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关于水的科技论文集篇一
浅析消防水设计
摘要消防给水设计包括：消火栓给水和自动喷淋给水，根据建筑物性质、高度、面积的差异，消防给水的压力和流量也不同，消防给水所选用的消防水泵也不同。
关键词 消火栓自动喷淋最低水位
中图分类号： TU998.1文献标识码： A 文章编号：
消防给水的流量如何确定，消防给水的压力如何确定，消防泵的有效吸水高度是多少，消防水池的有效水深又该如何计算，设计与实际工程应用当中有何差距，而工程实例中是否都具有真正的自灌式吸水，下面进行探讨。
一、 举例
举例说明：1#楼为地上33层，地下1层，1～2层为商铺，3层为架空层，4~33层为普通住宅,地下1层为设备用房和汽车库。每层建筑面积约572m2,建筑高度99.3m。按一类高层居住建筑进行消防给水设计。
1、消火栓给水系统设计：
室内消火栓每支水枪最小流量为5 L/S，消火栓口距地1.1m。
(1)充实水柱长度计算：
Sk=1.41(H1- H2)
式中: Sk --------水枪充实水柱的长度;(m)
H1 --------室内最高着火点离地高度 (m) ;5.2m
H2 --------水枪喷嘴离地面高度(m)，一般取1m;
所以：Sk=1.41×(5.2-1)=5.9m
根据《高层民用建筑设计防火规范》7.4.6.2条， Sk取10m
(2)消火栓的保护半径计算：
R=Ld+Ls
式中: R --------消火栓保护半径;(m)
Ld --------水带敷设长度L=25m，考虑到水带的转角曲折，应乘以折减系数0.8;
Ls --------水枪充实水柱在平面上的投影长度(m);水枪的上倾角一般按45度计算，则：Ls=0.71 Sk
所以：R=25×0.8+0.71×10=20+7=27m
(3)室内布置多排消火栓，且要求室内有两股水柱同时达到室内任何部位时，消火栓间距为：
a、消火栓排间距：S1=1.6R=1.6×27=43m;b、排内消火栓间距：S2=0.8R=0.8×27=21m
(4)消火栓栓口处所需水压计算：
Hxh= hd+ Hq +HSK =△d Ldq²xh+ q²xh/B+HSK
式中: Hxh --------消火栓栓口处所需水压;(m H2O)
hd --------消防水带的水头损失;(m H2O)
Hq --------水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(m H2O)，查表：Sk=10m时，ø 19水枪为13.5 m H2O
qxh --------消火栓射流出水量(L/s)，查表：Sk=10m时，ø 19水枪为4.6L/S
△d --------水带的比阻，查表：衬胶水带DN65, △d=0.00172
Ld --------水带长度;(m)
B --------水流特性系数，查表： ø 19时，为1.577
HSK--------消火栓栓口水头损失，取2m.
Hxh=0.00172×25×4.6²+4.6²/1.577+2=0.91+13.42+2=16.33m H2O
为保证每只水枪的出水流量为5 L/S,查表: ø 19时，Hxh =18.93m H2O
(5)消火栓流量和水压计算：
室内消防用水量为20L/s，每根竖管最小流量10 L/S。同时使用水枪数量2支，横干管流量为20L/S。室外消防水量为30L/s，火灾延续时间2小时。本系统共分两个区:-1~6层为低区,由消防泵房消火栓泵经减压阀减压后供给;7~33层为高区,由消防泵房消火栓泵供给.水平干管与竖向立管构成环状,高区上干管设在33层,下干管设在7层,低区上干管设在6层,下干管设在一层和地下室。该系统为临时高压系统，其室内消防用水量由地下室消防水池(有效容积384m³)经泵加压后供给。室外消防用水量及水压由市政管网保证。平时管网压力由综合楼屋顶消防水箱维持，其消防水箱有效容积>18m³，保证消防初期消防用水量。室外设DN100地上式、地下式消火栓，间距不大于120m，沿主楼环状敷设，室内选用单栓室内消火栓，环状布置，消火栓间距保证有二支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位，每套消火栓箱内设直接启动消防水泵的按钮。查表得：横干管DN125,V=1.63m/s,i=0.0425;立管DN125，V=0.81m/s,i=0.0112
(6)消火栓扬程计算：
H=∑h+Z+P0=100X0.0181X1.2+99X0.0112X1.2+99+19=2.2+1.4+99+19=121.6mH2O
选用XBD13/20-SLH型消火栓泵两套(一用一备)Q=0~20L/SH=130m N=75kw
2、自动喷淋系统设计：
地下1层和1~2层商铺设自动喷淋灭火系统,属中危险II级,设计喷水强度8L/min.m2作用面积160m2。流量为32L/s，火灾延续时间1小时，该系统为临时高压系统，其室内消防用水量由地下室消防水池(有效容积384m2)经泵加压后供给。室外消防用水量及水压由市政管网保证。平时管网压力由综合楼屋顶消防水箱维持，其消防水箱有效容积>18m³，保证消防初期消防用水量。
火灾时,喷头动作,水流指示器动作向消防中心显示着火区域位置,此时湿式报警阀处的压力开关动作自动启动喷水泵,并向消防中心报警。室外设三套地上式消防水泵接合器与自动喷水泵出水管相连。自动喷水系统为3个防火分区。
(1)系统水量：
最不利点作用面积160m2内喷头个数为21个，系统用水量为Q=1.15×21×1.33=32L/S
(2)自动喷水干管管径确定：
室内消防用水量为32L/S
查表得：DN150,V=1.89m/s,i=0.046
(3)自喷扬程计算：
H=∑h+Z+P0=50X0.0148X1.2+10X0.0719X1.2+9+40+4
=0.9+0.9+9+40+4=54.8mH2O
选用XBD60/40-SLH型自动喷淋泵两套(一用一备)Q=0~40L/SH=60mN=75kw
消防水池有效容积V=20X2X3.6+40X3.6=288m3，地下室设钢筋砼消防水池一座，容量按火灾延续时间内用水量最大一座建筑物计，计384m3, 本工程城市自来水为两路进水，室外消防用水量及水压由市政供水保证，室内消防用水量补充水量=0。
3、消防器材的选用：
室内选用SN65型单栓室内消火栓，水龙带长25m，水枪口径19mm，湿式报警阀选用ZFSZ150型，喷头：ZSTX-15型，ZSTZ-15型，ZSTYX-15型，公称动作温度680C和930C，水泵结合器选用SQX150-B型,Q=15L/S，灭火器选用MF/ABC4型4kg装磷酸铵盐手提式干粉灭火器。
4、消防水泵自灌计算：
消防给水系统的消防水泵和水池布置剖面图如下图：
设计给定条件为：
1)、水池净长20m，净宽6m;
2)、消火栓泵出水量为20L/s，喷淋泵出水量为40L/s，均为一用一备，成组设置。
水池的有效水深为3.2m，消防水泵为恒压切线立式消防泵，
消防技术规范如《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045―95(2005年版))第7.5.4条规定，设在高层民用建筑内的消防水泵应采用自灌式吸水;《建筑设计防火规范》(GB50016―2006)第8.6.6条规定消防水泵应采用自灌式吸水，《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50261―2005)第10.2.3规定，系统的供水泵、稳压泵应采用自灌式吸水方式。
由于消防水泵有自动启动和备用泵自动互投及备用电源自动切换的要求，在任何时间都可能有启动的可能，因此必须采用自灌式吸水，也就是说消防水泵吸水管所在的水体最低水位在整个火灾延续时间内都不应低于水泵中轴线的标高。
按《建筑给水排水设计规范》(GBJ50015-2003)第2.1.32条：自灌式吸水指卧式离心泵的泵顶、立式多级离心泵吸水端第一级(段)泵体置于最低设计启动水位标高以下，启动时水靠重力充入泵体的引水方式。也就是水泵吸水管所处的水体在水泵启动时的最低水位高过水泵中轴线的标高。
消防水泵的启动指火灾时消防水泵从静态条件下启动，也指消防水泵在运行中，由于机械或供电方面的原因，发生主备泵切换，或短暂停电后重新启动;对多组消防水泵，如消火栓泵、喷淋泵等，共同在一个水池中吸水时，也指它们中的任一泵组先期启动，而另一组泵组后期启动。 因此“消防水泵启动时水池的最低水位”应包含以下三种情况。
第一种是消防水泵在静态条件下启动;
第二种是消防水泵在运行中，发生主备泵切换和主备电切换时的重新启动;
第三种是多组消防水泵的先后启动。无论何种消防水泵启动，水体的最低水位不允许低于启动泵的中轴线。否则需要启动的水泵无法启动。
在本例中，当消火栓泵启动时，工作泵运行，备用泵待命。工作泵在启动时，最高水位在溢流口处，自启动是完全可以的，而且可以一直将水体水位从A点降至B点为止。然而当工作水泵运行一段时间，将水池水位从A点降至B点以下时，可能产生以上三种情况，致使所有的消防水泵均不能启动。
为此，只能认为水位B点为任何泵在任何条件下启动的最低水位，则A点至B点的水池容积即可以认为是可利用的消防水容积，即有效容积。
若认定上图的消防水泵引水方式为自灌式时，按上述原则确定的最低水位在B点，则该消防水池可利用的消防水量仅为V1，按下式计算：
V1=SH
已知：S=6x20=120(m2)，H=2.4m，故：
V1=120x2.4=288(m3)
按规定该建筑应储存的消防水量V2：
V2= VF1 +VF2
VF1=20x3600x3=216000(L/h)=216(m3/h)
VF2=40x3600x1=14400(L/h)=144(m3/h)
V2=216+144=360(m3)(未计补水量)
显然按自灌式引水标准，该水池消防水量储备不足。如果外部补水量能达到60L/s或以上时，水池水位不会低于B点，则可判定该水池和水泵仍为自灌式。但该水池中不能利用的水体积太多，水池设计不合理。
本例中水泵引水方式如认定为自吸式时，水池最低水位可降至C点，这样，水泵可资利用的消防水量为V3。
已知：S=6x20=120(m2)，H=3.2(m),故：
V3=SH=120x3.2=384(m3)
由计算可知，可资利用的消防水量完全满足建筑物在火灾延续时间内的消防水量要求。但这种引水方式毕竟是自吸式，不能称自灌式。对于消防水泵而言，这种方式不能保证水泵的迅速启动和可靠运行。
从以上分析可知：
(1)凡是在火灾延续时间内，水池补水量能保证水池最低水位高过消防泵中轴线标高时，方能认定为自灌式充水。反之，如上图则为自吸式。
(2)不能满足自灌式充水的消防水泵，必须在泵的吸水管上安装底阀，并增设自动充水设备。
二、 总结
以上的分析不仅适用于水泵在水池取水的消防水泵，也适用于消防稳压泵从水箱取水，但不考虑水箱的补水时间，仅以水泵吸水管中心轴标高作为最低水位，计算消防十分钟用水量。消防给水设计的水压和水量应严格按照防火规范进行计算并校核，并能保证火灾时，在灭火时间内的所需的全部用水量和水压。
关于水的科技论文集篇二
水资源管理初探
摘要：本文介绍了加强水资源管理的重要意义，提出了水资源管理的措施，供大家参考借鉴。
关键词：水资源;管理;初探
中图分类号：TV213.4 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2012)
水资源管理水平的高低不仅关系着我国经济的发展速度，更关系到人类能否可持续的生存和发展。因而作为水资源管理人员必须加强水资源地管理，不断优化水资源配置，实现生态发展的平衡，促进水资源的可持续利用。
1 加强水资源管理的重要意义
所谓水资源管理，就是利用行政、经济、法律以及教育和技术等方式方法，由水行政主管部门组织多种社会力量进行水利开发和水害的防治工作，从而协调水资源的开发与利用与社会经济发展这二者间的关联，用于处理地区和部门间用水产生的矛盾，并对水资源的开发和利用以及对水资源的危害行为的监督与限制，从而制定系统和水库工程的优化调度方案，实现水资源可持续利用的一项工作。
2 适应市场经济规律的行政管理措施
符合中国实际的水资源管理法规体系：国家对水资源管理的理念、方针、政策和策略应通过法律法规形式予以确定，以保证连续性和稳定性。《水法》是水资源管理的基本法律依据，还应根据我国经济社会和水利发展实际情况，充分体现中国特色社会主义制度的价值理念，完善水资源管理法规体系。
适应市场经济的行政管理体制：目前在部门分工协作、分级负责、流域管理和区域管理相结合的管理体制基础上，探索建立统一、精干、高效，充分发挥社会管理和公共服务职能作用的水资源行政管理体制。管理机制应体现科学、民主和依法执政的执政能力建设要求，形成政府有效调控、市场正确引导、社会适度参与的水资源管理决策和执行体系。以利于节约管理资源和提高执行效率;充分整合已经存在的各种信息，减少冗余的信息分析论证工作，减少虚假信息对决策的干扰，以利于降低决策成本和提高决策质量;应根据行政功能构建执行体系，在信息化高度发达的时代，高效率行政的关键是减少执行体系中间层次和决策执行环节，提高执行体系的整体协调性。
3 符合市场规律的经济管理措施
水权制度：根据市场经济的资源权属和优化配置理论，明晰的水资源使用权是发挥市场基础性作用优化配置水资源的前提条件。按照现行《水法》，水资源属于国家所有，实行分级管理。因此，我国水权制度是涉及水资源管理权、开发经营权、使用权和排污权的制度体系。建立符合我国特点的水权制度，管理权界定、开发经营权许可与使用权和排污权明晰同等重要。由于国家经济体制处于转型和完善过程中，水资源使用存在历史延续，因此水权制度建设应整体进行。
水市场规则：由于水资源流动和变化不固定等自然属性，即使在水权制度不完善阶段，地域性和随机性的水市场也会存在。水权制度为水市场奠定基础，水市场推动水权制度完善，二者是交叉作用和相辅相成发展的。水市场不是完全自由竞争的市场，对进行交易的用水类型应受政府宏观控制，只能是准市场。应建立水市场准入规则，市场准入规则是对生产用水类型的政策约束。为实现水资源优化配置，利用经济手段协调区域之间的利益关系，水市场也应包括区域水资源管理权出让和水资源开发经营权转让。水资源管理权出让和水资源开发经营权转让要有相对稳定的期限，生产用水的使用权、排污权转让可划分为长期转让、中期转让和临时转让等多种形式。为推动节约用水和保护水环境，维持水市场有序运行和公平交易，交易规则可作为政府对水资源利用的政策导向。在水市场交易规则中应对不同转让类型和不同转让形式设定具体的政策限制;在遵循价值规律和供求规律基础上，应针对不同类型交易制定价格形成原则。
水价形成机制：水价形成机制是促进节约用水和保护消费者利益的关键因素，也是经济管理措施的核心内容。由于用水性质的多样性，使得水价形成机制具有复杂性。水价管理在遵循价值规律和供求规律的同时，应将具有公共利益特征的用水和经济发展用水区别对待。
水资源开发经营许可制度：水作为商品进入市场，由市场主体对其进行经营，这必然要求水资源开发活动也要通过市场主体来承担。水资源开发是经济效益、社会效益和环境效益的结合，作为一种特殊商品，其经营主体一旦确定后，就具有市场垄断性，这可能导致开发经营主体的经营行为违背市场规则。建立符合市场竞争规律的水资源开发经营许可制度是经济管理措施不可或缺的组成部分。
4 具有时代特征的技术管理措施
规程规范体系：规程规范是水资源管理的技术法规，是科学决策的技术依据，是下述其它技术管理体系的技术遵循。水资源管理与其它水利管理密不可分，涉及技术、经济、生态、环境，以及社会科学各领域，是综合性管理。为了保证水资源配置、开发、利用和保护等工作规范化开展，程序化管理，需要用规程规范来协调和统一各种涉水技术活动。不同环节和各个阶段技术工作要依据相应规程规范进行，并依据规程规范对技术成果进行评价和审查。
规划体系：水资源规划是由流域和区域综合规划、专业规划、专项规划和专题研究等组成的规划体系。水资源规划体系是科学管理的基础，也是依法管理水资源的重要依据。综合规划的基本任务是评价流域或区域内水资源开发利用状况，研究分析流域或区域自然条件及特点，评价水资源承载能力和水环境承载能力，预测经济社会发展趋势和用水前景，按照科学发展观要求，研究流域或区域内水资源配置、开发、节约、保护和宏观经济社会活动之间的关系，拟定不同发展阶段在流域或区域采取的解决供需矛盾的各种措施，以及实施步骤和水资源管理的意见和建议等。
微观定额和宏观总量指标体系：与生产力发展相适应的微观定额和宏观总量指标体系是管理的技术标准，是水资源宏观管理和微观管理的结合点，也是人们用水的行为准则。微观用水定额是不同行业生产力发展水平的体现，以单位产值确定用水定额并不科学，由于物价和汇率变化，这种定额在横向和纵向都不具有可对比性，应该逐渐采用实物指标用水定额。微观用水定额是随时间和地域而变化的指标体系。在水资源承载能力和水环境承载能力范围内，根据用水权或取水许可，通过总量指标对区域、产业或用水户的用水过程、用水保证率、排水质量，以及河流生态和自然环境需水状态等进行宏观控制。
水资源监测体系：监测体系是水资源管理的基础设施，也是现代化管理的必备物质条件，是实行行政管理手段和经济管理手段的保证。水资源即时调度、水资源变化状态监控和水市场交易量测都需要有监测体系实施检测。监测体系由信息采集系统、信息传输系统、信息分析处理系统、决策支持系统及其相应硬件设备组成。监测体系要与水系相对应，覆盖所有计量断面、各种需要监测的取水口和排水口。
水资源管理还涉及洪水管理、水生态管理和水利工程管理等其它水利管理领域，既相互紧密联系，又有区别。在节水型社会建设中，各项管理缺一不可。应遵循社会主义市场经济规律认真研究，使各项管理成为完整的管理体系，联合发挥作用，支撑和保障经济社会可持续发展。
5 结束语
进入新世纪，我们面临的资源环境形势严峻，我国水资源人均占有量为世界平均水平的四分之一，为了增强水资源对经济社会可持续发展的保障能力，应把水资源管理作为国家可持续发展的战略问题对待。
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