水利工程論文-城市水工程總論.doc

水利工程論文-城市水工程總論摘要：本文從城市水工程學(xué)科的定義出發(fā),分別簡(jiǎn)要地闡述了城市水工程學(xué)科在我國(guó)的沿革、城市水工程學(xué)科的內(nèi)涵及其未來(lái)的某些發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：城市水工程水質(zhì)管網(wǎng)系統(tǒng)工藝設(shè)備Abstract:Accordingtothedefinitionofmunicipalwaterengineering,thispaperistoexplainmunicipalwaterengineeringsoriginanddevelopmentinourcountry,andthecoresandthefutureofmunicipalwaterengineering.Keywords:municipalwaterengineeringquantityofwaterpipingsystemprocessequipment1.城市水工程學(xué)科的沿革1.1水工程學(xué)科水是人類生存、生活和生產(chǎn)不可代替的寶貴資源。人類生存離不開(kāi)水，每人每天平均需要使用24L水。人們?yōu)榱松詈蜕a(chǎn)的需要，由天然水體取水，經(jīng)適當(dāng)處理后，供人們生活和生產(chǎn)使用。用過(guò)的水又排回天然水體。一般天然水體都是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，其依靠水體的自凈能力，對(duì)排入的廢棄物有一定的凈化能力。但由于社會(huì)循環(huán)的水量不斷增大，排入水體的廢棄物已經(jīng)超過(guò)的水體的自凈能力，水體水質(zhì)不斷惡化，使得水體遭到污染。受到污染的水體，將喪失和部分喪失使用功能，從而影響水資源的可持續(xù)利用，并加劇水資源短缺的危機(jī)。以水的自然循環(huán)的“水利工程”和以水的采集、凈化、生產(chǎn)加工成商品水的“水工業(yè)”作為研究對(duì)象的學(xué)科，稱之為水工程學(xué)科。水工程學(xué)科含蓋了水的自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)，它主要包括服務(wù)于水的自然循環(huán)的“水利工程”和以水的社會(huì)循環(huán)為服務(wù)對(duì)象，為實(shí)現(xiàn)水的社會(huì)循環(huán)提供所需的工程建設(shè)、技術(shù)裝備、運(yùn)營(yíng)管理和技術(shù)服務(wù)的“水工業(yè)”。1.2城市水工程學(xué)科“城市水工程學(xué)科”是以水的社會(huì)循環(huán)為研究對(duì)象，以水質(zhì)為中心，研究其水質(zhì)和水量的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，以及相關(guān)的工程技術(shù)問(wèn)題，在社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)條件下，以實(shí)現(xiàn)良性社會(huì)循環(huán)和水資源的可持續(xù)利用為目標(biāo)的工程技術(shù)學(xué)科。城市水工程學(xué)科是支持水工業(yè)的主干學(xué)科，它是以水工業(yè)發(fā)展中提出的問(wèn)題特別是前沿課題為研究對(duì)象，以科技進(jìn)步帶動(dòng)水工業(yè)發(fā)展和進(jìn)步。1.3城市水工程學(xué)科的沿革給水排水工程學(xué)科是“城市水工程”學(xué)科的前身，它在我國(guó)建于20世紀(jì)50年代。那時(shí)中華人民共和國(guó)剛成立，為學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，提出“向蘇聯(lián)學(xué)習(xí)”的口號(hào)，所以也模仿前蘇聯(lián)的模式，建立了“給水排水工程”學(xué)科，在高等院校成立了“給水排水工程”專業(yè)。建國(guó)后的前30年，但由于當(dāng)時(shí)實(shí)行的“先生產(chǎn)，后生活”的發(fā)展方針，而“給水排水”被歸入“生活”類，所以長(zhǎng)期發(fā)展緩慢，大大滯后與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。進(jìn)入80年代，我國(guó)開(kāi)始實(shí)行“改革開(kāi)放”政策，國(guó)民經(jīng)濟(jì)開(kāi)始了快速發(fā)展，相應(yīng)的對(duì)水的需求成倍地增加，而我國(guó)是一個(gè)說(shuō)資源短缺的國(guó)家，從而引起了供求之間的矛盾。同時(shí)，水污染治理滯后，大量城市污水和工業(yè)廢水未經(jīng)過(guò)處理直接排入水體，再加上農(nóng)田化肥農(nóng)藥流失，使得水環(huán)境污染情況日益嚴(yán)重。80年代以后，水環(huán)境污染程度不斷加大，這與人對(duì)飲用水水質(zhì)不斷提高的要求之間的矛盾也日益增大，這樣在水量和水質(zhì)兩個(gè)方面，水質(zhì)矛盾就日益突出而上升成為主要矛盾。與此同時(shí)，以水的社會(huì)循環(huán)為主要研究對(duì)象，在水質(zhì)和水量?jī)蓚€(gè)方面以水質(zhì)為中心的“城市水工程”也孕育而生。2.城市水工程學(xué)科內(nèi)涵城市水工程學(xué)科是以水質(zhì)為中心，研究水質(zhì)和水量的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，以及相關(guān)的工程技術(shù)問(wèn)題的學(xué)科，具體的說(shuō)包括水資源的保護(hù)和利用、城市給水排水工程、水工藝設(shè)備及水工藝過(guò)程檢測(cè)與控制等三大部分。2.1水資源的保護(hù)和利用廣義的水資源是指地球上所有的水。不論它以何種形式、何種狀態(tài)存在，都能夠直接或間接的加以利用，是人類社會(huì)的財(cái)富，屬于自然資源的范疇。狹義的水資源則認(rèn)為水資源是在目前的社會(huì)條件下可被人類直接開(kāi)發(fā)利用的水。而且開(kāi)發(fā)利用時(shí)必須技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理且不影響地球生態(tài)，同時(shí)要考慮水量和水質(zhì)的要求。2.1.1水資源概況廣義的水資源是指地球上所有的水。通常所說(shuō)的“水資源”是指陸地上可供生產(chǎn)、生活直接利用的江河、湖沼以及部分儲(chǔ)存是地下的淡水資源，即“可利用的水資源”。從可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，水資源僅指一定地域內(nèi)逐年可以恢復(fù)更新的淡水量，具體來(lái)說(shuō)是指河川徑流量表征的地表水資源，以及參與水循環(huán)的以底下徑流量表征的地下水資源。對(duì)一定地域范圍而言，水資源的量并不是恒定不變的，它隨用水的目的與水質(zhì)要求的不同、科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不同而變化。地球上的水通過(guò)不段的蒸發(fā)、降雨和徑流的循環(huán)實(shí)現(xiàn)再生和更新。其循環(huán)的基本形式是自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)。進(jìn)入社會(huì)循環(huán)供人類使用的水，主要取自江河、湖泊和地下水。地球上的總水量達(dá)14.6億km3，但可為人類開(kāi)發(fā)利用的淡水資源卻有限；特別是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)水資源的污染，加劇了“水質(zhì)”型缺水。2.1.2水資源的保護(hù)與管理水資源的保護(hù)與管理的目的實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用、保護(hù)水生態(tài)環(huán)境的良好狀態(tài)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不段發(fā)展。水資源保護(hù)的內(nèi)涵是采取法律、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等綜合措施，對(duì)水資源實(shí)行積極的保護(hù)與科學(xué)管理：一方面對(duì)水量的合理取用及對(duì)其補(bǔ)給源的保護(hù)，包括對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)利用的統(tǒng)籌規(guī)劃、涵養(yǎng)及保護(hù)水源、科學(xué)合理用水、節(jié)約用水、提高用水效率等；另一方面是對(duì)水質(zhì)的保護(hù)，包括制定有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行水質(zhì)調(diào)查、監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)、制定水質(zhì)規(guī)劃、治理污染等。水資源管理就是運(yùn)用行政、法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和教育等手段，合理開(kāi)發(fā)利用水資源，協(xié)調(diào)水資源的開(kāi)發(fā)利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，處理各地區(qū)、各部門(mén)之間的用水矛盾；監(jiān)督并限制各種危害水資源的行為；保護(hù)水資源的水量及水質(zhì)供應(yīng)，以滿足社會(huì)現(xiàn)實(shí)可持續(xù)發(fā)展對(duì)水資源的要求。2.2市政給水排水工程市政給排水工程是市政水工程所研究的主要內(nèi)容，它包括居民生活用水、城市生產(chǎn)用水、其他市政用水、各種來(lái)源和形式的污水與廢水及各種水的處理、凈化和排放。市政給排水工程含蓋了市政水質(zhì)工程、市政管網(wǎng)系統(tǒng)工程和建筑給水排水系統(tǒng)工程三大塊。2.2.1市政水質(zhì)工程2.2.1.1水質(zhì)工程簡(jiǎn)述市政水質(zhì)工程又可分為市政給水水質(zhì)工程和市政排水水質(zhì)工程兩部分。市政給水水質(zhì)工程主要是對(duì)從水源取來(lái)的水進(jìn)行相應(yīng)的處理，使得經(jīng)過(guò)處理后的水符合相應(yīng)的用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；市政排水水質(zhì)工程是對(duì)收集的污（廢）水進(jìn)行處理，使經(jīng)過(guò)處理后的水達(dá)到污（廢）水排放標(biāo)準(zhǔn)。市政水質(zhì)工程對(duì)水的處理一般采用物理方法、化學(xué)方法、物理化學(xué)處理方法和生物處理方法。物理一般方法有格柵和篩網(wǎng)攔截、混凝和絮凝、沉淀、氣浮、吸附、粒狀材料過(guò)濾以及曝氣和吹脫等；化學(xué)方法有電解、化學(xué)沉淀、酸堿中和、氧化還原等；物理化學(xué)方法有離子交換、電滲析、反滲透和納濾、超濾和微濾等；生物處理方法有好氧生物處理方法和厭氧生物處理方法等。2.2.1.2水及污、廢水的處理工藝對(duì)每一項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)一般都有一種或幾種處理方法可供選擇。但是，有時(shí)一項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)只有采用幾種處理方法的組合才能達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，這種組合稱為處理工藝。在具體情況下，如果有幾種水質(zhì)項(xiàng)目需要處理，就需要采用多種處理方法進(jìn)行組合，從而形成相應(yīng)的處理工藝。當(dāng)城市以輕度污染的河水為水源時(shí)，水中除了渾濁度和細(xì)菌學(xué)指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求外，水中有機(jī)物也常不符合要求，為除去水中有機(jī)物，特別是種類繁多的微量有機(jī)物，和在混凝、沉淀、