水利工程的用处精选(九篇)

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第1篇：水利工程的用处范文

1)根据水磨河泉水的原水特征，其浊度很低，常年小于1NTU，只有水中的总硬度及硫酸盐超标。为降低投资，本方案考虑软化除盐的处理工艺流程，以最低的基建投资、低运行费用达到要求的出水水质。

2)净水工艺选择中，除了从卫生角度考虑外，水磨河水厂处理的目的是去除原水中的总硬度及硫酸盐、细菌，使净化后的水质能满足生活饮用水或工业生产的需要。

3)常用的软化除盐净水工艺有反渗透、离子交换、电渗析等。每项净水工艺又有多种不同形式的净水构筑物。设计时应针对不同的原水和用户对水质的要求，经技术经济比较，选择其工艺流程，选择一项或几项净水构筑物，作适当的组合，以满足净水要求。

2水磨河水厂净水处理主要设计参数的确定

2.1进水水质指标

为保证供水安全，及时准确地了解水磨河泉水水质的动态变化，从2001年开始，水磨河管理处与新疆维吾尔自治区水环境监测中心签订水质监测协议，委托水环境监测中心对水磨河水源地的各泉眼及蓄水池的水质定时定点进行监测。水磨河水管站蓄水池水质情况:天然指标测定值变化范围为:1)总硬度测定值变化范围为479～592mg/L。2)氯化物测定值变化范围为117～137mg/L。3)硫酸盐测定值变化范围为361～469mg/L;有机污染类指标挥发酚、亚硝酸盐氮、氨氮全年均未检出;高锰酸盐指数测定值变化范围为0.4～1.1mg/L;细菌总数测定值变化范围为2～21个/mL，总大肠菌群测定值变化范围为0～2个/L。年际变化不大。水磨河水厂进水水质指标见表1。根据以上指标可以判断，水磨河水源地的泉水除总硬度及硫酸盐超标外，符合生活饮用水卫生标准的要求。

2.2出水水质指标

本工程设计水磨河水厂出水水质严格要求执行《生活饮用水卫生标准》(GB5749－2006)中的规定。见表2。

2.3水处理工艺介绍

本工程水处理的主要对象是泉水中所含的Ca2+、Mg2+离子及硫酸盐，常用的水处理工艺包括离子交换、电渗析、反渗透、消毒等常规处理。反渗透:RO反渗透设备采用当代最先进、节能有效的膜分离技术，反渗透设备其原理是在高于溶液渗透压的作用下，使其他物质不能透过半透膜而将其它物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此反渗透设备能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等，反渗透设备可以生产纯水、高纯水，以满足不同行业、不同需求的用户。当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透(RO)处理的基本原理。

3净水处理的工艺流程

根据水磨河泉水的水质，本工程推荐采用离子交换法为主的水处理工艺。采用阴、阳离子交换器串联的一级复床，去除水中的硬度及Cl－、SO2－4等阴离子，水质标准达到《生活饮用水卫生标准》。工艺流程如下:原水集水池一级泵站RO反渗透系统混合池、加氯二级泵站出水在采用RO反渗透对原水进行软化除盐时，水中的离子去除比较彻底。据资料显示，水中的离子去除率可达到95%以上，而本工程中出水是供给生活饮用水，无需将水中的离子全部去除掉。因此，本工程为节约投资，对部分原水进行处理，处理后再与原水进行混合，使水磨河水厂中的出水水质达到《生活饮用水卫生标准》即可。

第2篇：水利工程的用处范文

【关键词】 顶管、纠偏、监测、措施

1.引言

为了提升人们居住的水环境质量，城市污水处理量越来越大，污水处理厂污水管道收集系统不仅越来越庞大，也越来越密集。由于管道较长，经过的地质条件以及现场条件较为复杂，当遇到障碍物无法明沟开挖埋管时，顶管法可成为有效的解决方法。本文介绍的是海宁市东部污水干管一期工程黄湾泵站至尖山污水厂管道工程中穿越翁金公路的顶管施工。

2.顶管方案的选择

翁金公路东西向，宽15m。顶管南北向，与公路交角为60°，长度约30m，深度约3.8m。根据工程勘察报告，顶管作业区为淤泥质粘土，该土层强度高，韧性好，施工阻力相对较小，故无需采用触变泥浆，同时为了防止路面拱起，决定采用敞开式顶管法。拟投入施工的机械和人员如表（2.1）和（2.2）。

3.顶管前的准备工作

3.1 顶管工作坑的制作

3.1.1 基坑开挖

用挖掘机整平施工场地，按照“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖，严禁超挖”的原则进行开挖，用6m的钢板桩做好竖向和水平支撑。

3.1.2 浇筑后背墙

后背墙的强度是管节能否顺利顶进的关键，浇筑前应对后背土体进行允许抗力的验算。施工最大顶力应大于顶进阻力，但不得超过管材或后背墙的允许顶力。顶进阻力计算按式（3.1.2-1）计算：

Fp=∏·D0·L·fk+Nf （3.1.2-1）

式中 Fp----顶进阻力（kN）；

D0----管道的外径（m）；

L----管道设计顶进长度（m）；

Fk----管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（kN/m2），通过试验确定；

Nf----顶管机的迎面阻力（kN）；敞开式顶管机的迎面阻力宜按式（3.1.2-2）计算：

Nf=∏（Dg-t）t·R （3.1.2-2）

式中 Dg----顶管机外径（mm）；

R----挤压阻力（Kn/m2），取R=300～500kN/m2。

3.1.3 工作坑底板浇筑

可视地下水位情况进行抽排水，使井底保持稳定和干燥。坑底设置一50cm*50cm集水坑，并及时浇筑混凝土底板。

3.2 钢板垫块、油压千斤顶和轨道安装

用汽吊将钢板垫块、油压千斤顶、轨道、顶铁等配件吊放入坑内，组织安装人员进行安装。安装完毕后，对轨道轴线、水平、标高等技术参数进行复核，使之满足施工要求。

3.3 管节的选用和安装

所有管节安装就位前必须按设计要求做好防腐，全面检查外观质量，发现有缺陷的一律禁止使用。采用专业吊具将管节吊放在轨道上，安放O形顶铁，缓慢推进，让接头平顺对接。

3.4 动力及照明

施工场地动力及照明均由柴油发电机发电供电，配电箱、开关箱均为BSW型标准箱。照明电线用绝缘子固定，灯具的金属外壳接地。全部设备在顶进前经认真检查、试运行后投入使用。

4.顶管的顶进施工

4.1 顶进线路的控制及纠偏

接头对好后，开动液压千斤顶将管节顶进。机头自身有一段纠偏段，纠编主要是由4台螺旋千斤顶来完成，最大角度范围能够达到上下1.7°左右1.2°。顶进线路的控制主要依靠设备的正确操作以及预见性。

为了使管道按照设计要求的高程和方向顶进，在顶进过程中应不断对工具管的高程方向转动进行测量， 勤测勤纠 ，根据测量反馈结果，调整纠偏千斤顶，使机头改变方向，从而实现顶进方向的控制，确保管道按设计轴线顶进。纠偏贯穿顶进施工的全过程，严格遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则。

测量是采用数字电子经纬仪进行方向测量的，对于扭转，则由机头的角度仪测出。经纬仪经校正后，牢固固定在千斤顶端，然后管道的机头端安装反射玻璃，并将测量的结果直接输出至控制液压千斤顶的电脑上，方便操纵。

4.2 管节的焊接

管节接口均采用V型焊缝双面施焊，焊条采用E4303型。焊缝外观质量和内部质量达到表4.2的要求，焊缝内部质量采用超声波检测。

4.3 排土

顶进掘出的土由机头上安装的钢丝切成块后用小推车运出管口，再用汽吊移出工作坑，并外运。开挖端面的取土过多或过少，会造成地面的沉降或隆起。为避免这种不良影响，掘进过程中要始终注意土压和排土量的控制。开挖面的土压控制值，按地下水压+土压+预备压设定。排土量Q一般按式（4.3）计算：

Q=∏/4·D·St （4.3）

式中 Q----掘进土计算体积（m3）

D----顶管机外径（m）

St----顶进长度（m）

4.4 监测

为了保证施工安全，在顶进过程中必须加强对工作坑、路面的监测，如附近还有构（建）筑物，则也在监测的范围之内。

4.4.1 工作坑的监测

工作坑的稳定是保证顶管顺利顶进的先决条件。在顶进过程中，必须加强对围护结构的水平变形和竖向变位的监测。在围护结构上取一个便于观测的点，做上记号，进行监测，每顶进一管节观测次数不少于一次。

4.4.2 路面的监测

由于机头纠偏后，刃脚后会形成一个空隙，管道顶进时周围的土体会塌入空隙，有可能引起地面沉降。为避免这种情况，在顶管顶进时，一方面，必须及时测量，勤测勤纠，避免大角度纠偏。另一方面，在顶管施工沿线按一定间距布设沉降观测点，监测顶管顶进施工期间的地面沉降量。

5.接收

在接近到达位置时，放慢顶进速度。根据记录的顶进长度判断出机头的位置，在地面上预先做好到达位置的标记，当机头与管节连接线快要到达该标记时停止顶进。为了避免开挖面过大，此时可以进行开挖，并视条件采取适当的围护措施，确保接收坑的稳定。将机头与管节分离后吊出机头，再借助U型顶铁将管节接头送至到达位置，顶管施工完毕。

6.结束语

本文的顶管长度较短，较浅，现场土质也较好，所以施工相对较为顺利。随着城市规模的不断扩大，地下管线建设越来越密集，污水管道的敷设位置越来越受限制。顶管法的日渐成熟，让污水管道的布置更加灵活。

参考文献

第3篇：水利工程的用处范文

【关键词】 城市建设；工业污水；处理；回收利用；研究

近年来，随着我国社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，城市工业发展过程中的污水问题依然成为阻碍其可持续发展的瓶颈，同时对资源节约型和环境友好型社会的构建非常的不利，因此加强对城市工业污水处理与回收利用的研究，具有非常重大的现实意义。

1 城市工业污水处理中的基本方法

从实践来看，随着近年来城市化建设进程的不断加快，城市废水中的工业废水比重越来越大，具有关统计数据显示，2008年国内各大城市的全年总废水排放量就已经超过了571亿吨，其中工业废水在总量中的占据份额大约是 42.3％，即超过241亿吨。近年来，随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，国家加大了城市工业污水的处理力度，同时也投入了大量的专项资金。从2012年上半年的处理情况来看，确实取得了一定的成效，但形势依然严峻。对于城市工业污水而言，有效的应对策略就是严格控制城市工业污水的排放量，加强对工业污水的处理与回收利用。在当今社会，国内各类企业对城市工业污水的处理与回收利用越来越重视，以下是几种常用的处理工艺和方法。

第一，化学沉淀法。该方法主要适用于处理镍、铬、铜以及锌和汞等工业废金属离子以及砷、硼等两性元素，同时还可以对城市工业污水中钙、镁等碱性金属元素与氟、硫等非金属元素进行有效的处理。实践中，利用化学方法对城市工业污水中的各种重金属进行处理，其技术方法相对比较容易和简便一些。在此过程中，再结合相应的化学反应方程式可有效地准确计算应投数量，以实现物尽其用之目的。如果工业污水量相对较少一些，则可直接采用手工操作等方式进行处理；如果工业污水量相对较大，则条件具体的情况下可利用大型的自动化机械设备实施作业。针对工业污水中的重金属离子，可设置差异性的PH沉淀条件，该方法主要是应用于采矿冶炼生产实践中所含有的大量重金属离子污水处理。

第二，电解法。实践中，该方法主要包括隔膜电解法和凝聚电解法两种，利用电解法对工业污水进行处理，不仅可有效地对重金属离子进行处理，而且还可以对重金属进行有效的回收和利用。但需要主要的是采用电解法对工业污水中的重金属进行处理，通常因电极板用电会消耗大量的电力资源。

第三，浮力浮上法。在城市工业污水分离处理实践中，将重金属上依附一些相对较小的气泡，从而使其比重小于水，并浮上水面，即实现重金属清除之目标。

在工业污水处理过程中，当前使用最多的浮力上浮法主要有离子浮上法和沉淀浮上法，同时还包括电解浮上法等。

以上几种方法均是对城市工业污水的具体处理措施，一般是在确定了回收利用目标和污水水质检验以后，再选择具体的处理方法和工艺，这样能够有效地保证城市工业污水达到可回收利用的程度。在此过程中，每种具体的污水处理7方法都有其自身的特点与用途，但实践中只采用一种方法却难以实现工业污染物的有效清除，因此为达到预期的污水处理目的，多采用几种方法共同配合运用。

2 城市工业污水回收利用

基于以上对当前城市工业污水处理中的几种方法分析，污水处理只是一种手段，要真正的实现节能环保，还要在回收和利用上多下功夫。

（1）回收利用方式

实践中，根据城市地理条件、经济发展状况以及污水汇集状况等因素，首先应当制定水质管理机制，将工业、地表以及地下水的输送与分配活动，纳入到污水处理与回收利用系统之中，并在此基础上划定水质分区范围，从而为城市工业污水的处理与回收利用提供规划依据。

第一，城市工业建筑中水系统。在城市区域中的一些大型的工厂建筑结构群中，应当建立一套科学完善的中水系统。实践中该系统主要是用于收集杂排水， 通常将污水处理站设在裙房、地下室等处，可用中水进行冲厕、洗车以及绿化。

第二，区域中水系统。该系统主要应用于建筑小区、机关大院之中，采用多种原水类型。对于雨水系统而言，利用建筑屋面、绿地、路面以及停车场等，对雨水进行有效的收集。屋面雨水回收利用流程：屋面雨水、滤网、初期的雨水弃流以及景观水面等。当水质要求较高时，可增加深度处理措施，即混凝过滤、混凝、浮选以及生物工艺和深度过滤等。针对路面径流，实践中因水质比屋面的雨水要差一些，所以应当先进行实地水质调研，必要时可增加深度处理，从而满足杂用水水质要求。

（2）集中回收利用

从实践来看，集中回收利用系统由污水处理厂组成，每一个污水处理厂都可以根据自己的实际地区特点，对中水系统进行调节和选用不同的方式方法。在此过程中，回收利用水的水质与工业污水处理厂所采用的具体处理方法非常的密切，不同污水处理厂回收利用的处理工艺除受水质标准的影响，还受到污水处理规模、出水水质等因素的影响，因此回收利用工艺流程存在着一定的差异性。

（3）分散回收利用

针对当前国内城市污水处理实践而言，要想真正地实现工业污水处理与有效回收利用，必须要打破小范围的回收利用方法，利用大型的污水管理截流至城市污水处理中心进行处理，然后再排放至不同的管网之中进行回收和利用。该手段虽然有效，但因该这项工程并非一朝一夕的事情，需要有大量的政府资金作为支持，加之当前的城市老城正在改扩建之中，地下管网设备相对比较陈旧和落后， 因此难以有效地满足截流之需求，工程实施难度非常的大。

结语：总而言之，社会主义经济体制改革的不断深化，促使城市工业得到了前所未有的发展，同时也导致工业污水的大量增加，城市工业污水处理与回收利用工作，依然任重而道远。

参考文献

[1] 耿东颖．浅谈城市工业污水处理及回用．科技创新与应用 ，2012（09z）.

[2] 宋岱岳．浅谈城市工业污水处理及回用[J].科技致富向导，2012（05）

第4篇：水利工程的用处范文

关键词：分形理论 絮凝体结构 分形结构模型

凝聚和絮凝是混凝过程的两个重要阶段， 絮凝过程的完善程度直接影响后续处理(沉淀和过滤)的处理效果。但絮凝体结构具有复杂、易碎和不规则的特性，以往对絮凝的研究中由于缺乏适用的研究方法，通常只考虑混凝剂的投入和出水的混凝效果， 而把混凝体系当作一个“黑箱”， 不做深入研究。即使考虑微观过程， 也只是将所有的胶粒抽象为球形， 用已有的胶体化学理论及化学动力学理论去加以解释[1]，得出的结论与实验中实际观察到的胶体和絮凝体的特性有较大的差别。尽管有的研究者在理论推导和形成最终的数学表达式时引入了颗粒系数加以修正， 但理论与实验结果仍难以一致。而分形理论的提出，填补了絮凝体研究方法的空白。作为一种新兴的絮凝研究手段， ，分形理论启发了研究人员对絮凝体结构、混凝机理和动力学模型作进一步的认识。

1 分形理论的概述

1.1 分形理论的产生

1975年[2]，美籍法国数学家曼德布罗特（B. B. Mandelbrot）提出了一种可以用于描绘和计算粗糙、破碎或不规则客体性质的新方法，并创造了分形 (fractal) 一词来描述。

分形是指一类无规则、混乱而复杂， 但其局部与整体有相似性的体系， 自相似性和标度不变性是其重要特征。体系的形成过程具有随机性，体系的维数可以不是整数而是分数 [3]。它的外表特征一般是极易破碎、无规则和复杂的，而其内部特征则是具有自相似性和自仿射性。自相似性是分形理论的核心，指局部的形态和整体的形态相似，即把考察对象的部分沿各个方向以相同比例放大后，其形态与整体相同或相似。自仿射性是指分形的局部与整体虽然不同， 但经过拉伸、压缩等操作后， 两者不仅相似， 而且可以重叠。

分形理论给部分与整体、无序与有序、有限与无限、简单与复杂、确定性与随机性等概念注入了新的内容，使人们能够以新的观念和手段探索这些复杂现象背后的本质联系。

1.2 絮凝体的分形特性

絮凝体的成长是一个随机过程， 具有非线性的特征。若不考虑絮凝体的破碎， 常规的絮凝过程是由初始颗粒通过线形随机运动叠加形成小的集团， 小集团又碰撞聚集成较大集团， 再进一步聚集，一步一步成长为大的絮凝体。 这一过程决定了絮凝体在一定范围内具有自相似性和标度不变性， 这正是分形的两个重要特征[4]， 即絮凝体的形成具有分形的特点。

2 絮凝体的模拟模型

2.1 絮凝体的分形结构模型

为了更好地了解絮凝体的形成过程并尽可能地加以预测， 经过大量的研究提出了众多的絮凝体结构模型。

2.1.1 早期的絮体结构模型

最早的一个模型[5]是由Vold 通过计算机模拟提出的具有3 层结构的模式: (见图1[4])初始颗粒， 絮凝体与絮凝体聚集体。该絮凝体结构由一中心核与一群向外延展的触须(突起) 形成的粗糙表面构成。该絮凝体的形成是由初始颗粒随机运动叠加而成， 不考虑内部重组过程。而絮凝的进一步聚集也即形成第三层次的聚集结构， 从而导致快速沉降与肉眼可见的悬浮颗粒。进一步分析其结构特征表明絮凝体密度随着中心向外逐渐降低， 并由此推导出絮凝体密度随粒径变化的经验公式Stokes 定律。

Sutherland对Vold絮凝体模式颗粒聚集过程中的随机特征提出了批评[6]。他认为絮凝体成长的主要机理不在于单独颗粒的碰撞而在于包含有不同数目颗粒的簇团之间的碰撞聚集， 这看起来更符合逻辑。因为事实上初始颗粒的碰撞只是在较小的簇形成期间显得十分重要。与Vold 模型相比， Sutherland 模型(见图2[4])形成更为多孔疏松的结构， 具有较低的密度。随着粒度的增加其密度降低而孔隙度也随着增加。当絮凝体成长过程中结构内部重整也将会发生。在悬浮液搅拌过程中发生同向絮凝时， 絮凝体的聚集条件将会发生变化。流体剪切力将会破坏絮凝体结构从而在一定条件下导致具有特征粒度的絮凝体形成。Sutherland模型仅仅适用于絮凝体粒度不大于数um。

絮体的复杂结构使得对其进行定量描述十分困难。早期提出的模型从不同角度对絮体结构进行了定量分析与描述， 一定程度上涉及了分形特征，但因没有归纳出其中分型概念而没有得到广泛运用。

2.1.2 絮体结构模型的发展

早期模型所考虑的初始颗粒均为单一粒度的均匀球体， 而通常所发生的情形不尽如此。Good-arz-Nia 建立了新的模型[7]， 其初始颗粒粒度分布基于一标准正态分布， 为具有不同轴半径比的椭圆形初始颗粒， 而结构由初始颗粒形成的链组成。计算所得絮体颗粒粒径与具有单一粒度分布的情形并没有太大的区别。絮体体积相对而言却变得较小。这是由于小颗粒的存在得以填充粒间间隙并导致更为密实的絮体。

Vold模型和Sutherland模型中，颗粒和簇团的运动都是按线性路线进行的，并不包括布朗运动，这与实际情况不符Witten & Sander对此作出修正[8]，他们设置了多个种子颗粒作为生长点，其它颗粒在随机位置加入并作随机行走直至达到与种子颗粒相邻的位置，相互粘附成为成长中的集团，然后不断加入颗粒至形成足够大的絮体。

3 絮凝体分形维数的计算方法

表征分形体系特征的参数是分形维数(Fractal Dimension) ，它是对应于分形体的不规则性和复杂性或空间填充度量的程度。由于研究对象的不同，存在多种不同的维数定义。常用的颗粒形态分形维数有4种: D、D 1、D 2和D k。D、D 1、D 2和D k 分别是从面积与周长、长度和周长、长度和面积、面积和阶数(rank)的关系得到。数学关系式如下:

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

其中P 为周长， A 为面积， L 是颗粒的最大长度，Nr 是具有面积a (a > A )的絮体数量或阶数。D、D k 和D 2 的瞬时变化与观测到的颗粒形态变化相一致， 并可量化， D 1 则不具有这一特点[10]。

目前分形维数的计算方法一般有两种途径:计算机模拟絮凝体成长过程和实验直接测定。 计算机模拟计算是基于絮凝体的形成机制，在20 世纪70 —80 年代运用较多； 随着科学技术的发展，通过先进仪器直接测定分形维数已成为可能，目前采用较多的有图像法、粒径分布法、光散射法、沉降法等。

3.1 计算机模拟计算[8]

计算机对絮凝体成长过程的模拟要根据实际情况选择合适的动力学模型和结构模型进行。具体的模拟方法有两种：网格模拟和非网格模拟。

网格模拟是在一个具有周边界条件的网格平面（二维）或立方体网格空间（三维）进行。所谓周期边界是指当颗粒在运动过程中溢出网格边界时，由对称的地方重新进入。

非网格模拟是在一个连续的有限空间内进行，与网格模拟义格子长度为单位不同，非网格模拟以颗粒粒径为单位度量，各颗粒或基团的位置由其质心决定。

两种方法由于所采用框架不同，得到的絮体形态有所差别，网格模拟得到的絮体中颗粒为正方形(二维)或立方体(三维)；非网格模拟得到的絮体中颗粒为圆形(二维)或球体(三维)，絮体圆滑度较网格模拟要好。

3.2 直接测定

3.2.1 图像法[11，12]

通过显微摄影技术，对水中絮凝体进行放大拍摄，运用计算机图像处理软件分析拍摄的絮凝体图像，可以测得絮凝体的投影面积A 、周长P 和在某一方向的最大长度L ，根据下述关系求得一维和二维分形维数:

三维分形维数一般不能通过图像法直接得到，需要进行一定的转换。 一种方法是根据投影面积求得等面积圆的直径dp (即当量直径) ，再将其换算成球体体积V ，根据下式推算D3 :

但有研究认为，这种方法计算的三维分形维数偏差较大，建议以与投影面积同等大小的椭圆换算成椭球体体积再用(3)式计算。图像法是目前普遍运用的分形维数计算方法。

3.2.2 粒径分布法[13]

此法又称为双斜率法，通过测定同等条件下以特征长度L (一般为某一方向最大长度)为参数的累积颗粒浓度分布曲线N (L)和以絮凝体体积为参数的分布曲线N (v ) 的斜率求得。

长度和体积分布函数分别如下:

式中SL 和Sv 分别为长度与体积颗粒分布曲线指数， AL 和Av 为常数。 由于是同等条件下的累积分布曲线，因此有:

一般认为絮凝体由初始颗粒( Primary Particle) 组成。 用初始颗粒长度L ，形状系数α， 密度ρ， 堆积系数β 表示出体积v 为:

将(8) 式代入(7) 式有:

(9) 式两边的L 项指数应该相等，则有:

如果知道颗粒以长度和体积为参数的分布曲线，根据曲线斜率按上式可计算出分形维数。

3.2.3 其它方法[14]

沉降法是通过测定或计算絮凝体沉降速度u 与特征长度L 之间的关系u∝ LD ，从而推算分形维数，该方法适用于絮凝体比较密实并且不易破碎的情况。

光散射法是通过小角度X 射线散射法，根据散射光强I ( q) 与光波矢量q 之间的关系I ( q) = | q|D 求得分形维数。 该方法是以瑞利(Rayleigh) 散射为前提，当絮凝体粒径太大时，产生的偏差较大。

用静态光散射测定快速絮凝的絮凝体模型分维数是1.75～1.80 ，而用沉降法测定快速絮凝的絮凝体分维数是1.65～1.70; 对架桥絮凝体用静态光散射法测定的维数是2.12 ，而用沉降法测定的维数是1. 81[3]。 其中，光散射法对小的、松散的絮凝体测定效果好，而沉降法对絮凝体大的、致密的絮凝体测定效果好。

此外，还有通过改变观察尺度求分形维数，根据相关函数求分形维数，根据频谱求分形维数等方法。

4 分形理论在混凝过程中的应用

4.1 分形参数与混凝效果的关系

一些研究人员通过实验验证了絮凝体的分形参数与混凝效果的关系。常颖[15] 、李孟[16]等对混凝控制的研究表明：对应不同的原水浊度，改变混凝剂的投量后絮凝体的分形维数和沉后水浊度可表现出良好的相关性。陆谢娟等[17]的实验讨论了不同的投药量、搅拌条件、沉淀时间下，形成的絮凝体结构和絮凝体分形维数的关系，发现絮凝效果好时， 絮凝体的分形维数值偏高； 分形维数在反映絮凝体絮凝变化程度时是非常灵敏的， 可以用不同分形维数值来表征不同条件下形成的絮凝体的自相似分形特征。因此可以通过测定分形维数来控制混凝时絮凝体的成长。

4.2 应用实例

水处理过程中，絮体的分形特性对调节颗粒物的传输与去除发挥着重要的作用。如李冬梅等[18]在对以黄河泥沙为代表的高浓度悬浊液架桥絮凝实验研究中通过对电镜照片（图1）中絮体维数的测定，发现在慢速絮凝阶段的中前期（絮凝时间180秒）， 絮凝体“分维”达最大值，结构的密实程度为最佳， ，此时，絮凝体孔隙率最小，粒度分布最集中，沉速最快(见图1 (c)) 。

a —絮凝时间10 s (快搅结束时拍摄) ; b —絮凝时间50 s (慢搅过程拍摄) ; c —絮凝时间180 s (慢搅过程拍摄) ; d —絮凝时间600 s (慢搅结束时拍摄) ; e —搅拌停止15 s 后拍摄; f —a 图的局部扫描照片(放大倍数为5 000 倍) ? a～e 为絮凝体显微摄像照片(放大倍数为180 倍)

实验结果同时表明：⑴絮凝体构造由瞬间形成的“分维”较低的DLCA 模式逐步过渡到“分维”较高的RLCA 模式，最后趋于相对稳定构型。 ⑵絮凝体分形结构演变过程导致絮凝体内部渗透性显著不同，当D3 > 2 时， D3 越大，絮凝体沉速越高; 当D3 < 2时， D3 越大，则絮凝体沉速越低。⑶不同含沙量下絮凝体分形结构的发展变化规律基本相同。但悬浊液含沙量越高，絮凝体的分形结构越密实，“分维”提高越显著。

金鹏康等[18]对絮凝体粒径分布规律的研究指出， 只要知道初始颗粒的特征， 再测定出任一时刻的平均体积以及絮凝体的分形维数， 就可以计算出任一时刻的标准偏差， 从而得到絮凝体的对数正态分布函数。

魏在山等[19]实验发现在聚硅硫酸铁铝( PFASSi ) 和聚丙烯酰胺(PAM) 共同使用时， 絮凝体具有网络结构、比表面积大， 吸附架桥能力强， 从而使小颗粒聚集成体形大， 多孔、复杂、不规则，具有自相似性（即分形特征）的絮凝体， 确定絮凝体的分维数， 能够很好地描述和分析絮凝体的形成、生长及不规则程度，解释混凝和气浮过程中的现象和机理。

上述实验通过现代结构表征技术对分形结构与各种影响因素之间相互关系进行研究， 阐明了混凝工艺条件对絮凝体形成和结构的影响，提高了人们对混凝过程动力学的认识。

5 研究展望

传统的絮凝理论提供了模拟与计算的基本框架， 结合分形理论对絮凝机理作进一步研究可以深化我们对其过程及内涵的理解。 混凝过程中絮凝体分维值的变化可以用来预测不同的絮凝体结构的转折点，还可以进一步对絮凝体形成的影响因素进行研究，提出最佳的混凝控制条件。 然而，对絮凝机理的研究尚处于起步阶段， 虽然产生了许多混凝动力学模型，但是基于微观表象强加于模型上的约束条件， 使它们并不能完满地描述混凝过程的实际情况。研究人员对混凝机理与动力学过程的认识仍局限于简单体系中絮凝过程的探讨， 对复杂体系过程的研究还有待进一步深入。

参考文献

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第5篇：水利工程的用处范文

工建设及管理工作提出了更高的要求。水利水电工程施工建设质量一直是施工管理中至关重

要的环节，基础处理部分关系着整个水利水电工程的施工质量、工程的安全性能以及投产运

营之后人民群众的生命财产的安全，影响着施工企业战略目标的实现与健康持续的发展，在

水利水电工程的施工建设过程中，必须足够重视基础处理技术，严格落实施工标准来保障基

础及地基的承载能力。

关键词:水利水电工程;基础工程;处理技术

中图分类号：TV74 文献标识码：A

水利水电工程在施工建设过程中，所涉及到的工程环节较为复杂、工程覆盖范围比较广

泛、工程项目的流动性比较大，加之工程的结构类型、质量标准、施工周期及现实条件等诸

多方面都存在的较大的差异，施工建设中容易引发多种质量问题，严重影响着水利水电工程

施工建设中工程造价、工程质量及工程周期的有效保证。基础处理作为水利水电工程施工建

设中非常关键的环节，处理技术的落实影响着工程基本承载能力，需要技术及施工人员依据

工程特点严格落实。

一、水利水电工程基础处理技术特点

分析水利水电工程基础工程的处理技术特点，能为明确水利水电工程施工建设中基础处

理的要点，以及选择采用何种有针对性适宜的处理技术具有指导性的意义。水利水电工程的

基础处理技术关系着整个建设工程的安危，建筑物承受的荷载情况相对复杂，在运营使用中

面临的不利因素比较多，对基础及地基的要求比较高，基础处理技术就成为了关键，水利水

电大量事故中相当部分都是由地基险情或地基失稳所引发的。水利水电工程中基础处理环节

相对复杂，施工建设现场的地质条件差异比较大、相对比较复杂，为有效的减少由基础所引

发的损失或事故，基础处理工作之前的现场基础勘察较为重要，要实施必要的补充勘察或者

是在施工之前进行现场基础承载力、渗水等方面的试验。基础工程的处理在水利水电工程施

工建设中相较而言是较为隐蔽的工程，在施工建设结束之后直观性的质量检验及质量评定工

作较难开展，所存在的质量缺陷多在运行使用阶段才显露出来，此时往往造成较大的质量缺陷或者是安全事故，而反工修补工作的开展也相对困难，基础处理要注重施工质量控制与质

量检验。

二、水利水电工程基础处理技术要点

在水利水电工程基础处理技术落实之前，技术人员及施工人员要拥有基础施工图纸、基

础处理技术文件、地质勘查报告等，对基础处理工程现场的各种地质条件有清楚的认识;在

基础开挖之前，依据施工方案中的各项规定严格执行各种清场操作，对处于施工范围内的各

种建筑物、树木、管线等实施妥善的处理;熟悉基础处理工程现场及周边的地层岩性、地形

地貌、地质构造以及水文地质等，尤其是在地质构造相对复杂的山区等特殊的地形环境下，

严格落实基础处理过程中有可能出现的滑坡或塌陷等的预防性措施;在将用于水利水电工程

基础处理施工所需的机械设备及工程材料运往施工现场之前，要做好相关路段的现场勘察;

对基础处理现场的测量线上的定位控制线以及水准基准点等进行尺寸复核、现场保护以及定

期复测等，办理好相应的预测验手续;在执行位于地下水位之下的坑槽以及管沟的土方开挖

过程中，要综合地质勘探资料以及水文地质构造方面的资料，以合理的措施科学的降低地下

水位，以便于作业面上的施工作业的开展。

三、水利水电工程基础处理技术方法

3.1在水利水电工程基础处理技术的应用过程中，要依据地基中的地质构造特点，重点考虑土质特点，尤其是不良地基条件下的基础处理技术的合理选用。不良地基依据形成原因和主要特点可将其分为常见的三种土质杂填土、软土及膨胀土，其中杂填土是较为常见的不良地基，主要的形成原因是生活及生产活动中产生并逐渐的积累下的垃圾土，在历史久远的工矿区及居民区的大面积的存在现象较为普遍;软土常见于会经常遭受泥沙冲击的地带，其主要成分是粘着性的沉积物，因水利水电工程大多在河流附近组建，施工建设现场该种土质比较常见;膨胀土是较为奇特的土质，多分布于湖南以及四川等地带，其亲水性能非常强，使得体积在一定范围内随着含水量的增多而增大，所存在的弹性变换容易造成工程的损坏。因此基础处理技术的使用要结合具体的土质特点进行。

3.2在水利水电工程的基础处理工程中，灌浆技术是使用较为普遍的基础处理技术，在大坝的坝基的防渗与加固处理中有非常广泛的应用。无塞灌浆技术在以往被叫做是“白上而下的循环式不待凝孔口封闭式灌浆法”，该技术的应用是首先钻出一个要比帷幕灌浆孔大的孔洞，将钻杆或者是无缝钢管下入孔洞中来作为射浆管，将钻杆与L壁之问存在的空隙选作循环灌浆实现所需要的回浆管，其他的操作流程与常规的帷幕孔口的封闭式灌浆法相同。在水利水电工程的基础处理过程中，如果遇到特大漏水通道，在没有水流作用及倾角先对缓慢的大裂缝时，首先要采用水泥砂浆、浓浆或者是问歇灌浆等灌浆技术进行处理，如果处理效果并不明显，还可采用稳定浆液、混合浆液的定量灌注技术来实施基础的进一步稳固;而对于存在水流作用或者是倾角坡度较大的大孔洞及大裂缝，要合理的设定充填及配料，进行模袋灌浆技术与双浆液灌浆技术的合理选用。

3.3软土质的地基处理技术常见的有挖除置换法、加筋法、混凝土灌桩法以及旋喷法等。挖

除置换法是将承载条件较差的土质挖出，使用无侵蚀性并且具有低压缩特性的散粒材料进行

填充，可被选用的材料有粗砂粒、卵石、煤渣及石屑等，从而改变软土质不具有良好承载力

的问题。加筋法即在软土地基之上放置拉力符合标准的化合物，以提升土质的强度以及韧性

使其基础达到工程标准。混凝土灌桩法是在软土质基础之上利用混凝土灌桩来有效承受上部

结构所带来的荷载，从而提升基础的承载能力;与混凝土灌桩原理相类似的还有灌浆法，将

含有硅酸盐类、木质素类以及聚氨酷类的液态化学浆材灌注到软土质层中，液浆在固化之后

可具有良好的固性和承载力等。

3.4基础处理过程中针对土层液化的处理技术，土层出现液化现象可能会导致基础失稳，出现移位沉陷现象，对上层的建筑体造成严重的影响，易液化的土层是水利水电工程施工建设中所遇到的基础处理中危险性最高的土质。为控制液化土层向四周扩散，造成更大范围内的损害，采用混凝土在基础部位将大坝的四面墙进行封堵;可采用同软土质同样的处理技术，将液化土层实施开挖清除，利用高强度、高防水性能的材料进行取而代之，提升基础的稳定性与承载能力，但液化土层的基础处理技术要依据施工现场的具体特点选用最佳的处理技术。

3.5基础处理过程中的防渗技术，透水层的施工建设是水利水电工程基础工程中的关键环节，对工程的整体质量具有较大的影响作用。在组成大坝及土坝的成分中，往往含有较多透水能力较强的成分，在造成水量大量流失的同时可能会引发管涌现象，增加单位面积上的承载压力，对建筑物的稳定性以及安全性造成不利影响。此时可通过高压喷射灌浆技术的应用来修筑起水泥防渗墙，在坝前实施混凝土铺设，有效的提升大坝基础的防渗半径;可以利用混凝土建立截水墙，利用冲击钻机进行大口径的空洞的钻打，并利用粘土或者是回填混凝土等形成基础的防渗墙。

结语

水利水电工程的基础处理关系着上部结构的安全性与稳定性，决定着整个水利水电工程

的施工质量，在基础处理技术的使用过程中，要依据施工现场的地质特点以及承载力的基本要求等进行基础处理技术的科学选用。

参考文献:

[1]张志良.水利水电基础工程与地基处理技术的现状和展望「J}.水利水电施工，2008 (02>

第6篇：水利工程的用处范文

关键词：污水处理；除臭工程；紫外光催化氧化

污水处理对于现代的绿色生活至关重要，然而污水处理厂在处理污水、污泥等过程中将产生一定的恶臭气体，恶臭气体的散发将极大的影响甚至危害附近居民的正常生活，也易因恶臭气体的散发引发严重的环境污染问题。污水处理厂在处理污水、污泥中产生的臭味就成为当前环境生态发展的重要议题。本文以紫外光催化氧化为例，探析污水处理厂除臭工程的应用，以期为污水处理厂在处理污水、污泥中产生的臭味除臭给出一定对策。通过采用适当的构筑物加盖形式，设计合理的换气次数，并以紫外光催化氧化设备试行处理广东某污水处理厂的臭气，在试验结果中得出，该设备的除臭效率上较之现行其他设备具有一定的优越性，且操作相对简单，具有阻力小、不产生二次污染的优良性能，对于城市污水处理厂除臭工程具有较强的适用性，具有较好的市场前景与社会效益。

一、污水处理厂臭气的产生及其分解

（一）臭气的产生、臭气的类别

考察污水处理厂臭气的来源，可以观察知晓污水处理厂恶臭发生源主要构筑物有粗格栅、沉砂池、曝气池、生物反应池、储泥池（ 污泥浓缩池），主要建筑物有进水提升泵房、脱水机房及污泥堆场。以上不同的构筑物、建筑物产生恶臭气体有所不同，如初沉池污泥厌氧消化过程中产生的臭气以H2 S及其他含硫气体为主，污泥硷化稳定过程中会产生氨气和其他易挥发物质，污水处理厂的进水提升泵房产生的主要臭气为H2S，垃圾堆肥过程中会产生氨气、胺、含硫化合物、脂肪酸、芳香族和二甲基硫等臭气，污泥风干过程则会有一定的硫化氢，但主要以硫醇和二甲基硫气体为主。经过臭气产生及其类别的分析，可知污水、污泥处理过程中产生的恶臭气体对人体与生活都可能造成极大的危害，如何应用现代工程进行污水处理的除臭工程，首先对其产生的臭气成分及其进行分析。

（二）污水处理中产生的臭气成分分析

污水处理工艺过程中产生的恶臭气体主要由碳、氢和硫元素组成。其成分构成种类与浓度值则与污水本身的性质及种类有关。作者选取污水处理中的H2S、NH3作为恶臭污染物样本，在七天的监测与样品对比后，得出H2S、NH3的浓度分别为0～8.7mg /m3与0～0.7mg /m3。在检测的样本中可发现，臭气的浓度较高且对人体有一定的影响。

二、恶臭气体加罩收集系统

（一）恶臭气体加罩收集系统的设计

恶臭气体加罩收集系统的设计理念主要是在最小范围对臭气进行封闭与直接收集，以免其扩散或加强，以加罩的方法对其进行封闭与收集。目前我国，加盖除臭的结构形式主要有钢筋混凝土顶板加盖；轻型骨架覆面加盖，采用彩色压型钢板、聚酯玻璃钢、PC 板（ 玻璃卡普隆或阳光板） 和夹丝（ 钢化） 玻璃等作为覆面结构；钢支撑反吊膜结构加盖等三种方法。以上方法的选择与设计主要是考虑当地的经济条件、场地条件、设备条件等，应充分考虑设备维护如何更为简便、设备的检修或更换如何更为便利；加罩的方式要尽量周全与便捷；材质要考虑其轻便、抗老化、耐腐蚀，具有较高的实用性。同时应充分考虑其运行成本，尽量降低其费用的投入，包括材料与人本成本。

（二）恶臭气体加罩收集系统风量的计算

本工程恶臭气体排风量根据各构筑物臭气空间容积和换气次数确定，设计缺氧池排气次数为7次/ h，其余池体换气次数为3次/ h；调节池和接触池设有曝气系统，臭气排风量在换气次数3次/ h的基础上还需要加曝气量。本工程恶臭气体排风量取值4000m3/h。

三、恶臭物质的处理方法

除臭处理技术目前主要有土壤法、生物滤池法、化学洗涤法、植物提取液净化法、高能离子净化法及紫外光催化氧化法等。其中土壤法、生物滤池法、高能离子净化法等方法占地较大，投资较大。植物提取液净化法虽能除臭但却有一种植物提取液的特殊气味。化学洗涤法需要使用酸、碱及氧化剂，且设备阻力大，能耗高。紫外光催化氧化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物及可减少二次污染等突出优点。故本工程选用紫外光催化氧化设备除臭。

四、紫外光催化氧化的应用

（一）紫外光催化氧化的应用原理

在紫外光催化氧化设备内，高能紫外线光束与空气、TiO2反应产生臭氧、羟基自由基对恶臭气体进行协同分解氧化反应，生成水和CO2，达标后经排风管排入大气，整个分解氧化过程在2s内完成。其原理包括产生臭氧、产生羟基自由基和灭菌脱臭。

1、臭氧的产生

通过紫外光催化氧化，在100nm ～ 200 nm属真空紫外，在空气中很快被氧吸收，形成臭氧。该设备以紫外线灯使产生的臭氧，可以氧化分解有机物和无机物，与主要臭气硫化氢、氨、苯乙烯、二硫化碳、甲硫醇等，都可发生反应。在臭氧的作用下，这些恶臭气体由大分子物质分解为小分子物质，直至矿化。

2、产生羟基自由基

纳米TiO2受到波长小于387.5 nm的紫外光照射时，当能量等于或大于禁带宽度（ 也称带隙，Eg） ，价带上的电子跃迁到导带，激发电离出电子同时产生正电性的空穴，形成电子-空穴对，分布在表面上的空穴将空气中的水分子氧化成・OH，・OH能氧化大部分有机和无机污染物，在光催化氧化中起着决定性的作用。

3、灭菌与除臭

高能紫外光能穿透细菌、病毒的细胞膜，使核酸（ DNA） 损伤，导致细胞失去繁殖能力，再通过・OH、O3进行氧化反应，彻底达到杀灭细菌的目的并脱臭。

简单来说，污水处理厂臭气的除去，先是通过恶臭气体加罩收集系统，再通过紫外光催化氧化设备，经抽风机，再达标排放，既缓解了传统方法占地大、耗资高的问题，也达到了更好的除臭效果。

（二）紫外光催化氧化设备的性能与成本

1、紫外光催化氧化设备的性能

UVCY 紫外光催化氧化设备包括带盖板的外壳，外壳上设置有仪表及控制系统； 外壳的前后端分别设置有臭气进气口以及净化气出口，进气口后面设有空气过滤模块，出气口前面设有活性碳纤维过滤模块；在空气过滤模块和活性碳纤维过滤模块之间交替布置着多个光触媒（ 纳米TiO2） 模块和紫外线灯模块；紫外光催化氧化设备具有较高的除臭效率，且占地相对传统处理设备有一定的优势，操作起来相对简单，人力成本也随之降低，设备在运转除臭过程中还能起到杀菌的作用，也不带来二次污染。

2、紫外光催化氧化设备的成本

紫外光催化氧化设备目前市面价值大约为15万元，每小时每立方米臭气对应的紫外线灯功率为0.5-1W，紫外灯功率为2880W，风机功率为1.1kW，排风量为3000m3/h，相对其他设备紫外光催化氧化设备在成本上具有一定的优势。

五、紫外光催化氧化设备运行结果

2012年10月对紫外光催化氧化设备投入广东省某污水处理厂运营，2013年4月在当地环境保护监测站对其运行效果进行验收检测，验收结果表明，各项指标符合国家污水处理除臭标准。具体的除臭值为，对恶臭污染物氨、硫化氨、臭气浓度、甲烷的去除效果检测为氨的最小值为0.087mg・m-3，最大值为0.431mg・m-3，平均值为0.221mg・m-3，而国家标准值为1.5mg・m-3，远远超出国家标准预期；硫化氨未检出，国家标准值为0.05mg・m-3；臭气浓度最小值为-10，最大值为15，平均值为10，国家标准值为20；甲烷的数据最小值为3.20-6，最大值为7.780-6，平均值为4.570-6，国家标准值为10000-6。

六、结论

由以上试验与运行结果可知，恶臭气体加罩收集系统在污水处理的除臭工程中至关重要，恶臭气体排风的量与度均由臭气空间容积以确定，紫外光催化氧化设备在城市污水处理厂除臭工程的应用中具有较强的经济效益与社会效益，该设备的除臭效率上较之现行其他设备具有一定的优越性，且操作相对简单，具有阻力小、不产生二次污染的优良性能，对于城市污水处理厂除臭工程具有较强的适用性，具有较好的市场前景。

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第7篇：水利工程的用处范文

关键词：水利 工程 现代 测绘 技术

中图分类号：TV文献标识码： A

正文：

我国经济取得了快速的发展，近几年来，我国更重视于国防的建设，而测绘技术为国防建设的一项基础性工作，所以加强测绘技术水平具有十分重要的意义，其不仅对宏观调控具有较好的改善作用，同时也可以有效的对区域的发展进行协调，对于我国新时期和谐社会的建设具有极其重要的推动作用。随着水利工程规模的不断扩大，现代化的测绘技术得以广泛的应用，这在很大程度上降低了测绘人员的工作量及水利工程的造价成本。

1 测绘新技术的内容

目前所说的“3S”技术即是测绘技术的新内容，其中包括全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、全自动的测图系统以及遥感技术(Rs)。在测绘新技术内容中，其中全球定位系统利用信号接收机对测绘眯的三维坐标值进行测算，而且此接收机在接收信号时还不会受到时间和地点的限制。而地理信息系统则利用计算机技术的支持，从而实现对空间内涵的信息进地输入、储存、查询、分析、运算和表达。而实现对测量目标的大小、形状、性擀和位置的测量时，则需要利用遥感技术中的传感器来获取目标的影像资料，从而提取出有用的信息。而当需要进行航测成图时，则需要利用全自动测图系统来进行，其可以有效的减少成图的时间，有效的提高勘测的效率。

2“三 S”技术集成

GPS 全球定位系统、RS 遥感技术和 GIS 地理信息系统的集成，即“三 S”技术集成。GPS 主要用于实时、快速地提供目标的空间位置；RS 用于实时快速地提供大面积地表物体及其环境的几何与物理信息及各种变化；GIS 为对多种来源的时空数据的综合处理分析和应用的平台。“三 S”技术集成带来了地球表面的时空模型，它不仅提供地面物体及其环境的几何信息，而且给出了空间位置，并通过应用平台对模型进行综合处理和分析，满足应用者的各种要求。

3 采用新测绘技术意义重大

目前信息产业取得了较快的发展，这对于测绘技术起到了积极的促进作用，测绘技术水平的提升，不仅是国家科技水平的重要体现，同时也是当前国情、国力的重要手段。通过测绘技术为各级政府提供测绘公共服务，使政府的管理决策水平得到有效的提高。测绘成果绘制成图后，其是国家和政治主张的体现，所以测绘工作还涉及国家，所以需要保证测绘成果的安全性，从而使国家的和安全得以维护。所以需要有效的提高测绘服务的水平，从而使社会得以健康、快速的发展。近年来我国的测绘事业取得了快速的发展，相关的法律法规也不断的完善，这对于测绘水平的提高也起到了积极的作用。当前地理信息产业正在兴起，这对测绘起到了极强的保障作用，但在当前我国社会的快速发展过程中，测绘的需求和测绘的发展存在着脱节的情况，而且二者之间的矛盾也在日益的突出。所以提高测绘技术的水平，使测绘技术开始向现代化和智能化的方向发展具有迫切性。

4 现代测绘技术在水利工程中的应用

由于现代农业的快速发展，使水利工程的规模得以不断的扩大。水利工程具有工期长、任务重的特点，所以需要在较短时间内提供大量的数据，这就对测绘技术提出了更高的要求，仅仅依靠传统的测绘作业模式是满足不了水利工程对数据的需求，所以需要利用现代化的测绘技术来为水利工程提供良好的服务。

4.1 在大型水利工程中的应用

在南水北调、三峡水利枢纽等大型的水利工程建设中，现代测绘技术深入到各个阶段。勘测施工的坐标框架即控制网的建立，已由 GPS 定位代替传统的三角测量。目前除大范围（400 平方千米以上） 控制测量以外，GPS 定位从静态定位后处理向实时动态定位方向发展。从单纯的精密定位处理向建立特定勘测施工坐标系方向发展。勘测阶段已完全采用全数字摄影测量技术和野外数字测图技术获得数字地形图。目前，勘测技术开始向机载激光测量和 CCD 航摄集成技术过渡，以获取真三维数字地图。利用数字地形图可以实现三维虚拟现实，在三维可视化可量测景观上呈现多种工程设计方案，实现各种工程设计仿真，并及时计算出相应的土石方工程量，做出该区域环境评估，以提供最优化设计方案。在水利工程施工建设和现场管理中，采取了大量的现代数字测绘手段。目前除大量采用全站仪进行施工放样、土石方验收，采用数字水准仪测定挖填深度、测量坡度外，还有三维近地激光影像扫描、GPS -RTK 实时测图与工程放样、航空摄影和卫星摄影测量等方法可进行实时的工程进度管理，还可以辅以移动通信和网络通信等手段，实现远程实时监控。在山体开挖、隧道开凿等危险施工中，智能全站仪或 GPS 与 GIS 集成技术可实现工程机械的自动化运行和工程安全及质量监控。智能全站仪可以控制机械掘进（隧道）的位置和方向，GPS 可以实时定出施工车辆的位置和姿态，可实现现场土方自动挖掘控制和工程量精密计算，从而实现开挖和掘进的自动化。

4.2 在防灾减灾救灾中的应用

利用“3S”技术不仅可以实现对江、河、湖等水位的监测工作，同时可以提前进行灾情的预报，从而为防灾和抗灾提供准确的信息。而且利用遥感技术还可以实现对水下资源的监测，从而有效的对水污染情况进行监测，以便于采取及时的治理措施。目前在我国已建立了灾情预报系统，对于防灾和救灾将起到积极的作用。

4.3 在变形监测中的应用

在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。如采用 GPS、智能全站仪（测量机器人）和数字垂线仪等技术( 它们都具有全自动、全天候、无人值守的特点) ，综合其他工业传感器，可实现全自动、无人或少人值守的工程运行方式。又如，利用三维激光影像扫描仪，可以对监测对象（大坝、桥梁）进行全方位的监测，几秒钟内对整体几百万个扫描数据进行毫米级分析，可以随时准确了解观测对象整体模型变形情况。

4.4 RS 技术在水利工程勘测中的应用

当前在编制地形图、像片图和专用图过程中都会利用遥感技术，能用遥感技术可以有效的对水利工程的流域进行规划，而且在无人烟的地方也能利用遥感像片提供信息，从而有效的减少了野外工作人员的工作强度，可以在短时间内快速成图。

5 结束语

将测绘技术应用到水利工程中，可以有效的提高水利工程设计、施工及运营的质量，有效的控制造价成本，所以测绘技术的先进与否，则直接影响着水利工程的健康发展。因此需要加强对测绘技术在水利工程应用中的研究，从而有效的提高测绘质量，使测绘工作人员的工作量得以降低，推动水利工程得以健康、持续的发展，使其社会效益和经济效益得以实现。

参考文献

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第8篇：水利工程的用处范文

【关键词】：桩基础；桩支护；水利工程；应用

【 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

中图分类号：TV文献标识码：A 文章编号：

1引言

在水利工程建设过程中，常会碰到软弱地基的情况。所谓的软弱地基是指由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。这种地基承载力低，伴随有液化状态，属抗震不良地基。为此，常常需要采用桩基础处理地基，同时，由于场地限制，也常常要采用桩支护开挖施工。

2水利工程中常用的桩的类型

桩的种类很多，在水利工程中较常使用的有混凝土预制桩、灌注桩、水泥土搅拌桩、钢板桩等，它们广泛运用于水闸、泵站、水电站、堤围、水库、水坝、码头等的地基处理和支护开挖中。

2.1混凝土预制桩：

混凝土预制桩包括混凝土实心桩和高强预应力混凝土空心桩，较常使用的是预应力管桩，管桩分为A、AB、B、C型桩，其主要区别是桩的抗弯剪能力，其顺序为C>B>AB>A。

预制管桩的施工可分为锤击法和静压法。锤击法施工效率较低，易断桩，但造价相对较低，适用于场地周边较少建筑物的情况；静压法单价较高，但施工效率较高，不易断桩，对周边建筑物影响较小。需要注意的是，水工建筑物的预制管桩控制贯入度一般比民用建筑大，这是为了给管桩基础预留一定的沉降变形，以减少地基土的沉降差，避免整体式底板脱空而达不到水工建筑物的防渗要求。

预制管桩的施工效率相对较高，竖向承载力也容易保证，但水平承载力很小，因此，水利工程中常跟其他桩基础共同处理地基。同时，预制桩穿透能力较差，遇到孤石或深厚砂层，容易断桩。

2.2灌注桩

灌注桩包括钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩等。较常使用的是钻孔灌注桩。

钻孔灌注桩相比其他桩型施工效率相对较低，造价较高，施工过程中有泥浆排出，易污染环境。然而灌注桩桩径相对较大，水平承载力高，穿透能力好，施工机械相对预制管桩较轻便，许多预制管桩机受到限制的场地，都可以采用灌注桩施工。

2.3 水泥土搅拌桩

水泥土搅拌桩是常用的地基处理方式。它是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，将固化剂和地基土强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。这种桩不单独受力，而是将部分土体增强成桩体，由增强体和周围地基同承担荷载而成为一种复合地基。

水泥土搅拌桩分为湿法和干法，湿法喷射的是水泥浆，而干法喷射的是水泥粉（俗称粉喷桩），湿法加固深度不宜大于20米，干法不宜大于15米。

水泥土搅拌桩具有造价较低，处理后的地基整体性较好，抵抗水平力能力较强的优势，但是其成桩的质量难以控制，竖向承载力较差，加固深度有限，因此，往往要结合其他桩型共同处理地基。

2.4钢板桩

钢板桩主要用于港口、码头、船厂建设等永久性工程和建桥围堰、基坑支护等临时性工程，也用于水闸、泵房等水工建筑的特殊部位进行防渗处理。钢板桩根据其加工制作工艺的不同可以分为：热轧钢板桩（也叫拉森型钢板桩）、冷弯薄壁钢板桩。在工程建设中，冷弯钢板桩应用范围较狭窄，大都作为应用的材料补充，热轧钢板桩一直是工程应用的主导产品。

钢板桩具有施工简便，工期短，隔水性能好，可重复利用的优点，但是高昂的造价使其应用受到了限制。随着生产工艺的改进和新型桩的推广，钢板桩的应用范围在逐渐扩大。

2.5 其他桩型

常用的其他桩型包括木桩、预制水泥桩等，这类桩大量应用于挡墙的地基处理以及简单的围堰、支护工程。这类桩具有施工简便、造价低的优点，但是目前的规范对这类桩没有检测的标准，预制水泥桩生产模式大多是小工坊作业，质量难以保证，而木桩要消耗大量的木材，不环保。

3.桩的相关计算

桩的相关计算包括竖向承载力、水平承载力、沉降以及水平位移等。水利工程的相关规范中，暂时没有单独介绍桩相关计算的章节，目前，主要参考工业与民用建筑的相关规范。

3.1竖向承载力和沉降计算：

（一）对于混凝土预制桩、灌注桩等由桩单独受力的构件。

其竖向承载力计算公式如下：

（1）

式中， 是桩端承载力， 是桩周摩擦力。

桩基础最终沉降量的计算采用单向压缩分层总和法：

（2）

（二）对于水泥土搅拌桩这类由桩和周边同形成复合地基的基础。

复合地基承载力计算公式如下：

（3）

其中，Ra为水泥搅拌桩的单桩竖向承载力，计算公式如下：

（4）

由水泥搅拌桩处理后的复合地基的沉降变形，包括复合土层平均压缩变形s1和未加固土层的压缩变形s2。

s1可采用复合模量法，按下式计算：

（5）

（6）

s2可采用分层总和法，按下式计算：

（7）

以上公式的用法及符号解释可参见各相关规范。

3.2水平荷载下桩身内力和水平变形计算：

水利工程中，桩的水平承载能力通常是由桩的变形来控制的，而对于桩的水平变形，计算方法很多，在现行规范中，《港口工程桩基规范》阐述的较为全面，共推荐了三种计算方法：m法、p-y曲线法、NL法，这三种方法各有其优缺点和适用范围。

（一）m法：

m法是一种线弹性地基反力法，其假设前提是桩土之间相互作用力与桩变位成正比，水平地基抗力随深度呈线性增加。m法适用于正常固结的粘土和砂土，而且要求桩的泥面位移≤10mm，误差才较小。m法的解法通常有两种，一种是解析法，另一种是数值法。

第9篇：水利工程的用处范文

关键词:环境工程 水处理 曝气设备 应用

中图分类号：E271文献标识码： A

我国现阶段还是制造业大国，各大工业企业的不断发展，对水体环境的污染非常严重，在环境治理工程也非常注意对水污染的防治工作，在不断的摸索中曝气技术就得到了广泛的研究和应用。借助曝气技术,将空气转移到受污染的水之中,对污水进行搅拌的同时使空气中的氧能够迅速转到污水之中, 既能避免曝气池内的悬浮物出现下沉，也给微生物的生长代谢提供氧源，在通常情况下，它可以加强池内微生物、溶解氧以及有机物的充分接触与结合, 以达到对污水中的有机物进行氧化分解的目的。

一、环境工程水处理中曝气的应用分析

曝气技术在环境工程中的地位是非常关键的，曝气设备也在随着科学技术的不断进步也在不断的完善中，目前全世界的水处理项目中都离不开曝气技术的运用。曝气技术在环境工程的水处理的应用中,主要依托曝气设备而实现的。曝气设备按运行方式和操作条件的不同可分为机械曝气和鼓风曝气。在实际应用中，对曝气设备的稳定性、可维护性、氧转移效率、能源消耗、噪音公害、经济性提出要广泛的要求。在环境工程的水处理中, 主要应用的曝气设备有以下几类。

1 . 1 潜水射流曝气设备的应用

在工业污水处理中, 射流曝气活性污泥工艺的应用相当广泛。在污水处理中, 主要运用潜水射流曝气设备,使水流通过曝气设备中的喷嘴座( 设置于泵出口位置)被迅速地输送至混气室内,同时通过进气导管将空气导入该混气室内,使混气室内的空气与水接触并混合, 之后再通过扩散管将混气室内的空气排出。运用射流曝气活性污泥工艺进行污水处理,其处理中曝气的时间较短, 而且对空气的氧的利用率较高, 并具有较强的充氧动力效率。

在潜水射流曝气设备中, 深水自吸式潜水射流曝气机是其核心组成部分,该部分主要是由消音器、进气管与扩散管、潜水排污泵等几大主体部分组成, 水流在潜水电泵的作用下,经过曝气设备的喷嘴座, 加快水流的速度, 在喷嘴座的四周形成高速水流以及负压, 从而使空气在水流与负压作用下进入进气管之中, 并与水流接触结合, 最终形成混合流, 并通过排气管高速喷出带有气泡的液气混合流, 之后在水深较深、面积较广的水域漩涡中进行搅拌, 最终完成整个曝气过程。该曝气设备中设置有消音器,以消除曝气过程中的噪音, 防止噪音公害产生。同时, 在污水处理中, 处理水的深度较深, 一般在水处理深度在5～5.5 m的范围内时,若污水处理量相同, 运用该曝气工艺, 还能有效减少污水池的污水面积,利于污水处理中的成本降低。

1 . 2 表面曝气设备的应用

在环境工程的污水处理中, 表面曝气设备也是应用非常广泛的一种曝气设备,在污水处理中,运用该曝气设备,通过电机的驱动,带动轴流式叶轮能够快速地运转,并利用导管导水板喷出废水,在喷出废水的过程中,会产生较薄的水幕,从而使其与空气结合,产生大量的水滴,并在水滴下降至液面的过程中,出现大量的气泡与乱流,增加水中的含氧量。在环境工程的水处理中运用该曝气设备,所需能耗较小,而且曝气设备结构简单,同时在曝气过程中,无需设置大量的曝气头以及布气管道, 能有效降低污水处理的成本投入。

1 . 3 鼓风曝气设备的应用

运用鼓风曝气设备进行环境工程中的水处理时,主要通过曝气风机的运用,产生一定压力与风量,并通过输送管道,强加空气于池内污水之中,并以扩散曝气器为有效渠道, 使空气在池内的水流之中快速流动扩散,使水、气、泥充分混合。通过该曝气设备能够使空气与污水池内的液体进行充分的接触与混合。该曝气方式主要由连贯的曝气管道、鼓风机以及曝气装置等构成,结构相对较为复杂,并通过安装的相关的管道, 输送空气于生化池池底的鼓风机之中,通过鼓风机运转产生的风量,使空气在经过鼓风机时就会形成尺寸不一的气泡,并在其流动以及上升的过程中, 遇到液面时则发生破裂, 使氧在这一过程中转移至混合液之中, 完成曝气。

二、环境工程水处理中曝气设备的选用分析

在环境工程的水处理中, 不同的曝气设备的充氧能力存在着差异,选用参数较高,性能较好的曝气设备,对于全面提高水处理的出水水质、降低能耗,节省成本投入具有重要意义。在环境工程的水处理中,选择曝气设备时,要综合考虑曝气设备的EL、EA、EP等性能参数,即曝气设备的充氧能力、氧转移的效率以及曝气设备的动力效率,同时还需结合实际的水处理工艺要求,以及能够承担的成本投入, 优选实用性较强的曝气设备。

通常而言,环境工程水处理中,选择曝气设备时,主要考虑其规格与效能这两大主体技术直指标, 以直观反映曝气设备的规格特点与设备的优劣。用户在选择曝气设备时, 一定要立足于水处理实际需求情况, 选择适合的规格设备。同时, 优选能效好的曝气设备, 以便于使用, 同时节约水处理成本。例如, 判断曝气设备的能效情况时, 可将溶解氧转移率为主要参考指标, 对设备的能效情况进行全面地衡量。在水处理中, 唯有保证选用规格适合且能效高的曝气设备, 才可能提高氧转移率,节省资金投入, 全面体改污水处理的质量与效率。

此外,在曝气设备的选用中,若仅仅考虑曝气设备的氧转移率, 而不考虑其动力效率, 则无法对选用的曝气设备进行全面的经济分析。例如,如果我国城市全年的污水排放量与处理量分别为372.52亿立方米与86.1亿立方米,若按照360天进行计算,那么全国的污水流量平均每小时就有8.46×105m3,若对城市这些污水全部运用活性污泥法加以处理, 那么所需的充氧量则为0.25 kg/m3,则所有城市所需的充氧能力则为2.72×105/h,那么运用曝气设备的动力效率低者＜2.2 kg/kW・h,高者在5 kg/kW・h左右。若采用的曝气设备的动力效率为2 kg/kW・h,那么全年的用电量则高达9.82亿kW・h,年用电费以及曝气设备的投资费分别为5.98亿元与3.46亿元,若选用设备的动力效率为5 kg/kW・h,全年的用电量3.29亿kW・h,年用电费以及曝气设备的投资费分别为2.32亿元与1.34亿元,两者的差值巨大。因此,在选用曝气设备的过程中, 要综合考虑曝气设备的各项性能指标,优选合适的曝气设备,在提升效率的同时,提高水处理的经济性。

结束语

污水处理是环境工程中的重要环节,而曝气是水处理中的重要组成部分, 能够为生化池内的微生物提供充足的充氧量,为微生物杂质降解创造有利的条件。在环境工程水处理曝气的应用中, 关键在于选择合适且性能较好的曝气设备, 综合考虑其规格以及效能等指标, 全面提升水处理效率与质量, 实现真正节能高效低成本的水处理。

参考文献

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