隨著(zhù)社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)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(jià)值。特別是近幾年城市人口的增長(cháng)、生活質(zhì)量的提高和經(jīng)濟的快速發(fā)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(huì )越來(lái)越關(guān)注的問(wèn)題。

　　水廠(chǎng)是城市建設的基礎設施之一。由于城市用水量的迅速增長(cháng)，近年來(lái)許多城市急需新建或改擴建水廠(chǎng)。如何在新水廠(chǎng)或改擴建水廠(chǎng)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(wèn)題之一。筆者通過(guò)近幾年的工作實(shí)踐，認識到可以通過(guò)提高工藝設計的科技含量及采用先進(jìn)設備等來(lái)尋找解決問(wèn)題的途徑。本文就這方面談點(diǎn)認識并提出四個(gè)解決類(lèi)似問(wèn)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(jìn)水流量恒定、進(jìn)水壓力穩定，原水無(wú)論是取自地下水還是取自地表水，無(wú)論是通過(guò)重力流輸送到凈水廠(chǎng)還是通過(guò)水泵加壓后輸送到凈水廠(chǎng)，都需要在進(jìn)入凈水構筑物前進(jìn)行配水。多年來(lái)，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(méi)有特殊設備，便于維護管理，也曾深受用戶(hù)的歡迎。然而，其占地問(wèn)題已成為水廠(chǎng)設計中的焦點(diǎn)。近年來(lái)調流閥的使用為配水方式的改進(jìn)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(méi)有溢流水浪費等優(yōu)點(diǎn)，愈來(lái)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(chǎng)三期工程為例，一期工程規模為25萬(wàn)m³/d；二期工程規模為35萬(wàn)m³/d；三期工程規模為50萬(wàn)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(chǎng)。由于水廠(chǎng)是在不同時(shí)期分期建設而成，自取水泵房到凈水廠(chǎng)的輸水管道分別為ＤＮ=1600、ＤＮ=1800和ＤＮ=2200，長(cháng)度約2km，并聯(lián)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(wàn)m³/d，35萬(wàn)m³/d，50萬(wàn)m³/d至凈水廠(chǎng)各期所建凈水構筑物，因此在凈水廠(chǎng)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(wàn)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(wú)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(kāi)度對一、二、三期凈水構筑物進(jìn)行配水。經(jīng)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(mǎn)足設計要求。調流蝶閥設備僅需投資80萬(wàn)元，節約投資約100萬(wàn)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(chǎng)的工程也采用了調流閥解決類(lèi)似問(wèn)題。如北京市第九水廠(chǎng)二期工程和遵義市北郊水廠(chǎng)改擴建工程，調流閥均成功地發(fā)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(xiàn)型；②折角型；③回轉型。這幾種形式的共同特點(diǎn)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(jiǎn)單，對今后擴大再生產(chǎn)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(chǎng)進(jìn)行改擴建，沒(méi)有足夠的建筑面積可用的情況下，可采取將幾個(gè)凈水構筑物疊合起來(lái)，壓縮平面面積而轉向空間發(fā)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(chǎng)改擴建工程為例。遵義市北郊水廠(chǎng)改擴建工程規模為10萬(wàn)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(chǎng)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(wǎng)格絮凝池、平流沉淀池和清水池設計成一個(gè)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(chǎng)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(wàn)m³/d的凈水構筑物網(wǎng)格絮凝池、平流沉淀池、V型濾池和清水池合建成一個(gè)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(gè)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(chǎng)疊合池設計參數如下：

　�。�1）網(wǎng)格絮凝池、平流沉淀池疊合清水池。網(wǎng)格絮凝池、平流沉淀池分為2個(gè)系列，每系列又分為2組，每系列處理能力為25萬(wàn)m³/d，每組處理能力為12.5萬(wàn)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(gè)疊合池。

　　每組絮凝池平面尺寸為20.4m×15m，分為4個(gè)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(guò)網(wǎng)流速0.27m/s；第二段過(guò)網(wǎng)流速0.20m/s；第三段不設網(wǎng)格板，空塔流速為0.073m/s.絮凝池總停留時(shí)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(shí)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(chǎng)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(wàn)m³，停留時(shí)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(gè)系列對稱(chēng)布置，中間為管廊，進(jìn)、排水渠設在池體兩側�？偲矫娉叽鐬椋�117m×45m.每系列由12個(gè)單池組成，單池過(guò)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(lián)合沖時(shí)）：4L/（m².s），水漂洗時(shí)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(kāi)度可調）、600mm×600mm平板閘（普通型）、ＤＮ=500出水調節閥、ＤＮ=350沖洗進(jìn)氣閥、ＤＮ=500沖洗進(jìn)水閥各1個(gè)。均為氣動(dòng)閥門(mén)。

　　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(fēng)機（1用1備），設計風(fēng)量106m³/min，設計風(fēng)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(chǎn)量，減少占地面積

　　80年代以后，我國的供水行業(yè)隨著(zhù)國外先進(jìn)技術(shù)和設備的引進(jìn)，水處理過(guò)程中的一些工藝起了質(zhì)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(chǎng)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(chǎng)一、二期工程加氯間按60萬(wàn)m³/d規模設計。一、二期各設預加氯點(diǎn)1處，主加氯點(diǎn)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(xiàn)氯瓶20個(gè)，10個(gè)為一組，兩組互為備用。自然汽化的優(yōu)點(diǎn)是節約電耗，但是氯庫占地面積較大。根據資料，一個(gè)1000kg氯瓶在常溫下產(chǎn)生的氣量為8kg/h，當加氯量超過(guò)40kg/h時(shí)，采用自然汽化就不經(jīng)濟了，并因管道連接口多，也給安全帶來(lái)問(wèn)題。東莞市第三水廠(chǎng)三期工程建成后其規模由60萬(wàn)m³/d增加到110萬(wàn)m³/d，加氯如仍采用自然汽化，共需設在線(xiàn)氯瓶36個(gè)，18個(gè)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(fā)器，是經(jīng)濟合理的。1臺液氯蒸發(fā)器的產(chǎn)氣量通常為120－200kg/h，相當于15－25個(gè)氯瓶的產(chǎn)氣量，而它的占地面積不足1m².東莞市第三水廠(chǎng)三期工程選用了2臺200kg/h液氯蒸發(fā)器，并根據現有條件對加氯間進(jìn)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(jìn)水管上設預加氯點(diǎn)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(jìn)行改造。三期設主加氯點(diǎn)2處，加氯率2mg/L，加氯量44.58kg/h，三期新增設40kg/h復合環(huán)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(mǎn)實(shí)現了設計目的。

　�。�2）增加液氯蒸發(fā)器。三期按110萬(wàn)m³/d規模對加氯系統重新設計，設蒸發(fā)器2臺（1用1備）。由于增設了液氯蒸發(fā)器，氯庫中僅需設2組工作瓶（每組并聯(lián)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(chǎn)量，減少占地面積的方法。��

　　4、將輔助生產(chǎn)社會(huì )化，減少輔助生產(chǎn)占地面積

　　在計劃經(jīng)濟體制下，傳統的水廠(chǎng)設計通常采用小而全的模式，即將輔助生產(chǎn)設施設計得周到全面。車(chē)、鉆、刨、銑、磨各類(lèi)機械樣樣俱全，再加上電修、儀修等。因而輔助生產(chǎn)用房占了水廠(chǎng)面積的相當比例。在市場(chǎng)經(jīng)濟體制下，水廠(chǎng)設備多采用招投標方式確定，所選用的設備優(yōu)質(zhì)可靠，售后服務(wù)有保證，致使水廠(chǎng)維修設備處于閑置狀態(tài)。機器的折舊、輔助生產(chǎn)人員的工資已成為企業(yè)的負擔。隨著(zhù)設備制造行業(yè)售后服務(wù)制度的完善和修理行業(yè)市場(chǎng)化、專(zhuān)業(yè)化的發(fā)展，水廠(chǎng)的大部分設備維修可交由設備供應廠(chǎng)商和社會(huì )上的專(zhuān)業(yè)化公司進(jìn)行，另設機修車(chē)間等已無(wú)必要。將輔助生產(chǎn)社會(huì )化，既節省了廠(chǎng)區用地又減少了水廠(chǎng)的人員編制。��

　　5、結束語(yǔ)

　　�オ�從我國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展趨勢看，城市化正進(jìn)入較快發(fā)展期，對城市用地的需求必將繼續增長(cháng)，而我國土地資源是有限的，且不可再生，尤其是可供城市發(fā)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(fā)展戰略，通過(guò)優(yōu)化設計提高土地使用綜合效率是每個(gè)工程設計人員應盡的責任。��

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