這篇高級工程師論文發表了水廠建設中如何提高土地使用的效率，城市用水不斷增長，水廠的建設也急需擴展，那么在建設水廠的過程中如何才能提高土地使用的效率呢?論文從工藝設計的科技含量以及先進設備的角度來解決問題，以下是針對這個問題的詳細探討。
 

　　關鍵詞：高級工程師論文,土地使用效率

　　隨著社會主義市場經濟體制的建立和國家對土地有償使用制度的確立，人們已逐漸意識到土地的使用價值。特別是近幾年城市人口的增長、生活質量的提高和經濟的快速發展都擴大了城市對土地的需求。因而，提高城市土地使用綜合效率，已成為社會越來越關注的問題。

　　水廠是城市建設的基礎設施之一。由于城市用水量的迅速增長，近年來許多城市急需新建或改擴建水廠。如何在新水廠或改擴建水廠工程設計中提高土地使用率是供水工程師應該認真思考的問題之一。筆者通過近幾年的工作實踐，認識到可以通過提高工藝設計的科技含量及采用先進設備等來尋找解決問題的途徑。本文就這方面談點認識并提出四個解決類似問題的對策。?

　　1、以調流閥代替配水井，減少配水占地面積

　　為了保證凈水構筑物的進水流量恒定、進水壓力穩定，原水無論是取自地下水還是取自地表水，無論是通過重力流輸送到凈水廠還是通過水泵加壓后輸送到凈水廠，都需要在進入凈水構筑物前進行配水。多年來，常規的做法是在凈水構筑物前設置配水溢流井。配水溢流井中因沒有特殊設備，便于維護管理，也曾深受用戶的歡迎。然而，其占地問題已成為水廠設計中的焦點。近年來調流閥的使用為配水方式的改進提供了新的途徑，由于它具有投資少、占地面積小、對水頭和水量調節方便、沒有溢流水浪費等優點，愈來愈受到設計人員的重視。以筆者近年設計的廣東省東莞市第三水廠三期工程為例，一期工程規模為25萬m3/d;二期工程規模為35萬m3/d;三期工程規模為50萬m3/d.水源為東江水，采用取水泵提升后用輸水管道輸送到凈水廠。由于水廠是在不同時期分期建設而成，自取水泵房到凈水廠的輸水管道分別為DN=1600、DN=1800和DN=2200，長度約2km，并聯向一、二、三期工程輸送原水。由于取水泵房有8臺泵，7用1備，難以用7臺泵搭配成三組分別送水25萬m3/d，35萬m3/d，50萬m3/d至凈水廠各期所建凈水構筑物，因此在凈水廠需按一、二、三期的規模重新分配流量。若按常規設配水溢流井，需投資200萬元，配水溢流井占地面積約3.7畝。但由于東莞市用地十分緊張，無法設置配水溢流井，因此設計中引用了調流閥代替配水溢流井，即在三根輸水管道末端分別加設調流閥，利用閥后流量計信號控制調流閥開度對一、二、三期凈水構筑物進行配水。經計算一、二、三期調流閥前后最大壓差小于10m，選擇調流蝶閥完全滿足設計要求。調流蝶閥設備僅需投資80萬元，節約投資約100萬元，減少占地面積約3畝。

　　同樣在一些以水庫水為水源，重力流輸水到凈配水廠的工程也采用了調流閥解決類似問題。如北京市第九水廠二期工程和遵義市北郊水廠改擴建工程，調流閥均成功地發揮了作用。?

　　2、疊合凈水構筑物，減少凈水構筑物占地面積

　　按照傳統的設計思路，各凈水構筑物順流程布置有三種基本形式：①直線型;②折角型;③回轉型。這幾種形式的共同特點是所有構筑物都在同一平面上，且首尾相接，顯然占地面積較大。雖然這種布置構筑物的施工簡單，對今后擴大再生產留有一定余地，在那些土地面積充足的地區仍不失為首選形式，但在一些寸土寸金的地方或對老水廠進行改擴建，沒有足夠的建筑面積可用的情況下，可采取將幾個凈水構筑物疊合起來，壓縮平面面積而轉向空間發展。設計疊合池不僅可節約用地，還充分利用水往低處流的自然規律，減少構筑物之間水頭損失，而且便于集中管理。?

　　以遵義市北郊水廠改擴建工程為例。遵義市北郊水廠改擴建工程規模為10萬m3/d，如果采用凈水構筑物順流程首尾相接的布置形式，凈水廠占地面積約65畝。而把清水池建在平流沉淀池下面，將混合井、網格絮凝池、平流沉淀池和清水池設計成一個疊合池，疊合池與濾池、配水泵房之間采用管道順接，則減少占地面積約16畝。?

　　東莞市第三水廠三期工程同樣采用了凈水構筑物疊合的方式，使規模為50萬m3/d的凈水構筑物網格絮凝池、平流沉淀池、V型濾池和清水池合建成一個集團式凈水構筑物，占地面積僅43畝。具體方法是將濾池建在兩個系列絮凝、沉淀池之間，清水池建在平流沉淀池下面。集團式凈水構筑物平面尺寸為150m×135m.第三水廠疊合池設計參數如下：

　　(1)網格絮凝池、平流沉淀池疊合清水池。網格絮凝池、平流沉淀池分為2個系列，每系列又分為2組，每系列處理能力為25萬m3/d，每組處理能力為12.5萬m3/d，可獨立運行。絮凝池和沉淀池前后布置，清水池和沉淀池上下布置，絮凝、沉淀和清水池組成一個疊合池。

　　每組絮凝池平面尺寸為20.4m×15m，分為4個單元，每單元分為三段共12格，單格平面尺寸為2.3m×2.3m.第一段過網流速0.27m/s;第二段過網流速0.20m/s;第三段不設網格板，空塔流速為0.073m/s.絮凝池總停留時間為12min.

　　每組平流沉淀池平面尺寸為20.4m×130.4m，有效水深3.2m，水平流速為24mm/s，停留時間1.5h.每組池池頂設一臺虹吸式吸泥機將池底沉泥吸入排泥溝。

　　每系列沉淀池下面設1座清水池，因為該水廠配水泵房是均勻供水，所以清水池容量不需要太大，2座清水池總有效容積為2.09萬m3，停留時間為1h.單座清水池平面尺寸為131m ×44.8m.通氣孔設在池壁兩側。

　　(2)V型濾池。濾池和沉淀疊合池建在一起形成集團式布置，濾池設在2系列沉淀疊合池之間，濾池與沉淀池共用上層走道板和下層排空渠。濾池端頭為設備間及控制室。濾池分為2個系列對稱布置，中間為管廊，進、排水渠設在池體兩側。總平面尺寸為：117m×45m.每系列由12個單池組成，單池過濾面積為98m2，設計濾速：9.12m/h，空氣沖洗強度：18L/(m2.s)，水沖洗強度(氣水聯合沖時)：4L/(m2.s)，水漂洗時的水沖洗強度：7-8L/(m2.s)，表沖洗強度：1.8L/(m2.s)。

　　每池設600mm×600mm平板閘(開度可調)、600mm×600mm平板閘(普通型)、DN=500出水調節閥、DN=350沖洗進氣閥、DN=500沖洗進水閥各1個。均為氣動閥門。

　　設備間內設有3臺沖洗水泵(2用1備)，設計水量?1415m3/h，設計揚程13.4m;2臺鼓風機(1用1備)，設計風量106m3/min，設計風壓0.4bar(1bar=105Pa);2臺空壓機(1 用1備)。

　　濾池運行由計算機控制。?

　　3、采用高效設備提高設備單位產量，減少占地面積

　　80年代以后，我國的供水行業隨著國外先進技術和設備的引進，水處理過程中的一些工藝起了質的變化。目前以液氯作為氯源的負壓加氯消毒設備已在新建或改擴建水廠中普及，但通常是采用液氯自然汽化的形式。例如東莞市第三水廠一、二期工程加氯間按60萬m3/d規模設計。一、二期各設預加氯點1處，主加氯點2處。預加氯設40kg/h流量控制加氯機4臺(2用2備 );主加氯設20kg/h余氯控制加氯機6臺(4用2備)。加氯間和氯庫平面尺寸為：30m×10m，由于是采用氯瓶自然汽化，共設在線氯瓶20個，10個為一組，兩組互為備用。自然汽化的優點是節約電耗，但是氯庫占地面積較大。根據資料，一個1000kg氯瓶在常溫下產生的氣量為8kg/h，當加氯量超過40kg/h時，采用自然汽化就不經濟了，并因管道連接口多，也給安全帶來問題。東莞市第三水廠三期工程建成后其規模由60萬m3/d增加到110萬m3/d，加氯如仍采用自然汽化，共需設在線氯瓶36個，18個為一組，兩組互為備用。在這種情況下采用高效率的液氯蒸發器，是經濟合理的。1臺液氯蒸發器的產氣量通常為120-200kg/h，相當于15-25個氯瓶的產氣量，而它的占地面積不足1m2.東莞市第三水廠三期工程選用了2臺200kg/h液氯蒸發器，并根據現有條件對加氯間進行了改建，改建的內容有兩部分：

　　(1)利用原有加氯機，適當增加加氯機和改造加氯管路。三期于總進水管上設預加氯點1處，加氯率為1mg/L，加氯量22.29kg/h，考慮一、二期共備用了2臺40kg/h流量控制加氯機，三期不再增加預加氯機，但需要對加氯管道進行改造。三期設主加氯點2處，加氯率2mg/L，加氯量44.58kg/h，三期新增設40kg/h復合環路控制加氯機3臺(2用1備)。一、二、三期建成后共有20kg/h主加氯機3臺(2用1備)，40kg/h主加氯機6臺(4用2備)。加氯間內共設加氯機13臺。加氯機重新布置使其安排緊湊，在未擴建加氯間的情況下，圓滿實現了設計目的。

　　(2)增加液氯蒸發器。三期按110萬m3/d規模對加氯系統重新設計，設蒸發器2臺(1用1備)。由于增設了液氯蒸發器，氯庫中僅需設2組工作瓶(每組并聯2瓶)，減少了工作瓶的占地面積。在有限的條件下，擴建現有氯庫(將原氯庫向西擴15.60m)，擴建后的氯庫儲備天數為14d.另外選擇調速水泵可以減少泵房中水泵臺數，也是采用高效設備提高設備的單位產量，減少占地面積的方法。?

　　4、將輔助生產社會化，減少輔助生產占地面積

　　在計劃經濟體制下，傳統的水廠設計通常采用小而全的模式，即將輔助生產設施設計得周到全面。車、鉆、刨、銑、磨各類機械樣樣俱全，再加上電修、儀修等。因而輔助生產用房占了水廠面積的相當比例。在市場經濟體制下，水廠設備多采用招投標方式確定，所選用的設備優質可靠，售后服務有保證，致使水廠維修設備處于閑置狀態。機器的折舊、輔助生產人員的工資已成為企業的負擔。隨著設備制造行業售后服務制度的完善和修理行業市場化、專業化的發展，水廠的大部分設備維修可交由設備供應廠商和社會上的專業化公司進行，另設機修車間等已無必要。將輔助生產社會化，既節省了廠區用地又減少了水廠的人員編制。?

　　5、結束語

　　??從我國經濟社會發展趨勢看，城市化正進入較快發展期，對城市用地的需求必將繼續增長，而我國土地資源是有限的，且不可再生，尤其是可供城市發展和建設的土地更為短缺，供需矛盾十分尖銳。所以，在工程建設中貫徹城市可持續發展戰略，通過優化設計提高土地使用綜合效率是每個工程設計人員應盡的責任。?

　　推薦期刊：沈陽建筑大學學報(雙月刊)創刊于1979年。是由沈陽建筑大學主辦，遼寧省教育廳主管的刊物。