀池的缓冲能力及稳定性较差（2）斜板沉淀池产水量的计算：斜板沉淀池的表面负荷u0=式中A斜――各斜板总的水平投影面积之和；n—斜板数；B—斜板宽度（池宽）；l—斜板长度；θ――斜板倾角。在设计斜板沉淀池时应考虑乘以斜板效率系数η斜，η斜通常取0.6～0.8。斜板沉淀池的产水量计算公式为：斜板沉淀池的产水流量为与水流垂直的过水断面面积乘以流速：即把v代入前式并整理，可以得到导向流斜板沉淀池产水量的计算式：A原――斜板沉淀池的池表面面积，等于池的长度×宽度。同向流斜板沉淀池的计算公式为：异向流斜板沉淀池，在采用常用斜板结构数据的条件下，一般可采用q斜＝9.0～11.0m3/(m2·h).(3)异向流斜(管)板沉淀池在给水处理中，异向流斜板沉淀池宜用于进水浊度长期低于1000NTU的原水，斜板（管）沉淀区的液面负荷，应按相似条件下的经验确定，一般可采用9.0～11.0m3/(m2·h)。斜板部分常用的数据是：斜板长度l=1m,倾角为60度，板间距（或管径）30～50mm。沉淀池斜板管下面的配水区高度不宜小于1.5m，斜板管上面的清水区保护高度一般不宜小于1.0m。（4）同向流斜板沉淀池同向流的斜板数据一般采用：板间距35mm，斜板的上部为沉淀区斜板，斜板长度l=2.0～2.5m,倾斜角为40度；斜板的下部为排泥区斜板，斜板长度不小于0.5m，倾斜角为60度。同向流斜板沉淀池沉淀区的液面负荷一般为30～40m3/(m2·h)。（5）侧向流斜板沉淀池给水处理中侧向流斜板沉淀池的数据是：斜板的结构尺寸一般为倾斜角50～60，板间距50～80mm，斜板内的水平流速一般采用v=10～20mm/s；侧向流斜板体的容积负荷约为8～10m3/(m2·h).3.竖流式沉淀池4.福流式沉淀池五.澄清1.澄清池工作原理在澄清池中通过机械或水力作用悬浮保持着大量的矾花颗粒，其浓度一般在每升几克，进水中经混凝剂脱稳的细小颗粒与池中保持的大量矾花颗粒发生接触凝聚反应，被直接黏附在矾花上，然后再在澄清池的分离区与清水分离。2.机械搅拌澄清池水在机械搅拌澄清池中的总停留时间可采用1.2～1.5h。第一反应室和第二反应室的水力停留时间一般控制在20～30min，其中第二反应室按计算流量的停留时间是30～60s。u0=0.8～1.1mm/s。3.脉冲澄清池脉冲澄清池的脉冲周期一般为30～40s，其中充水与放水的时间比为3：1～4：1。清水区的上升流速一般可以采用0.7～1.0mm/s，悬浮层高度和清水区高度各为1.5～2.0m。六.气浮1.气浮原理原理是在水中加入大量的微小气泡，并使其黏附在颗粒上，共同快速上浮，从而大大加快了颗粒的分离速度。2.气浮池表面负荷一般采用5.4～9m3/(m2·h)(u0=1.5～2.5mm/s),回流比为5％～10％。3.浮沉池浮沉池斜板区液面负荷一般采用10m3/(m2·h)左右。4.4过滤一.过滤原理1.过滤技术分类（1）表层过滤表层过滤的颗粒去除机理是机械筛除。（2）深层过滤深层过滤颗粒去除的主要机理是接触凝聚，即颗粒的去除是通过水中悬浮颗粒与滤料颗粒进行了接触凝聚，水中颗粒附着在滤料颗粒上而被去除。石英砂滤料的规格是：d=0.5～1.2mm,滤层厚度700mm。2.深层过滤的机理(1)迁移在滤料层孔隙中随水流动的小颗粒在下列作用下可以与滤料颗粒的表面进行接触，这些作用有：拦截、重力沉降、惯性、扩散、水动力作用等。（2）附着颗粒之间存在的附着力的作用下，水中颗粒被附着截留下来。二.滤池的运行1.滤池的运行周期（1）过滤状态正向过滤，反向过滤，双向过滤，辐流过滤。滤池的设计最大水头损失（滤池的最高水位与滤后水出水堰之间的高差）一般为2～2.5m，滤池的过滤周期一般在12～24h。（2）反冲洗状态1）单独用水反冲洗2）水反冲洗加表面辅助冲洗3）气水联合反冲洗滤料层的膨胀率一般需达到40％～50％，一般需要冲洗5～7min，加上冲洗前后的操作过程，整个反冲洗过程用时一般约为10min。反冲洗用水采用过滤后的清水，由反冲洗水塔或反冲洗水泵提供，所用水量一般占过滤水量的5％左右。滤间正在反冲洗和检修而停止进水期间，由于上游来水水量不变，因此正在运行的各滤间的进水流量将略有增加，水量为正常运行时的n/(n-1)倍，池中滤速也相应增加。此时的滤速为强制滤速。2.滤池过滤的运行方式变水头恒速过滤；恒水头恒速过滤；减速过滤（1）变水头恒速过滤变水头恒速过滤是滤池运行的一种主要方式，其滤池结构特点是进水口的水位高于滤池中的最高水位，一般采用进流堰进水，每格滤间的进水流量基本相等。（2）恒水头恒速过滤与变水头恒速过滤不同相比，恒水头恒速过滤的进水口是在滤池水面以下，以淹没式进流。（3）减速过滤减速过滤的滤速在过滤周期中是逐渐降低的。三.滤料1.滤料的材质与规格（1）滤料材质1）适当的尺寸、形状、级配或均匀度；2）有一定的机械强度，使用中的磨损率低；3）有良好的化学稳定性，不得溶出对人体健康有害的物质；4）价格便宜。（2）滤料规格1)最小粒径（dmin）与最大粒径（dmax）若d=0.5～1.2mm,即dmin=0.5mm,dmax=1.2mm。2）滤料的有效粒径d10滤料中小于该粒径的颗粒的重量占滤料总重量的10％。3）滤料的不均匀系数K80式中d10—滤料中小于该粒径的颗粒的重量占滤料总重量的10％。d80—滤料中小于该粒径的颗粒的重量占滤料的总重量的80％。K80代表了滤料的不均匀程度。越大，表示粗细颗粒分布越大，对于过滤和反冲洗越不利。K80越接近与1，滤料的大小越均匀，过滤和反冲洗的效果越好。4）其他粒径表示法，如当量粒径、中位粒径、平均粒径等2.水处理常用滤料（1）石英砂滤料1）粒径dmin=0.5mm,dmax=1.2mm,K80<2.0;2）滤料层厚度h=700mm;3)正常滤速v=8～10m/h,强制滤速v强＝10～14m/h;4)反冲洗强度q=12～15L/(s·m2),反冲洗膨胀率约45％，冲洗时间7～5min.（2）无烟煤石英砂双层滤料1）上层为无烟煤滤料，粒径dmin=0.8mm,dmax=1.8mm,K80<2.0,厚度h=300～400mm;2）下部为石英砂滤料，粒径dmin=0.5mm,dmax=1.2mm,K80<2.0,厚度h=400mm3)正常滤速v=10～14m/h,强制滤速v强=14～18m/h;4)反冲洗强度q=13～16L/(s·m2),反冲洗膨胀率约50％，冲洗时间8～6min。（3）均质滤料均质滤料的含义是指使滤料层中上下颗粒分布均匀的滤料。基本运行参数：1）有效粒径d10=0.95～1.35mm,K60<1.6;2）滤料层厚度h>950mm,一般在1000～1500mm;3)设计滤速v=8～15m/h;4)反冲洗步骤为：先气擦洗1～2min，再气水共同冲洗4～3min，最后水冲洗4～3min;5）气冲洗的空气冲洗强度13～17L/(s·m2);水冲洗强度在气水共同冲洗时为3～4.5L/(s·m2)，最后水冲洗时强度为4～6L/(s·m2)；表面横向扫洗强度为1.4～2.3L/(s·m2)。（4）其他滤料1）三层滤料2）纤维球滤料3）聚苯乙烯泡沫滤料4）锰砂滤料四.滤池的基本构造滤池由滤料层、承托层、配水系统、冲洗排水槽、集水渠等部分组成。1.滤料层2.配水系统和承托层（1）大阻力配水系统穿孔管上总的开孔率（孔口面积与滤池面积之比）很低，为0.20％～0.28％，在反冲洗时孔口流速v=5～6m/s,产生较大的水头损失，约为3～4m左右，孔口水头损失远高于配水系统中各孔口处沿程损失的差别，由此相对消除了滤池中各孔口位置不同对配水均匀性的影响，实现了配水均匀。大阻力配水系统单池的面积最大可到100m2左右。孔口直径为9～12mm,布置在与中垂线45度角的下侧，交错排列。各层的粒径时16～32mm、8～16mm、4～8/2～4,各层厚度100mm。大阻力配水系统滤池的反冲洗水由反冲洗水塔或反冲洗水泵提供，总的反冲洗水头6～8m。优点时：其配水均匀性好，单池面积大（可到100m2左右），基建造价低，工作可靠。不足之处：需单设反冲水塔或水泵，反冲洗所需水头大、能耗高。（2）小阻力配水系统开孔率一般在1.0％～1.5％，反冲洗水头只需1m左右。优点：不需设置反冲洗水塔或水泵，反冲洗水头小，动力费省，易于实现滤池自动化运行。不足：单池面积小（最大约50m2左右），且基建费较高。中阻力配水系统，开孔率在0.6％～0.8％，配水系统多用双层滤砖3.反冲洗排水系统（1）冲洗排水槽设计要求：1）池面的反冲废水应自由跌落入冲洗排水槽，槽中水面以上要有一定保护高；2）单位排水槽长度的服务面积应相等，槽面水平（误差在2mm以内），槽间距不得过大（一般为1.5～2.0m）；3）排水槽的底应略高于滤料层膨胀后的高度；4）冲洗排水槽的出水应自由跌落入集水渠。（2）集水渠4.辅助系统（1）反冲洗水塔与水泵采用大阻力配水系统的滤池所需的反冲洗水头（H0）约为7～8m，包括1）从水塔或水泵至滤池的管道中的水头损失（设计计算时可先按1m考虑）；2）滤池配水系统的水头损失（主要为孔口损失，大约为3～4m）；3）承托层的水头损失（约0.15m）;4）使滤料层膨胀的水头损失（约0.7m）;5）备用水头（1.5～2.0m）等。反冲洗水泵在滤池冲洗时直接从清水池中抽水进行反冲洗。反冲洗水泵的扬程H为：式中H0――反冲洗水头；He――滤池冲洗排水槽槽顶与清水池最低水位之间的高程差。该系统的投资省，但操作较麻烦，且水泵较大，反冲洗期间用电量明显增大。反冲洗水塔的容量按一个滤间冲洗用水量的1.5倍设置，反冲洗水塔的池底与滤池冲洗排水槽槽顶的高程差按反冲洗水头H0设置。（2）管廊（3）滤池控制系统对滤池的过滤与反冲洗工控进行自动控制的基本形式有：1）水力控制；2）时间程序控制；3）以上两者的结合（4）表面冲洗装置滤池的表面冲洗装