水利工程的用處精選(九篇)

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第1篇：水利工程的用處范文

1)根據(jù)水磨河泉水的原水特征，其濁度很低，常年小于1NTU，只有水中的總硬度及硫酸鹽超標(biāo)。為降低投資，本方案考慮軟化除鹽的處理工藝流程，以最低的基建投資、低運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到要求的出水水質(zhì)。

2)凈水工藝選擇中，除了從衛(wèi)生角度考慮外，水磨河水廠處理的目的是去除原水中的總硬度及硫酸鹽、細(xì)菌，使凈化后的水質(zhì)能滿足生活飲用水或工業(yè)生產(chǎn)的需要。

3)常用的軟化除鹽凈水工藝有反滲透、離子交換、電滲析等。每項(xiàng)凈水工藝又有多種不同形式的凈水構(gòu)筑物。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)針對(duì)不同的原水和用戶對(duì)水質(zhì)的要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇其工藝流程，選擇一項(xiàng)或幾項(xiàng)凈水構(gòu)筑物，作適當(dāng)?shù)慕M合，以滿足凈水要求。

2水磨河水廠凈水處理主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

2.1進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)

為保證供水安全，及時(shí)準(zhǔn)確地了解水磨河泉水水質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化，從2001年開始，水磨河管理處與新疆維吾爾自治區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心簽訂水質(zhì)監(jiān)測(cè)協(xié)議，委托水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)水磨河水源地的各泉眼及蓄水池的水質(zhì)定時(shí)定點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。水磨河水管站蓄水池水質(zhì)情況:天然指標(biāo)測(cè)定值變化范圍為:1)總硬度測(cè)定值變化范圍為479～592mg/L。2)氯化物測(cè)定值變化范圍為117～137mg/L。3)硫酸鹽測(cè)定值變化范圍為361～469mg/L;有機(jī)污染類指標(biāo)揮發(fā)酚、亞硝酸鹽氮、氨氮全年均未檢出;高錳酸鹽指數(shù)測(cè)定值變化范圍為0.4～1.1mg/L;細(xì)菌總數(shù)測(cè)定值變化范圍為2～21個(gè)/mL，總大腸菌群測(cè)定值變化范圍為0～2個(gè)/L。年際變化不大。水磨河水廠進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)見表1。根據(jù)以上指標(biāo)可以判斷，水磨河水源地的泉水除總硬度及硫酸鹽超標(biāo)外，符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2出水水質(zhì)指標(biāo)

本工程設(shè)計(jì)水磨河水廠出水水質(zhì)嚴(yán)格要求執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749－2006)中的規(guī)定。見表2。

2.3水處理工藝介紹

本工程水處理的主要對(duì)象是泉水中所含的Ca2+、Mg2+離子及硫酸鹽，常用的水處理工藝包括離子交換、電滲析、反滲透、消毒等常規(guī)處理。反滲透:RO反滲透設(shè)備采用當(dāng)代最先進(jìn)、節(jié)能有效的膜分離技術(shù)，反滲透設(shè)備其原理是在高于溶液滲透壓的作用下，使其他物質(zhì)不能透過(guò)半透膜而將其它物質(zhì)和水分離開來(lái)。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此反滲透設(shè)備能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等，反滲透設(shè)備可以生產(chǎn)純水、高純水，以滿足不同行業(yè)、不同需求的用戶。當(dāng)純水和鹽水被理想半透膜隔開，理想半透膜只允許水通過(guò)而阻止鹽通過(guò)，此時(shí)膜純水側(cè)的水會(huì)自發(fā)地通過(guò)半透膜流入鹽水一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲透，若在膜的鹽水側(cè)施加壓力，那么水的自發(fā)流動(dòng)將受到抑制而減慢，當(dāng)施加的壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，水通過(guò)膜的凈流量等于零，這個(gè)壓力稱為滲透壓力，當(dāng)施加在膜鹽水側(cè)的壓力大于滲透壓力時(shí)，水的流向就會(huì)逆轉(zhuǎn)，此時(shí)，鹽水中的水將流入純水側(cè)，上述現(xiàn)象就是水的反滲透(RO)處理的基本原理。

3凈水處理的工藝流程

根據(jù)水磨河泉水的水質(zhì)，本工程推薦采用離子交換法為主的水處理工藝。采用陰、陽(yáng)離子交換器串聯(lián)的一級(jí)復(fù)床，去除水中的硬度及Cl－、SO2－4等陰離子，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。工藝流程如下:原水集水池一級(jí)泵站RO反滲透系統(tǒng)混合池、加氯二級(jí)泵站出水在采用RO反滲透對(duì)原水進(jìn)行軟化除鹽時(shí)，水中的離子去除比較徹底。據(jù)資料顯示，水中的離子去除率可達(dá)到95%以上，而本工程中出水是供給生活飲用水，無(wú)需將水中的離子全部去除掉。因此，本工程為節(jié)約投資，對(duì)部分原水進(jìn)行處理，處理后再與原水進(jìn)行混合，使水磨河水廠中的出水水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》即可。

第2篇：水利工程的用處范文

【關(guān)鍵詞】 頂管、糾偏、監(jiān)測(cè)、措施

1.引言

為了提升人們居住的水環(huán)境質(zhì)量，城市污水處理量越來(lái)越大，污水處理廠污水管道收集系統(tǒng)不僅越來(lái)越龐大，也越來(lái)越密集。由于管道較長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)的地質(zhì)條件以及現(xiàn)場(chǎng)條件較為復(fù)雜，當(dāng)遇到障礙物無(wú)法明溝開挖埋管時(shí)，頂管法可成為有效的解決方法。本文介紹的是海寧市東部污水干管一期工程黃灣泵站至尖山污水廠管道工程中穿越翁金公路的頂管施工。

2.頂管方案的選擇

翁金公路東西向，寬15m。頂管南北向，與公路交角為60°，長(zhǎng)度約30m，深度約3.8m。根據(jù)工程勘察報(bào)告，頂管作業(yè)區(qū)為淤泥質(zhì)粘土，該土層強(qiáng)度高，韌性好，施工阻力相對(duì)較小，故無(wú)需采用觸變泥漿，同時(shí)為了防止路面拱起，決定采用敞開式頂管法。擬投入施工的機(jī)械和人員如表（2.1）和（2.2）。

3.頂管前的準(zhǔn)備工作

3.1 頂管工作坑的制作

3.1.1 基坑開挖

用挖掘機(jī)整平施工場(chǎng)地，按照“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則進(jìn)行開挖，用6m的鋼板樁做好豎向和水平支撐。

3.1.2 澆筑后背墻

后背墻的強(qiáng)度是管節(jié)能否順利頂進(jìn)的關(guān)鍵，澆筑前應(yīng)對(duì)后背土體進(jìn)行允許抗力的驗(yàn)算。施工最大頂力應(yīng)大于頂進(jìn)阻力，但不得超過(guò)管材或后背墻的允許頂力。頂進(jìn)阻力計(jì)算按式（3.1.2-1）計(jì)算：

Fp=∏·D0·L·fk+Nf （3.1.2-1）

式中 Fp----頂進(jìn)阻力（kN）；

D0----管道的外徑（m）；

L----管道設(shè)計(jì)頂進(jìn)長(zhǎng)度（m）；

Fk----管道外壁與土的單位面積平均摩阻力（kN/m2），通過(guò)試驗(yàn)確定；

Nf----頂管機(jī)的迎面阻力（kN）；敞開式頂管機(jī)的迎面阻力宜按式（3.1.2-2）計(jì)算：

Nf=∏（Dg-t）t·R （3.1.2-2）

式中 Dg----頂管機(jī)外徑（mm）；

R----擠壓阻力（Kn/m2），取R=300～500kN/m2。

3.1.3 工作坑底板澆筑

可視地下水位情況進(jìn)行抽排水，使井底保持穩(wěn)定和干燥?？拥自O(shè)置一50cm*50cm集水坑，并及時(shí)澆筑混凝土底板。

3.2 鋼板墊塊、油壓千斤頂和軌道安裝

用汽吊將鋼板墊塊、油壓千斤頂、軌道、頂鐵等配件吊放入坑內(nèi)，組織安裝人員進(jìn)行安裝。安裝完畢后，對(duì)軌道軸線、水平、標(biāo)高等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行復(fù)核，使之滿足施工要求。

3.3 管節(jié)的選用和安裝

所有管節(jié)安裝就位前必須按設(shè)計(jì)要求做好防腐，全面檢查外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)有缺陷的一律禁止使用。采用專業(yè)吊具將管節(jié)吊放在軌道上，安放O形頂鐵，緩慢推進(jìn)，讓接頭平順對(duì)接。

3.4 動(dòng)力及照明

施工場(chǎng)地動(dòng)力及照明均由柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電供電，配電箱、開關(guān)箱均為BSW型標(biāo)準(zhǔn)箱。照明電線用絕緣子固定，燈具的金屬外殼接地。全部設(shè)備在頂進(jìn)前經(jīng)認(rèn)真檢查、試運(yùn)行后投入使用。

4.頂管的頂進(jìn)施工

4.1 頂進(jìn)線路的控制及糾偏

接頭對(duì)好后，開動(dòng)液壓千斤頂將管節(jié)頂進(jìn)。機(jī)頭自身有一段糾偏段，糾編主要是由4臺(tái)螺旋千斤頂來(lái)完成，最大角度范圍能夠達(dá)到上下1.7°左右1.2°。頂進(jìn)線路的控制主要依靠設(shè)備的正確操作以及預(yù)見性。

為了使管道按照設(shè)計(jì)要求的高程和方向頂進(jìn)，在頂進(jìn)過(guò)程中應(yīng)不斷對(duì)工具管的高程方向轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)量， 勤測(cè)勤糾 ，根據(jù)測(cè)量反饋結(jié)果，調(diào)整糾偏千斤頂，使機(jī)頭改變方向，從而實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)方向的控制，確保管道按設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)。糾偏貫穿頂進(jìn)施工的全過(guò)程，嚴(yán)格遵循“勤測(cè)量、勤糾偏、微糾偏”的原則。

測(cè)量是采用數(shù)字電子經(jīng)緯儀進(jìn)行方向測(cè)量的，對(duì)于扭轉(zhuǎn)，則由機(jī)頭的角度儀測(cè)出。經(jīng)緯儀經(jīng)校正后，牢固固定在千斤頂端，然后管道的機(jī)頭端安裝反射玻璃，并將測(cè)量的結(jié)果直接輸出至控制液壓千斤頂?shù)碾娔X上，方便操縱。

4.2 管節(jié)的焊接

管節(jié)接口均采用V型焊縫雙面施焊，焊條采用E4303型。焊縫外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量達(dá)到表4.2的要求，焊縫內(nèi)部質(zhì)量采用超聲波檢測(cè)。

4.3 排土

頂進(jìn)掘出的土由機(jī)頭上安裝的鋼絲切成塊后用小推車運(yùn)出管口，再用汽吊移出工作坑，并外運(yùn)。開挖端面的取土過(guò)多或過(guò)少，會(huì)造成地面的沉降或隆起。為避免這種不良影響，掘進(jìn)過(guò)程中要始終注意土壓和排土量的控制。開挖面的土壓控制值，按地下水壓+土壓+預(yù)備壓設(shè)定。排土量Q一般按式（4.3）計(jì)算：

Q=∏/4·D·St （4.3）

式中 Q----掘進(jìn)土計(jì)算體積（m3）

D----頂管機(jī)外徑（m）

St----頂進(jìn)長(zhǎng)度（m）

4.4 監(jiān)測(cè)

為了保證施工安全，在頂進(jìn)過(guò)程中必須加強(qiáng)對(duì)工作坑、路面的監(jiān)測(cè)，如附近還有構(gòu)（建）筑物，則也在監(jiān)測(cè)的范圍之內(nèi)。

4.4.1 工作坑的監(jiān)測(cè)

工作坑的穩(wěn)定是保證頂管順利頂進(jìn)的先決條件。在頂進(jìn)過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形和豎向變位的監(jiān)測(cè)。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上取一個(gè)便于觀測(cè)的點(diǎn)，做上記號(hào)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每頂進(jìn)一管節(jié)觀測(cè)次數(shù)不少于一次。

4.4.2 路面的監(jiān)測(cè)

由于機(jī)頭糾偏后，刃腳后會(huì)形成一個(gè)空隙，管道頂進(jìn)時(shí)周圍的土體會(huì)塌入空隙，有可能引起地面沉降。為避免這種情況，在頂管頂進(jìn)時(shí)，一方面，必須及時(shí)測(cè)量，勤測(cè)勤糾，避免大角度糾偏。另一方面，在頂管施工沿線按一定間距布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)頂管頂進(jìn)施工期間的地面沉降量。

5.接收

在接近到達(dá)位置時(shí)，放慢頂進(jìn)速度。根據(jù)記錄的頂進(jìn)長(zhǎng)度判斷出機(jī)頭的位置，在地面上預(yù)先做好到達(dá)位置的標(biāo)記，當(dāng)機(jī)頭與管節(jié)連接線快要到達(dá)該標(biāo)記時(shí)停止頂進(jìn)。為了避免開挖面過(guò)大，此時(shí)可以進(jìn)行開挖，并視條件采取適當(dāng)?shù)膰o(hù)措施，確保接收坑的穩(wěn)定。將機(jī)頭與管節(jié)分離后吊出機(jī)頭，再借助U型頂鐵將管節(jié)接頭送至到達(dá)位置，頂管施工完畢。

6.結(jié)束語(yǔ)

本文的頂管長(zhǎng)度較短，較淺，現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)也較好，所以施工相對(duì)較為順利。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，地下管線建設(shè)越來(lái)越密集，污水管道的敷設(shè)位置越來(lái)越受限制。頂管法的日漸成熟，讓污水管道的布置更加靈活。

參考文獻(xiàn)

第3篇：水利工程的用處范文

【關(guān)鍵詞】 城市建設(shè)；工業(yè)污水；處理；回收利用；研究

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，城市工業(yè)發(fā)展過(guò)程中的污水問(wèn)題依然成為阻礙其可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，同時(shí)對(duì)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的構(gòu)建非常的不利，因此加強(qiáng)對(duì)城市工業(yè)污水處理與回收利用的研究，具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 城市工業(yè)污水處理中的基本方法

從實(shí)踐來(lái)看，隨著近年來(lái)城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，城市廢水中的工業(yè)廢水比重越來(lái)越大，具有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2008年國(guó)內(nèi)各大城市的全年總廢水排放量就已經(jīng)超過(guò)了571億噸，其中工業(yè)廢水在總量中的占據(jù)份額大約是 42.3％，即超過(guò)241億噸。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，國(guó)家加大了城市工業(yè)污水的處理力度，同時(shí)也投入了大量的專項(xiàng)資金。從2012年上半年的處理情況來(lái)看，確實(shí)取得了一定的成效，但形勢(shì)依然嚴(yán)峻。對(duì)于城市工業(yè)污水而言，有效的應(yīng)對(duì)策略就是嚴(yán)格控制城市工業(yè)污水的排放量，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)污水的處理與回收利用。在當(dāng)今社會(huì)，國(guó)內(nèi)各類企業(yè)對(duì)城市工業(yè)污水的處理與回收利用越來(lái)越重視，以下是幾種常用的處理工藝和方法。

第一，化學(xué)沉淀法。該方法主要適用于處理鎳、鉻、銅以及鋅和汞等工業(yè)廢金屬離子以及砷、硼等兩性元素，同時(shí)還可以對(duì)城市工業(yè)污水中鈣、鎂等堿性金屬元素與氟、硫等非金屬元素進(jìn)行有效的處理。實(shí)踐中，利用化學(xué)方法對(duì)城市工業(yè)污水中的各種重金屬進(jìn)行處理，其技術(shù)方法相對(duì)比較容易和簡(jiǎn)便一些。在此過(guò)程中，再結(jié)合相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式可有效地準(zhǔn)確計(jì)算應(yīng)投數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)物盡其用之目的。如果工業(yè)污水量相對(duì)較少一些，則可直接采用手工操作等方式進(jìn)行處理；如果工業(yè)污水量相對(duì)較大，則條件具體的情況下可利用大型的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備實(shí)施作業(yè)。針對(duì)工業(yè)污水中的重金屬離子，可設(shè)置差異性的PH沉淀?xiàng)l件，該方法主要是應(yīng)用于采礦冶煉生產(chǎn)實(shí)踐中所含有的大量重金屬離子污水處理。

第二，電解法。實(shí)踐中，該方法主要包括隔膜電解法和凝聚電解法兩種，利用電解法對(duì)工業(yè)污水進(jìn)行處理，不僅可有效地對(duì)重金屬離子進(jìn)行處理，而且還可以對(duì)重金屬進(jìn)行有效的回收和利用。但需要主要的是采用電解法對(duì)工業(yè)污水中的重金屬進(jìn)行處理，通常因電極板用電會(huì)消耗大量的電力資源。

第三，浮力浮上法。在城市工業(yè)污水分離處理實(shí)踐中，將重金屬上依附一些相對(duì)較小的氣泡，從而使其比重小于水，并浮上水面，即實(shí)現(xiàn)重金屬清除之目標(biāo)。

在工業(yè)污水處理過(guò)程中，當(dāng)前使用最多的浮力上浮法主要有離子浮上法和沉淀浮上法，同時(shí)還包括電解浮上法等。

以上幾種方法均是對(duì)城市工業(yè)污水的具體處理措施，一般是在確定了回收利用目標(biāo)和污水水質(zhì)檢驗(yàn)以后，再選擇具體的處理方法和工藝，這樣能夠有效地保證城市工業(yè)污水達(dá)到可回收利用的程度。在此過(guò)程中，每種具體的污水處理7方法都有其自身的特點(diǎn)與用途，但實(shí)踐中只采用一種方法卻難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)污染物的有效清除，因此為達(dá)到預(yù)期的污水處理目的，多采用幾種方法共同配合運(yùn)用。

2 城市工業(yè)污水回收利用

基于以上對(duì)當(dāng)前城市工業(yè)污水處理中的幾種方法分析，污水處理只是一種手段，要真正的實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，還要在回收和利用上多下功夫。

（1）回收利用方式

實(shí)踐中，根據(jù)城市地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及污水匯集狀況等因素，首先應(yīng)當(dāng)制定水質(zhì)管理機(jī)制，將工業(yè)、地表以及地下水的輸送與分配活動(dòng)，納入到污水處理與回收利用系統(tǒng)之中，并在此基礎(chǔ)上劃定水質(zhì)分區(qū)范圍，從而為城市工業(yè)污水的處理與回收利用提供規(guī)劃依據(jù)。

第一，城市工業(yè)建筑中水系統(tǒng)。在城市區(qū)域中的一些大型的工廠建筑結(jié)構(gòu)群中，應(yīng)當(dāng)建立一套科學(xué)完善的中水系統(tǒng)。實(shí)踐中該系統(tǒng)主要是用于收集雜排水， 通常將污水處理站設(shè)在裙房、地下室等處，可用中水進(jìn)行沖廁、洗車以及綠化。

第二，區(qū)域中水系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于建筑小區(qū)、機(jī)關(guān)大院之中，采用多種原水類型。對(duì)于雨水系統(tǒng)而言，利用建筑屋面、綠地、路面以及停車場(chǎng)等，對(duì)雨水進(jìn)行有效的收集。屋面雨水回收利用流程：屋面雨水、濾網(wǎng)、初期的雨水棄流以及景觀水面等。當(dāng)水質(zhì)要求較高時(shí)，可增加深度處理措施，即混凝過(guò)濾、混凝、浮選以及生物工藝和深度過(guò)濾等。針對(duì)路面徑流，實(shí)踐中因水質(zhì)比屋面的雨水要差一些，所以應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行實(shí)地水質(zhì)調(diào)研，必要時(shí)可增加深度處理，從而滿足雜用水水質(zhì)要求。

（2）集中回收利用

從實(shí)踐來(lái)看，集中回收利用系統(tǒng)由污水處理廠組成，每一個(gè)污水處理廠都可以根據(jù)自己的實(shí)際地區(qū)特點(diǎn)，對(duì)中水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和選用不同的方式方法。在此過(guò)程中，回收利用水的水質(zhì)與工業(yè)污水處理廠所采用的具體處理方法非常的密切，不同污水處理廠回收利用的處理工藝除受水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的影響，還受到污水處理規(guī)模、出水水質(zhì)等因素的影響，因此回收利用工藝流程存在著一定的差異性。

（3）分散回收利用

針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)城市污水處理實(shí)踐而言，要想真正地實(shí)現(xiàn)工業(yè)污水處理與有效回收利用，必須要打破小范圍的回收利用方法，利用大型的污水管理截流至城市污水處理中心進(jìn)行處理，然后再排放至不同的管網(wǎng)之中進(jìn)行回收和利用。該手段雖然有效，但因該這項(xiàng)工程并非一朝一夕的事情，需要有大量的政府資金作為支持，加之當(dāng)前的城市老城正在改擴(kuò)建之中，地下管網(wǎng)設(shè)備相對(duì)比較陳舊和落后， 因此難以有效地滿足截流之需求，工程實(shí)施難度非常的大。

結(jié)語(yǔ)：總而言之，社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深化，促使城市工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，同時(shí)也導(dǎo)致工業(yè)污水的大量增加，城市工業(yè)污水處理與回收利用工作，依然任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 耿東穎．淺談城市工業(yè)污水處理及回用．科技創(chuàng)新與應(yīng)用 ，2012（09z）.

[2] 宋岱岳．淺談城市工業(yè)污水處理及回用[J].科技致富向?qū)В?012（05）

第4篇：水利工程的用處范文

關(guān)鍵詞：分形理論 絮凝體結(jié)構(gòu) 分形結(jié)構(gòu)模型

凝聚和絮凝是混凝過(guò)程的兩個(gè)重要階段， 絮凝過(guò)程的完善程度直接影響后續(xù)處理(沉淀和過(guò)濾)的處理效果。但絮凝體結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜、易碎和不規(guī)則的特性，以往對(duì)絮凝的研究中由于缺乏適用的研究方法，通常只考慮混凝劑的投入和出水的混凝效果， 而把混凝體系當(dāng)作一個(gè)“黑箱”， 不做深入研究。即使考慮微觀過(guò)程， 也只是將所有的膠粒抽象為球形， 用已有的膠體化學(xué)理論及化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論去加以解釋[1]，得出的結(jié)論與實(shí)驗(yàn)中實(shí)際觀察到的膠體和絮凝體的特性有較大的差別。盡管有的研究者在理論推導(dǎo)和形成最終的數(shù)學(xué)表達(dá)式時(shí)引入了顆粒系數(shù)加以修正， 但理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍難以一致。而分形理論的提出，填補(bǔ)了絮凝體研究方法的空白。作為一種新興的絮凝研究手段， ，分形理論啟發(fā)了研究人員對(duì)絮凝體結(jié)構(gòu)、混凝機(jī)理和動(dòng)力學(xué)模型作進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

1 分形理論的概述

1.1 分形理論的產(chǎn)生

1975年[2]，美籍法國(guó)數(shù)學(xué)家曼德布羅特（B. B. Mandelbrot）提出了一種可以用于描繪和計(jì)算粗糙、破碎或不規(guī)則客體性質(zhì)的新方法，并創(chuàng)造了分形 (fractal) 一詞來(lái)描述。

分形是指一類無(wú)規(guī)則、混亂而復(fù)雜， 但其局部與整體有相似性的體系， 自相似性和標(biāo)度不變性是其重要特征。體系的形成過(guò)程具有隨機(jī)性，體系的維數(shù)可以不是整數(shù)而是分?jǐn)?shù) [3]。它的外表特征一般是極易破碎、無(wú)規(guī)則和復(fù)雜的，而其內(nèi)部特征則是具有自相似性和自仿射性。自相似性是分形理論的核心，指局部的形態(tài)和整體的形態(tài)相似，即把考察對(duì)象的部分沿各個(gè)方向以相同比例放大后，其形態(tài)與整體相同或相似。自仿射性是指分形的局部與整體雖然不同， 但經(jīng)過(guò)拉伸、壓縮等操作后， 兩者不僅相似， 而且可以重疊。

分形理論給部分與整體、無(wú)序與有序、有限與無(wú)限、簡(jiǎn)單與復(fù)雜、確定性與隨機(jī)性等概念注入了新的內(nèi)容，使人們能夠以新的觀念和手段探索這些復(fù)雜現(xiàn)象背后的本質(zhì)聯(lián)系。

1.2 絮凝體的分形特性

絮凝體的成長(zhǎng)是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程， 具有非線性的特征。若不考慮絮凝體的破碎， 常規(guī)的絮凝過(guò)程是由初始顆粒通過(guò)線形隨機(jī)運(yùn)動(dòng)疊加形成小的集團(tuán)， 小集團(tuán)又碰撞聚集成較大集團(tuán)， 再進(jìn)一步聚集，一步一步成長(zhǎng)為大的絮凝體。 這一過(guò)程決定了絮凝體在一定范圍內(nèi)具有自相似性和標(biāo)度不變性， 這正是分形的兩個(gè)重要特征[4]， 即絮凝體的形成具有分形的特點(diǎn)。

2 絮凝體的模擬模型

2.1 絮凝體的分形結(jié)構(gòu)模型

為了更好地了解絮凝體的形成過(guò)程并盡可能地加以預(yù)測(cè)， 經(jīng)過(guò)大量的研究提出了眾多的絮凝體結(jié)構(gòu)模型。

2.1.1 早期的絮體結(jié)構(gòu)模型

最早的一個(gè)模型[5]是由Vold 通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬提出的具有3 層結(jié)構(gòu)的模式: (見圖1[4])初始顆粒， 絮凝體與絮凝體聚集體。該絮凝體結(jié)構(gòu)由一中心核與一群向外延展的觸須(突起) 形成的粗糙表面構(gòu)成。該絮凝體的形成是由初始顆粒隨機(jī)運(yùn)動(dòng)疊加而成， 不考慮內(nèi)部重組過(guò)程。而絮凝的進(jìn)一步聚集也即形成第三層次的聚集結(jié)構(gòu)， 從而導(dǎo)致快速沉降與肉眼可見的懸浮顆粒。進(jìn)一步分析其結(jié)構(gòu)特征表明絮凝體密度隨著中心向外逐漸降低， 并由此推導(dǎo)出絮凝體密度隨粒徑變化的經(jīng)驗(yàn)公式Stokes 定律。

Sutherland對(duì)Vold絮凝體模式顆粒聚集過(guò)程中的隨機(jī)特征提出了批評(píng)[6]。他認(rèn)為絮凝體成長(zhǎng)的主要機(jī)理不在于單獨(dú)顆粒的碰撞而在于包含有不同數(shù)目顆粒的簇團(tuán)之間的碰撞聚集， 這看起來(lái)更符合邏輯。因?yàn)槭聦?shí)上初始顆粒的碰撞只是在較小的簇形成期間顯得十分重要。與Vold 模型相比， Sutherland 模型(見圖2[4])形成更為多孔疏松的結(jié)構(gòu)， 具有較低的密度。隨著粒度的增加其密度降低而孔隙度也隨著增加。當(dāng)絮凝體成長(zhǎng)過(guò)程中結(jié)構(gòu)內(nèi)部重整也將會(huì)發(fā)生。在懸浮液攪拌過(guò)程中發(fā)生同向絮凝時(shí)， 絮凝體的聚集條件將會(huì)發(fā)生變化。流體剪切力將會(huì)破壞絮凝體結(jié)構(gòu)從而在一定條件下導(dǎo)致具有特征粒度的絮凝體形成。Sutherland模型僅僅適用于絮凝體粒度不大于數(shù)um。

絮體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使得對(duì)其進(jìn)行定量描述十分困難。早期提出的模型從不同角度對(duì)絮體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定量分析與描述， 一定程度上涉及了分形特征，但因沒(méi)有歸納出其中分型概念而沒(méi)有得到廣泛運(yùn)用。

2.1.2 絮體結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展

早期模型所考慮的初始顆粒均為單一粒度的均勻球體， 而通常所發(fā)生的情形不盡如此。Good-arz-Nia 建立了新的模型[7]， 其初始顆粒粒度分布基于一標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布， 為具有不同軸半徑比的橢圓形初始顆粒， 而結(jié)構(gòu)由初始顆粒形成的鏈組成。計(jì)算所得絮體顆粒粒徑與具有單一粒度分布的情形并沒(méi)有太大的區(qū)別。絮體體積相對(duì)而言卻變得較小。這是由于小顆粒的存在得以填充粒間間隙并導(dǎo)致更為密實(shí)的絮體。

Vold模型和Sutherland模型中，顆粒和簇團(tuán)的運(yùn)動(dòng)都是按線性路線進(jìn)行的，并不包括布朗運(yùn)動(dòng)，這與實(shí)際情況不符Witten & Sander對(duì)此作出修正[8]，他們?cè)O(shè)置了多個(gè)種子顆粒作為生長(zhǎng)點(diǎn)，其它顆粒在隨機(jī)位置加入并作隨機(jī)行走直至達(dá)到與種子顆粒相鄰的位置，相互粘附成為成長(zhǎng)中的集團(tuán)，然后不斷加入顆粒至形成足夠大的絮體。

3 絮凝體分形維數(shù)的計(jì)算方法

表征分形體系特征的參數(shù)是分形維數(shù)(Fractal Dimension) ，它是對(duì)應(yīng)于分形體的不規(guī)則性和復(fù)雜性或空間填充度量的程度。由于研究對(duì)象的不同，存在多種不同的維數(shù)定義。常用的顆粒形態(tài)分形維數(shù)有4種: D、D 1、D 2和D k。D、D 1、D 2和D k 分別是從面積與周長(zhǎng)、長(zhǎng)度和周長(zhǎng)、長(zhǎng)度和面積、面積和階數(shù)(rank)的關(guān)系得到。數(shù)學(xué)關(guān)系式如下:

P ∝ AD/2; P ∝ LD 1; A ∝ LD 2 ; N r (a > A ) ∝ A –Dk/2。

其中P 為周長(zhǎng)， A 為面積， L 是顆粒的最大長(zhǎng)度，Nr 是具有面積a (a > A )的絮體數(shù)量或階數(shù)。D、D k 和D 2 的瞬時(shí)變化與觀測(cè)到的顆粒形態(tài)變化相一致， 并可量化， D 1 則不具有這一特點(diǎn)[10]。

目前分形維數(shù)的計(jì)算方法一般有兩種途徑:計(jì)算機(jī)模擬絮凝體成長(zhǎng)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定。 計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算是基于絮凝體的形成機(jī)制，在20 世紀(jì)70 —80 年代運(yùn)用較多； 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)先進(jìn)儀器直接測(cè)定分形維數(shù)已成為可能，目前采用較多的有圖像法、粒徑分布法、光散射法、沉降法等。

3.1 計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算[8]

計(jì)算機(jī)對(duì)絮凝體成長(zhǎng)過(guò)程的模擬要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的動(dòng)力學(xué)模型和結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行。具體的模擬方法有兩種：網(wǎng)格模擬和非網(wǎng)格模擬。

網(wǎng)格模擬是在一個(gè)具有周邊界條件的網(wǎng)格平面（二維）或立方體網(wǎng)格空間（三維）進(jìn)行。所謂周期邊界是指當(dāng)顆粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中溢出網(wǎng)格邊界時(shí)，由對(duì)稱的地方重新進(jìn)入。

非網(wǎng)格模擬是在一個(gè)連續(xù)的有限空間內(nèi)進(jìn)行，與網(wǎng)格模擬義格子長(zhǎng)度為單位不同，非網(wǎng)格模擬以顆粒粒徑為單位度量，各顆?；蚧鶊F(tuán)的位置由其質(zhì)心決定。

兩種方法由于所采用框架不同，得到的絮體形態(tài)有所差別，網(wǎng)格模擬得到的絮體中顆粒為正方形(二維)或立方體(三維)；非網(wǎng)格模擬得到的絮體中顆粒為圓形(二維)或球體(三維)，絮體圓滑度較網(wǎng)格模擬要好。

3.2 直接測(cè)定

3.2.1 圖像法[11，12]

通過(guò)顯微攝影技術(shù)，對(duì)水中絮凝體進(jìn)行放大拍攝，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像處理軟件分析拍攝的絮凝體圖像，可以測(cè)得絮凝體的投影面積A 、周長(zhǎng)P 和在某一方向的最大長(zhǎng)度L ，根據(jù)下述關(guān)系求得一維和二維分形維數(shù):

三維分形維數(shù)一般不能通過(guò)圖像法直接得到，需要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)換。 一種方法是根據(jù)投影面積求得等面積圓的直徑dp (即當(dāng)量直徑) ，再將其換算成球體體積V ，根據(jù)下式推算D3 :

但有研究認(rèn)為，這種方法計(jì)算的三維分形維數(shù)偏差較大，建議以與投影面積同等大小的橢圓換算成橢球體體積再用(3)式計(jì)算。圖像法是目前普遍運(yùn)用的分形維數(shù)計(jì)算方法。

3.2.2 粒徑分布法[13]

此法又稱為雙斜率法，通過(guò)測(cè)定同等條件下以特征長(zhǎng)度L (一般為某一方向最大長(zhǎng)度)為參數(shù)的累積顆粒濃度分布曲線N (L)和以絮凝體體積為參數(shù)的分布曲線N (v ) 的斜率求得。

長(zhǎng)度和體積分布函數(shù)分別如下:

式中SL 和Sv 分別為長(zhǎng)度與體積顆粒分布曲線指數(shù)， AL 和Av 為常數(shù)。 由于是同等條件下的累積分布曲線，因此有:

一般認(rèn)為絮凝體由初始顆粒( Primary Particle) 組成。 用初始顆粒長(zhǎng)度L ，形狀系數(shù)α， 密度ρ， 堆積系數(shù)β 表示出體積v 為:

將(8) 式代入(7) 式有:

(9) 式兩邊的L 項(xiàng)指數(shù)應(yīng)該相等，則有:

如果知道顆粒以長(zhǎng)度和體積為參數(shù)的分布曲線，根據(jù)曲線斜率按上式可計(jì)算出分形維數(shù)。

3.2.3 其它方法[14]

沉降法是通過(guò)測(cè)定或計(jì)算絮凝體沉降速度u 與特征長(zhǎng)度L 之間的關(guān)系u∝ LD ，從而推算分形維數(shù)，該方法適用于絮凝體比較密實(shí)并且不易破碎的情況。

光散射法是通過(guò)小角度X 射線散射法，根據(jù)散射光強(qiáng)I ( q) 與光波矢量q 之間的關(guān)系I ( q) = | q|D 求得分形維數(shù)。 該方法是以瑞利(Rayleigh) 散射為前提，當(dāng)絮凝體粒徑太大時(shí)，產(chǎn)生的偏差較大。

用靜態(tài)光散射測(cè)定快速絮凝的絮凝體模型分維數(shù)是1.75～1.80 ，而用沉降法測(cè)定快速絮凝的絮凝體分維數(shù)是1.65～1.70; 對(duì)架橋絮凝體用靜態(tài)光散射法測(cè)定的維數(shù)是2.12 ，而用沉降法測(cè)定的維數(shù)是1. 81[3]。 其中，光散射法對(duì)小的、松散的絮凝體測(cè)定效果好，而沉降法對(duì)絮凝體大的、致密的絮凝體測(cè)定效果好。

此外，還有通過(guò)改變觀察尺度求分形維數(shù)，根據(jù)相關(guān)函數(shù)求分形維數(shù)，根據(jù)頻譜求分形維數(shù)等方法。

4 分形理論在混凝過(guò)程中的應(yīng)用

4.1 分形參數(shù)與混凝效果的關(guān)系

一些研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了絮凝體的分形參數(shù)與混凝效果的關(guān)系。常穎[15] 、李孟[16]等對(duì)混凝控制的研究表明：對(duì)應(yīng)不同的原水濁度，改變混凝劑的投量后絮凝體的分形維數(shù)和沉后水濁度可表現(xiàn)出良好的相關(guān)性。陸謝娟等[17]的實(shí)驗(yàn)討論了不同的投藥量、攪拌條件、沉淀時(shí)間下，形成的絮凝體結(jié)構(gòu)和絮凝體分形維數(shù)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)絮凝效果好時(shí)， 絮凝體的分形維數(shù)值偏高； 分形維數(shù)在反映絮凝體絮凝變化程度時(shí)是非常靈敏的， 可以用不同分形維數(shù)值來(lái)表征不同條件下形成的絮凝體的自相似分形特征。因此可以通過(guò)測(cè)定分形維數(shù)來(lái)控制混凝時(shí)絮凝體的成長(zhǎng)。

4.2 應(yīng)用實(shí)例

水處理過(guò)程中，絮體的分形特性對(duì)調(diào)節(jié)顆粒物的傳輸與去除發(fā)揮著重要的作用。如李冬梅等[18]在對(duì)以黃河泥沙為代表的高濃度懸濁液架橋絮凝實(shí)驗(yàn)研究中通過(guò)對(duì)電鏡照片（圖1）中絮體維數(shù)的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)在慢速絮凝階段的中前期（絮凝時(shí)間180秒）， 絮凝體“分維”達(dá)最大值，結(jié)構(gòu)的密實(shí)程度為最佳， ，此時(shí)，絮凝體孔隙率最小，粒度分布最集中，沉速最快(見圖1 (c)) 。

a —絮凝時(shí)間10 s (快攪結(jié)束時(shí)拍攝) ; b —絮凝時(shí)間50 s (慢攪過(guò)程拍攝) ; c —絮凝時(shí)間180 s (慢攪過(guò)程拍攝) ; d —絮凝時(shí)間600 s (慢攪結(jié)束時(shí)拍攝) ; e —攪拌停止15 s 后拍攝; f —a 圖的局部掃描照片(放大倍數(shù)為5 000 倍) ? a～e 為絮凝體顯微攝像照片(放大倍數(shù)為180 倍)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明：⑴絮凝體構(gòu)造由瞬間形成的“分維”較低的DLCA 模式逐步過(guò)渡到“分維”較高的RLCA 模式，最后趨于相對(duì)穩(wěn)定構(gòu)型。 ⑵絮凝體分形結(jié)構(gòu)演變過(guò)程導(dǎo)致絮凝體內(nèi)部滲透性顯著不同，當(dāng)D3 > 2 時(shí)， D3 越大，絮凝體沉速越高; 當(dāng)D3 < 2時(shí)， D3 越大，則絮凝體沉速越低。⑶不同含沙量下絮凝體分形結(jié)構(gòu)的發(fā)展變化規(guī)律基本相同。但懸濁液含沙量越高，絮凝體的分形結(jié)構(gòu)越密實(shí)，“分維”提高越顯著。

金鵬康等[18]對(duì)絮凝體粒徑分布規(guī)律的研究指出， 只要知道初始顆粒的特征， 再測(cè)定出任一時(shí)刻的平均體積以及絮凝體的分形維數(shù)， 就可以計(jì)算出任一時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)偏差， 從而得到絮凝體的對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)。

魏在山等[19]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在聚硅硫酸鐵鋁( PFASSi ) 和聚丙烯酰胺(PAM) 共同使用時(shí)， 絮凝體具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、比表面積大， 吸附架橋能力強(qiáng)， 從而使小顆粒聚集成體形大， 多孔、復(fù)雜、不規(guī)則，具有自相似性（即分形特征）的絮凝體， 確定絮凝體的分維數(shù)， 能夠很好地描述和分析絮凝體的形成、生長(zhǎng)及不規(guī)則程度，解釋混凝和氣浮過(guò)程中的現(xiàn)象和機(jī)理。

上述實(shí)驗(yàn)通過(guò)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)表征技術(shù)對(duì)分形結(jié)構(gòu)與各種影響因素之間相互關(guān)系進(jìn)行研究， 闡明了混凝工藝條件對(duì)絮凝體形成和結(jié)構(gòu)的影響，提高了人們對(duì)混凝過(guò)程動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識(shí)。

5 研究展望

傳統(tǒng)的絮凝理論提供了模擬與計(jì)算的基本框架， 結(jié)合分形理論對(duì)絮凝機(jī)理作進(jìn)一步研究可以深化我們對(duì)其過(guò)程及內(nèi)涵的理解。 混凝過(guò)程中絮凝體分維值的變化可以用來(lái)預(yù)測(cè)不同的絮凝體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，還可以進(jìn)一步對(duì)絮凝體形成的影響因素進(jìn)行研究，提出最佳的混凝控制條件。 然而，對(duì)絮凝機(jī)理的研究尚處于起步階段， 雖然產(chǎn)生了許多混凝動(dòng)力學(xué)模型，但是基于微觀表象強(qiáng)加于模型上的約束條件， 使它們并不能完滿地描述混凝過(guò)程的實(shí)際情況。研究人員對(duì)混凝機(jī)理與動(dòng)力學(xué)過(guò)程的認(rèn)識(shí)仍局限于簡(jiǎn)單體系中絮凝過(guò)程的探討， 對(duì)復(fù)雜體系過(guò)程的研究還有待進(jìn)一步深入。

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第5篇：水利工程的用處范文

工建設(shè)及管理工作提出了更高的要求。水利水電工程施工建設(shè)質(zhì)量一直是施工管理中至關(guān)重

要的環(huán)節(jié)，基礎(chǔ)處理部分關(guān)系著整個(gè)水利水電工程的施工質(zhì)量、工程的安全性能以及投產(chǎn)運(yùn)

營(yíng)之后人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)的安全，影響著施工企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與健康持續(xù)的發(fā)展，在

水利水電工程的施工建設(shè)過(guò)程中，必須足夠重視基礎(chǔ)處理技術(shù)，嚴(yán)格落實(shí)施工標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保障基

礎(chǔ)及地基的承載能力。

關(guān)鍵詞:水利水電工程;基礎(chǔ)工程;處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

水利水電工程在施工建設(shè)過(guò)程中，所涉及到的工程環(huán)節(jié)較為復(fù)雜、工程覆蓋范圍比較廣

泛、工程項(xiàng)目的流動(dòng)性比較大，加之工程的結(jié)構(gòu)類型、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、施工周期及現(xiàn)實(shí)條件等諸

多方面都存在的較大的差異，施工建設(shè)中容易引發(fā)多種質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響著水利水電工程

施工建設(shè)中工程造價(jià)、工程質(zhì)量及工程周期的有效保證。基礎(chǔ)處理作為水利水電工程施工建

設(shè)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，處理技術(shù)的落實(shí)影響著工程基本承載能力，需要技術(shù)及施工人員依據(jù)

工程特點(diǎn)嚴(yán)格落實(shí)。

一、水利水電工程基礎(chǔ)處理技術(shù)特點(diǎn)

分析水利水電工程基礎(chǔ)工程的處理技術(shù)特點(diǎn)，能為明確水利水電工程施工建設(shè)中基礎(chǔ)處

理的要點(diǎn)，以及選擇采用何種有針對(duì)性適宜的處理技術(shù)具有指導(dǎo)性的意義。水利水電工程的

基礎(chǔ)處理技術(shù)關(guān)系著整個(gè)建設(shè)工程的安危，建筑物承受的荷載情況相對(duì)復(fù)雜，在運(yùn)營(yíng)使用中

面臨的不利因素比較多，對(duì)基礎(chǔ)及地基的要求比較高，基礎(chǔ)處理技術(shù)就成為了關(guān)鍵，水利水

電大量事故中相當(dāng)部分都是由地基險(xiǎn)情或地基失穩(wěn)所引發(fā)的。水利水電工程中基礎(chǔ)處理環(huán)節(jié)

相對(duì)復(fù)雜，施工建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件差異比較大、相對(duì)比較復(fù)雜，為有效的減少由基礎(chǔ)所引

發(fā)的損失或事故，基礎(chǔ)處理工作之前的現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)勘察較為重要，要實(shí)施必要的補(bǔ)充勘察或者

是在施工之前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)承載力、滲水等方面的試驗(yàn)?；A(chǔ)工程的處理在水利水電工程施

工建設(shè)中相較而言是較為隱蔽的工程，在施工建設(shè)結(jié)束之后直觀性的質(zhì)量檢驗(yàn)及質(zhì)量評(píng)定工

作較難開展，所存在的質(zhì)量缺陷多在運(yùn)行使用階段才顯露出來(lái)，此時(shí)往往造成較大的質(zhì)量缺陷或者是安全事故，而反工修補(bǔ)工作的開展也相對(duì)困難，基礎(chǔ)處理要注重施工質(zhì)量控制與質(zhì)

量檢驗(yàn)。

二、水利水電工程基礎(chǔ)處理技術(shù)要點(diǎn)

在水利水電工程基礎(chǔ)處理技術(shù)落實(shí)之前，技術(shù)人員及施工人員要擁有基礎(chǔ)施工圖紙、基

礎(chǔ)處理技術(shù)文件、地質(zhì)勘查報(bào)告等，對(duì)基礎(chǔ)處理工程現(xiàn)場(chǎng)的各種地質(zhì)條件有清楚的認(rèn)識(shí);在

基礎(chǔ)開挖之前，依據(jù)施工方案中的各項(xiàng)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行各種清場(chǎng)操作，對(duì)處于施工范圍內(nèi)的各

種建筑物、樹木、管線等實(shí)施妥善的處理;熟悉基礎(chǔ)處理工程現(xiàn)場(chǎng)及周邊的地層巖性、地形

地貌、地質(zhì)構(gòu)造以及水文地質(zhì)等，尤其是在地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜的山區(qū)等特殊的地形環(huán)境下，

嚴(yán)格落實(shí)基礎(chǔ)處理過(guò)程中有可能出現(xiàn)的滑坡或塌陷等的預(yù)防性措施;在將用于水利水電工程

基礎(chǔ)處理施工所需的機(jī)械設(shè)備及工程材料運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)之前，要做好相關(guān)路段的現(xiàn)場(chǎng)勘察;

對(duì)基礎(chǔ)處理現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量線上的定位控制線以及水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)等進(jìn)行尺寸復(fù)核、現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)以及定

期復(fù)測(cè)等，辦理好相應(yīng)的預(yù)測(cè)驗(yàn)手續(xù);在執(zhí)行位于地下水位之下的坑槽以及管溝的土方開挖

過(guò)程中，要綜合地質(zhì)勘探資料以及水文地質(zhì)構(gòu)造方面的資料，以合理的措施科學(xué)的降低地下

水位，以便于作業(yè)面上的施工作業(yè)的開展。

三、水利水電工程基礎(chǔ)處理技術(shù)方法

3.1在水利水電工程基礎(chǔ)處理技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，要依據(jù)地基中的地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，重點(diǎn)考慮土質(zhì)特點(diǎn)，尤其是不良地基條件下的基礎(chǔ)處理技術(shù)的合理選用。不良地基依據(jù)形成原因和主要特點(diǎn)可將其分為常見的三種土質(zhì)雜填土、軟土及膨脹土，其中雜填土是較為常見的不良地基，主要的形成原因是生活及生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生并逐漸的積累下的垃圾土，在歷史久遠(yuǎn)的工礦區(qū)及居民區(qū)的大面積的存在現(xiàn)象較為普遍;軟土常見于會(huì)經(jīng)常遭受泥沙沖擊的地帶，其主要成分是粘著性的沉積物，因水利水電工程大多在河流附近組建，施工建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)該種土質(zhì)比較常見;膨脹土是較為奇特的土質(zhì)，多分布于湖南以及四川等地帶，其親水性能非常強(qiáng)，使得體積在一定范圍內(nèi)隨著含水量的增多而增大，所存在的彈性變換容易造成工程的損壞。因此基礎(chǔ)處理技術(shù)的使用要結(jié)合具體的土質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行。

3.2在水利水電工程的基礎(chǔ)處理工程中，灌漿技術(shù)是使用較為普遍的基礎(chǔ)處理技術(shù)，在大壩的壩基的防滲與加固處理中有非常廣泛的應(yīng)用。無(wú)塞灌漿技術(shù)在以往被叫做是“白上而下的循環(huán)式不待凝孔口封閉式灌漿法”，該技術(shù)的應(yīng)用是首先鉆出一個(gè)要比帷幕灌漿孔大的孔洞，將鉆桿或者是無(wú)縫鋼管下入孔洞中來(lái)作為射漿管，將鉆桿與L壁之問(wèn)存在的空隙選作循環(huán)灌漿實(shí)現(xiàn)所需要的回漿管，其他的操作流程與常規(guī)的帷幕孔口的封閉式灌漿法相同。在水利水電工程的基礎(chǔ)處理過(guò)程中，如果遇到特大漏水通道，在沒(méi)有水流作用及傾角先對(duì)緩慢的大裂縫時(shí)，首先要采用水泥砂漿、濃漿或者是問(wèn)歇灌漿等灌漿技術(shù)進(jìn)行處理，如果處理效果并不明顯，還可采用穩(wěn)定漿液、混合漿液的定量灌注技術(shù)來(lái)實(shí)施基礎(chǔ)的進(jìn)一步穩(wěn)固;而對(duì)于存在水流作用或者是傾角坡度較大的大孔洞及大裂縫，要合理的設(shè)定充填及配料，進(jìn)行模袋灌漿技術(shù)與雙漿液灌漿技術(shù)的合理選用。

3.3軟土質(zhì)的地基處理技術(shù)常見的有挖除置換法、加筋法、混凝土灌樁法以及旋噴法等。挖

除置換法是將承載條件較差的土質(zhì)挖出，使用無(wú)侵蝕性并且具有低壓縮特性的散粒材料進(jìn)行

填充，可被選用的材料有粗砂粒、卵石、煤渣及石屑等，從而改變軟土質(zhì)不具有良好承載力

的問(wèn)題。加筋法即在軟土地基之上放置拉力符合標(biāo)準(zhǔn)的化合物，以提升土質(zhì)的強(qiáng)度以及韌性

使其基礎(chǔ)達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。混凝土灌樁法是在軟土質(zhì)基礎(chǔ)之上利用混凝土灌樁來(lái)有效承受上部

結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的荷載，從而提升基礎(chǔ)的承載能力;與混凝土灌樁原理相類似的還有灌漿法，將

含有硅酸鹽類、木質(zhì)素類以及聚氨酷類的液態(tài)化學(xué)漿材灌注到軟土質(zhì)層中，液漿在固化之后

可具有良好的固性和承載力等。

3.4基礎(chǔ)處理過(guò)程中針對(duì)土層液化的處理技術(shù)，土層出現(xiàn)液化現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)失穩(wěn)，出現(xiàn)移位沉陷現(xiàn)象，對(duì)上層的建筑體造成嚴(yán)重的影響，易液化的土層是水利水電工程施工建設(shè)中所遇到的基礎(chǔ)處理中危險(xiǎn)性最高的土質(zhì)。為控制液化土層向四周擴(kuò)散，造成更大范圍內(nèi)的損害，采用混凝土在基礎(chǔ)部位將大壩的四面墻進(jìn)行封堵;可采用同軟土質(zhì)同樣的處理技術(shù)，將液化土層實(shí)施開挖清除，利用高強(qiáng)度、高防水性能的材料進(jìn)行取而代之，提升基礎(chǔ)的穩(wěn)定性與承載能力，但液化土層的基礎(chǔ)處理技術(shù)要依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體特點(diǎn)選用最佳的處理技術(shù)。

3.5基礎(chǔ)處理過(guò)程中的防滲技術(shù)，透水層的施工建設(shè)是水利水電工程基礎(chǔ)工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)工程的整體質(zhì)量具有較大的影響作用。在組成大壩及土壩的成分中，往往含有較多透水能力較強(qiáng)的成分，在造成水量大量流失的同時(shí)可能會(huì)引發(fā)管涌現(xiàn)象，增加單位面積上的承載壓力，對(duì)建筑物的穩(wěn)定性以及安全性造成不利影響。此時(shí)可通過(guò)高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用來(lái)修筑起水泥防滲墻，在壩前實(shí)施混凝土鋪設(shè)，有效的提升大壩基礎(chǔ)的防滲半徑;可以利用混凝土建立截水墻，利用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行大口徑的空洞的鉆打，并利用粘土或者是回填混凝土等形成基礎(chǔ)的防滲墻。

結(jié)語(yǔ)

水利水電工程的基礎(chǔ)處理關(guān)系著上部結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，決定著整個(gè)水利水電工程

的施工質(zhì)量，在基礎(chǔ)處理技術(shù)的使用過(guò)程中，要依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)特點(diǎn)以及承載力的基本要求等進(jìn)行基礎(chǔ)處理技術(shù)的科學(xué)選用。

參考文獻(xiàn):

[1]張志良.水利水電基礎(chǔ)工程與地基處理技術(shù)的現(xiàn)狀和展望「J}.水利水電施工，2008 (02>

第6篇：水利工程的用處范文

關(guān)鍵詞：污水處理；除臭工程；紫外光催化氧化

污水處理對(duì)于現(xiàn)代的綠色生活至關(guān)重要，然而污水處理廠在處理污水、污泥等過(guò)程中將產(chǎn)生一定的惡臭氣體，惡臭氣體的散發(fā)將極大的影響甚至危害附近居民的正常生活，也易因惡臭氣體的散發(fā)引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。污水處理廠在處理污水、污泥中產(chǎn)生的臭味就成為當(dāng)前環(huán)境生態(tài)發(fā)展的重要議題。本文以紫外光催化氧化為例，探析污水處理廠除臭工程的應(yīng)用，以期為污水處理廠在處理污水、污泥中產(chǎn)生的臭味除臭給出一定對(duì)策。通過(guò)采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)筑物加蓋形式，設(shè)計(jì)合理的換氣次數(shù)，并以紫外光催化氧化設(shè)備試行處理廣東某污水處理廠的臭氣，在試驗(yàn)結(jié)果中得出，該設(shè)備的除臭效率上較之現(xiàn)行其他設(shè)備具有一定的優(yōu)越性，且操作相對(duì)簡(jiǎn)單，具有阻力小、不產(chǎn)生二次污染的優(yōu)良性能，對(duì)于城市污水處理廠除臭工程具有較強(qiáng)的適用性，具有較好的市場(chǎng)前景與社會(huì)效益。

一、污水處理廠臭氣的產(chǎn)生及其分解

（一）臭氣的產(chǎn)生、臭氣的類別

考察污水處理廠臭氣的來(lái)源，可以觀察知曉污水處理廠惡臭發(fā)生源主要構(gòu)筑物有粗格柵、沉砂池、曝氣池、生物反應(yīng)池、儲(chǔ)泥池（ 污泥濃縮池），主要建筑物有進(jìn)水提升泵房、脫水機(jī)房及污泥堆場(chǎng)。以上不同的構(gòu)筑物、建筑物產(chǎn)生惡臭氣體有所不同，如初沉池污泥厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)生的臭氣以H2 S及其他含硫氣體為主，污泥鹼化穩(wěn)定過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氨氣和其他易揮發(fā)物質(zhì)，污水處理廠的進(jìn)水提升泵房產(chǎn)生的主要臭氣為H2S，垃圾堆肥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氨氣、胺、含硫化合物、脂肪酸、芳香族和二甲基硫等臭氣，污泥風(fēng)干過(guò)程則會(huì)有一定的硫化氫，但主要以硫醇和二甲基硫氣體為主。經(jīng)過(guò)臭氣產(chǎn)生及其類別的分析，可知污水、污泥處理過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭氣體對(duì)人體與生活都可能造成極大的危害，如何應(yīng)用現(xiàn)代工程進(jìn)行污水處理的除臭工程，首先對(duì)其產(chǎn)生的臭氣成分及其進(jìn)行分析。

（二）污水處理中產(chǎn)生的臭氣成分分析

污水處理工藝過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭氣體主要由碳、氫和硫元素組成。其成分構(gòu)成種類與濃度值則與污水本身的性質(zhì)及種類有關(guān)。作者選取污水處理中的H2S、NH3作為惡臭污染物樣本，在七天的監(jiān)測(cè)與樣品對(duì)比后，得出H2S、NH3的濃度分別為0～8.7mg /m3與0～0.7mg /m3。在檢測(cè)的樣本中可發(fā)現(xiàn)，臭氣的濃度較高且對(duì)人體有一定的影響。

二、惡臭氣體加罩收集系統(tǒng)

（一）惡臭氣體加罩收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

惡臭氣體加罩收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念主要是在最小范圍對(duì)臭氣進(jìn)行封閉與直接收集，以免其擴(kuò)散或加強(qiáng)，以加罩的方法對(duì)其進(jìn)行封閉與收集。目前我國(guó)，加蓋除臭的結(jié)構(gòu)形式主要有鋼筋混凝土頂板加蓋；輕型骨架覆面加蓋，采用彩色壓型鋼板、聚酯玻璃鋼、PC 板（ 玻璃卡普隆或陽(yáng)光板） 和夾絲（ 鋼化） 玻璃等作為覆面結(jié)構(gòu)；鋼支撐反吊膜結(jié)構(gòu)加蓋等三種方法。以上方法的選擇與設(shè)計(jì)主要是考慮當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件、場(chǎng)地條件、設(shè)備條件等，應(yīng)充分考慮設(shè)備維護(hù)如何更為簡(jiǎn)便、設(shè)備的檢修或更換如何更為便利；加罩的方式要盡量周全與便捷；材質(zhì)要考慮其輕便、抗老化、耐腐蝕，具有較高的實(shí)用性。同時(shí)應(yīng)充分考慮其運(yùn)行成本，盡量降低其費(fèi)用的投入，包括材料與人本成本。

（二）惡臭氣體加罩收集系統(tǒng)風(fēng)量的計(jì)算

本工程惡臭氣體排風(fēng)量根據(jù)各構(gòu)筑物臭氣空間容積和換氣次數(shù)確定，設(shè)計(jì)缺氧池排氣次數(shù)為7次/ h，其余池體換氣次數(shù)為3次/ h；調(diào)節(jié)池和接觸池設(shè)有曝氣系統(tǒng)，臭氣排風(fēng)量在換氣次數(shù)3次/ h的基礎(chǔ)上還需要加曝氣量。本工程惡臭氣體排風(fēng)量取值4000m3/h。

三、惡臭物質(zhì)的處理方法

除臭處理技術(shù)目前主要有土壤法、生物濾池法、化學(xué)洗滌法、植物提取液凈化法、高能離子凈化法及紫外光催化氧化法等。其中土壤法、生物濾池法、高能離子凈化法等方法占地較大，投資較大。植物提取液凈化法雖能除臭但卻有一種植物提取液的特殊氣味?；瘜W(xué)洗滌法需要使用酸、堿及氧化劑，且設(shè)備阻力大，能耗高。紫外光催化氧化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、操作簡(jiǎn)便、能礦化絕大多數(shù)有機(jī)物及可減少二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)。故本工程選用紫外光催化氧化設(shè)備除臭。

四、紫外光催化氧化的應(yīng)用

（一）紫外光催化氧化的應(yīng)用原理

在紫外光催化氧化設(shè)備內(nèi)，高能紫外線光束與空氣、TiO2反應(yīng)產(chǎn)生臭氧、羥基自由基對(duì)惡臭氣體進(jìn)行協(xié)同分解氧化反應(yīng)，生成水和CO2，達(dá)標(biāo)后經(jīng)排風(fēng)管排入大氣，整個(gè)分解氧化過(guò)程在2s內(nèi)完成。其原理包括產(chǎn)生臭氧、產(chǎn)生羥基自由基和滅菌脫臭。

1、臭氧的產(chǎn)生

通過(guò)紫外光催化氧化，在100nm ～ 200 nm屬真空紫外，在空氣中很快被氧吸收，形成臭氧。該設(shè)備以紫外線燈使產(chǎn)生的臭氧，可以氧化分解有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，與主要臭氣硫化氫、氨、苯乙烯、二硫化碳、甲硫醇等，都可發(fā)生反應(yīng)。在臭氧的作用下，這些惡臭氣體由大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，直至礦化。

2、產(chǎn)生羥基自由基

納米TiO2受到波長(zhǎng)小于387.5 nm的紫外光照射時(shí)，當(dāng)能量等于或大于禁帶寬度（ 也稱帶隙，Eg） ，價(jià)帶上的電子躍遷到導(dǎo)帶，激發(fā)電離出電子同時(shí)產(chǎn)生正電性的空穴，形成電子-空穴對(duì)，分布在表面上的空穴將空氣中的水分子氧化成?OH，?OH能氧化大部分有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物，在光催化氧化中起著決定性的作用。

3、滅菌與除臭

高能紫外光能穿透細(xì)菌、病毒的細(xì)胞膜，使核酸（ DNA） 損傷，導(dǎo)致細(xì)胞失去繁殖能力，再通過(guò)?OH、O3進(jìn)行氧化反應(yīng)，徹底達(dá)到殺滅細(xì)菌的目的并脫臭。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，污水處理廠臭氣的除去，先是通過(guò)惡臭氣體加罩收集系統(tǒng)，再通過(guò)紫外光催化氧化設(shè)備，經(jīng)抽風(fēng)機(jī)，再達(dá)標(biāo)排放，既緩解了傳統(tǒng)方法占地大、耗資高的問(wèn)題，也達(dá)到了更好的除臭效果。

（二）紫外光催化氧化設(shè)備的性能與成本

1、紫外光催化氧化設(shè)備的性能

UVCY 紫外光催化氧化設(shè)備包括帶蓋板的外殼，外殼上設(shè)置有儀表及控制系統(tǒng)； 外殼的前后端分別設(shè)置有臭氣進(jìn)氣口以及凈化氣出口，進(jìn)氣口后面設(shè)有空氣過(guò)濾模塊，出氣口前面設(shè)有活性碳纖維過(guò)濾模塊；在空氣過(guò)濾模塊和活性碳纖維過(guò)濾模塊之間交替布置著多個(gè)光觸媒（ 納米TiO2） 模塊和紫外線燈模塊；紫外光催化氧化設(shè)備具有較高的除臭效率，且占地相對(duì)傳統(tǒng)處理設(shè)備有一定的優(yōu)勢(shì)，操作起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，人力成本也隨之降低，設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)除臭過(guò)程中還能起到殺菌的作用，也不帶來(lái)二次污染。

2、紫外光催化氧化設(shè)備的成本

紫外光催化氧化設(shè)備目前市面價(jià)值大約為15萬(wàn)元，每小時(shí)每立方米臭氣對(duì)應(yīng)的紫外線燈功率為0.5-1W，紫外燈功率為2880W，風(fēng)機(jī)功率為1.1kW，排風(fēng)量為3000m3/h，相對(duì)其他設(shè)備紫外光催化氧化設(shè)備在成本上具有一定的優(yōu)勢(shì)。

五、紫外光催化氧化設(shè)備運(yùn)行結(jié)果

2012年10月對(duì)紫外光催化氧化設(shè)備投入廣東省某污水處理廠運(yùn)營(yíng)，2013年4月在當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站對(duì)其運(yùn)行效果進(jìn)行驗(yàn)收檢測(cè)，驗(yàn)收結(jié)果表明，各項(xiàng)指標(biāo)符合國(guó)家污水處理除臭標(biāo)準(zhǔn)。具體的除臭值為，對(duì)惡臭污染物氨、硫化氨、臭氣濃度、甲烷的去除效果檢測(cè)為氨的最小值為0.087mg?m-3，最大值為0.431mg?m-3，平均值為0.221mg?m-3，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值為1.5mg?m-3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)期；硫化氨未檢出，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值為0.05mg?m-3；臭氣濃度最小值為-10，最大值為15，平均值為10，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值為20；甲烷的數(shù)據(jù)最小值為3.20-6，最大值為7.780-6，平均值為4.570-6，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值為10000-6。

六、結(jié)論

由以上試驗(yàn)與運(yùn)行結(jié)果可知，惡臭氣體加罩收集系統(tǒng)在污水處理的除臭工程中至關(guān)重要，惡臭氣體排風(fēng)的量與度均由臭氣空間容積以確定，紫外光催化氧化設(shè)備在城市污水處理廠除臭工程的應(yīng)用中具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，該設(shè)備的除臭效率上較之現(xiàn)行其他設(shè)備具有一定的優(yōu)越性，且操作相對(duì)簡(jiǎn)單，具有阻力小、不產(chǎn)生二次污染的優(yōu)良性能，對(duì)于城市污水處理廠除臭工程具有較強(qiáng)的適用性，具有較好的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)：

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[2]蔡偉民，龍明策.環(huán)境光催化材料與光催化凈化技術(shù)[M].上海交通大學(xué)出版社，2012.

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第7篇：水利工程的用處范文

關(guān)鍵詞：水利 工程 現(xiàn)代 測(cè)繪 技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

正文：

我國(guó)經(jīng)濟(jì)取得了快速的發(fā)展，近幾年來(lái)，我國(guó)更重視于國(guó)防的建設(shè)，而測(cè)繪技術(shù)為國(guó)防建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，所以加強(qiáng)測(cè)繪技術(shù)水平具有十分重要的意義，其不僅對(duì)宏觀調(diào)控具有較好的改善作用，同時(shí)也可以有效的對(duì)區(qū)域的發(fā)展進(jìn)行協(xié)調(diào)，對(duì)于我國(guó)新時(shí)期和諧社會(huì)的建設(shè)具有極其重要的推動(dòng)作用。隨著水利工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代化的測(cè)繪技術(shù)得以廣泛的應(yīng)用，這在很大程度上降低了測(cè)繪人員的工作量及水利工程的造價(jià)成本。

1 測(cè)繪新技術(shù)的內(nèi)容

目前所說(shuō)的“3S”技術(shù)即是測(cè)繪技術(shù)的新內(nèi)容，其中包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全自動(dòng)的測(cè)圖系統(tǒng)以及遙感技術(shù)(Rs)。在測(cè)繪新技術(shù)內(nèi)容中，其中全球定位系統(tǒng)利用信號(hào)接收機(jī)對(duì)測(cè)繪瞇的三維坐標(biāo)值進(jìn)行測(cè)算，而且此接收機(jī)在接收信號(hào)時(shí)還不會(huì)受到時(shí)間和地點(diǎn)的限制。而地理信息系統(tǒng)則利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空間內(nèi)涵的信息進(jìn)地輸入、儲(chǔ)存、查詢、分析、運(yùn)算和表達(dá)。而實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量目標(biāo)的大小、形狀、性搟和位置的測(cè)量時(shí)，則需要利用遙感技術(shù)中的傳感器來(lái)獲取目標(biāo)的影像資料，從而提取出有用的信息。而當(dāng)需要進(jìn)行航測(cè)成圖時(shí)，則需要利用全自動(dòng)測(cè)圖系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行，其可以有效的減少成圖的時(shí)間，有效的提高勘測(cè)的效率。

2“三 S”技術(shù)集成

GPS 全球定位系統(tǒng)、RS 遙感技術(shù)和 GIS 地理信息系統(tǒng)的集成，即“三 S”技術(shù)集成。GPS 主要用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)的空間位置；RS 用于實(shí)時(shí)快速地提供大面積地表物體及其環(huán)境的幾何與物理信息及各種變化；GIS 為對(duì)多種來(lái)源的時(shí)空數(shù)據(jù)的綜合處理分析和應(yīng)用的平臺(tái)。“三 S”技術(shù)集成帶來(lái)了地球表面的時(shí)空模型，它不僅提供地面物體及其環(huán)境的幾何信息，而且給出了空間位置，并通過(guò)應(yīng)用平臺(tái)對(duì)模型進(jìn)行綜合處理和分析，滿足應(yīng)用者的各種要求。

3 采用新測(cè)繪技術(shù)意義重大

目前信息產(chǎn)業(yè)取得了較快的發(fā)展，這對(duì)于測(cè)繪技術(shù)起到了積極的促進(jìn)作用，測(cè)繪技術(shù)水平的提升，不僅是國(guó)家科技水平的重要體現(xiàn)，同時(shí)也是當(dāng)前國(guó)情、國(guó)力的重要手段。通過(guò)測(cè)繪技術(shù)為各級(jí)政府提供測(cè)繪公共服務(wù)，使政府的管理決策水平得到有效的提高。測(cè)繪成果繪制成圖后，其是國(guó)家和政治主張的體現(xiàn)，所以測(cè)繪工作還涉及國(guó)家，所以需要保證測(cè)繪成果的安全性，從而使國(guó)家的和安全得以維護(hù)。所以需要有效的提高測(cè)繪服務(wù)的水平，從而使社會(huì)得以健康、快速的發(fā)展。近年來(lái)我國(guó)的測(cè)繪事業(yè)取得了快速的發(fā)展，相關(guān)的法律法規(guī)也不斷的完善，這對(duì)于測(cè)繪水平的提高也起到了積極的作用。當(dāng)前地理信息產(chǎn)業(yè)正在興起，這對(duì)測(cè)繪起到了極強(qiáng)的保障作用，但在當(dāng)前我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展過(guò)程中，測(cè)繪的需求和測(cè)繪的發(fā)展存在著脫節(jié)的情況，而且二者之間的矛盾也在日益的突出。所以提高測(cè)繪技術(shù)的水平，使測(cè)繪技術(shù)開始向現(xiàn)代化和智能化的方向發(fā)展具有迫切性。

4 現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，使水利工程的規(guī)模得以不斷的擴(kuò)大。水利工程具有工期長(zhǎng)、任務(wù)重的特點(diǎn)，所以需要在較短時(shí)間內(nèi)提供大量的數(shù)據(jù)，這就對(duì)測(cè)繪技術(shù)提出了更高的要求，僅僅依靠傳統(tǒng)的測(cè)繪作業(yè)模式是滿足不了水利工程對(duì)數(shù)據(jù)的需求，所以需要利用現(xiàn)代化的測(cè)繪技術(shù)來(lái)為水利工程提供良好的服務(wù)。

4.1 在大型水利工程中的應(yīng)用

在南水北調(diào)、三峽水利樞紐等大型的水利工程建設(shè)中，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)深入到各個(gè)階段?？睖y(cè)施工的坐標(biāo)框架即控制網(wǎng)的建立，已由 GPS 定位代替?zhèn)鹘y(tǒng)的三角測(cè)量。目前除大范圍（400 平方千米以上） 控制測(cè)量以外，GPS 定位從靜態(tài)定位后處理向?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)定位方向發(fā)展。從單純的精密定位處理向建立特定勘測(cè)施工坐標(biāo)系方向發(fā)展?？睖y(cè)階段已完全采用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)和野外數(shù)字測(cè)圖技術(shù)獲得數(shù)字地形圖。目前，勘測(cè)技術(shù)開始向機(jī)載激光測(cè)量和 CCD 航攝集成技術(shù)過(guò)渡，以獲取真三維數(shù)字地圖。利用數(shù)字地形圖可以實(shí)現(xiàn)三維虛擬現(xiàn)實(shí)，在三維可視化可量測(cè)景觀上呈現(xiàn)多種工程設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)各種工程設(shè)計(jì)仿真，并及時(shí)計(jì)算出相應(yīng)的土石方工程量，做出該區(qū)域環(huán)境評(píng)估，以提供最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在水利工程施工建設(shè)和現(xiàn)場(chǎng)管理中，采取了大量的現(xiàn)代數(shù)字測(cè)繪手段。目前除大量采用全站儀進(jìn)行施工放樣、土石方驗(yàn)收，采用數(shù)字水準(zhǔn)儀測(cè)定挖填深度、測(cè)量坡度外，還有三維近地激光影像掃描、GPS -RTK 實(shí)時(shí)測(cè)圖與工程放樣、航空攝影和衛(wèi)星攝影測(cè)量等方法可進(jìn)行實(shí)時(shí)的工程進(jìn)度管理，還可以輔以移動(dòng)通信和網(wǎng)絡(luò)通信等手段，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。在山體開挖、隧道開鑿等危險(xiǎn)施工中，智能全站儀或 GPS 與 GIS 集成技術(shù)可實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的自動(dòng)化運(yùn)行和工程安全及質(zhì)量監(jiān)控。智能全站儀可以控制機(jī)械掘進(jìn)（隧道）的位置和方向，GPS 可以實(shí)時(shí)定出施工車輛的位置和姿態(tài)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)土方自動(dòng)挖掘控制和工程量精密計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)開挖和掘進(jìn)的自動(dòng)化。

4.2 在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中的應(yīng)用

利用“3S”技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)江、河、湖等水位的監(jiān)測(cè)工作，同時(shí)可以提前進(jìn)行災(zāi)情的預(yù)報(bào)，從而為防災(zāi)和抗災(zāi)提供準(zhǔn)確的信息。而且利用遙感技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水下資源的監(jiān)測(cè)，從而有效的對(duì)水污染情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便于采取及時(shí)的治理措施。目前在我國(guó)已建立了災(zāi)情預(yù)報(bào)系統(tǒng)，對(duì)于防災(zāi)和救災(zāi)將起到積極的作用。

4.3 在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在水利樞紐工程竣工后，需對(duì)水庫(kù)大壩、大型橋梁等進(jìn)行連續(xù)的、精密的監(jiān)測(cè)。現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)提供了連續(xù)、實(shí)時(shí)的安全運(yùn)行監(jiān)控手段。如采用 GPS、智能全站儀（測(cè)量機(jī)器人）和數(shù)字垂線儀等技術(shù)( 它們都具有全自動(dòng)、全天候、無(wú)人值守的特點(diǎn)) ，綜合其他工業(yè)傳感器，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、無(wú)人或少人值守的工程運(yùn)行方式。又如，利用三維激光影像掃描儀，可以對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象（大壩、橋梁）進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，幾秒鐘內(nèi)對(duì)整體幾百萬(wàn)個(gè)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行毫米級(jí)分析，可以隨時(shí)準(zhǔn)確了解觀測(cè)對(duì)象整體模型變形情況。

4.4 RS 技術(shù)在水利工程勘測(cè)中的應(yīng)用

當(dāng)前在編制地形圖、像片圖和專用圖過(guò)程中都會(huì)利用遙感技術(shù)，能用遙感技術(shù)可以有效的對(duì)水利工程的流域進(jìn)行規(guī)劃，而且在無(wú)人煙的地方也能利用遙感像片提供信息，從而有效的減少了野外工作人員的工作強(qiáng)度，可以在短時(shí)間內(nèi)快速成圖。

5 結(jié)束語(yǔ)

將測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用到水利工程中，可以有效的提高水利工程設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量，有效的控制造價(jià)成本，所以測(cè)繪技術(shù)的先進(jìn)與否，則直接影響著水利工程的健康發(fā)展。因此需要加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪技術(shù)在水利工程應(yīng)用中的研究，從而有效的提高測(cè)繪質(zhì)量，使測(cè)繪工作人員的工作量得以降低，推動(dòng)水利工程得以健康、持續(xù)的發(fā)展，使其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]賈力.水利測(cè)量現(xiàn)狀與展望[J].河北水利，2006(08).

第8篇：水利工程的用處范文

【關(guān)鍵詞】：樁基礎(chǔ)；樁支護(hù)；水利工程；應(yīng)用

【 abstract 】 this paper first introduced the water conservancy project pile foundation of pile and in supporting the commonly used several types and related calculation formula, again for example pile foundation and pile support in water conservancy project the comprehensive application, finally to new pile foundation and pile supporting process were introduced, and the development of new technology are proposed.

【 keywords 】 : pile foundation; Pile support; Water conservancy projects; application

中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1引言

在水利工程建設(shè)過(guò)程中，常會(huì)碰到軟弱地基的情況。所謂的軟弱地基是指由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。這種地基承載力低，伴隨有液化狀態(tài)，屬抗震不良地基。為此，常常需要采用樁基礎(chǔ)處理地基，同時(shí)，由于場(chǎng)地限制，也常常要采用樁支護(hù)開挖施工。

2水利工程中常用的樁的類型

樁的種類很多，在水利工程中較常使用的有混凝土預(yù)制樁、灌注樁、水泥土攪拌樁、鋼板樁等，它們廣泛運(yùn)用于水閘、泵站、水電站、堤圍、水庫(kù)、水壩、碼頭等的地基處理和支護(hù)開挖中。

2.1混凝土預(yù)制樁：

混凝土預(yù)制樁包括混凝土實(shí)心樁和高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁，較常使用的是預(yù)應(yīng)力管樁，管樁分為A、AB、B、C型樁，其主要區(qū)別是樁的抗彎剪能力，其順序?yàn)镃>B>AB>A。

預(yù)制管樁的施工可分為錘擊法和靜壓法。錘擊法施工效率較低，易斷樁，但造價(jià)相對(duì)較低，適用于場(chǎng)地周邊較少建筑物的情況；靜壓法單價(jià)較高，但施工效率較高，不易斷樁，對(duì)周邊建筑物影響較小。需要注意的是，水工建筑物的預(yù)制管樁控制貫入度一般比民用建筑大，這是為了給管樁基礎(chǔ)預(yù)留一定的沉降變形，以減少地基土的沉降差，避免整體式底板脫空而達(dá)不到水工建筑物的防滲要求。

預(yù)制管樁的施工效率相對(duì)較高，豎向承載力也容易保證，但水平承載力很小，因此，水利工程中常跟其他樁基礎(chǔ)共同處理地基。同時(shí)，預(yù)制樁穿透能力較差，遇到孤石或深厚砂層，容易斷樁。

2.2灌注樁

灌注樁包括鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁等。較常使用的是鉆孔灌注樁。

鉆孔灌注樁相比其他樁型施工效率相對(duì)較低，造價(jià)較高，施工過(guò)程中有泥漿排出，易污染環(huán)境。然而灌注樁樁徑相對(duì)較大，水平承載力高，穿透能力好，施工機(jī)械相對(duì)預(yù)制管樁較輕便，許多預(yù)制管樁機(jī)受到限制的場(chǎng)地，都可以采用灌注樁施工。

2.3 水泥土攪拌樁

水泥土攪拌樁是常用的地基處理方式。它是以水泥作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械，將固化劑和地基土強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的樁體的地基處理方法。這種樁不單獨(dú)受力，而是將部分土體增強(qiáng)成樁體，由增強(qiáng)體和周圍地基同承擔(dān)荷載而成為一種復(fù)合地基。

水泥土攪拌樁分為濕法和干法，濕法噴射的是水泥漿，而干法噴射的是水泥粉（俗稱粉噴樁），濕法加固深度不宜大于20米，干法不宜大于15米。

水泥土攪拌樁具有造價(jià)較低，處理后的地基整體性較好，抵抗水平力能力較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，但是其成樁的質(zhì)量難以控制，豎向承載力較差，加固深度有限，因此，往往要結(jié)合其他樁型共同處理地基。

2.4鋼板樁

鋼板樁主要用于港口、碼頭、船廠建設(shè)等永久性工程和建橋圍堰、基坑支護(hù)等臨時(shí)性工程，也用于水閘、泵房等水工建筑的特殊部位進(jìn)行防滲處理。鋼板樁根據(jù)其加工制作工藝的不同可以分為：熱軋鋼板樁（也叫拉森型鋼板樁）、冷彎薄壁鋼板樁。在工程建設(shè)中，冷彎鋼板樁應(yīng)用范圍較狹窄，大都作為應(yīng)用的材料補(bǔ)充，熱軋鋼板樁一直是工程應(yīng)用的主導(dǎo)產(chǎn)品。

鋼板樁具有施工簡(jiǎn)便，工期短，隔水性能好，可重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)，但是高昂的造價(jià)使其應(yīng)用受到了限制。隨著生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和新型樁的推廣，鋼板樁的應(yīng)用范圍在逐漸擴(kuò)大。

2.5 其他樁型

常用的其他樁型包括木樁、預(yù)制水泥樁等，這類樁大量應(yīng)用于擋墻的地基處理以及簡(jiǎn)單的圍堰、支護(hù)工程。這類樁具有施工簡(jiǎn)便、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，但是目前的規(guī)范對(duì)這類樁沒(méi)有檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)制水泥樁生產(chǎn)模式大多是小工坊作業(yè)，質(zhì)量難以保證，而木樁要消耗大量的木材，不環(huán)保。

3.樁的相關(guān)計(jì)算

樁的相關(guān)計(jì)算包括豎向承載力、水平承載力、沉降以及水平位移等。水利工程的相關(guān)規(guī)范中，暫時(shí)沒(méi)有單獨(dú)介紹樁相關(guān)計(jì)算的章節(jié)，目前，主要參考工業(yè)與民用建筑的相關(guān)規(guī)范。

3.1豎向承載力和沉降計(jì)算：

（一）對(duì)于混凝土預(yù)制樁、灌注樁等由樁單獨(dú)受力的構(gòu)件。

其豎向承載力計(jì)算公式如下：

（1）

式中， 是樁端承載力， 是樁周摩擦力。

樁基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算采用單向壓縮分層總和法：

（2）

（二）對(duì)于水泥土攪拌樁這類由樁和周邊同形成復(fù)合地基的基礎(chǔ)。

復(fù)合地基承載力計(jì)算公式如下：

（3）

其中，Ra為水泥攪拌樁的單樁豎向承載力，計(jì)算公式如下：

（4）

由水泥攪拌樁處理后的復(fù)合地基的沉降變形，包括復(fù)合土層平均壓縮變形s1和未加固土層的壓縮變形s2。

s1可采用復(fù)合模量法，按下式計(jì)算：

（5）

（6）

s2可采用分層總和法，按下式計(jì)算：

（7）

以上公式的用法及符號(hào)解釋可參見各相關(guān)規(guī)范。

3.2水平荷載下樁身內(nèi)力和水平變形計(jì)算：

水利工程中，樁的水平承載能力通常是由樁的變形來(lái)控制的，而對(duì)于樁的水平變形，計(jì)算方法很多，在現(xiàn)行規(guī)范中，《港口工程樁基規(guī)范》闡述的較為全面，共推薦了三種計(jì)算方法：m法、p-y曲線法、NL法，這三種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。

（一）m法：

m法是一種線彈性地基反力法，其假設(shè)前提是樁土之間相互作用力與樁變位成正比，水平地基抗力隨深度呈線性增加。m法適用于正常固結(jié)的粘土和砂土，而且要求樁的泥面位移≤10mm，誤差才較小。m法的解法通常有兩種，一種是解析法，另一種是數(shù)值法。

第9篇：水利工程的用處范文

關(guān)鍵詞:環(huán)境工程 水處理 曝氣設(shè)備 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：E271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

我國(guó)現(xiàn)階段還是制造業(yè)大國(guó)，各大工業(yè)企業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)水體環(huán)境的污染非常嚴(yán)重，在環(huán)境治理工程也非常注意對(duì)水污染的防治工作，在不斷的摸索中曝氣技術(shù)就得到了廣泛的研究和應(yīng)用。借助曝氣技術(shù),將空氣轉(zhuǎn)移到受污染的水之中,對(duì)污水進(jìn)行攪拌的同時(shí)使空氣中的氧能夠迅速轉(zhuǎn)到污水之中, 既能避免曝氣池內(nèi)的懸浮物出現(xiàn)下沉，也給微生物的生長(zhǎng)代謝提供氧源，在通常情況下，它可以加強(qiáng)池內(nèi)微生物、溶解氧以及有機(jī)物的充分接觸與結(jié)合, 以達(dá)到對(duì)污水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解的目的。

一、環(huán)境工程水處理中曝氣的應(yīng)用分析

曝氣技術(shù)在環(huán)境工程中的地位是非常關(guān)鍵的，曝氣設(shè)備也在隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步也在不斷的完善中，目前全世界的水處理項(xiàng)目中都離不開曝氣技術(shù)的運(yùn)用。曝氣技術(shù)在環(huán)境工程的水處理的應(yīng)用中,主要依托曝氣設(shè)備而實(shí)現(xiàn)的。曝氣設(shè)備按運(yùn)行方式和操作條件的不同可分為機(jī)械曝氣和鼓風(fēng)曝氣。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)曝氣設(shè)備的穩(wěn)定性、可維護(hù)性、氧轉(zhuǎn)移效率、能源消耗、噪音公害、經(jīng)濟(jì)性提出要廣泛的要求。在環(huán)境工程的水處理中, 主要應(yīng)用的曝氣設(shè)備有以下幾類。

1 . 1 潛水射流曝氣設(shè)備的應(yīng)用

在工業(yè)污水處理中, 射流曝氣活性污泥工藝的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。在污水處理中, 主要運(yùn)用潛水射流曝氣設(shè)備,使水流通過(guò)曝氣設(shè)備中的噴嘴座( 設(shè)置于泵出口位置)被迅速地輸送至混氣室內(nèi),同時(shí)通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管將空氣導(dǎo)入該混氣室內(nèi),使混氣室內(nèi)的空氣與水接觸并混合, 之后再通過(guò)擴(kuò)散管將混氣室內(nèi)的空氣排出。運(yùn)用射流曝氣活性污泥工藝進(jìn)行污水處理,其處理中曝氣的時(shí)間較短, 而且對(duì)空氣的氧的利用率較高, 并具有較強(qiáng)的充氧動(dòng)力效率。

在潛水射流曝氣設(shè)備中, 深水自吸式潛水射流曝氣機(jī)是其核心組成部分,該部分主要是由消音器、進(jìn)氣管與擴(kuò)散管、潛水排污泵等幾大主體部分組成, 水流在潛水電泵的作用下,經(jīng)過(guò)曝氣設(shè)備的噴嘴座, 加快水流的速度, 在噴嘴座的四周形成高速水流以及負(fù)壓, 從而使空氣在水流與負(fù)壓作用下進(jìn)入進(jìn)氣管之中, 并與水流接觸結(jié)合, 最終形成混合流, 并通過(guò)排氣管高速噴出帶有氣泡的液氣混合流, 之后在水深較深、面積較廣的水域漩渦中進(jìn)行攪拌, 最終完成整個(gè)曝氣過(guò)程。該曝氣設(shè)備中設(shè)置有消音器,以消除曝氣過(guò)程中的噪音, 防止噪音公害產(chǎn)生。同時(shí), 在污水處理中, 處理水的深度較深, 一般在水處理深度在5～5.5 m的范圍內(nèi)時(shí),若污水處理量相同, 運(yùn)用該曝氣工藝, 還能有效減少污水池的污水面積,利于污水處理中的成本降低。

1 . 2 表面曝氣設(shè)備的應(yīng)用

在環(huán)境工程的污水處理中, 表面曝氣設(shè)備也是應(yīng)用非常廣泛的一種曝氣設(shè)備,在污水處理中,運(yùn)用該曝氣設(shè)備,通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng),帶動(dòng)軸流式葉輪能夠快速地運(yùn)轉(zhuǎn),并利用導(dǎo)管導(dǎo)水板噴出廢水,在噴出廢水的過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生較薄的水幕,從而使其與空氣結(jié)合,產(chǎn)生大量的水滴,并在水滴下降至液面的過(guò)程中,出現(xiàn)大量的氣泡與亂流,增加水中的含氧量。在環(huán)境工程的水處理中運(yùn)用該曝氣設(shè)備,所需能耗較小,而且曝氣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,同時(shí)在曝氣過(guò)程中,無(wú)需設(shè)置大量的曝氣頭以及布?xì)夤艿? 能有效降低污水處理的成本投入。

1 . 3 鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的應(yīng)用

運(yùn)用鼓風(fēng)曝氣設(shè)備進(jìn)行環(huán)境工程中的水處理時(shí),主要通過(guò)曝氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)用,產(chǎn)生一定壓力與風(fēng)量,并通過(guò)輸送管道,強(qiáng)加空氣于池內(nèi)污水之中,并以擴(kuò)散曝氣器為有效渠道, 使空氣在池內(nèi)的水流之中快速流動(dòng)擴(kuò)散,使水、氣、泥充分混合。通過(guò)該曝氣設(shè)備能夠使空氣與污水池內(nèi)的液體進(jìn)行充分的接觸與混合。該曝氣方式主要由連貫的曝氣管道、鼓風(fēng)機(jī)以及曝氣裝置等構(gòu)成,結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜,并通過(guò)安裝的相關(guān)的管道, 輸送空氣于生化池池底的鼓風(fēng)機(jī)之中,通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)量,使空氣在經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機(jī)時(shí)就會(huì)形成尺寸不一的氣泡,并在其流動(dòng)以及上升的過(guò)程中, 遇到液面時(shí)則發(fā)生破裂, 使氧在這一過(guò)程中轉(zhuǎn)移至混合液之中, 完成曝氣。

二、環(huán)境工程水處理中曝氣設(shè)備的選用分析

在環(huán)境工程的水處理中, 不同的曝氣設(shè)備的充氧能力存在著差異,選用參數(shù)較高,性能較好的曝氣設(shè)備,對(duì)于全面提高水處理的出水水質(zhì)、降低能耗,節(jié)省成本投入具有重要意義。在環(huán)境工程的水處理中,選擇曝氣設(shè)備時(shí),要綜合考慮曝氣設(shè)備的EL、EA、EP等性能參數(shù),即曝氣設(shè)備的充氧能力、氧轉(zhuǎn)移的效率以及曝氣設(shè)備的動(dòng)力效率,同時(shí)還需結(jié)合實(shí)際的水處理工藝要求,以及能夠承擔(dān)的成本投入, 優(yōu)選實(shí)用性較強(qiáng)的曝氣設(shè)備。

通常而言,環(huán)境工程水處理中,選擇曝氣設(shè)備時(shí),主要考慮其規(guī)格與效能這兩大主體技術(shù)直指標(biāo), 以直觀反映曝氣設(shè)備的規(guī)格特點(diǎn)與設(shè)備的優(yōu)劣。用戶在選擇曝氣設(shè)備時(shí), 一定要立足于水處理實(shí)際需求情況, 選擇適合的規(guī)格設(shè)備。同時(shí), 優(yōu)選能效好的曝氣設(shè)備, 以便于使用, 同時(shí)節(jié)約水處理成本。例如, 判斷曝氣設(shè)備的能效情況時(shí), 可將溶解氧轉(zhuǎn)移率為主要參考指標(biāo), 對(duì)設(shè)備的能效情況進(jìn)行全面地衡量。在水處理中, 唯有保證選用規(guī)格適合且能效高的曝氣設(shè)備, 才可能提高氧轉(zhuǎn)移率,節(jié)省資金投入, 全面體改污水處理的質(zhì)量與效率。

此外,在曝氣設(shè)備的選用中,若僅僅考慮曝氣設(shè)備的氧轉(zhuǎn)移率, 而不考慮其動(dòng)力效率, 則無(wú)法對(duì)選用的曝氣設(shè)備進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)分析。例如,如果我國(guó)城市全年的污水排放量與處理量分別為372.52億立方米與86.1億立方米,若按照360天進(jìn)行計(jì)算,那么全國(guó)的污水流量平均每小時(shí)就有8.46×105m3,若對(duì)城市這些污水全部運(yùn)用活性污泥法加以處理, 那么所需的充氧量則為0.25 kg/m3,則所有城市所需的充氧能力則為2.72×105/h,那么運(yùn)用曝氣設(shè)備的動(dòng)力效率低者＜2.2 kg/kW?h,高者在5 kg/kW?h左右。若采用的曝氣設(shè)備的動(dòng)力效率為2 kg/kW?h,那么全年的用電量則高達(dá)9.82億kW?h,年用電費(fèi)以及曝氣設(shè)備的投資費(fèi)分別為5.98億元與3.46億元,若選用設(shè)備的動(dòng)力效率為5 kg/kW?h,全年的用電量3.29億kW?h,年用電費(fèi)以及曝氣設(shè)備的投資費(fèi)分別為2.32億元與1.34億元,兩者的差值巨大。因此,在選用曝氣設(shè)備的過(guò)程中, 要綜合考慮曝氣設(shè)備的各項(xiàng)性能指標(biāo),優(yōu)選合適的曝氣設(shè)備,在提升效率的同時(shí),提高水處理的經(jīng)濟(jì)性。

結(jié)束語(yǔ)

污水處理是環(huán)境工程中的重要環(huán)節(jié),而曝氣是水處理中的重要組成部分, 能夠?yàn)樯貎?nèi)的微生物提供充足的充氧量,為微生物雜質(zhì)降解創(chuàng)造有利的條件。在環(huán)境工程水處理曝氣的應(yīng)用中, 關(guān)鍵在于選擇合適且性能較好的曝氣設(shè)備, 綜合考慮其規(guī)格以及效能等指標(biāo), 全面提升水處理效率與質(zhì)量, 實(shí)現(xiàn)真正節(jié)能高效低成本的水處理。

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