水源设施设计(design of water source facilities)

冶金工厂取用原水的构筑物工程设计。是给排水设施设计的组成部分。冶金工厂是用水的大户，一个年产300万t钢的钢铁联合企业，总用水量达78500～86500m³／h，在厂内用水的平均循环率为92％的条件下，原水用量约7000～7960m³／h；水质要求各异。因此，冶金工厂的水源要有充足的水量和较好的水质(见给水处理站设计)。水源的选择对于确保工厂的安全生产、降低生产运行费用，都有十分重要的意义，而且是选择厂址的重要因素之一。钢铁联合企业通常建有独立自用的水源地。设计内容包括：水源选择、取水规模、取水构筑物、设施组成和主要设备选择。

水源选择   根据冶金工厂用水量大等特点，水源一般取用江、湖和大型水库等地表水；地下水丰富地区，在允许开采量的条件下，可部分或全部取用地下水。由于地下水具有浑浊度低、温度低且变化幅度小、生物及有机物含量一般低于地表水等特点，宜优先考虑作为工厂的生活饮用水和生产中所必需的低温用水；沿海地区的工厂可部分地使用海水。随着水处理技术的发展和成熟，城市污水及其它废水经处理后将作为新的水源使用。

水源确定原则   (1)水量充沛可靠。采用地下水源时，取水量不应大于可开采贮量；采用地表水水源时，取水构筑物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水流量保证率下取得所需的设计水量。设计枯水流量保证率，钢铁企业一般采用95％～97％，即一百年中保证有95～97年能取得所需要的设计水量。取水构筑物设计最高水位按百年一遇频率确定；对于河道条件复杂或取水量占河道的最枯流量比例较大时的大型取水构筑物，应进行水工模型试验。(2)原水水质较好。(3)有利于取水、输水、净化设施的安全经济运行和管理维修方便。(4)施工条件较好。(5)确定水源、取水点和取水量要取得有关部门同意，并与农业、水利、航运等因素结合起来进行综合考虑。

水源设计基础资料   取用地下水时，必须有水文地质勘察报告、丰枯水期的水质化验分析资料；取用地表水时，需收集10～15年以上的当地实测河流水文资料(历年逐月的流量、水位、水库特征、流速和波浪等)、水质资料(历年逐月水质化验分析、泥砂含量等)、冰冻断流情况，河床资料，工程地质资料以及河流的综合利用情况，河流区域规划、航运及浮运等资料。

取水规模   水源的取水规模，按工厂最热季节最高日平均小时新水用水量、给水处理站自用水量、管网系统渗漏水量及全厂未预见水量之和确定。当生活饮用水取自同一水源地时，则需增加工厂生活饮用水最高日平均小时用水量。此外尚需考虑工厂发展增加取水能力的可能性。

取水构筑物   按水源类别分有地下水取水构筑物和地表水取水构筑物两类。地下水取水构筑物的种类和适用范围见表。

地表水取水构筑物通常有：(1)固定式取水构筑物。有岸边式(集水井与泵房合建)，河床式(集水井与泵房分建)，斗槽式，低栏式，库坝式等；(2)移动式取水构筑物。有缆车式，浮船式和潜水泵直取水式等。一般宜采用固定式取水构筑物(见图)。取水构筑物根据取用水量、河流水位变化幅度、岸边地形和地}吁条件、水质优劣、含砂量、冰凌情况、河流漂浮物、河床坡度等因素进行综合考虑确定。

设施组成   取决于水源类别，水源地离厂区远近，取水形式及取水量大小等。采用地下水时，通常为管井取水，组成井群，采用集中控制时，一般由井、过滤器(或过滤层)、泵房、变配电间和控制仪表系统等组成。采用地表水水源时，一般由配水头部集水井格栅，滤网起吊设施，水源泵房(含浮船、缆车等)，冲洗设旋、消除水锤装置、变配电间、生活设施、安全防护及通讯设施等组成。

主要设备选择   管井取水、采用深井泵及深井潜水泵，其备用量可按10％的生产井停止工作时仍能供应设计水量考虑。取用地表水时，根据设计取用水量、扬程、水质和工厂近远期相结合等因素，选用高效率水泵。通常选用离心泵，当大流量、低扬程时，选用轴流泵或混流泵；当原水含砂量较高时，宜选用低转速、耐磨水泵，并按供水量30％～50％设置备用泵。通常，水源泵房至少设置两台水泵，其中一台备用。考虑工厂的发展，要有增加水泵或更换大泵的可能性。