高职市政专业《城市给水排水工程》课程项目化教学设计研究

项目化教学是“工学结合”的重要表现形式，推进项目化教学改革，其关键在于将知识体系组成的课程按照任务技能要求进行项目化的设计。通过企业调查，参照行业职业标准，紧密结合职业资格认证中的相关考核要求，分析了《城市给水排水工程》在市政工程技术专业人才培养方案中的课程定位，对课程进行了项目化教学的设计研究，确定了4大教学项目、13个子项目，编制了13个能力训练项目，并应用“六步教学法”对能力训练项目的教与学进行了设计研究。研究方法和内容对同类课程的项目化教学设计有一定的借鉴作用。

城市给水排水工程存在的问题及合理规划探讨

随着我国国民经济的快速发展及城镇化建设进程的加快,城市用水总量不断增加、质量要求更高,给水排水问题日益突出。为了提升城市给水排水工程规划的科学性、合理性、经济性,对给水排水工程中存在的问题进行了剖析,提出了合理规划的思路。

“新基建”在城市给水排水工程规划设计中的应用探索

城市给水排水工程是城市建设重要的组成部分,是保障城市水资源及水环境的基础工程。本文在“新基建”背景下,提出了基于大数据分析、数字孪生、BIM等技术辅助规划指标确定的途径,秉承人工智能等理念,科学、合理地助力城市给水排水工程规划编制。

城市给水排水工程设计施工与管理

城市供水工程现在已经成为极其复杂的工程,因为它的规模是非常大的,在建设的过程中主要涉及到消防以及人们平时的生活用水等,排水的工程主要包括生活中产生的污水以及因为天气原因产生的雨水等,水回流和循环冷却都是整个循环过程重要的措施,因而市政在设计排水工程的施工时还应该综合考虑实际情况,进而确定最后的实施方案,而且还应该伴随着现在社会的发展根据排水的工程效果不断地扩大排水工程的规模,从而可以使得人们的日常用水得到保障。

浅谈城市给水排水工程系统设计的技术要点

随着中国经济的快速发展,人们对环境保护工作的思想认知度逐步提高,国家越来越重视城市给水排水工程建设规划设计。为进一步提升城市给水排水规划设计水平,需要根据实际情况提升设计人员的素质。以提升人们生活质量为主,尽可能地保证水资源的合理利用,减少水资源污染,确保给排水设计方案的合理性和合规性。因此,论文主要对城市给水和排水规划设计工作内容进行简要分析,明确其中蕴含的难点内容以及存在的问题,从而对给排水工程系统设计及管理举措上提出合理化建议,使工作开展具备实效性。

城市内涝风险分析模型系统开发与应用

为了全面客观评估城市排水管网的排水能力、预防城市内涝灾害的发生,基于EPA SWMM与ArcEngine技术,结合等流时线法与水量平衡原理,开发了城市内涝风险分析模型系统(USRAMS)。阐述了USRAMS的原理与功能,说明了利用USRAMS进行管网排水能力评估与内涝风险分析的方法,并验证了USRAMS的适用性;对沧州市进行了现状管网排水能力评估和城市内涝风险分析,以主题图的形式准确直观地表达了瓶颈管段位置以及城市内涝风险的分布情况。实例证明,USRAMS地表产汇流模块只需径流系数与汇水时间2个参数,较好地适应了中国当前情况,二维地表淹水模拟采用水量平衡原理,计算稳定、快速,其模型结果可为城市内涝防治与雨水管网系统的规划改造提供一定参考。

沸石-陶粒BAF处理微污染水源水的影响因素研究

探讨沸石-陶粒BAF工艺对微污染水源水中CODMn、氨氮、UV254、浊度等污染物质的去除效果。通过模型试验,研究了填料高度、水力负荷、气水比等因素对沸石-陶粒曝气生物滤池（BAF）工艺处理效果的影响。结果表明,在水力负荷为1.2-4.8m^3/（m^2.h）、气水比为1时,CODMn、氨氮、UV254和浊度的去除率随填料层高度的增加而增加,其中CODMn、UV254、浊度的去除在最初的440mm内最为显著,而氨氮的去除在220~440mm范围内较明显;在气水比为1,水力负荷分别为1.2m^3/（m^2.h）、2.4m^3/（m^2.h）和4.8m^3/（m^2.h）时,CODMn的总去除率分别为38.62%、32.23%和25.37%,较合适的水力负荷为.2m^3/（m^2.h）;在水力负荷为1.2m^3/（m^2.h）、气水比由0.5增为1时,CODMn的平均去除率由26.34%增为36.31%,氨氮的平均去除率由8.15%增为94.4%,当气水比增大为2时,CODMn、氨氮的去除率增加很少,合适的气水比为1。研究表明,沸石-陶粒BAF工艺处理微污染水源水的效果良好,且所需的填料高度小,气水比低。

顶管法施工对地铁隧道的影响分析——以深圳某区间隧道施工为例

为研究大直径顶管上跨施工对地铁运营隧道的影响预测问题,以深圳地区1.8m大直径顶管上跨地铁1号线某区间隧道施工为例,采用MIDAS/GTS三维有限元软件建立三维数值模型,对顶管施工引起的地表隆沉、地铁隧道竖向位移和横向收敛变形、顶管隧道本身竖向位移进行数值模拟分析。分析结果表明,顶管施工过程中,由于土体开挖卸载引起下部土体向上回弹,导致地面会发生一定的隆起,最大隆起发生在顶管隧道两端,中部隆起位移较小;地铁隧道水平位移很小,竖向发生向上位移,并伴随横向收敛变形,导致地铁隧道发生竖椭圆变形,但其位移均在地铁保护的允许范围内;顶管隧道本身会发生竖向向上位移,易导致顶管隧道前端产生偏移。该结论可为类似工程施工项目提供参考。

新型旋流—扰流絮凝反应工艺的试验研究

本文在对絮凝理论分析的基础上 ,设计了几种不同扰流形式的旋流 -扰流絮凝反应器。通过试验对其絮凝效果进行了分析和比较 ,找出了比较合理的絮凝器结构。这对于研制开发新型絮凝反应器 ,发挥新型絮凝剂的效能 ,提高出水水质 ,保证供水安全具有十分重要的现实意义。

新型旋流扰流反应器试验研究

通过对絮凝机理研究和现今常用絮凝工艺处理效果分析的基础上,设计了几种旋流、扰流装置.通过模型试验比较了这几种装置与常用的网格装置同时处理相同情况下的原水的出水水质,确定了处理效果最佳的旋流、扰流装置,这对于研制开发新型絮凝反应器,发挥新型絮凝剂的效能,提高出水水质,保证供水安全具有十分重要的现实意义.

石家庄市区道路径流雨水污染特征调查

为保护地下水和城市生态环境,中国已经开始大规模建设海绵城市。海绵道路是海绵城市建设的重要组成部分。近些年,石家庄市政设计研究院提出了种植土碎石绿化带新型海绵道路结构,并已在石家庄市推广使用。入渗雨水水质是否符合标准,是否会污染地下水是这种道路结构设计中亟待解决的关键问题。为此,弄清石家庄市道路雨水径流污染情况对于石家庄市海绵道路结构设计及海绵城市建设都极为必要。为获得石家庄市道路雨水径流污染特征,在石家庄市南二环与裕翔街口、河北科技大学东门口、西二环与中山路口高架桥下和路边雨水井设置了4个采样点。这些采样点位于石家庄市区主干路上,涵盖了石家庄市区的东部和西部,基本代表了石家庄市区道路雨水径流的污染状况。从2017年3月到6月一共收集了6场雨水,选取典型、可代表石家庄市中小雨道路雨水径流污染物平均状况特征的5月3日的调查结果进行分析。用重铬酸钾法测试了道路径流雨水COD浓度;用钼酸铵分光光度法测试了TP浓度;用过硫酸钾消解-紫外分光光度法测试了TN浓度;用纳氏试剂分光光度法测试了NH3-N浓度;用滤纸过滤法测试了SS浓度;用电感耦合等离子体法测试了Zn离子和Pb离子浓度。根据测试结果,研究了降雨过程中道路径流雨水COD,TP,TN,NH3-N,SS,Zn离子和Pb离子浓度的演化规律。结果表明:石家庄市道路雨水径流污染物大致随降雨历时而衰减,降雨90min后渐趋稳定;污染物浓度与降雨历时之间近似呈负指数函数关系。基于调查结果,分别利用时间加权平均和雨量加权平均方法提出了石家庄市道路初期雨水径流和长历时道路雨水径流的污染物浓度特征值。石家庄市初期雨水径流设计质量浓度的时间加权平均法建议值:TN为14.49mg/L,NH3-N为10.93mg/L,TP为0.45mg/L,SS为651.00mg/L,COD为437.73mg/L;长历时道路雨水径流的污染物质量浓度值建议值:90min以内,TN为8.05 mg/L,NH3-N为5.60 mg/L,TP为0.59 mg/L,SS为559.22 mg/L,COD为237.96mg/L;90 min以后,TN为5.13 mg/L,NH3-N为4.11 mg/L,TP为0.58 mg/L,SS为422.67mg/L,COD为97.35mg/L。石家庄市初期雨水径流设计质量浓度的雨量加权平均法建议值:TN为14.40 mg/L,NH3-N为10.86 mg/L,TP为0.50 mg/L,SS为684.10 mg/L,COD为440.08mg/L;长历时道路雨水径流的污染物质量浓度值建议值:90min以内,TN为12.46mg/L,NH3-N为9.19mg/L,TP为0.52mg/L,SS为642.80mg/L,COD为363.92mg/L;90min以后,TN为5.13 mg/L,NH3-N为4.11 mg/L,TP为0.58 mg/L,SS为423.30 mg/L,COD为97.35mg/L。总体来看,雨量加权平均法获得的设计浓度值比时间加权平均法获得的结果略大。Zn离子和Pb离子在土壤中极难降解,且危害大,建议取30min时间加权质量浓度值作为初期径流雨水和长历时降雨道路径流雨水的设计浓度,Zn离子设计质量浓度建议值为0.67mg/L,Pb离子设计浓度建议值为0.11mg/L。

种植土-碎石绿化带雨水入渗的数值分析

为分析理论解析法求解种植土-碎石绿化带雨水入渗问题的合理性,建立了非饱和种植土-碎石绿化带雨水入渗的有限元模型,模型上边界设置储水表皮,模拟雨水入渗和积蓄,下边界为饱和排水,模型两侧不透水。首先,利用有限元模型模拟了均匀降雨条件下的雨水入渗特征,与理论解析解对比,验证了模型的正确性。然后,利用有限元模型计算石家庄市2年重现期3h设计暴雨雨型条件下种植土的雨水入渗,地表开始积水时间、降雨结束后积水深度、雨量径流系数分别为0.75h,13.6cm和0.24,均匀降雨理论解析解计算结果分别为0.72h,14.4cm和0.17,两种方法计算结果相差不多。再次,利用有限元模型计算了下边界孔压变化、上边界孔压变化条件下的种植土地表开始积水时间,结果表明随着下边界孔压降低,地表开始积水时间延长,随着上边界孔压降低,地表开始积水时间延长,当下边界孔压为0kPa时,初始上边界孔压分别为-6kPa和-12kPa,地表开始积水时间分别为45 min和50 min,地表开始积水时间有一定差异;当初始上边界为-6kPa,下边界分别为0kPa,-1kPa,-2kPa和-3kPa时,地表开始积水时间分别为45min,45min,46min和47min,下边界条件对地表开始积水时间影响较小。地基土渗透系数为6.5×10^(-9) m/s,地基土孔隙水压力分别为0kPa,-4.5kPa,-9kPa,-13.5kPa和-18kPa,利用有限元模型求解获得种植土地表开始积水时间分别为54min,54min,55min,55min和56min,地表积水深度分别为11.9cm,11.7cm,11.5cm,11.4cm和11.3cm,随着地基土孔隙水压力降低,种植土地表开始积水时间略有延长,种植土地表积水深度略有降低,总体上地基土孔隙水压力对种植土地表积水时间和积水深度影响不大。地基土孔隙水压力0kPa,渗透系数分别为6.5×10^(-9) m/s和6.5×10-7 m/s,利用有限元模型计算获得种植土地表开始积水时间均为54 min,积水深度均为11.9cm,地基土渗透系数对种植土地表积水时间和积水深度基本无影响。从上述研究结果可以看出,可以使用平均降雨强度和理论解析法计算地表开始积水时间和积水深度;下边界条件对地表开始积水时间和积水深度影响不大;地基土的饱水渗透系数、地基土的初始含水率对地表积水开始时间和地表积水深度影响不大;使用理论解析解求解种植土-碎石绿化带雨水入渗问题是合理的。