水工程论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇水工程论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

一、基本情况

泰来县位于黑龙江省西南部，地处黑龙江、吉林、内蒙古三省（区）交界处。全县辖8镇2乡，83个行政村，532个自然屯。总人口32万人，其中农业人口22.8万人。全县总幅员面积3960平方公里，其中耕地231.5万亩、草原109万亩。境内有“一江五河”（嫩江、托力河、二龙涛河、呼尔达河、小绰尔河、乌裕尔河）、374个泡沼。地表水资源总量为12.37亿立方米，可利用水量3.22亿立方米。全县水源充沛，地表和地下水贮量非常丰富，地表水多年平均径流深为20－30mm，年径流量0.78亿立方米，过境河流嫩江多年通过我县水量241.82亿立方米，大绰尔河年平均引水0.7亿立方米，年可开采地下水量为3.70亿立方米。

二、旱灾情况

泰来县属中温带大陆性季风气候，春季干旱风大，夏季高温少雨，秋季干燥多风，冬季寒冷少雪，年平均降雨量392.6毫米，且雨量分布不均，80%集中在6、7、8月份。年均蒸发量1717.1毫米，是年均降雨量的4.4倍。每年8级以上大风天气在20天以上，最大风力达12级，是典型的风沙干旱区。自1949年－2006年58年中，我县发生旱灾48年，春旱连夏旱20年，二十世纪九十年代以来，几乎年年春旱，特别是自2000－2006年，旱情越来越严重，春旱连伏旱，夏旱连秋吊。一是2000-2004年，五年降雨量分别为217.1毫米、189.2毫米、310毫米、385.8毫米和194.2毫米，分别比历年平均降水少175.5毫米、203.4毫米、82.6毫米、6.8毫米和188.4毫米。2000年以来，高温少雨导致我县连续特大旱灾，旱灾面积及所造成的经济损失是建国以来最为严重的。二是连续干旱使全县土壤墒情降到历史最低点，我县岗地、平地、洼地10－30厘米耕层土壤含水量只有6.9－12.7%。三是全县地表水蓄积量急剧减少，地下水位下降幅度较大。除嫩江、托力河和少数几个泡沼外，其它河流、水库和泡沼全部干涸，正常年份全县374个泡沼蓄水可达1.4亿立方米，但现在蓄水量不足0.2亿立方米。由于干旱，自建国以来，我县累计作物受旱面积3419万亩，受灾面积2760万亩，成灾面积2129万亩，绝收面积363万亩，旱灾共造成损失粮食136万吨，经济作物损失9.9亿元。2004年作物受旱面积达182.9万亩，成灾面积155.6万亩，绝收面积80.5万亩，损失粮食24.15万吨，经济作物损失2.7亿元，草场受旱面积109万亩，其中70万亩返青后干枯，林业受旱面积50万亩，导致新植林的成活率仅为45%。2005年作物受旱面积达100万亩，成灾面积75.8万亩，绝收面积30.2万亩，损失粮食12.5万吨，经济作物损失0.31亿元。2006年作物受旱面积达150万亩，2007年旱灾面积71万亩，绝产面积15万亩。

三、规划依据及工程概述

干旱是制约我县经济发展最主要因素，为了从根本上解决制约我县的干旱问题，县委、县政府从我县水资源条件出发，依据通过水利部和省水利厅专家审查的《黑龙江省齐齐哈尔市抗旱总体规划报告》（2002年10月），委托齐齐哈尔市水利勘测设计研究院编制完成了《泰来县抗旱灌溉引水工程项目建议书》（2003年11月）和《泰来县抗旱灌溉引水工程可行性研究报告》。

泰来县抗旱灌溉引水工程位于泰来县中南部，行政区划包括江桥镇、平洋镇、克利镇、胜利乡、泰来镇、宁姜乡等6个乡（镇），23个行政村，幅员面积170万亩，其中耕地75.2万亩，总人口11.28万人。

泰来县抗旱灌溉引水工程从嫩江取水。工程有灌溉和引洪两项任务，提水灌溉水田8万亩，旱田22万亩，解决抗旱水源27万亩，提水流量20m3/s；引洪水到宏胜水库及周围湿地，年最大自流引水量1.084亿m3。

引水工程渠首位于江桥水文站上游约6km，嫩江与绰尔河交汇处的杏花山开山口。嫩江水资源比较丰富，根据江桥水文站45年径流系列（用水还原为天然径流）进行分析，多年平均径流量为225.3×108m3，（多年平均流量为714m3/s），年径流CV=0.46，P=75%的年径流量为149×108m3。

本区地势由西北逐渐向东南倾斜，地形坡降1/3000－1/7000，北部较平坦，南部遍布泡沼、湿地及沙岗。

干旱是本区主要自然灾害，造成农业减产，地下水位降低，灌溉水严重不足，草原、苇地退化，土壤沙化、盐碱化，生态环境遭到破坏，农民生活水平很低，制约当地经济发展。

四、前期工作进展情况

在省、市有关部门的大力帮助和支持下，泰来县抗旱灌溉引水工程项目前期工作进展顺利。2007年，我县先后完成了《泰来县抗旱灌溉引水工程项目建议书》和技术审查工作，完成了《泰来县抗旱灌溉引水工程项目可行性研究报告》和水土保持论证等六个相关论证。省水利厅对项目可行性研究报告出具了审查意见，项目土地预审和水资源论证分别得到省国土资源厅、松辽水利委员会批复。2007年11月，省水利厅将项目建议书报水利部审查。2008年1月，水利部委托松辽委对该项目进行了立项审查并提出核批意见后，2008年6月水利部商同国家发改委同意该项目由我省发改委立项审批。2008年8月，省发改委先后批复了项目建议书和可行性研究报告，省水利厅批复了泰来县抗旱灌溉引水项目渠首工程初步设计报告。2008年9月20日工程正式开工。

五、工程建设其他意义

泰来县抗旱灌溉引水工程建成后除可以解决本区农业用水解决干旱问题外，还有以下几方面的意义。

（一）引水工程是泰来县调整农业种植结构，发展各种经济的需要

目前泰来县中南部地区耕地面积75.2万亩，主要以旱田为主，种植结构为玉米、高粱、绿豆等低附加值农作物。引水工程实施后，可调整种植结构，退耕还湿，退耕还草，以草原为中心发展畜牧业，以水面为中心发展畜禽养殖业，促进各种经营，提高农民收入，带动区域经济发展。

（二）引水工程可为泰来县中东部补充地下水

由于近年来连续干旱，降水偏少，地下水呈逐年下降趋势，据1995年至2001年对泰来县城周边6眼井（好新白庙子、宏升郑家屯、街基绿化、胜利五家子、平洋镇、泰来镇）实际观测资料分析，该区地下水位平均下降1.46m，极值最大降深达2.13m，致使该区20%的农田井抽不上水，60%的农田井抽水量不足，因此实施引水工程，将嫩江水引入该区的湖泡中，补充地下水。

（三）引水工程充分利用了现有工程

引水工程输水渠道利用已建江桥灌区灌溉渠道，进行整修扩建，引嫩江水入宏胜水库等库泡，进行调蓄，减少工程占地。

篇2

随着社会的进步和人类对工作环境、生活质量，特别是对美的追求的不断提高，人们已不再满足于原有的一套设计习惯。并且随着我国市场经济的确立，为了在竞争激烈的市场中求得生存和发展，更要求对以前不受建筑设计重视的给排水工程的设计来一个较大的改革，以适应日趋变化的业主市场。

长期以来，给排水工程设计采用的是一种封闭静止的方法，就工艺而工艺，就生产而生产，仅仅只是为了满足单一的一种功能，没有综合地考虑各种要素，因此工程的最终结果必然不能全方位地满足业主的各方面要求，更不能满足日趋重要的环境要求。

近年来给排水工程设计的经验教训告诉人们必须在设计的观念上要有一个较大的革新，或者说必须有一个新的认识才能真正确保给排水工程的设计质量的提高，即良好的功能和良好的建筑形象的高度统一。良好的功能可为生产和管理人员创造舒适安全和整洁优美的环境，从而提高劳动生产率;而良好的建筑形象也是一种功能，这种功能不光是物质上的还有精神上的。

水厂建筑的特点:一是工业建筑范畴，但不能忽略其美观;二是建筑物匍伏于地，尺度不大，并且形式单调均一分散、变化不大;三是构筑物所占比重特大，表现在体量闷沉、笨重，而且一般布置在厂区平面显眼的中心位置;四是污水处理厂气味重而难闻;五是为使水厂的环境更加接近自然，需有大面积的绿化。因此，水厂的建筑设计的意义倒并不完全在于如何做好工艺(这是很重要的)，如何画出一张美丽的图画，而在于其理想的目标能得以实现，完美的构思能得以表达，合理的功能能得以兑现，以及优雅的环境能得以体现。为了达到这个目的，水厂的建筑设计首先应该在确实掌握丰富的信息、详实的资料的条件下，在加强内部工种联系的前提下，在正确的设计原则指导下和正确的方式组织下，有步骤、有计划地应用现代化的科学方法和先进的技术手段去加以制订(其中还要特别重视国外的各种先进经验)。我们不能把设计的全过程看成是一个封闭———自立门户的模式;单一———就事论事的模式，稳定———一成不变的模式;而应该看成是一个持续发展的、不断开放的、经常变化的动态体系，才能确保设计出一个完美的优秀工程。

二、要注意的几个因素

1 工艺流程的要求

给水处理厂即一般常称的自来水厂。由于原水水质不同，工艺流程有各种组合，但它的基本工艺为混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒。在城市水厂中，基本流程为原水一级泵房加药絮凝池沉淀或澄清池滤池消毒清水池二级泵房用户。水厂内的主体处理构筑物中沉淀池、滤池基本上都高出地面，只有清水池可以埋入地下，而当沉淀采用平流式沉淀时，其池长达100余m，在水厂中会形成单调冗长的池体，都需加以仔细设计。

大多数的城市污水处理厂的流程一般为提升后的污水重力经格栅沉砂初沉曝气二沉消毒出流。如果排入的水体是感潮水体，有时亦会在处理水排入前有提升泵站，以解决时污水厂的出水问题。

对于地下水位高的地区兴建的污水厂，为了解决构筑物的空池抗浮，往往以出水末端构筑物的高度为控制，而将进水泵站以后的构筑物以高出地面3～4m布置，这样就必须对这种沉闷不堪的大体量砼面作建筑处理，同时也必须对池间联系的狭小的通道走廊作恰当的建筑处理，否则作为一个整体环境来讲是极不理想的，往往也不易被人们所接受。

2 总体规划的要求

总体规划非常重要，它是设计的灵魂。在规划时首先要有一个总体布局的构思，其中应包括:工艺布局的合理、道路走向的清晰、广场的适宜、地域的平衡、人流的互不交叉和公建用房(即生活区，其中包括办公、科研、试验、管理、会议室、食堂、厨房等内容)的最佳布置，然后按照①功能分区合理、简捷、便利、经济的原则;②风向、日照、地形有利的原则;③构图优美、对比均衡、空间流通的原则等，根据工艺流程的要求，结合厂址的自然条件及环境条件(包括地形以至地质条件、厂外道路系统、绿化条件、朝向、原有建筑物等)来进行总体规划。在总体规划中必须注意要创造良好的日照、空气和通风条件，还要尽量避免噪声的干扰，合理安排和大量利用绿化，把生态环境放在首位统一规划(特别是厂前区)，然后将建筑物(或构筑物)布置在经过深思熟虑的绿化等环境中。在绿化设施中须充分考虑到生态绿化和景观绿化的有机结合，并多种植些可以释放有益气体和减少尘埃的树种，以改善厂区环境，减少空气污染，提高厂区的明洁度。

同时，建筑物(构筑物)的设计原则还必须在立足于“环境、空间、形式”三者统一的原则基础上，使群体形象和个体形象都能表现出一种内在的含蓄和谐调，并通过曲直、高低、虚实、明暗、黑白、凹凸、方圆、上下等造型元素和设计手法的运用充分体现出工艺工程设计的新境界。

3 传统观念的改革

传统是指技术上、文化上历史的凝聚、沉淀和积累，它是人们长期经验和教训的总结，是固有的客观存在。它之所以能长期继承，经久不衰，并在某些方面形成一种固有的心理态势，就是因为它具有一定的吸引力和耐人寻味的余韵，因此它往往极易被人们长久地、习惯地循套，自然地袭用，即使有时会出现一些问题和不足，但对成功来说总往往可加以原谅，或者最后说总的还是成功的。我们如果辩证地看，则可以这样说，在继承传统之余必须要有充分的创新，即从“现实的需要出发对传统作转变的工作”。如果工艺总是老一套形式，形式总是老面孔，色彩总是陈调重弹，即使在功能上还可以过得去，能满足业主的一般要求，但从社会发展来看，从两个文明来看，无论如何在组织形式上、在事先指导上、在各专业的协调、在通气上都应该重新思考，不能一味循旧。在工艺上必须要创新、要提高、要有些新东西。在选型、色彩上必须要美观、要有所升华，否则就不能使业主感到非常满意，不能心情舒畅。为此可以说挑战创新是必须的，是绝对的，没有创新就会暮气沉沉没有生气，就不能前进。

4 防止专业之间的各行其是

长期以来，给排水工程的习惯做法是工艺一马当先，先提出设想，后再递交给其它各工种，尽管各工种可以回提条件给工艺，但由于已成习惯，且因为各专业对工程总的概念认识不足而未能充分进行必要的商榷了解，互相质疑，因此就提不出内在的、关键的问题，致使矛盾隐蔽得不到圆满的解决，有时还会引起返工，最后造成木已成舟的尴尬局面，导致项目得不到最佳的方案，达不到最理想的质量。

从管理科学上来说事先指导，预先协商，不把问题的解决拖到最后，这是最科学也是最有效的工作方法。如果一个专业的设计，一味地关在工作室里，并且总是闭门苦思(即没有和其它有关专业认真商量研究)，就只会把这些设计(即使是本专业中最优秀的设想)从一个社会现象变成了一个孤零零的个体，并且将这个专业完全裹入到“绝对正确”之中而一丝也动弹不得，其结果必然是感觉迟钝且视感平平，最后远不能满足业主的总要求。因此，在整体设计中要非常重视事先的协调，重视事先的各有关专业的参与协商，并且必须认识到这不光是一个单一的项目也是一项系统工程，其优劣的关键必然是组成这个组织内的各有关要素的综合，而决不是一个主导专业的所为(当然，它是很重要的)。所以决不能允许各专业各行其是，或者说是过分地突出自己，而缺少必要的整体相融性。只有通过组织有序的精心的全面的设计安排，我们才能把一个初看好像支离破碎、意见分岐、没有完整性的模糊、凌乱的印象，变成一幅诗意盎然、变化有序、排列恰当、构图完美的图画。

5 建筑设计的重要性不可忽视

长期以来，由于历史的原因，建筑设计(特别是工业建筑)在思想上趋于封闭狭隘，在形式上趋于呆板一律，在色彩上趋于灰暗、单调，总之建筑在如何体现满足人类的舒适和精神要求这方面考虑得太少了，更谈不上在美观的构思上多下功夫，而只片面单纯地理解为单一的功能性构筑物，仅为满足生产而已，别无它求，诸如环境、空间、选型、尺度、色彩等方面都无关紧要也无须多考虑。

因此在工业建筑中，建筑的地位一直不高，也没有什么发言权，最后造成厂区建筑不美观，品味不高，大家不满意。随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，人们已不仅仅满足于需要有一流的先进的工艺、能生产出较好的社会需要的产品，人们的追求向更高层次发展，更需要有一个包括优美的环境，良好的工作条件在内的赏心悦目的舒适的氛围，更需要防止和减少工业建筑常有的废水废气对周边环境的污染。这就需要进行全方位的综合的建筑设计，对污染进行充分有效的处理，保证有清晰的水质和洁净的空气。建筑设计虽然不像工艺设计那样直接产生经济效益，但从全局、长远的效应来看，其对提高生产效率、保障职工的身体健康、社会的文明都能起到很好的、积极的能动作用。因此，我们有必要对给排水工程中建筑设计这个概念有一个新的认识，它必须是全面的、综合的、整体效应的结果并必须在整个设计过程中贯彻始终。设计实践告诉我们应该有一个懂总图的设计师来进行总的牵头、控制和协调，平衡各专业，取其所长限其所短来达到最佳的视觉效果，我们暂且称此设计师为总协调建筑师吧。在建筑设计全过程中，总协调建筑师要始终以能形成最佳环境景观的观念为依据，充分考虑到工艺流程的最先进、最便捷，结构布局的最经济、最合理，不断地向各有关专业的负责人就当地环境景观的形成进行有方向性的引导，并不时向他们提供大家能接受的各种状态建议或者能取得平衡的一些构想，以达到最广泛的共识，统一的行动。

为了对全局进行有效的控制，总协调师还要根据其对环境景观形成的基本观念预先策划制定各项设计细则，它将作为整体设计的原则引导各个单体在循序渐进中得以贯彻、实现、完善，起到启发创新的作用。在此前提下，又要避免造成对各单体专业自由构想的束缚，以细则为依据进行整个设计运作的协调，在各专业之间按照具体的变化情况就整体和单体衔接部分之间进行柔和的调整，使之达到统一。

此外，总协调师还要在尊重各专业特点的前提下，为实现全局的一种“缓和宽松的秩序”而进行工作，也就是说总的协调是指制约的开放性，或者说是在整体观上充分保持单体设计(专业设计)者的自立性，充分发挥其个性特点，把所谓的束缚性因素限制在最小的范围内，最后达到辩证的统一，即互相限制了各自的不足，又保留了各自长处，而且彼此心情愉快，形成最佳的综合效应。

建筑物的设计处理大体有以下的一些手法:

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Abstract:Accordingtothedefinitionofmunicipalwaterengineering,thispaperistoexplainmunicipalwaterengineering’soriginanddevelopmentinourcountry,andthecoresandthefutureofmunicipalwaterengineering.

Keywords:municipalwaterengineeringquantityofwaterpipingsystemprocessequipment

1.城市水工程学科的沿革

1.1水工程学科

水是人类生存、生活和生产不可代替的宝贵资源。人类生存离不开水，每人每天平均需要使用2~4L水。人们为了生活和生产的需要，由天然水体取水，经适当处理后，供人们生活和生产使用。用过的水又排回天然水体。一般天然水体都是一个生态系统，其依靠水体的自净能力，对排入的废弃物有一定的净化能力。但由于社会循环的水量不断增大，排入水体的废弃物已经超过的水体的自净能力，水体水质不断恶化，使得水体遭到污染。受到污染的水体，将丧失和部分丧失使用功能，从而影响水资源的可持续利用，并加剧水资源短缺的危机。

以水的自然循环的“水利工程”和以水的采集、净化、生产加工成商品水的“水工业”作为研究对象的学科，称之为水工程学科。水工程学科含盖了水的自然循环和社会循环，它主要包括服务于水的自然循环的“水利工程”和以水的社会循环为服务对象，为实现水的社会循环提供所需的工程建设、技术装备、运营管理和技术服务的“水工业”。

1.2城市水工程学科

“城市水工程学科”是以水的社会循环为研究对象，以水质为中心，研究其水质和水量的运动变化规律，以及相关的工程技术问题，在社会主义经济条件下，以实现良性社会循环和水资源的可持续利用为目标的工程技术学科。城市水工程学科是支持水工业的主干学科，它是以水工业发展中提出的问题特别是前沿课题为研究对象，以科技进步带动水工业发展和进步。

1.3城市水工程学科的沿革

给水排水工程学科是“城市水工程”学科的前身，它在我国建于20世纪50年代。那时中华人民共和国刚成立，为学习前苏联建设经验，提出“向苏联学习”的口号，所以也模仿前苏联的模式，建立了“给水排水工程”学科，在高等院校成立了“给水排水工程”专业。

建国后的前30年，但由于当时实行的“先生产，后生活”的发展方针，而“给水排水”被归入“生活”类，所以长期发展缓慢，大大滞后与国民经济的发展。

进入80年代，我国开始实行“改革开放”政策，国民经济开始了快速发展，相应的对水的需求成倍地增加，而我国是一个说资源短缺的国家，从而引起了供求之间的矛盾。同时，水污染治理滞后，大量城市污水和工业废水未经过处理直接排入水体，再加上农田化肥农药流失，使得水环境污染情况日益严重。

80年代以后，水环境污染程度不断加大，这与人对饮用水水质不断提高的要求之间的矛盾也日益增大，这样在水量和水质两个方面，水质矛盾就日益突出而上升成为主要矛盾。与此同时，以水的社会循环为主要研究对象，在水质和水量两个方面以水质为中心的“城市水工程”也孕育而生。

2.城市水工程学科内涵

城市水工程学科是以水质为中心，研究水质和水量的运动变化规律，以及相关的工程技术问题的学科，具体的说包括水资源的保护和利用、城市给水排水工程、水工艺设备及水工艺过程检测与控制等三大部分。

2.1水资源的保护和利用

广义的水资源是指地球上所有的水。不论它以何种形式、何种状态存在，都能够直接或间接的加以利用，是人类社会的财富，属于自然资源的范畴。狭义的水资源则认为水资源是在目前的社会条件下可被人类直接开发利用的水。而且开发利用时必须技术上可行、经济上合理且不影响地球生态，同时要考虑水量和水质的要求。

2.1.1水资源概况

广义的水资源是指地球上所有的水。通常所说的“水资源”是指陆地上可供生产、生活直接利用的江河、湖沼以及部分储存是地下的淡水资源，即“可利用的水资源”。从可持续发展的角度来看，水资源仅指一定地域内逐年可以恢复更新的淡水量，具体来说是指河川径流量表征的地表水资源，以及参与水循环的以底下径流量表征的地下水资源。对一定地域范围而言，水资源的量并不是恒定不变的，它随用水的目的与水质要求的不同、科学技术与经济发展水平的不同而变化。地球上的水通过不段的蒸发、降雨和径流的循环实现再生和更新。其循环的基本形式是自然循环和社会循环。

进入社会循环供人类使用的水，主要取自江河、湖泊和地下水。

地球上的总水量达14.6亿km3，但可为人类开发利用的淡水资源却有限；特别是现代工业发展对水资源的污染，加剧了“水质”型缺水。

2.1.2水资源的保护与管理

水资源的保护与管理的目的实现水资源可持续开发利用、保护水生态环境的良好状态，促进社会经济的不段发展。

水资源保护的内涵是采取法律、行政、经济、技术等综合措施，对水资源实行积极的保护与科学管理：一方面对水量的合理取用及对其补给源的保护，包括对水资源的开发利用的统筹规划、涵养及保护水源、科学合理用水、节约用水、提高用水效率等；另一方面是对水质的保护，包括制定有关法规和标准、进行水质调查、监测和评价、制定水质规划、治理污染等。

水资源管理就是运用行政、法律、经济、技术和教育等手段，合理开发利用水资源，协调水资源的开发利用与社会经济发展之间的关系，处理各地区、各部门之间的用水矛盾；监督并限制各种危害水资源的行为；保护水资源的水量及水质供应，以满足社会现实可持续发展对水资源的要求。

2.2市政给水排水工程

市政给排水工程是市政水工程所研究的主要内容，它包括居民生活用水、城市生产用水、其他市政用水、各种来源和形式的污水与废水及各种水的处理、净化和排放。市政给排水工程含盖了市政水质工程、市政管网系统工程和建筑给水排水系统工程三大块。

2.2.1市政水质工程

2.2.1.1水质工程简述

市政水质工程又可分为市政给水水质工程和市政排水水质工程两部分。市政给水水质工程主要是对从水源取来的水进行相应的处理，使得经过处理后的水符合相应的用水水质标准；市政排水水质工程是对收集的污（废）水进行处理，使经过处理后的水达到污（废）水排放标准。

市政水质工程对水的处理一般采用物理方法、化学方法、物理化学处理方法和生物处理方法。物理一般方法有格栅和筛网拦截、混凝和絮凝、沉淀、气浮、吸附、粒状材料过滤以及曝气和吹脱等；化学方法有电解、化学沉淀、酸碱中和、氧化还原等；物理化学方法有离子交换、电渗析、反渗透和纳滤、超滤和微滤等；生物处理方法有好氧生物处理方法和厌氧生物处理方法等。

2.2.1.2水及污、废水的处理工艺

对每一项水质指标一般都有一种或几种处理方法可供选择。但是，有时一项水质指标只有采用几种处理方法的组合才能达到水质标准的要求，这种组合称为处理工艺。在具体情况下，如果有几种水质项目需要处理，就需要采用多种处理方法进行组合，从而形成相应的处理工艺。

当城市以轻度污染的河水为水源时，水中除了浑浊度和细菌学指标不符合标准要求外，水中有机物也常不符合要求，为除去水中有机物，特别是种类繁多的微量有机物，和在混凝、沉淀、过滤之后，增设臭氧氧化和粒状活性炭吸附的处理方法，或在混凝投药之前增设生物预处理，或在混凝投药前后向水中投加氧化剂或粉末活性炭，经过处理后的水中微量有机物指标便可符合水质标准要求。

城市以含铁井水为水源时，一般水的含铁量和细菌学指标不符和要求。对此可以通过曝气和沉淀过虑去除二价铁。向滤后水加氯进行消毒，便可使水的细菌学指标符合标准要求。

对城市生活污水的处理，主要是降低水中的有机物含量和杀灭水中细菌。一般多采用生物处理的方法对污水进行处理，处理后的水在排放前加氯消毒。城市工业废水的处理，要针对废水的性质，即要降低有机物含量，又要使其他对人体有害的物质达到排放标准。

2.2.2市政管网系统工程

市政管网系统工程由管道和相应附属构筑物组成。管道承当水的输送任务；附属构筑物则起水压提升、水量调控以及污（废）水和雨水的收集等作用。市政管网系统工程分为市政给水管道系统和市政排水管道系统。

2.2.2.1市政给水管道系统

市政给水管道系统的任务是水的提升、水的输送和分配及水量的调节。其组成包括输水管（渠）道、配水管网、泵站、水量调节构筑物和给水管道系统上的附属构筑物。

市政给水管道系统的总体布局，可分为统一供水系统、分质供水系统、分区供水系统和区域供水系统；配水管网的布置是在给水系统总体布局基础上进行的，基本形式有树状网和环状网。输水管（渠）选线及布置在保证按安全送水和满足用户用水要求是前提下，充分利用重力流送水，以节省工程造价；同时要尽量不穿越如河谷、铁路等障碍。给水管道系统设计的内容包括流量计算、配水管网中的管段设计流量计算、管径计算、管道系统水力计算、水泵扬程计算和给水管道系统优化计算。

2.2.2.2市政排水管道系统

市政排水管道系统的任务是将城市的污（废）水和降水按要求进行收集并输送到污水厂或天然水体，其主要由污水支管、干管、主干管、雨水支管、雨水干管和排水管道系统上的附属构筑物组成。

市政排水管道系统的体制有合流制和分流制两种基本形式。前者又分为完全合流制和部分合流制。新建的城区只能采用分流制，在旧城改造过程中，对改造难度大的可以将原来的合流制改造为部分合流制。排水管道系统设计的内容包括污（废）水和雨水流量计算、流速设计、最小管径计算、最小坡度设计及覆土厚度计算。

2.2.3建筑给水排水系统工程

建筑给水排水系统工程是城市水工程学科的重要内容。从组成上将，它是给水系统工程的末端和排水系统工程的起端；从水质控制上将，建筑给水排水系统工程是关键性工程措施之一。为保证人们在节约用水的前提下，能用到安全优质的水和排放不致污染过分的水，建筑给水排水系统工程的设备和装置起重要的作用，因为它们是人们直接的用水点和排水点。

2.2.3.1建筑给水系统工程

建筑给水系统工程要保证供水安全可靠、管理修理方便的同时，要力求工程投资量最小；而满足用户对水的水量、水质和水压要求是建筑给水系统工程的核心要求。

建筑给水系统工程一般由引入管、干管、主管、支管和用水设备组成。按用途不同可分为生活给水系统、生产给水系统和消防给水系统三类。给水方式有直接给水方式，设有水箱的供水方式，设水泵的给水方法，设水泵、畜水池、高位水箱联合供水方式和设气压给水装置的供水方式。供水方式的选择原则是：保证供水安全可靠，管理维修方便，在满足用户用水要求的前提下，力求给水系统简单，造价最省；充分利用市政管网直接供水。

建筑消防系统工程作为建筑给水的重要组成部分，应根据消防用水的要求供水。特别是现代建筑中的高层建筑和高层建筑群的消防系统，正在成为人们研究的重点。

2.2.3.2建筑排水系统工程

建筑排水系统工程按排除污、废水的类别分为生活污水排水系统、工业废水排水系统和建筑雨水排水系统。三类排水系统可按需要独立设置或合并设置，分别称为建筑合流排水系统或建筑分流排水系统。独立设置或分流设置主要考虑的因素是：污、废水的性质、污染程度、城市排水系统的体制以及综合利用是可能性与处理要求等。同时，排水系统应该有通气管，将排水管道中的有害气体及时排至建筑物外。

2.3水工艺设备及水工艺过程检测与控制

2.3.1水工艺设备

2.3.1.1水工艺设备概述

水工艺设备，是以水质为核心的水工艺和工程的重要组成部分。它是保证水质、提高水处理效率、降低制水成本的关键。现代化的水工艺与工程，应在精密、高效、节约动力和原材料、运行稳定的设备方面体现出来。

水工艺设备分通用设备、专用设备和一体化设备三大类。通用设备主要有各类阀门、泵和风机。

2.3.1.2水工艺专用设备

水工艺专用设备可分为物化处理设备和生化处理设备。

在水处理工艺中，通过物理、化学、或物理化学作用去除水中某些特定物质或承当整个水处理工艺中某一特定任务的设备，称物化处理设备。

水工艺中常用的物化处理设备有：拦污机械设备，排泥、排沙设备，撇油、撇沙设备，污泥浓缩脱水设备，搅拌设备，气浮设备，投药设备，消毒设备，过滤设备，离子交换设备，膜处理设备等。

生化处理设备主要有曝气设备和生物转盘。

水工艺一体化设备分小型一体化净水设备和小型一体化污水处理设备。

小型一体化净水设备是以地面水为水源，将混凝、沉淀、过滤三个净水单元合理地组合与同一设备内，再配以加药、消毒即可成为一个完整的小型净水设备。它适用于水量较小，远离城市供水系统以外的区域。一体化净水设备混凝、沉淀、过滤三个净水单元可根据不同原水水质及处理水量采用不同型式，但原则是：体积小，效率高。

小型一体化污水处理设备多用于生活污水的处理。由于生活污水可生化性强，采用生物处理比较经济有效，故基本都采用生物处理工艺。根据处理工艺流程的不同小型一体化污水处理设备可分为压力式污水生物处理设备、间歇式污水生物处理设备和地埋式污水生物处理设备。

2.3.2水工艺过程检测与控制

水工艺过程检测分水质检测、水工艺参数检测和水工艺设备运行参数检测。

水质检测的目的是为了水处理工艺过程的控制提供依据，并保证处理后的水质达到预期的要求和规定的水质标准，掌握水处理设备运行是状况。水质检测包含物理性检测、化学性检测和生物性检测。

水工艺参数检测的目的主要是为了保证水工艺过程运行正常，为生产操作、运行控制以及管理提供依据。水工艺参数检测主要包括：水力特征参数的检测；气体特性参数检测；以及其他工艺参数检测。

3.城市水工程学科的未来

在水及污、废水处理技术方面，水处理的新方法和新工艺正随着高新技术的发展，随着对水质是要求的不段提高，随着对水处理系统的经济性、可靠性、安全性的要求不断提高，而不断发展和不断更新。

研制多功能高效、廉价的新的水处理药剂，是当前的一个热点。在混凝剂、絮凝剂方面，过去主要用与除浊，但现在因水质污染、水中有机物增多，所以要求研制出即能高效除浊，又能高效去除有机物的新型混凝剂和絮凝剂。目前，研制新型无机高分子混凝剂、新型有机高分子絮凝剂以及各种复合混凝剂，是该领域的发展动向。氯消毒产生的消毒副产物读人体健康构成危害，研制安全有效的新型消毒剂以取代氯，是消毒技术发展的一个方向。

在氧化剂方面，目前正在开发的高级氧化技术，如催化氧化技术、二氧化钛催化氧化技术等，能提高氧化剂是氧化能力，特别是能产生比上述氧化剂强的中间产物—自由基。

膜技术近年发展非常迅速。膜几乎可以去除水中的一切杂质，研制低价的微滤膜和超滤膜，用微滤和超滤取代城市水厂常规水处理工艺，可以不向水中投药或少投药，减少投药对水质带来的影响，处理水质可以得到进一步，并便于实现水厂自动化，这是水处理技术今后发展的一个方向。

生物技术是当展最迅速的一个领域。利用生物技术对微生物进行分离、纯化，得到处理所需的微生物群落和利用基因工程处理微生物，得到处理某些污水的高效菌种这两个方面，都将大大推动生物法处理水技术的进步。

水及污、废水处理设备与工艺方面，主要是改进专用设备的安全性和提高设备的使用效率和成套及一体化设备的研究。如由于废水资源化和水回用的要求，要开发废水深度处理设备（如膜法、臭氧法、活性碳法及微过滤技术）和新型消毒装备。安全饮用水技术设备：包括水源水微污染处理技术和设备；乡镇和中西部地区饮水净化设备；节水技术设备等。用于轻工、食品、饮料、医药、发酵、屠宰加工领域的中、高浓度有机废水处理设备。根据市场需求，要重点发展升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧复合滤地、好氧生物流化床及折流式厌氧生物处理反应器等技术设备。近几年来，我国合资的啤酒厂和可口可乐厂，大多引进了国外的升流式厌氧污泥床反应器组件和沼气燃烧系统，而国内的水处理环保企业，还很少有能力提供此类定型组件和沼气系统设备。开发造纸废液有效的处理设备。为了控制水污染急剧发展，国家不得不下令关闭大批小造纸厂，以改变一个纸厂污染一条河道的局面。但大中型的造纸厂，特别是草浆废水的治理，应着力研制可行的技术装备。还有表面处理废水、废液及有色金属等矿冶炼废水处理设备；含油废水处理设备；油田水净化设备；煤矿地下水及高浊度含盐废水处理净化设备等，都需要在优化现有处理设备基础上，开发定型设备。开发多功能组合式水处理设备等。

城市水工程施工与经济是城市水工程学科是最重要的外延。城市水工程学科的各个方面都具有很强的使用性，水的开发、净化、供给、保护、利用和再生都与经济直接相连。在水工程项目方案评价、决策及项目建设、管理方面将有长足发展。

主要参考资料：

1.李圭白主编《城市水工程概论》中国建筑工业出版社

2.李广贺主编《水资源利用与保护》中国建筑工业出版社

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在工程规划设计阶段,需建立测图控制网以保证最大比例尺测图的需要;在工程实施阶段,需建立施工控制网以控制工程的总体布置和各建筑物轴线之间的相对位置,满足施工放样的需要;在运行管理阶段,需建立变形观测控制网,用来观测建筑物的变形情况以评估工程质量,保证安全运营,分析变形规律及进行相应的科学研究。无论是规划设计阶段还是工程实施阶段,为工程建设测量需要而建立的各种控制测量网都是工程建设中各项测量工作的基础,其成果的精度、可靠性将直接关系到工程整体的进展。

在工程实施阶段,测量工作不仅仅表现在日常的施工放样过程中,其重要性更突显于为各种决策及经济性分析提供原始数据。因此,在工程实施当中如何将测量外业与测量内业工作有机地统一起来,及时、准确地为经营管理部门提供满足精度要求的测量成果是一项很重要的事情。以南水北调某渠道项目(以下简称本工程)为例说明大型调水工程施工测量内外业资料管理一体化的步骤及方法。

1测区及工程简介

大型调水工程一般因其范围广,跨地区、跨流域的原因,其所经过地区往往地形地貌差异很大,这也给测量工作带来了很多困难。本工程为南水北调中线干线工程中典型的渠道项目,全长4.8km。其中有交叉公路建筑物6座,另外在靠近标段起点段处有一中心线半径为500m、中心角度为25°20′的圆弧段,渠底设计纵坡为1/25000,设计底宽13.5m,过水断面边坡系数为3.0。本工程位于石家庄市近郊,其平面控制系统为1954北京坐标系1°分带的第114带,高程控制系统为1985国家高程基准。本工程测区为一长约5km、宽约140m的狭长地带,由于本工程在实施阶段将在渠道两侧堆放大量的挖方弃土,使得测区通视条件较差,故该工程测量工作的难点是测量控制网点的布设、圆弧段及渠底纵坡的施工控制。

2现有成果的分析使用

施工测量工作启动前,应首先对监理机构所提供的测量基准控制点、水准点的测量精度进行校测并对其资料和数据的准确性进行复核。在进行测量控制网选点布设前应进行现场踏勘、找点选线并应充分利用已有的地形地貌资料,制定经济合理的技术方案,编写有针对性的施测计划及施测方法。

本工程测区内有监理机构移交的测量基准点4个,为C级GPS控制点,分别为H02、H04、H05、IIML112,其坐标为1954北京坐标系1°分带的第114带;另有国家二等水准点5个,分别为H02、H04、H05、IIML111、IIML112,均为1985国家高程基准点,以上基准点成对分布于渠道两侧。

根据《CH2001-92全球定位系统(GPS)测量规范》中的要求,C级GPS控制点精度指标表现为两相邻点间距离的误差的大小,校测方法采用两相邻基准点间实测距离与根据两点间坐标反算距离之间的误差是否满足规范要求即可;根据《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-91)中的要求,水准点精度校测可在两相邻水准点间建立符合水准测量导线并将其符合差与规定的限差相比较。据此可对该平面基准点进行校测。

3测量控制网的布设

3.1测量控制网布设的一般要求

施工测量控制网用以控制工程的总体布置和各建筑物轴线之间的相对位置并满足施工放样的需要,其布设是整个测量工作中的首要任务,其精度将直接影响以后工程中的放样与施工控制精度。由于大型调水工程一般渠线较长,往往穿越农田或林带、居民点等,在进行测量控制网布设前,应根据已有的地形地貌资料先进行室内选线后再进行外业选线、布设。室外选线时应注意观察沿线的地形、地貌情况,并做好记录,此外还需注意以下几个方面。

(1)相邻点通视条件要良好,地势平坦,视野开阔,利于量边测角并且有较大的控制范围。

(2)导线点应选择在土质坚硬而且安全的地方,以便能将导线点长期保存和使用。

(3)导线点应选择在地势较平坦,利于安放测量仪器的地方。

(4)导线边长应大致相等,相邻边长差不宜过大且使导线点均匀分布在整个测区内。

(5)导线点应优先选择在工程永久占地范围内,应根据施工组织的安排,埋桩位置应与施工作业互不干扰且不宜被破坏。

(6)导线点埋设处应做好点之记。

3.2控制网整体布设方案

本工程测区为一长5km、宽约140m的狭长地带,5个测量基准点中有4个成对分布于渠道两侧,另一个靠近渠尾。考虑到施工阶段渠道右侧将堆放大量的挖方弃土,本工程测量控制网布设为直伸型附和导线控制网。由于测量控制基准点均含有平面坐标和高程坐标,本工程建立了三维测量控制网。

本工程测量控制网中附和导线总长约7km,平均边长500m,中间加密18个导线桩。根据测区已有的高程基准点分布情况,将本工程测区内高程控制分上、下游两段布设附和水准路线,构成基本高程控制网。沿基本高程控制网将高程引测到临时性作业点或永久占地边界桩上,即可作为施工放样的控制高程点。

3.3测量控制网的精度估算和最优化设计

大型调水工程施工测量控制精度要求高,对于自流渠段的渠底高程控制测量精度要求更高,在施测过程中因观测误差和起始数据误差不可能完全消除,为此,在控制网布设后需要对其精度进行估算以优化控制网布设方案。对于直伸型附和导线控制网来说,附和导线精度最弱点位于导线中点处,对于该类型的控制网,可采用近似等边直伸导线最弱点点位误差估算方法进行估算。

4内外业资料管理的一体化

内业资料应该是外业工作的真实记录和体现,然而在工程建设当中,内业工作长期得不到应有的重视,“重外轻内”的思想在施工管理中更是普遍现象。如何管理好整个工程的内业资料是一个非常重要的问题,测量工作作为工程建设当中各种量化手段的基础,其内业资料的管理尤其重要。

测量工作内外业资料较多,可谓纷繁复杂。减少外业人员的记录、数据整理及计算的工作量;保证内业人员计算数据的正确性和可靠性;提高测量工作的效率是保证工程顺利进行的基础。实现测量工作内外业资料管理的一体化是基础。

4.1内业资料管理的标准化

大型调水工程由于测量任务大、频次高,工程实施时往往会涉及到很多工作面同时开展,为便于管理,可依据工程特点及测量工作的要求制定出各种类型的标准原始数据记录表格、内业分析与计算表格及成果上报表格等。

4.2内业计算及成果归档的制度化

测量外业开始前,内业工作应先详细了解施测区域及沿线的地形、地貌情况。对于新建项目应察看其是否穿越农田或林带、居民点等;对于改建项目应查看其已建构筑物的使用状况,较重要的交叉建筑物等是否有可供利用的大比例尺地形图等据以编制作业计划及施测方案。

测量外业完成后,内业工作首先应全面检查外业观测数据有无遗漏,记录、计算是否正确,成果是否符合规范的要求等,当发现记录、计算有错时,不要改动原始数据,而是要认真地反复校核;其次,要根据已知数据和观测结果绘制外业成果注记图,当确定外业成果符合规范及工程使用要求后,才可进行内业分析、计算,并及时地将成果归档。

4.3内外业资料管理的一体化

随着计算机技术的发展及测量仪器的不断改进,尤其是全站仪在工程中的普及应用,使得当今的施工测量与传统的施工测量相比有了明显的改进,利用当今比较成熟的绘图软件—AutoCAD及全站仪联合作业,可以非常容易、迅速地进行工程施工测量作业。

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现代市政给排水工程市场竞争力大，很多施工单位为了赶抢进度忽视质量管理。在一定时期内还出现抢干和蛮干的行为。给排水管线各段负责人主体不明确，质量执行标注不规范、不严格都能人为降低工程质量。甚至有些施工人员不熟悉图纸和相关技术资料，导致施工质量得不到保证。

1．2施工质量管理不到位

施工单位是市政给排水工程施工管理和控制的主体，施工单位对工程质量管理问题手段和措施尤其重要。有些小型施工企业在城市建设日益成熟的推动下逐渐发展成为总承包企业，但是资历、规模都达不到市政工程需求，相应的资金储备和技术水平不能承担工程建设任务。并且这种施工企业在工程质量管理中和现场控制中存在很大缺陷，承包大型市政工程会加大制造“豆腐渣”工程的几率;给排水工程质量问题有管道漏水、积水、管道位置偏移、路面沉陷等问题。施工单位一定要有完善的工程质量管理制度和严格的管理措施，才能保证工程质量。但是施工企业容易搞内部项目承包制，让有些不具备相应资质的施工单位挂靠施工，削弱了企业对项目部的管理，在工程细节上无法准确把握;还有些“分包代管”，施工单位为了自身经济利益，压缩施工工期，加大了工程施工管理和控制难度，影响了施工质量。

1．3施工技术不过关

我国城市进程速度快，市政给排水市场繁荣，需求量较大。但是施工企业的资历和经验跟不上给排水工程发展的脚步，很多新兴总包企业在施工技术上还存在很多问题，缺乏过硬的技术本领和总包实践经验，施工中经常出现测量差错、施工走样、管道渗漏水、闭水试验不合格、基础不均匀沉降、井变形和下沉的问题。

1．4监理公司的工程监理不到位、不严格

监理在工程项目中的地位和作用都十分重要。建设单位会委托监理公司对给排水工程进行此案长施工质量进行监督，但是有些政府性质较强的市政给排水工程因为拒绝监理管理。监理人员技术水平低下、道德素质低也是监理不到位的重要因素建设单位一般会委托监理公司对市政给排水工程的现场施工质量进行监督，但是有的施工单位会利用市政给排水工程是政府部门组织的一项基础设施建设项目的特殊性而不配合监理工作人员对工程质量的监督工作，或者监理公司的监理人员技术水平低下、道德素质低下也会导致工程质量的监理工作不严格，从而影响工程质量。

2加强市政给排水工程施工管理的措施

2．1建立合理的质量责任制度

市政给排水工程涉及到很多承包单位。每个单位有其自己的质量管理模式，质量管理水平不一。在施工过程中常常要协调承包商之间的管理措施和管理方法，浪费大量的人力、物力，也给工程质量带来隐患。所以市政给排水工程要建立系统、责任分明的管理制度，结合业主、建设单位、施工单位质量管理部门三方意见，制定质量管理计划，管理施工质量，将工程责任分解落实到具体人身上，一旦出现问题，追究责任人的责任。

2．2加强施工队伍的质量意识

要增强给排水施工队伍的质量意识，提高责任感和使用感。施工队伍要学习和运用工程质量先进经验，不断提高自我技术能力和专业素质。

2．3提高给排水工程的管理措施

市政给排水工程把握好质量管理，首先要对工程质量进行预控。在给排水工程施工前，进行缜密规划，认真筹备。首先对设计方案进行严格审查，设计方案是否和现场实际施工条件相符合，是否在施工过程中和其他市政设置之间发生冲突等。一旦发现设计方案上出现问题就要及时和设计方进行沟通，纠正错误，查漏补缺。施工中所用的各种材料质量、性质、规格是否满足设计要求和施工要求。其次要对施工图纸进行会审。把握好工程设计图纸关，减少图纸的差错，将图纸中的质量隐患消灭在施工前。施工前进行的图纸会审首先由设计、土建部门、安装监理工程师对有关图纸进行内部审阅，再交送工程部和有关单位进行审阅。施工单位在收到施工图纸后，组织相关技术人员进行详细审阅，提出书面意见。给排水施工管理控制要做好事前控制。施工单位管理人员和给排水技术负责人、施工组长都要参加管理交底。监理交底要以书面形式提出严格的给水排水安装质量要求，以管理工程师通报形下发至各个施工队伍中，在施工初向安装单位提出一份给排水安装质量基本要求实例。

2．4提高施工队伍技术水平

市政给排水工程是一项综合性工程，一般专业性人员无法满足现在的施工要求，再加上项目多、难度大、任务繁重，在施工过程中很容易出现质量问题。

2．5强化监理职能

工程监理要根据工程进度和质量进行客观监控，采用法律手段控制工程进度、质量、工程造价、合同管理等，协调生产过程中各有关单位之间的关系。监理工作综合了多门学科内容，对监理人员的专业性水平和经验能力要求比较高，所以要强化监理职能还需要加大对监理复合型人才的培养，使其一人多能，胜任本职工作。

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二、加强给排水工程的预算和施工管理

（一）科学设计给排水工程科学合理的工程设计对工程预算的编制和对施工管理都具有重要的指导作用。给排水工程设计的合理性直接决定着其在工程投入开展中的指导作用。首先，在设计给排水系统时，相关设计人员应该全面考虑工程的技术可行性和经济性，避免片面追求工程的可行性和安全性而导致工程造价不切实际的现象。其次，在我国现有的工程设计费用计算方法的基础上，对其进行进一步的完善，使其更好地体现工程造价预算的价值。

（二）逐步完善法律体系随着法制观念在我国的不断推广，运用合同或国家法律武器维护权益成为了多数企业保护经济效益最大化的方法。首先，逐步完善我国招投标的相关法律，大力推行项目招标制度，加大招标过程的公开透明度，尽量避免各种暗箱操作导致工程造价偏高。其次，在招标前进行市场调查，针对施工所需原材料建立完善的价格体系，对市场价格走势做出合理的预测，以便于在招标过程中掌握主动权。再次，在与承包方签订合同时，避免片面地沿用不全面的统一合同文本，应在现有合同文本的基础上对其进行进一步的完善后在使用。且在进行合同签订时，保证对合同做到字字斟酌，保证在合同履行过程中实现风险最小化和利益最大化。

（三）增强施工方的工程质量意识首先，在招标前加强对各个承包方基本情况的了解，建立承包方的基本信息库，对信誉度不高的施工方给予及时的排除。其次，在确定施工方后，积极帮助其提高作为施工方的责任感，帮助其认识到科学的给排水系统对人类的贡献，以及劣质的给排水系统给人民带来的安全隐患，提高施工方的给排水工程质量控制意识。最后，收集各种反面例子，告知施工方反面例子所需要承担的法律责任，使施工方在施工过程中警钟长鸣。

（四）完善监管体系逐步完善工程的监管体系。首先，加强与施工方的交流，识穿各种对外挂靠现象，绝不使用资质不够的施工方，同时强化总承包商对每一个项目分支的监管意识。其次，监理人员全面跟进给排水的施工过程，避免各种擅自修改设计方案、擅自更换安装材料的现象。再次，监管人员在对施工过程的监管过程中，善于利用合同等法律武器保护自身合法权益，对于各种偷工减料的行为决不姑息，以此对施工方达到警示的作用。

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目前铁路路基边坡水害问题较为突出，全国铁路灾害总计有68999处，14107公里长，其中水害占比为38.5%，水是诱发边坡滑坡、溜坍等现象最重要的因素，有“十滑九水”和“治坡先治水”的说法。在边坡工程中，对水的治理尤为重要，保证边坡水流通畅，边坡内含水率在一定的范围内，不让水在边坡内形成贯通面或水囊，从而保证边坡的稳定。

2.虹吸排水在边坡水害处理中的应用

针对近年来对边坡水害的研究，由中南大学国家级重点实验室通过前期调研、室内试验、现场整治施工，形成了“水钉法”综合解决方案。“水钉法”综合解决方案是通过在边坡中植入具有毛细功能不淤堵的排水材料组成的“水钉”，利用快速无损探测专用技术探查土体水害状况，依据水钉的特定设计理论，形成由铁路边坡病害诊断、水钉设计方案和施工工艺组成的集成创新技术，用以保障边坡的稳定性和提高安全系数。在2014年6月6日，京广线K2053段因持续暴雨导致边坡溜坍。中南大学用专业的设备探测到10-12米深处部分土体液化，土体中有两条渗水带；京广线K2053段长约160米，三级堑坡，高度约50米，2014年7月24日，发现天沟左右两侧，有几处不同程度的裂缝。经过探测发现有几处水囊，有土体液化现象，结合现场情况和探测结果，中南大学对病害制订了水钉整治方案。

3.虹吸排水在边坡水害处理中取得的效果

2014年9月到10月，在京广线K2078段安装了70根水钉，在京广线K2053段安装了8根水钉，安装期间非雨季，安装完成后，京广线K2078~K2115段70根水钉有32根流出清澈的水；京广线K2053段8根水钉中有4根流出清澈的水。对出水情况做了观测记录，通过检测，水钉附近的土体含水量有明显的降低。选取10升水桶一个，每个工点选取任意一个排水孔，对导排出的渗水注满水桶进行计时，同时观测水质清澈程度.

二、虹吸排水在工程建设中的推广建议

1.虹吸排水在边坡排水系统优化

路基边坡在设计调查阶段要对边坡水系进行详细的调查，根据不同的地质情况，要采取不同的排水方式，尤其是土质边坡要充分的考虑排水管的堵塞，水分在边坡挡墙后形成流水贯通面或淤积水囊。鉴于边坡水害破坏，建议在边坡挡墙或变坡面可设置“水钉”，保证边坡内无积水，边坡不因水作用而失稳、滑塌。从中南大学在京广线K2053水害整治试验段出水效果来看：虹吸排水施工简单、方便，易于工地操作；排水系统不堵塞；主动吸排水，有水既排、无积水隐患；无泥砂流失，不会造成坡面下沉、塌陷；对既有边坡治理原位加固无需大开大挖；使用寿命长，可在新建工程中作为替代或增补，亦可作为后期既有护坡挡墙泄水孔堵塞造成的“挡水墙”问题；地下水发育导致的边坡溜坍问题；长期降雨造成边坡饱水失稳等的水害整治；造价合理，安全可靠。

2.虹吸排水在隧道结构防排水中的推广建议

2.1目前高速铁路隧道结构防排水中的设计情况。隧道防排水设计遵循“防、排、截、堵，因地制宜，综合治理”的原则，结构防排水主要采用在喷射混凝土初支和模筑混凝土二衬之间设置土工无纺布+防水板的柔性防水层，防水板兼做隔离层。在施工环向缝处设置中埋橡胶止水带+背贴式橡胶止水带的复合防水结构，在纵向施工缝处设置中埋钢边止水带+遇水缓膨胀橡胶止水带的复合防水结构。

2.2目前隧道病害现状。根据2013铁道工务部门权威统计资料,全国既有铁路7193（总长8364.892km）座铁路隧道病害中,出现的衬砌裂损、结构渗漏、衬砌腐蚀、涵身开裂、涵身下沉错位、仰拱铺底变形、界限不足、冻害等病害、有53%以上的隧道病害与水的处理方法有直接的关系。

2.3隧道水害分析。隧道工程在使用过程中，由于现有结构防排水中间隔离层存在一定的缺陷，尤其是土质隧道中，随着时间的推移，土质中的微小颗粒日积月累，将土工无纺布板结无法起到过滤作用，致使隧道衬砌背后的水无法顺畅的流入排水管内。调查发现，大部分隧道衬砌渗水是由于衬砌中设置的排水管不出水，管内出现淤积泥沙，无法满足排水需求，衬砌背后水对衬砌腐蚀或隧道衬砌背后蓄积水量增多，水压增高，致使衬砌在薄弱环节渗水或开裂。

2.4隧道结构防排水优化建议。隧道防排水直接影响隧道的使用功能，故对隧道的防排水设计和施工因综合考虑。综合已有工程现状，建议在土质隧道中，防排水可考虑施工虹吸排水板，防止衬砌背后水流将土工无纺布板结导致排水不畅，致使衬砌后压力增加，衬砌薄弱处渗水或开裂。在目前的设计状态下，主要存在的问题有当水中的细小颗粒慢慢淤积在土工无纺布上，无纺布板结，水无法流入排水管中，结构排水系统失效。鉴于此种情况，建议利用中南大学研究的虹吸排水板将排水板包裹，解决淤积及利用虹吸作用快速排水，保证衬砌混凝土的使用耐久性。在硬质岩石隧道富水段、节理裂隙发育段、有断层构造等特水段落可设置虹吸排水板，有效的保证排水通畅。工程费用增加有限，为后期工程的安全使用提供保障。在建高速铁路隧道防排水设计中的现有设计思路在一些特殊的地质情况中，已无法满足排水要求，由中南大学研究试验的虹吸排水为设计拓宽了思路，具有推广价值。

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施工的准备过程中，一定要对工程施工过程中容易出现的质量病害进行分析以及预防。其措施如下：位置的偏移造成此类情况出现的原因主要是测量时出现了差错。即放线走样以及对建筑物进行避让等情况造成的。施工与测量a)施工前必须根据施工的测量规程以及规范来对交接桩进行保护以及复测；b)施工放样的过程中，一定要结合当地的水文地质条件，根据设计的要求以及其它的规定来对其进行放样，完成放样工作后还必须对其进行反复检验，当其误差处于工程的允许范围内时，方可进行施工。c)在对工程进行施工的过程中，一定要根据样桩来进行施工，在对平基以及沟槽进行施工的过程中，一定还要做好纵坡以及轴线的测量与验收。管道的开裂与下沉当管道出现开裂或下沉的情况时，一定要根据施工规范以及设计要求来对其进行处理。其主要的预防措施就是在对基础混凝土进行浇筑时，最好在管道口设置一定的变形缝，以此来防止混凝土出现收缩变形，此外，还必须强化对混凝土的检测力度。

检查井以及管道的施工

在对管道进行安装时，一定要对进场的材料进行严格的检查，对于那些露崩口、孔眼、缝孔的管道一定要退换。下管前，一定要对管道的高程以及中心线进行核对，同时还要对检查井的位置以及井距进行检查，吊装时，最好采用帆布绑带来进行施工。为了确定管道接口的平顺，可以利用石楔将管道稳定后，根据图纸以及施工的相关要求，利用钢丝网水泥砂浆抹带来对其接口进行施工，然后，就可对其进行混凝土浇筑。

检查井的砌筑

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1977年恢复高考、实行改革开放后，中国经济逐步发展壮大，城市基础设施建设开始迅速发展，此时，对给水排水工程专业的教育规模和教育质量提出了更新更高的要求。给水排水工程专业由最基本的“给”和“排”，即基本的水量和水输送问题，逐步过渡到水处理方面的内容，由最初的水量追求水量和水质并重，且随着人民生活水平的提高，开始逐步重视舒适性和安全性。相应地，和建筑给排水相关的专业人才的数量和质量发生了很大变化。建筑给水排水相关的就业面相当广泛，可以从事的工作领域包括与建筑给水排水相关的建筑工程规划设计、施工、运营、管理、安装、消防、教学科研等。根据麦可思《中国大学生就业报告》统计，给水排水工程2010年就业率排名第4，就业率达到96.1%，2011年就业率排名第29，就业率达到94.6%，2012年就业率排名第1，就业率达到97.5%，可见社会对该专业毕业生需求量较大，在全国几百个专业中是高就业率的专业之一。在人才质量上，对从事建筑给排水行业人才知识结构和素质的要求越来越高，需要在水的输送回收与再生回用和可持续利用等方面，具有由以下各部分组成的专业知识结构，即水处理工艺知识、安全知识、水工业经济知识、水资源知识、有关的工程知识和机电、仪器、设备、材料、仪表、计算机与自动控制等高新技术知识，需要进一步提高工程实践能力。

1.2课程内涵的变化

随着以牺牲环境为代价的经济持续增长，导致水体中存在持久性有机污染物（POPs）、内分泌干扰物（EDCs）、微囊藻毒素（MC）、微生物污染物、致味物质等复杂的污染物质，传统的饮用水处理技术不能对上述污染物质有效去除，终端用水出现浑浊、有气味、口感差等一系列问题，无论是饮用水生产企业还是个人用户，都开始逐步重视微污染水处理问题。个人用户开始大量使用小型的终端水处理设备进行饮用水的处理，与此密切相关的小型终端设备的二次污染防治和安全控制等问题不断出现。我国水资源贫乏，水资源短缺已成为制约我国经济发展的主要因素之一，节水是我国的基本国策之一，建筑中水的推广应用就是建筑节水技术之一。建筑中水对实现缺水地区污废水资源化、提高水的利用率、降低环境污染、缓解水资源不足及节约能源等均具有重要意义，有明显的社会效益。由此产生的建筑内部排水系统的设置、小型污水处理设备及处理工艺等内容也处于不断研究和更新中。随着人民生活水平的逐步提高，和人身安全直接相关的建筑内部安全消防技术逐渐被人们重视。建筑内部消防主要以水系统灭火为主，由人工的消火栓给水系统逐步向自动喷水灭火系统过渡。自动喷水灭火系统最关键的组件是喷头，喷头响应速度快慢、水滴大小、雾化能力和压力高低是自动喷水灭火系统好坏的关键。另外，随着高层和超高层建筑的不断涌现，会出现建筑物上部消防水压不足和下部水压过高的现象，相应有了增压消火栓、减压消火栓、稳压消火栓等新品种，为消防灭火提供了有效的保证。水源微污染导致的水质问题，水资源短缺引起的中水处理问题和建筑水平提高导致的消防系统的提高等问题使建筑给水排水工程课程的内涵由原来建筑内部水的供给及排放为主转化为水的输送与水质安全并重的水的建筑良性循环，这种变化促进了建筑给水排水工程课程教学体系的改革。

1.3课程方向的变化

用水终端的水质问题及节能环保的要求，使得建筑给水排水工程领域的传统技术和设备难以满足水质改善及节能环保的需要，促使新工艺、新设备和新材料不断涌现，中水回用、新型用水设备等技术和设备主导了建筑给排水技术的发展方向，新的设备和材料的发展拓宽了专业知识面，由此带来了专业知识体系的变革，促进了专业方向多元化变化。

1.4新技术导致的课程内容变化

建筑给水排水工程的发展是伴随新技术的发展而发展的。如水龙头，由截止阀式结构到瓷片式结构再到红外自动控制，不但使水龙头寿命延长，而且达到节水节能的目的；给水管材由铸铁管到镀锌管材再到塑料管材，再也不会出现管材锈蚀时既缩短管材寿命又污染水质的现象；坐便器由最初的分体式到连体式再到全自动坐式，不但能够达到降低噪声、节省冲洗水的目的，还能够实现清洗人体和吹干等全部过程自动化；电子技术信息技术和自动控制技术在建筑给水排水工程中得到了广泛应用，建筑智能化和工程设计的模块化、数字化已经成了行业发展的趋势和建筑给排水工程发展新的增长点。

2.“建筑给水排水工程”课程内容体系设置

2.1课程名称变更的必要

随着建筑内部安全、舒适、节能要求的提高及新材料新设备的层出不穷，建筑内部给排水工程已经远远超出了传统的建筑内部的水的“给”与“排”，人们追求建筑的安全———消防系统的有无及反应程度，舒适———有无热水及供给方式，节能———节水卫生器具及中水回用。建筑给排水工程已经将传统的水的“给”与“排”拓展为建筑内部水的处理、应用和新材料新设备应用为一体的综合性学问，传统名称已经不能囊括现行课程涵盖的内容。因此，有必要对课程名称进行更改，应该根据专业更名的方式将原“建筑给水排水工程”课程名称更改为“建筑给排水科学与工程”。

2.2基础理论内容的设置

建筑给水排水工程在给排水科学与工程专业中是一个相对独立的系统，是给排水科学与工程专业区别于相近专业的明显特征之一，与管网及水的处理合在一起成为一个有机的专业整体。但建筑给水排水工程的相关研究却完全赶不上时展的步伐，首先是适合我国的流量计算方法（包括给水、排水和热水）的研究，国际上流量的计算方法经历了经验法、平方根法和概率法三个发展阶段。目前，西方发达国家如美、日、西欧等均采用概率法计算流量。我国于1964年从前苏联引进平方根法，其间虽经调整、修正，但从未进行过系统的卫生器具使用情况的概率统计，计算方法基本仍停留于平方根法范畴，远远落后于发达国家的计算方法。应该将此理论系统引入教材中，研究适合我国国情的概率计算方法。其次是热水相关计算的研究。目前，热水相关计算只有全日供应热水的耗热量计算方法，没有定时供应热水的计算方法，还缺少储热量的计算方法、热水循环泵流量和扬程计算方法等，这些基础性研究的缺失不但阻碍了新型水加热器的应用，在进行系统的课程学习和讲解的过程中缺乏课程体系的完整性而导致理解难度加大。再次是节能方面的研究。主要体现在中水处理和雨水利用方面的研究。虽然，目前将中水处理后作为各种水用途已经没有技术障碍，但是适合建筑物本身使用的小型高效低能耗及处理成本低的中水处理设施依然是现在中水利用的瓶颈问题之一，直接导致中水回用受到限制。雨水方面，屋面排水排放是按重力流还是按压力流计算方法的确定及雨水的处理技术的研究都存在缺失或不足，造成雨水利用困难。另外，随着水质问题日益突出，家用净水器已走入千家万户。市场上的净水器品牌杂乱，鱼龙混杂，针对不同的自来水水质，应该采用何种滤芯的净水器及更换周期多长等问题，都缺少可供参考的标准性的技术方法，这方面的研究工作应该纳入到建筑给排水系统中。以上这些基础性的理论及研究都应该在给水排水工程课程中进行系统介绍，以便形成及推动建筑给水排水工程的系统研究，而不应该只单纯讲解给水、排水、热水、消防、雨水这几大块和设计及工程联系最密切的几部分内容，这种急功近利的课程内容的设置和教学最终会导致建筑给排水的退步并影响整个专业的进步。

2.3实验设置

建筑给排水的教学一直以来都是从概念到概念，如教材中的给水系统、气压给水原理、变频调速、自动喷淋工作原理、减压阀工作过程、排水立管流态等都没有实验辅助，学生无从验证。另外，对于卫生器具的安装及管材的截断与连接等基本的建筑给排水相关的安装实验根本没有涉及。目前国内设有给排水科学与工程专业的高校很少有建筑给排水实验室，而有的大部分都无法运行只供参观，没有起到教学实验的作用。教材内容设置应该单独设置一个章节或者附录作为实验内容，对该课程实验内容进行指导，包含演示实验、学生自己动手操作实验等。

2.4新技术新设备的更新

建筑给水排水工程教材内容严重滞后是毋庸置疑的。虽然版次不断更新，各出版社不断推出各种版本的“建筑给水排水工程”，但都大同小异，内容体系和课程框架基本没有区别。一本合格的建筑给排水教材应有基础理论、工程应用，应有自己的特色及时代气息，应有工程建设标准化的基本知识，应有随着计算机技术发展而适用的模块化教学，也应有适应建筑内部使用的集成化的最新水处理技术，应根据建筑给排水技术发展速度和规范的修编及时更新教材内容。

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1．给水工程设计

1.1给水工程的注意事项：

（1）给水供应系统没有固定的形式,设计时应根据用户的要求,结合室外给水系统的实际情况经技术经济比较或采用综合评判法确定供水方式。

（2）高层住宅内为解决上部供水不足增设了增压设备,目前常采用调节水箱和变频供水设备加压供水,加压设备为全自动系统以减少运行管理费用。

（3）住宅内生活用热水多采用电浴热水器、太阳能热水器及锅炉集中供热等方式供给。电加热系统和太阳能热水器供应系统在住宅设计中较多采用,所以在设计时仅在给水管上预留安装热水供应设施的接口,或每户设计独立的热水管道系统由住房自行解决热源[1]。

1.2给水设计的关键因素：

（1）适当增设单体建筑户外控制阀门：传统的住宅给水设计是在每一根立管的底层出地面处设切断阀门，而经济房户外小区内则是一个建筑楼群组共用一个地下控制阀门。

（2）适当增设单体建筑户体控制阀门：立管底部的给水阀门不可少,其目的主要是为了当底层住户发现下水管堵塞引起地面冒水时,可以及时关闭给水总阀,减少排污量。

（3）注意室外阀门的安装型式：室外安装的阀门大部分都是口径为Dg75以上的截止阀或闸板问或蝶阀,一般均是法兰安装,而且有国家标准图。需要注意的一个问题是,这些装于地下的阀门一旦损坏时如何更换。

（4）给水管道压力超过0.3～0.4MPa且管径≤20mm及管路较长时,管道会产生啸叫和振动,这主要由高速水流动力与管道系统产生共振所致。综合防治措施有适当加大管径、采用曲挠橡胶接头、支架与管道接触处加橡胶垫以及加装减压阀等。但注意减压阀本身也有噪音,要经反复调试,使噪音减至最小[2]。

2．排水系统的设计

2.1排水工程的注意事项：

（1）对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。

（2）底层卫生器具的排水管道不接到排水立管上为好,应单独排出。对满足不了上述要求的排水支管,应以单独的排出管排到室外检查井。

（3）住宅设计中不仅设计雨水系统,同时还设计室调冷凝水管收集每户安设空调板上的冷凝水,这样不仅使建筑物外墙美观,而且避免了空调冷凝水随意流放,影响楼下行人。

（4）地漏是排水管道系统中一个重要附件,功能是排除地面积水,设置在经常有水溅落的卫生器具附近地面(如浴盆、洗脸盆、小便盆、小便器、洗涤盆等)、地面有水需要排除的场所(如淋浴间、水泵房)或地面需要清洗的场所,住宅可用作洗衣机排水口,设计选用高水封防臭地漏[3]。

2.2排水工程的关键因素：

（1）地漏与存水弯的配合：规范上没有规定排水地漏一定要设存水弯,但这确实能影响用户的使用。全国通用给水排水标准图集上将带水封的圆形钟罩式地漏分为了甲、乙、丙、丁四种,虽然标准图上对存水部分的高度都作了具体规定,但都有一个存水量小,水封易因水的蒸发而被破坏的毛病。且往往制造和安装时还达不到设计的要求。

（2）室内排水管最小管径：一般讲,污水池、小便器(槽)等器具的排出管最小管径为DN32～50,而含有粪便污水的最小管径为DN100。通过观察后认为这各种规定只适用于楼面排水,而不适用于地面排水。原因如下:DN32-50的管径较小,容易堵塞,且不易疏通(疏通器在其内不易拐弯)。（3）对于多层住宅,目前设计多采用底层污水单独出户,以避免因堵塞造成的一层泛水的难堪局面,减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。对住宅建筑底层设架空层、商场或商铺的情况,上部排水立管必须在底层进行转换,以不影响底层的使用功能。

（4）排水管道噪音问题。排水管的水流呈不充盈和重力流状态,噪音难免,且受管道材质影响。试验资料表明,DN100管道流量为2.7L/s时铸铁管噪音值为46.5dB,PVC-U管噪音值为58dB,故在要求安静的高档房间内(睡房除外),宜选用柔性连接铸铁管。新产品芯层发泡隔音PSP管,隔音效果好,价格略贵,也可选用。

3．节水技术

针对不同功能的建筑可采用不同的节水对策和技术:在经济房建设中，应改进马桶的冲洗方式,减少冲洗水量，加强水的循环利用。

（1）减少马桶冲洗水量目前,我国普遍采用冲水量≥11L的坐便器,耗水量大。若根据建设部的规定,全部使用冲水量≤9L的马桶,则住宅可节水4%,宾馆、饭店可节水3%,办公楼可节水11%[4]。

（2）厨房、沐浴、盥洗的节水厨房的洗涤盆、沐浴水嘴和盥洗室的面盆龙头若采用充气水嘴,可节水且不减小水柱的直径。

（3）真空节水技术为了保证卫生洁具及下水道的冲洗效果,可将真空技术运用于排水工程,用空气代替大部分水,依靠真空负压产生的高速气水混合物,快速将洁具内的污水、污物冲吸干净,达到节约用水、排走污浊空气的效果。一套完整的真空排水系统包括:带真空阀和特制吸水装置的洁具、密封管道、真空收集容器、真空泵、控制设备及管道等。真空泵在排水管道内产生40～50kPa的负压,将污水抽吸到收集容器内,再由污水泵将收集的污水排到市政下水道。在各类建筑中采用真空技术,平均节水超过40%。若在办公楼中使用,节水率可超过70%[5]。

（4）在住宅中,由于大量的沐浴及盥洗水,应考虑将其经适当处理后供生活杂用及补充冷却水,主要包括厕所冲洗、园林灌溉和道路保洁等。推荐的中水处理工艺为:原水机械格栅毛发过滤器调节池混凝过滤活性炭吸附消毒中水池[中水泵中水屋顶水箱专用水管系统(水表)用水点]。

4．结束语

经济住宅建筑的给排水管道系统看似简单,但确与我们的生活息息相关,关系到了人民的生命安全、身心健康,应引起设计人员高度重视。要正确的选择系统的形式、节水且噪音低的卫生设备、合适的管材及附件,以满足人们对居室内环境的要求。

在新世纪,建筑给排水将担负新的历史重任,面临新的挑战。建筑给排水将更突出以人为本的原则,并将重点调整到民用建筑与工业建筑并重,公共建筑与居住建筑并重,冷水供应与热水供应并重,供水的水量、水压与水质并重等方向上来,走上全面、均衡、务实、安全的发展之路。

参考文献

[1]盛培基．给排水工程设计中的节能问题应引起重视[J].江西能源,2007,(3).