时间:2023-04-03 10:03:12
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇水文论文,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。
可是,在只有如此稀少的淡水资源的情况之下我们人类去依然在进行着浪费。一个关不紧的水龙头一个月流掉1至6立方米水,一个漏水的马桶一个月流掉3至25立方米的水。家庭用水浪费种种,让人心痛!家庭用水其实存在不少隐性的浪费,以北京市为例,北京市节水办调查显示,北京居民生活用水严重超标,用水量超过8吨/月的用户占总用户的50%至80%,其中家庭洗衣用水浪费占相当大的比例。据统计,洗衣用水占到全部家庭用水的1/3。一般普通洗衣机洗一次衣服用水多在150—180升之间。目前我国城市洗衣机社会保有量约1.2亿台,以每周3次使用频率粗略估算,全部洗衣机每年耗水量至少30亿立方米。如把这些洗衣机全都换成节水洗衣机,一年大约能节出714个昆明湖或93个怀柔水库。一台小小的洗衣机竟也能节约出这么多水来!一个节水洗衣机,一年能节出714个昆明湖呢!这是多么惊人的一个数字呀!更还有小小水龙头的浪费。据北京节水管理中心的资料显示,家庭因为水龙头没关紧而“跑冒滴漏”造成的浪费是惊人的。据测定,“滴水”在一个小时里就可以集到3.6公斤水,一个月里可集到2.6吨水。如果是连续成线的小水流,每小时可集水17公斤,每个月可集水12吨。 所以推广节水龙头在内的节水器具刻不容缓,但情形不容乐观。以北京为例,目前全市居民家庭节水器具的总普及率只有30%,市场上仍有节水龙头“睡大觉”的情况在。
原始水域景观丰富多彩
原始的水域及周边的景观是自然生成的景观。水域景观由水面景观、过渡域景观、周边陆域景观等三部分景观构成。
水面的景观或是碧波万顷的湖泊,或是奔腾咆哮的大河,或是清澈见底的涓涓溪流……几乎每一条河流,每一个水域都具有各自的性格、各自的风貌。
过渡域的景观是指岸边水位变动范围内的景观。在平原地区湖泊和河流周边多是水草茂密的湿地,大片的苇草,鸟飞鹤舞。在山区的河流两岸、湖泊的周围大多是因为水位剧烈变动造成的坡地。
河流周边的陆域景观主要是由地理景观所确定,如长江、黄河源头的涌泉、沼泽、草原;长江三峡绝壁……在人口稠密区,更多的是受人文景观的影响,如江南水乡的小桥、流水、人家。
各不相同的水域、过渡域、陆域景观组成了丰富多彩的水域自然景观。这些景观成为祖国的宝贵自然遗产,成为重要旅游资源。许多自然景观由于长期人类的巧妙营造,被赋予文化内涵,列入世界文化遗产。
回归多自然河流和家乡河
由于人类活动的影响,水域的自然特征正逐渐消失,自然景观被人工化。如大江大河的堤防多采用人工材料;两岸湿地消失;沿河开山修建公路,边坡岩石,植被破坏;城市的河道用混凝土包裹,完全变成了人工渠道……
保持环境的自然特征已经不仅是一个单纯的景观问题,它已经成为保护生物多样性所必须的条件。所以现代水域景观建设的重点任务是恢复水域景观的自然特征。回归自然成了水域景观建设发展的主流,先后提出了“多自然特征的河流”“建设家乡河”等概念。
多自然特征的河流意味着河流应当具有更多的自然特征。这种河流具有较强的净化能力和较好的生物多样性。尽量少采用人工建筑材料,或用天然材料覆盖必须使用的人工材料。在已经被渠化的河道中恢复弯道,变均匀断面河道为宽窄不一,深浅变化的,适合多种鱼类生存的河道。
家乡河更多地表达了成年一代对于童年时代家乡河流的记忆和怀念。家乡河就是指具有丰富自然特征,可以给人们提供舒适的休闲娱乐空间的水域环境。
景观建设要有亲水性
城市河流的景观建设要充分考虑城市居民的要求,根据河流的功能区划,分别形成自然景观区、休闲娱乐区、人工景观区等。建设一些与城市整体景观相和谐的河流公园,使城市两岸周边的空间成为最引人入胜的休闲娱乐空间。
为了便于居民欣赏水域景观,在景观建设中还需要有亲水性,即创造人与水接近的条件,如亲水平台、亲水广场等。人类从亲近水到远离水,现在的任务是把人们再吸引到水边来。
景观设计要充分考虑到观赏者可能到达的角度和位置。好的景观设计应当使各种景观都精彩。
河流的景观设计应当考虑到整体景观的和谐、景观的个性化、景观的透视效果、景观的耐看和居民的接受程度。
创造现代水文化
由于人类的生活和生产活动都离不开水,长期以来积累了丰富的水文化。河流环境形成独特的风格,体现城市的文化底蕴。如北京的京城文化、上海的海派文化、广州的岭南文化、哈尔滨的北国俄风文化等。历史水文化也是一种宝贵的文化遗产,记录了我国的自然、地理、灾害和社会变迁等。
我国水文化的形式和内容可分为诗歌类、碑刻类、绘画类、史记传说类、信仰类、祭祀类、民俗类、图书著作类等等。在唐宋诗词中,讴歌大江大河、湖泊壮丽景观的作品随手可得。山水画一直是我国文化的主流,表达了人们对水域景观的追求和向往。关于大禹治水,三过家门而不入的故事,至今家喻户晓。西双版纳傣族的泼水节、洞庭湖区的赛龙舟等则是民俗类水文化的代表。
二、开展全民科教认知教育,加强水资源及生态环境的保护
我市不仅水资源匮乏,水污染现象也及其严峻。在2013和2014年中国30个省份生态文明水平排名中,河北省连续排名位居最后,具体到城市,2007年度衡水市废污水排放总量为1.03亿吨。域内河流监测断面水质级别均为严重污染,没有任何利用价值;衡水湖洼内为轻污染,衡水湖冀州为中污染,衡水湖水库为重污染。地表水污染呈逐年加重趋势。衡水市、沧州市等全国6城市因水环境功能区水质达标率较低被国家环保部曝光批评。2008年度全市地表水质总体为重度污染,重污染河段是100%;衡水湖在河北省14个生活用水水源地(湖库)中,水质综合情况倒数第一。造成水质污染的主要原因有:一、工业污染。工业废水和生活污水通过渗坑、渗井渗入地下,是造成地下水中亚硝酸盐氮、氨氮、高锰酸盐指数超标的重要原因。二、农业面源污染。农业种植长期大量农药、化肥的施打使得残留物质经灌溉水或大气水的淋浇而渗入地下,造成地下水水质污染。三、工业废渣、生活垃圾等经处理堆放,降雨后有害物质带入地下;生活污水中含合成洗涤剂量大等,这些是造成水污染的重要途径。
三、水文化教育常驻学校,培养具有爱水意识的下一代
小到幼儿园的孩子,大到大学生,都应开展水文化教育。孩子是祖国未来的创造者,从娃娃抓起,教育下一代具有节水爱水意识,是保障水文化传承的关键。学生是最容易接受美好事物的,也不会受利益的影响。一旦在孩子从头脑中扎下根深蒂固的水文化,就会不自觉地从行为上惜水爱水。水文化校园教育可分为课上和课外两方面。一、课上:不同的课程都可以融入水文化教育。如:思想品德课讲节约水资源,语文课引导孩子写爱水的文章,生活与劳动课和孩子一起探讨费水再利用方法,美术课和学生用绘画语言表达爱水的情感,常识课根据水的专题进行爱水教育和行动宣传等;二、课外:开展丰富多彩的爱水活动,节水小调查、爱水标语设计、爱水自编报、黑板报评比等。大学生可开展更有深度的考察水利工程、开展水利调查、参观水利景观、采访水利名人等社会实践活动。
2含水层介质
西山地下水系统的地下主要是以奥陶系碳酸岩类岩溶水,上覆石碳二迭系碎屑岩裂隙孔隙水,其含水介质主要是奥陶系中统的上下马家沟组为主和峰峰组石灰岩,径流排泄区上覆由石碳二迭系碎屑石。北山和东山的地下水都主要是碳酸盐岩类岩溶水,其含水介质北山为奥陶系中统上下马家沟组石灰岩,东山主要是奥陶系统上下马家沟组峰峰组石灰岩,其上覆基岩二迭系碎屑岩。盆地区则是以全新统松散堆积物砂砾石层和砂层为主要含水介质。
3太原地区地下水富水特征
太原地区地下水富水性主要是受到含水层岩性和地形地貌地质构造特征的综合影响,通常情况下边山强于山区,径流排泄区和冲积扇、冲积平原区要强于补给区和洪积扇、洪积平原区,碳酸盐岩石溶裂隙含水岩则强于松散岩类孔隙水含水岩组,而其又强于基岩裂隙含水岩组,在这其中富水性最弱的是碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组。1)西山地下水系统,从汾河沿岸至古交和河口周边地区,单井的涌水量为每日1000m3/d~2000m3/d,其后至边山断裂带富水性开始激增,白家庄地区涌水量为5000m3/d,开化沟和洞儿沟涌水量分别为7000m3/d和13000m3/d左右,最大单井流量为平泉自流井,其最大流量高达36000m3/d。2)盆地区地下水系统的富水性从整体上看冲积扇要强于洪积扇,例如西边山洪积扇单井单日涌水量在1000m3~5000m3,东边山则要小于1000m3,而西张盆地的单井涌水量则达到了5000m3/d。3)北山的地下水系统在汇流区的阳曲泥屯盆地的涌水量在1000m3/d~2000m3/d,径流至阳曲镇东焉一带后有了很大幅度的增长,每日的涌水量达到了1000m3/d~20000m3/d不等,集中排泄点兰村的单日涌水量则达到了50000m3。
4地下水系统水化学和水温特征
受到含水层岩性和补给径流排泄条件的影响,太原地区的地下水水化学及水温从整体上看基岩山区的裂隙岩溶水在补给区从水温和水化学类型以及矿化程度上没有什么很大差异,东山西山和北山三个地下水系统基本相同,但受到含水层岩性和其矿物成分、径流长度、排泄的环境条件等因素的制约和影响,直到径流排泄区域才发生变化出现差异。北山地下水系统因其含水介质主要为奥陶系中统上下马家沟组灰岩、岩组中硫酸盐岩含量很少、较少会有峰峰组出现、矿化度小于0.5g/L、地下水循环深度较小所以北山地下水水温较低,一般为13℃~15℃。而西山的地下水系统在径流排泄区受到峰峰组地层下渗补给岩溶水和径流途径长、循环深度大等因素的影响,其水温从径流区至排泄区呈明显上升的变化,由14℃逐渐升高至25℃。
在建筑给水排水的工程建设中,如果给水配件阀压力过大,已经超出了流出水头的实际流水量,那么在一定时间内,给水配件实际流出的水量就会远远大过与配件额定出水量的最高值。超压流出会严重的影响给水系统关于水量正常的、合理的分配,造成无效用水量的增加,这是造成水资源浪费的主要原因之一。另外过大的水压会是水龙头在打开和关闭的过程中因为压力的过大造成水击或者管道发生振动,加速阀门、水龙头等配件的磨损,使其使用寿命大打折扣,而且管道连接处会因为长期的振动影响发生松动而漏水,使水资源浪费的情况加重。
1.2废水不能有效利用
城市规模的扩大和城市生产活动的增加,造成了生活和生产中污水和废水量的大幅度增加,废水不能进行有效的处理和回收,不仅会对环境造成污染,而且直接导致水资源的浪费。特别是城市生产的废水排放,一般排放量很大,对城市生态环境的影响是巨大的,水资源浪费也很严重。如果采取有效的措施对城市废水加以处理,使其水质指标达到排放的标准要求,不仅对环境保护有利,而且通过一定的措施对其进行回收再利用,可有效的降低水资源的浪费。
1.3管道和配件老化
建筑给水排水管道在长期的投入运行后,发生老化生锈在所难免,加上配件阀门的老化损坏,会造成大量的水资源浪费。在给水排水工程的施工方面,施工人员技术不高加上质量控制上存在漏洞,管道配件的安装质量不合格,爆管漏水等事故层出不穷。如果是地下水管道发生漏水或者爆管难以发现,会造成大量水资源的流失浪费。另外很多建筑经过长期的使用,给水管道的阀门、水表、水龙头等配件不同程度的老化损坏,出现漏水。
2提升建筑给水排水工程与节能效果的措施
2.1将市政给水管网的压力有效利用
在我国城市中市政水管网一般压力在0.15~0.3MPa之间,对市政水管网的压力可选择分区供水的方式充分加以利用,这样可以有效的减少因为二次加压而造成的能源消耗。这样不仅使市政管网的余压得到充分的利用,又可以有效的避免低楼层管网压力过大而水资源浪费。同时,分区给水的方式对超压出流也能起到有效的预防作用,避免隐性水量浪费。
2.2使用无负压供水设备
无负压变频供水设备是在继承了变频恒压供水设备的基础上经过更新升级而发展起来的新型设备,其构成组件包括无负压调节罐、气压罐、水泵以及智能控制系统等。自来水管网中的水进入到无负压供水设备的调节罐中,调节罐中的空气向真空消除器内排放,当罐中充满水之后,消除器关闭。当自来水的水量和压力满足要求时,向水管网供水。如果压力不够,系统中的传感器会向水泵发出启用信号,水泵接受到信号后开始运行。在供水高峰,如果管网内的水量过低,调节罐内的水被调动用以作为供水的补充水源。过了供水高峰期后,系统自动恢复成原有的正常状态。当市政管网停水,调节罐内的水位会随之不断的降低,野味探测器向水泵发出信号,水泵接到信号后自动停机,防止水泵机组受到损害。无负压供水具有占地面积小,避免污染等优点,能够对市政水管网的余压充分加以利用,节省资源。但是因为其是直接与市政管网相连,因此设备的性能要求很高。
2.3中水利用
中水是经过处理净化后达到一定范围内使用标准的污水,也叫再生水。中水水质介于“上水”和“下水”之间。中水一般作为工业冷却水使用,也可用于农业和绿地的灌溉,冲厕,河湖景观灯非人体直接接触的用水。对中水有效的回收和利用不仅能够有效的降低自来水的消耗,同时大大减少了污水的排放量,使污水总量降低,减少了污水对水资源环境的污染和破坏,属于城市的第二个水源。中水处理系统在投资成本和运行维护上一般投入较大,但是其对于节水节能来说却是最直接有效的方法。
2.4太阳能或热泵的使用
太阳能的使用时节能的最直接有效的途径。我国的气候条件对于使用太阳能热水器是非常适合的。使用太阳能热水器进行热水供应,能够很好的满足人们日常生活的需要,节能效果显著。热泵是由蒸发器、压缩机、冷凝器以及膨胀阀组成的一种节能工程系统。利用工质对热量进行吸收利用放出热能。热泵在运行过程中会消耗能量,但是其放出的热量要比其消耗的能量高出很多。热泵不仅能够提供人们日常生活中需要的热水,而且还可以供暖和制冷,有效节省能源的同时还能够产出能源,而且环保性好,运行稳定,可靠性高,具有良好的应用价值和推广价值。
3、正是那种神奇的液体,蕴涵了无数生命的真谛。水是一种精神,是大自然赋予每种生命都应有的精神。当我们认识了水,我们也等于认识了自己。当我们向“不可能”说“再见”时,我们就有了溪水的恒心与毅力;当我们欣然地接受挑战,积极地面对挫折时,我们就有了长江的勇气与坚强;当我们平淡地处理矛盾,谦虚地接受指教,和善地对待他人时,我们就有了大海的宽容与博爱。
4、我想告诉大家:珍惜水源要从身边的一点一滴做起。记得曾经有人说过,地球上的最后一滴水,将会是人类悔恨的眼泪。所以,我们应该“珍惜一方水土,共享绿色大运!”
2泵站的组成
供水系统如图1所示。它主要由5台离心泵1-5,水池浮球阀、止回阀、截止阀、电接点压力表组成。按《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88),计算出日用水最大小时流量QS=220.3m3/H。另外水泵房水泵机组安装于地下6m处,最高建筑与水泵房地面高差为35m,所以选择5台泵的扬程均为60m,流量分别为12.6m3/H、18m3/H、32m3/H、72m3/H、100m3/H,这5台泵组合可获得级差近似流量:12.6、18、30.6、32、44.6、50、62.6、72、84.6、90、100、102.6、104、112.6、118、122、130.6、132、134.6、144.6、150、162.6、172、184.6、190、02.6、204、216.6、222、234.6m3/H(组合方式见上表),由此可见,当改变泵的组合供水时,流量的变化级差不大于12.6m3/H,所以能使供水压力在较小的范围内波动,保证实现准恒压供水。装在泵站输出口的两个电接点压力表,一个按供水压力下限设定,另一个按供水压力上限设定。泵站输出管一端通过截止阀和止回阀与市政管网连接,另一端与用户管网连接。当管网压力低于泵站供水压力下限时,水泵运行加压,此时止回阀防止加压水回流市政管网。而当市政管网水压大于或等于泵站供水压力下限时,泵站停止运行,直接由市政管网供水,水池通过截止阀和浮球阀由市政管网供水,当水位达到控制水位时,浮球阀自动关闭进水。泵站5台电机电路如图2所示。
3控制系统及其工作过程
3.1输入输出线路
本泵站选用FX2N-32MR型PLC控制器,输入输出线路如图3所示。输入端子X0和X1分别连接电按点压力表的水压下限开关和上限开关;端子X2-X6分别是泵1-泵5的点动按钮。点动按钮的作用是控制系统安装及调试及维修时,单独对每台泵进行试机。X7接水池低水位信号,X10为消防输入信号,X11-X15接五台水泵的电机主线路热继电器动合触点,将电机的故障信号输入到PLC中,X16为报警复位按钮。PLC的9个输出端子Y0-Y10分别连接驱动泵1-泵5电动机的交流接触器KM1-KM9、Y11-Y15用于泵1-泵5的故障指示灯HL1-HL5,Y16接报警蜂鸣器。其中与电按点压力表水压下限开关连接的输入继电器X0采用动断触点;而与电按点压力表水压上限开关连接的输入继电器X1则采用用动合触点。PLC的输出继电器Y0-Y10用于水泵电机交流接触器KM1-KM9。Y16用于驱动报警用的蜂鸣器。
3.2控制系统动作过程
当泵站供水压力P供水2,m2得电自锁,并接通接触器Km2,使泵2启动,按此控制规律相继接通T2、T3、T4并各延时30s后逐台启动泵3、泵4和泵5。如果相继启动到任一台泵时,供水压力符合P下限≤P供水〈P上限时,X0和X1均断开,既不能启动未启动的泵,也不能使运行中的任一台水泵停止运行。这样就可以在用水量增加过程确保供水压力始终处于P下限和P上限的范围内;②若处于用水下降期,无论原来运行的泵是哪几台,只要用水量减少,P供水就会升高,当达到P供水≥P上限时,X0继续断开,切断泵的启动回路。X1动合触点闭合,接通泵的停止回路。此时电路首先接通定时器T5,延时30s后,T5的动合触点断开辅助继电器M1,令泵1停止,若泵1停止后,供水压力仍处于P供水≥P上限状态,则延时30s后停泵2,按此规律逐台停止泵的运行。一旦供水压力满足P下限≤P供水
无论用水量如何变化,这种控制系统总能根据用水量变化后产生的压力开关信号,自动控制泵的组合运行,输出与用水量基本符合的流量,实现准恒压供水。
泵站在自动组合过程中,由于压力表指针抖动和有的泵停止或启动后因供水压力过低或过高,电机会频繁启动。为避免电机频繁启动、停止而产生水锤和对电网冲击,在程序设置中,无论哪台水泵启动或停止均需作延时处理。
3.3故障报警及倒泵
如果供水系统出现故障,一般有以下三情况:一是某台水泵电机堵转或过载,串接在电机主线路的热继电器动作,该继电器信号接点闭合,其开关信号送给PLC,PLC经程序运行后发出停泵指令并接通对应的信号灯及报警器,同时根据程序要求投入另外一台水泵;一是P供水P上限时,由于控制系统控制失灵未能停泵。在这种情况下P供水一直等于或大于P上限,即X1始终闭合,在梯形图中用该触点驱动T15同样设定时间为600s,如果该定时器有输出信号,同样驱动蜂鸣器,发出故障报警信号。该蜂鸣器通过导线连接到值班房中,一旦发生故障便可立即处理。
3.4消防及低水位停泵
当出现消防信号或水池低水位(水池必须至少留有200m3水以作消防用水)时,即使P供水
4供水控制系统的调试
4.1系统脱机调试
将程序写入PLC按以下几种情况进行调试。①用水上升期模拟,观察PLC输出指示灯,接通水压下限接点X0,10秒后Y0灯亮,再过10秒,Y1灯亮,直至Y0、Y1、Y2、Y3、Y5、Y6、Y10灯亮后断开水压下限接点X0,此时所有灯均不灭。符合要求。②用水下降期模拟,紧接着上一步断开水压下限接点X0,保持水压上限接点X1接通,10秒后Y0灯灭,再过10秒,Y1灯也灭,最后Y0到Y10灯均灭,断开水压上限接点X1,Y0到Y10任何一个灯都不亮,只有再次接通水压下限接点X0时才又从Y0开始点亮。③模拟用水量交替变化情况,取流量62.6m3/H为测试点,分两种情况,第一是先增后减,即从62.6m3/H到72m3/H再到50m3/H,模拟水压低断开水压上限接点X1接通水压下限接点X0直至Y0、Y1、Y2灯亮,再模拟水压低接通水压下限接点X0断开水压上限接点X1,Y3、Y5灯亮后又模拟水压高断开水压下限接点X0接通水压上限接点X1,10秒后Y0灯灭,再过10秒Y1灯灭,又过10秒Y2灯灭后剩下Y3、Y5。此时模拟水压高断开水压下限接点X0接通水压上限接点X1,则Y3、Y5灯也灭,又模拟水压低接通水压下限接点X0断开水压上限接点X1,Y0、Y1、Y2灯间隔10秒点亮。模拟水压高再接通水压上限接点X1断开水压下限接点X0,Y0灯灭,剩下Y1、Y2灯亮;第二先减后增,即从62.6m3/H到50m3/H再到72m3/H,接通水压下限接点X0当Y0、Y1、Y2灯亮后模拟水压高断开水压下限接点X0接通水压上限接点X1,Y0灯灭,剩下Y1、Y2灯亮,再模拟水压低接通水压下限接点X0断开水压上限接点X1,10秒后Y0灯亮,再过10秒后Y3、Y5陆续点亮。即Y0、Y1、Y2、Y3、Y5均点亮,模拟水压高断开水压下限接点X0接通水压上限接点X1,10秒后Y0灯灭,再过10秒Y1灯灭,又过10秒Y2灯灭后剩下Y3、Y5。④故障模拟,接通水压下限接点X0,当Y0、Y1灯亮时接通泵1故障接点水压上限接点X11,Y0灯立即灭,Y11、Y16灯立即点亮,此时即使水压上限接点X11断开,Y11、Y16灯也不灭直至故障复位按X16钮接通后才能灭。如果继续接通水压下限接点X0断开水压上限接点X1,10秒后Y2灯亮。按以上步骤再分别接通X12、X13、X14、X15。⑤水池低水位或消防信号模拟。先接通水压下限接点X0断开水压上限接点X1,此时分两种情况测试,第一,当Y0、Y1灯亮时接通X7或X10,在水压下限接点X0仍接通时,Y1、Y0每隔10秒灯灭。且不复亮,只有X7或X10断开10秒后Y0灯才亮。第二,当Y0、Y1、Y2、Y3、Y5、Y6、Y10均亮后接通X7或X10,Y2、Y3、Y5、Y6、Y10灯则立即灭,然后Y1、Y0间隔10秒灯灭,在不断开X7或X10的情况下使水压下限接点X0接通600秒,Y0到Y10灯均不亮。
4.2PLC在线有载调试
接上水泵电机主线路电源,用点动按钮分别启动每台水泵电机,如果电机转向与水泵运行方向相同时则分别在对应线端标上U1、V1、W1或U2、V2、W2标签。如果电机转向与水泵运行方向相反时则将任两根电源线对调后再试,转向相同后再分别在对应线端标上U1、V1、W1或U2、V2、W2标签。
4.3电接点压力表水压下限P下限和上限P上限的调试设定
调试的关键是电接点压力表水压下限P下限和上限P上限的设定。我们用燃气热水器根据最高楼层中热水器可靠点火供热水时泵站最低供水压力做为P下限,而供水压力上限则根据本泵站的最小流量级差(12.6m3/H),在所选用的水泵的H-Q曲线上查出此流量差所对应的扬程差值H差,在泵组的H-Q曲线上取最大的H差max,则P上限=P下限+H差max,根据以上方法,本供水系统的P下限=0.41MPa,H差max=0.12MPa,则P上限=0.53MPa。
5结束语
本供水系统建成并投入运行至今已一年多,实践表明,这种供水方式与变频恒压供水方式相比,具有以下优点:①控制系统简单,价格低,投资少,设备折旧费低;②工作可靠,寿命长;③对使用、维护的技术要求低;④自动化程度相等;⑤节能效果比变频恒压供水差一些,但比传统供水方式好得多;⑥对泵站周围电子类电器等无噪声干扰;⑦在供水系统控制系统的整个寿命期中,从投资、折旧、节能、维修等方面衡量,本系统综合效益优于同容量的变频恒压供水系统,但主要缺点是水泵启停频繁,所以本系统只适用于供水量较小的场合。对市政等大型泵站不适用。
摘要:提出一种利用PLC控制的全自动组合供水系统,系统的泵站由5台扬程相同流量不等级差相近的水泵和两只电接点压力表组成,5台不同流量的水泵相互不同组合可实现30级供水流量,实现准恒压供水效果。同时本系统还同时实现了消防信号和水池缺水停泵和故障自动倒泵功能。
关键词:PLC;控制;水泵;组合供水
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二、存量房地产税的收入测算
如果按照这三个模式对现有的全国范围内的存量房进行房产税的测算,可以看出三种税制的功能作用。由于数据寻找的困难,我们无法找到早期的住宅竣工面积数据,最早的住宅竣工数据是从1995年开始,无法反映中国从80年代就开始的公房私售等改革,为了将各种产权所有制的房屋全部涵盖,我们这里使用的是全社会房屋竣工面积指标(包括城镇和农村的住宅和工商业房屋),该指标是从1981年—2010年。因为存在旧城改造、老房拆迁的问题,所以这个数据有高估的成分,但这并不影响我们对税制设计的分析。别墅、高档公寓的竣工数据可找到的最早始于1995年,基本与我们感受到的实际情况相符。中商品房平均销售价格和别墅、高档公寓的销售价格为2010年的平均价格。重庆模式下,仅对别墅、高档公寓征税,对别墅、高档公寓的竣工面积按平均每套140平方米作扣除后,以0.5%的税率计算,则重庆模式的税制设计下房产税收入为39亿元(如果按照每套180平方米扣除,房产税收入为8亿;按照每套100平方米扣除,房产税收入为70亿)。重庆模式重在调节收入分配,体现“均贫富”的功能,仅对面积占比0.05%的别墅、高档住宅征税,对99.5%的普通住宅不征税,因此税收规模非常有限。而在收入分配的调节上,由于仅关注了别墅、高档住宅,忽视了对多套住宅所有者即炒房者的征税问题,因此,其政策定位既非是筹集收入,也不是抑制房价,仅仅是为了实现“削富济贫”的初衷。上海模式,由于其仅对增量住宅征税,该模式下所征得的房产税通常为负值。以2010年为例,本年竣工房屋面积为30亿平方米,非农业人口为4.6亿,只能保证供应每人6.5个平方米,而上海模式的扣除标准是每人60平方米,因此房产税为负值。但如果我们把上海模式改良为按照存量房来计算,按照人均60平方米的扣除标准,70%的评估率和0.4%的税率,则“改良版”的上海模式的税制设计下房产税可以达到3189亿元。社科院模式,征税对象为城镇全部房屋(不论产权制度性质),扣除标准为人均40平方米,税率没有明确,仅表示可以征收累进税率,这里对别墅、高档住宅按3%的税率,其他普通住宅按照国际平均1%的税率征税。经计算,房产税收入可达到16508亿元,其中有15926亿元为普通住宅税负,582亿元为别墅、高档住宅的税负,别墅、高档住宅的面积占总面积的比例为0.5%,税负比例为3.7%,体现了纵向公平原则。三种模式下房地产税预计收入占各类收入比如表4所示,重庆模式下的房地产税收入预计为39亿元,占地方财政收入、地方税收收入、地方营业税收入和土地出让金收入的比例分别为0.1%、0.12%、0.35%和0.14%,收入规模及其有限。虽然,政策设计者的初衷有调节收入分配的目的,然而受规模小的影响,其调节分配能力有限。改良的上海模式下房地产税收入预计为3189亿元,占地方财政收入、地方税收收入、地方营业税收入和土地出让金收入的比例分别为7.85%、9.75%、28.98%、11.61%,即使收入规模比重庆模式有较大的增加,但依然难以代替营业税的地方主体税种的地位。社科院模式下的房地产税预计收入为16508亿元,占地方财政收入40.65%、占地方税收收入50.48%、占地方营业税收入的150.02%、占土地出让金收入的60.11%。虽然数字有高估的成分,但将社科院模式和改良的上海模式相对比,依然可以反映出该税制设计的优势:一方面,其扣除标准更加合理。2010年城市人均住宅建筑面积为31.6平方米,预计由于城市化建设,城市人口和城市住宅面积将同时增长,至2030年城市人均住宅建筑面积为38.2平方米,人均40平方米比2010年的城镇人均住宅面积高20%,并且在相当长的时间内都超过城市实际住宅建筑面积。相比而言,人均60平方米几乎是实际人均住宅建筑面积的2倍,扣除之后的应税房屋范围将大大减少,因此扣除标准按人均40平方米更加合理;另一方面,上海模式的实际税率为评估率70%乘以税率0.4%,即仅为0.28%,社科院模式的实际税率为普通住宅税率1%和别墅、高档公寓的税率3%,即使以1%的税率与上海模式相比,仍是后者的3.6倍。而1%的税率是世界平均税率水平,因此并不是社科院模式税率过高,而是上海模式税率过低。
由于我院钻探生产以小口径金刚石钻进工艺为主,对绳索取心钻进工艺技术尚未实践应用过,因此,为了能更好地投入到生产,先开展绳索取心技术的试验性研究工作。本次试验选用XY-2型液压立轴式钻机、BW-250型卧式三缸往复单作用活塞泵,循环液采用SM植物胶冲洗液,钻杆、钻头、钻具及附属设备选用中地装备无锡钻探工具厂的S型标准系列。其中,S95、S75绳索取心钻具各3套,钻杆各200m,绳索取心钻头各10个,打捞器和木马夹持器各2套,其它附属材料若干。本次试验孔深100m,首次对绳索取心钻进工艺技术进行了深层次的分析研究和探索应用,紧紧围绕孔内、护壁、取心及钻进质量、效率等技术难题,重点探索研究了绳索取心钻进的关键技术环节及与之配套的循环液,初期成果明显,为实践性生产应用奠定了基础。
1.2实践性应用
在试验性应用取得成果的基础上,在滇中引水工程可行性研究阶段万家—新庄段ZK2108孔进行了实践性应用,对绳索取心钻进工艺作进一步研究。
1.2.1项目概况滇中引水工程规划区含迪庆、丽江、大理、楚雄、昆明、曲靖、玉溪、红河等8个州(市)所辖的52个县,国土面积约9.49万km2(占全省总面积的1/4),根据《滇中引水工程规划报告》、《滇中引水工程项目建议书研究报告》,滇中引水工程一次建成,工程总干渠奔子栏—蒙自全长848.2km,多年平均引水量34.17亿m3,渠首设计流量145m3/s。万家—新庄段处于云南高原中部之滇东高原盆地区,沿线经过楚雄红岩高原亚区和昆明岩溶高原湖盆亚区两个地貌单元,区内山脉和主干河流受构造控制明显,线路通过地区地层发育齐全,沉积类型复杂、多样,从元古界到第四系均有出露。可行性研究阶段计划(含预留)钻探工作总量38250m,要求全孔岩心采取率≮95%,压水试验执行《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31—2003)。由于部分地层以破碎玄武岩、灰岩、白云质灰岩、生物碎屑灰岩等岩溶地层为主,岩层破碎程度高、孔壁稳定性差、孔内事故率高、钻进难度大、钻进效率低。ZK2108孔设计孔深220m,位于昆明市盘龙区两面寺附近的昆明—呈贡隧洞出口处,覆盖层主要为碎块石和粘土,基岩主要是灰质白云岩、石英砂岩,节理裂隙较发育,裂隙间多充填泥质、岩屑等物质,面起伏粗糙,以缓倾节理为主,受构造影响,岩体较为破碎、松散,钻进难度较大。
1.2.2钻进器具及附属设备的配置由于处于实践性应用阶段,并受到目前人员、设备、材料等资源的限制,ZK2108孔的钻进主要用试验性阶段的设备和器具材料。
1.2.3钻进参数绳索取心钻进效率取决于钻进规程参数的选择,必须根据地层条件和绳索取心钻具特点,合理选择钻压、转速和冲洗液量。
1.2.3.1钻压钻进过程中,当钻压高于所钻岩石的压力硬度时,岩石就由表面破碎转为体积破碎,但当压力接近或超过金刚石本身抗压强度时,金刚石开始破损,同时,随着钻压的增加,金刚石的磨损量也增加。由于绳索取心钻头胎体壁要比标准钻头厚2mm,因此绳索取心钻进环状克取面积比常规取心钻进增大了10%以上,钻进时所用钻压亦相应增大10%左右。实际选择钻压应按具体岩层条件、钻头类型、钻头实际尺寸等,通过实践合理确定。该孔选用孕镶金刚石钻头,结合地层实际情况,75mm口径钻压选择为11~14kN,95mm口径钻压选择为12~17kN。
1.2.3.2转速转速是影响绳索取心金刚石钻进速度的重要因素,转速过快或过慢,对绳索取心钻进都不利。通常情况下,孕镶金刚石钻头的圆周线速度在1.5~3m/s范围内较合适,表镶金刚石钻头则在1~2m/s较为合适。根据实际钻进情况,该孔75mm转速选择为500~800r/min,95mm转速选择为400~700r/min。
1.2.3.3冲洗液量冲洗液除冷却钻头和悬排岩粉外,还有调节金第42卷第2期张正雄:绳索取心钻进工艺在刚石钻头胎体正常磨损的作用。由于绳索取心钻杆与孔壁间隙很小,冲洗液上升速度得到了提高,因此,流量比普通双管略低。通常情况下,保持环状间隙上返流速在0.45~1.5m/s范围内,钻头唇面单位面积(cm2)冲洗液量在3~5L/min(中硬—硬岩)或2.4~4L/min(硬—坚硬岩)较为合适,宜根据具体施工条件合理确定。该孔钻进75mm口径冲洗液量选择为60~70L/min,95mm冲洗液量选择为80~90L/min。
1.2.4冲洗液冲洗液的选用种类很多,一般可选用聚丙烯酰胺、不分散低固相冲洗液、低粘增效粉(LBM)泥浆、天然植物胶溶液、生物聚合物溶液等。绳索取心钻进应根据地层特点、钻孔设计深度来合理选择冲洗液,冲洗液应有良好的流动性,对孔壁的侧压力小,防塌排粉效果好,能迅速堵塞岩石的自然空隙。该孔钻进选用聚丙烯酰胺低固相冲洗液,按照膨润土的加量为3%~5%,纯碱的加量为0.2%~0.3%,聚丙烯酰胺的加量为0.1%来配制,将水解的聚丙烯酰胺和纯碱溶液加入到泥浆中,混合搅拌均匀后即可使用。
1.2.5取心操作技术当钻进到岩心快装满内管或发生岩心堵塞时,立即停泵起钻。内管捞出孔口后,卸开捞钩,检查岩心采取情况,若有岩心,则拧开内管任意一端后,轻轻敲击内管倒出岩心;若发现内管中无岩心或岩心欠缺时,应当判断原因,采取相应措施及时处理。任何情况下,回次进尺长度不应超过岩心管有效容纳长度。
1.2.6关键技术环节的探索与应用
1.2.6.1套管护壁钻孔必须下孔口管保护孔口、防止偏斜,必要时,还应下表层套管,以防止表层漏失和坍塌。下好表层套管是保证绳索取心正常钻进的基础,一般情况下,应根据所采用绳索取心钻具规格和孔径要求来选择套管直径,套管直径应与钻具口径相匹配,直径过大会造成钻具工作不稳定,容易折断钻杆,不利于提高钻具回转速度;直径过小,容易造成起下钻困难,不利于悬排岩粉。同时,还应根据所遇地层岩性完整程度来确定所下套管的深度,套管应下入完整基岩,并应尽量一次下入到需要的最大深度,以减少换径次数,简化钻孔结构。该孔根据地层情况下入了孔口管和表层套管,并在钻进至171m遇到破碎层出现坍塌、掉块时,采取将表层套管拨出,扩孔到完整基岩下部3m左右下套管的方法解决护壁问题。
1.2.6.2岩心打捞在岩心打捞过程中,往往会存在内管卡死在外管总成内打捞不成功,或打捞器打捞不住内管总成,亦或是打捞途中遇阻提拉不上来等情况。对于这些情况的出现,应认真分析原因,采取钻进前认真检查、钻进中起大钻检查、设置循环液沉淀池等有效措施进行防范和处理。该孔钻进过程中,出现了打捞途中遇阻提拉不上来的情况,取出钻具后检查分析发现,阻碍内管起下的原因是钻杆内有泥皮,通过调整泥浆性能,采用循环沉淀系统,增设除砂和除泥装置后,该问题得以顺利解决。
1.2.6.3孔内事故预防由于绳索钻杆与孔壁间隙小、摩擦大,钻杆接头容易磨损变薄,容易发生钻杆折断事故,应选用优质的冲洗液进行,并选用材质良好的钻杆及钻具,在起下大钻时多检查钻杆接头处,以免发生事故。在地质条件复杂或地质情况不明的情况下,也可以考虑终孔孔径比所要求的孔径增大一级,以预防可能出现的意外情况,或者在不改变终孔孔径的情况下,在开孔时预留一级口径,以备在遇到意外情况时采取相应的处理措施。
1.2.6.4与普通钻进工艺的结合使用对于破碎复杂地层,一般较为松散,孔壁易垮塌、掉块,需要下套管隔离或采用水泥封孔,亦或是选用合适泥浆进行护壁。由于绳索取心钻进技术本身的缺陷,采用绳索取心钻进反而局限性较大,会出现无法钻进的情况,这种地层往往需要采用与常规钻进工艺相结合使用。该孔的钻进过程中,先采用普通钻进工艺钻穿覆盖层进入完整基岩,下入套管护壁,然后采用95mm口径的绳索取心钻进工艺钻进。由于缺乏对地层的全面认识和了解,在钻穿完整基岩遇到破碎、复杂的地层后,绳索取心钻进工艺无法实施正常钻进。起大钻后采用110mm口径的普通钻进工艺扩孔穿过破碎层并下入套管护壁后,继续采用绳索取心工艺钻进。
1.2.7应用效果对比分析ZK2108孔与相距1.1km的ZK2109孔地层情况相似,ZK2109孔采用普通钻进工艺。2个孔采用不同钻进工艺的效果对比分析详
2技术总结及推广应用
2.1技术总结
(1)采用绳索取心钻进工艺,大大节省了起下钻的时间,也减少了起下钻扫孔等辅助时间,还可以减小孔壁扰动和掉块,从而提高了钻进效率,降低了工人劳动强度和勘探成本,钻进安全系数更高。
(2)由于绳索取心钻进工艺岩心即堵即起,减小了岩心对磨或扰动,避免了重复破碎,对提高岩心质量有着重要的作用。
(3)在钻进过程中,要根据岩层性质,尽量采用小口径钻进,并合理选择钻进规程参数,合理控制钻进时效,遇到岩心堵塞时及时提钻取心,不能盲目靠加大钻压来追求进尺速度。
(4)绳索取心钻进外环间隙小、循环压力高,容易造成循环漏失、压塌孔壁,而频繁提钻产生的抽吸对地层的稳定性也造成一定程度的破坏,对非完整性地层需要使用优质的泥浆钻进。尤其在钻进复杂地层时,应放慢起下钻速度,提升钻具及打捞内管总成时,均须向孔内回灌一定量的冲洗液。
(5)绳索取心钻进工艺的初次实践应用效果较好,为我院在水利水电工程地质勘探中推广该项工艺积累了经验。
2.2推广及应用
鉴于绳索取心在ZK2108孔应用取得的初期成果,结合本期实践应用中积累的经验,新购买了JS系列钻杆JS95A、JS75C各700m,Q系列HQ、NQ绳索钻具各4套,并成功应用于广东某地质勘察项目650m的深孔和滇中引水工程可行性研究阶段万家—新庄段ZK1094(480m)、ZK1095(550m)的深孔钻进,标志着我院绳索取心钻进技术在水利水电工程钻探中的应用取得了重大突破,并初步具备了推广使用该项技术的条件。
由于水利水电工程的建设是一项大的工程,所需要的资金量也是极大的。因此,要想保证水利水电工程的顺利进行,就必须做好前期工作经费的工作,从而保证水利水电工程资金的到位。水利水电工程不到位的现象尤其在财政比较困难的城市或乡镇地区存在。所以,水利水电工程的建设单位在前期工作中,要积极的向上级单位进行申请,并且通过银行借贷等多种方法进行解决。
1.2建设单位应全过程介入设计工作
在我国许多水利水电建设单位中,普遍存在着建设单位不全程投入设计过程的现象。在实际的水利水电设计中,建设单位一般会将项目设计交给方后,就不予管理。这种现象的存在严重的影响了水利水电工程设计的质量。同时,建设单位不全程投入,还会使得所设计出来的设计方案不符合建设单位建设的思想,所以,无论是重新设计,还是继续使用改变了设计思路的方案,都不利于水利水电工程的建设和发展。
1.3实行设计招标和设计监理制度
除了以上两方面的方法外,实行设计招标和设计监理制度也是十分重要的一项举措,并且这一举措要在建设单位对项目进行设计时,就应该进行。实行设计招标和设计监理制度可以在很大程度上提高建筑质量,同时还能在一定程度上加快项目设计的速度。总之,实行设计招标和设计监理制度是建设单位做好前期工作的一个重要组成部分。
2保护环境是现代水利水电工程施工技术的一个重要组成部分
在传统的水利水电施工技术中,由于施工的方法和手段,在施工的过程中总会对环境造成一定的污染。而在现代水利水电工程施工技术中,就要严格的对这一点进行控制。也就是说,在保护环境的前提下,进行施工,并且要经过严格的监督,从而使得施工的过程中,尽量减少或不对环境造成污染。