给水排水专业英语翻译.doc
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1、给水排水专业英语译文:(第一课)给水工程 我们知道,水的供应对生命的生存至关重要。人类需要喝水,动物需要喝水,植物也需要喝水。社会的基本功能需要水:公共卫生设施的冲洗,工业生产过程耗水,电能生产过程的冷却用水。在这里,我们从两方面讨论水的供给:) 1、地下水供给 2、地表水供给地下水是通过打井而得到的重要直接供水水源,也是一种重要的间接供水水源,因为地表溪流(或小河)会经常得到地下水的补给。在靠近地表的通气层中,土壤孔隙内同时包含着空气和水。这一地层,其厚度在沼泽地可能为零,在山区则可能厚达数百英尺,蕴涵三种类型的水分。 重力水,是在暴雨过后进入较大的土壤孔隙中的水。 毛细水是在毛细作用下进入
2、较小的土壤孔隙中的水,它能够被植物吸收。吸湿水是在不是最干燥的气候条件下由于分子间引力而被土壤稳定下来的水。地表通气层的湿气是不能通过凿井方式作为供水水源的。位于通气层以下的饱和层,土壤孔隙中充满着水,这就是我们通常所说的地下水。 包含大量地下水的地层称为含水层。通气层和含水层之间的水面称为地下水位或浅层地下水面,地下水静压力与大气压力相等。含水层可延伸相当深度), but because the weight of overburden material generally closes pore spaces(但因为地层负荷过重会压缩(封闭、关闭)土壤孔隙,深度超过600m,即2000英寸
3、,就基本找不到地下水了。 能够含水层中自由流出的水量称为单位产水量。The flow of water out of a soil can be illustrated using Figure 1(土壤中水流如图1所示). The flow rate must be proportional to the area through which flow occurs times the velocity(流量与流水面积成比例,流经该土壤面积的流量等于面积与速率成的乘积), or Q=AvWhere(此式中) Q=flow rate , in m3/sec(流量,单位为m3/s)【cubic
4、meter per second】 A=area of porous material through which flow occurs, in m2(渗透性土壤的流水断面,单位为m2) v=superficial velocity, in m/sec(表观流速(表面流速),单位为m/s)表观流速当然不是水在土壤中流动的真实速度,因为土壤固体颗粒所占据的体积大大地降低了水流通过的空间。如果a代表水的流经断面面积,那么 Q=Av=avWhere(此式中) v=actual velocity of water flowing through the soil(水流在土壤中的真实流速) a=are
5、a available for flow(水的流经断面面积) Solving for v,(求解v) v=Av/a If a sample of soil is of some length L, then(如果土壤样品具有一定长度) v=Av/a=AvL/(aL)=v/porosity(v/孔隙率) 因为总的土壤样品体积为AL,实际的水流动空间则为aL。Water flowing through the soil at a velocity vloses energy(水在以v速度流动的过程中会损失能量), just as water flowing through a pipeline o
6、r an open channel does(这与水在管道或明渠中流动是一样的). This energy loss per distance traveled is defined as(单位长度的能量损失定义为)energy lose(能量损失)=h/L Where(此式中) h=energy, measured as elevation of the water table in an unconfined aquifer or as pressure in a confined aquifer, in m(能量,在非承压含水层中,即水位线的标高;在承压含水层中,即压力;单位为m) L=
7、horizontal distance in direction of flow, in m(水流水平距离的长度,m) The symbol(delta) simply means “a change in,” as in “a change in length, L.” (符号仅仅表示一种变化,如在长度上出现的一种变化)Thus this equation means that there is a change(loss) of energy, h, as water flows through the soil some distance, L.(这个公式表示的是当水在土壤间隙中的流动距
8、离为L是,出现能量上的变化为h)In an unconfined aquifer(在非承压含水层), the drop in the elevation of the water table with distance is the slope of the water table in the direction of flow(水位线高度在水流距离上的落差是一个沿水流方向的水位斜坡). The elevation of the water surface is the potential energy of the water(水面的高度表示着水的势能), and water flows
9、from a higher elevation to a lower elevation(水从高处流向低处时), losing energy along the way(沿程会有能量的损失). Flow through a porous medium such as soil is related to the energy loss using the Darcy equation(水在类似于土壤的多孔性介质中流动时的水头损失按达西公式计算) Q=KA(h/L) Where(式中)K=coefficient of permeability, in m/day(渗透系数,单位为m/d) A=c
10、ross-sectional area, in m2(过水断面面积,单位为m2)The Darcy equation makes intuitive sense(达西公式给人直觉), in that the flow rate (Q) increases with increasing area (A) through which the flow occurs and with the drop in pressure, h/L(流量随着过流面积和压降的增大而增大). The greater the driving force ( the difference in upstream and
11、 downstream pressures), the greater the flow(驱动水的压力差越大指上下游间的不同水压,水的流量越大). The factor, K(系数K), is the coefficient of permeability(指渗透性系数), an indirect measure of the ability of a soil sample to transmit water(土壤样品透水能力的间接指标), can be measured by a permeameter shown in Figure 2(能够通过图2所示的渗透测试仪测得); it var
12、ies dramatically for different soils(不同土壤的渗透系数相差很大), ranging from about 0.005m/day for clay(粘土仅0.005m/d)to over 5000m/day for gravel(砾石则超过5000m/d). The coefficient of permeability is measured commonly in the laboratory using permeameters(渗透系数一般在实验室通过渗透测试仪测得), which consist of a soil sample through w
13、hich a fluid such as water is forced(渗透测试仪含有一些土壤样品,在压力的作用下使诸如水的液体通过它们). The flow rate is measured for a given driving force (difference in pressures) through a known area of soil sample(在已知的过流断面面积下,测定不同驱动压力下水的流量), and the permeability calculated(然后通过计算得到渗透系数K).如果一口井打到潜水含水层(如图3所示),并将水抽出,含水层中的水将会流向井。当
14、水到达井时水流经的面积逐渐变小,因此需要得到较高的表面(以及实际)流速。较高的流速当然会导致能量损失的增加,和能量梯度必然增加,形成下降漏斗。地下水的水位的降低称为水位降低。如果流向井的水流量等于从井中抽出的水流量,这种状态为平衡状态,水位降低保持不变。然而,如果抽出的水流量增加,必需由流向井的径向流(放射流、辐射流)来补偿,这样就会导致形成更深的地下漏斗。假设(考虑)有一个圆柱体(如图4所示),水流从圆柱表面流向中心。运用达西公式: (7)式中,r是圆柱体的半径,是圆柱体的过流表面积。当水从圆柱的表面流入时,如果以相同的速度将水从圆柱的中心抽出,那么将上述等式求积分得出产水量。 (8) 式中
15、,h1和h2分别表示井的半径为r1和r2时的地下水位高度。这个等式可以利用潜水含水层中两个观测井的水平面测量来估算一个距井任何距离的给定水位降低量的抽水量,如图5所示。而且,知道了井的半径,就可以估算井的水位下降量,这是下降漏斗的临界点。如果抽水后的水位一直下降到含水层的底部,说明井干涸了无法抽不出你所需求的水量。尽管上术公式的推导是就潜水含水层而言的,应用在承压含水层中也会遇到同样的情形,这里的压力可以通过观测井来测得。一个含水层中开凿多个水井会彼此产生干扰导致抽水后水位的过度下降。假设这种情况如图6所示,一个井产生一个下降漏斗。如果开凿第二个抽水井,圆锥体会重叠,导致每个井出现更大的水位下
16、降。如果在一个含水层中开凿多个水井,井的组合效应可以使地下水资源耗竭,所有的水井将会枯竭(干涸)。当然,反过来也是一正确的。假设以多个水井中的一个井作为回灌井,那么回灌的水就会从这个井流向其他的井,增加地下水位,减少抽水后水位的下降。合理地使用抽水井和回灌井 是控制来自危险废弃物或垃圾场的流动污染物的一个途径。最后,在上述讨论中做了许多假设。首先,我们假设含水层是均质的和无限大的,也就是说,它位于同一个水平的不透水层上,在无限大的距离上各个方向各个地方的土壤的渗透性相同。假设井穿过整个含水层,并且对含水层的整个深度开放。最后,假设抽水量恒定。很显然,任何一个条件都会导致分析结果出现错误,而含水
17、层的这个行为模型只是故事的开始。地下水的行为建模是一门错综复杂的、需要专门技术的科学。地表水的供给地表水的供给不如地下水资源可靠,因为水量在一年中甚至在一周内经常出现大的波动,并且水质也会受到污染源的影响。如果一条河流平均流量为10立方英尺每秒,这并不意味着一个社区可供使用的水源总是可以依靠这可得到的10立方英尺每秒。流量的变化很大以至于在枯水期(干旱期)连很一个小小的需求也得不到满足,因此必须建造贮存设施来贮存丰水期(潮湿期、多雨时期)的水。水库应该足够大以便可以提供可靠的供给水源。然而,水库的造价很昂贵,并且如果水库过大则会浪费社区资源。估算正确的水库容量的一个方法是利用累积曲线计算历史贮
18、存的需求量,然后利用统计学估计风险和费用。历史贮存需求量取决于流入计划建造水库所在地的溪流的总水流量(总流入量)以及根据总水流量随时间变化绘制的曲线。接着,随时间变化的需水量被画在同一个曲线图上。总流入量和需水量的区别在于如果需水量要得到满足水库必须保存的量。如果仅得到有限的水流数据(资料),如图7的累积曲线并不是十分有用。一年的数据所能给予的关于长期变化的信息极少。当得不到真实的数据时,长期的变化 可以用统计学来进行估算。水的供应通常是设计为满足20年周期的需求,一旦过了20年水库的容量就不足以抵御干旱。社区可能会建造更大容量的水库以证实:比如仅每50年才会出现一次水量不足。对比因供水量增加
19、的(额外)好处而作的额外投资作一个计算可以帮助我们作出这样的决定。一种计算方法是需要若干年水库最初装配容量的数据,根据干旱的严重程度将这些数据进行排列,并计算每年发生干旱的机率。如果水库的装配容量为n年,并且指定的等级为m,m=1代表在最干旱的时期水库需要最大的容量,对任何一年都保证供水量充足的机率由m/(n+1)给出。比如,如果平均每20年有一年水库贮存容量不足: (9)如果平均每100年有一年水库贮存容量不足: (10)这个过程就是对反复出现的自然事件的频率分析。为调查研究所选择的频率一般为10年一次和5年一次,或者10年干旱和5年干旱,但是连续3年发生干旱后此后30年都不再发生仍然相当于
20、10年干旱。计划满足30年干旱需要建造一个大而昂贵的水库,计划满足10年干旱则需要建造一个较小的、相对便宜的水库。第2课废水的收集在中世纪的英国城市如伦敦和约克,屠宰场是一条街道或是一个区域。18和19世纪,屠宰场是商业化领域,以肉类加工作为主要工业。屠宰场的肉贩(屠夫,卖肉者)将全部废物都扔到大街上,废物会被雨水冲进排水沟中和。街道的条件很差以致于最初在英语中将它的名字视为屠宰场或血的战场的同义词。在老城市,建造像屠宰场里那样的排水沟唯一的目的就是将暴雨排出城市外。实际上,将人类粪便排入到这些水沟非法的。最后,排水沟覆盖起来成了我们现在所知道的雨水管。随着给水工程的发展和室内盥洗室(厕所)使
21、用的增加,生活废水(家庭废水)(称为生活废水)输送的必要显而易见。在美国生活废水最初是排入雨水管中,这种同时输送生活废水和雨水的管道称为合流制下水道。最后一个被称为生活污水管的地下管道系统建成用来输送生活废水。20世纪建成的城市或城市的一部分几乎都是建成分流制下水道分别输送生活废水和雨水。废水量的估计在一个家庭里生活废水(污水)有各种各样的来源,包括洗衣机,洗碗机,沐浴器,污水盆,当然还有厕所。在欧洲,厕所或抽水马桶仍然被认为是都市社会的一个标准设施。然而,和这项发明一样重要的是对它的发明者存在着一些争议。一些作者把这项发明归功于约翰.布拉马先生(John Bramah)于1778年的发明,而
22、另一些作者则认为它是约翰哈灵顿(哈林顿)先生于1956年发明的。后者的论据由约翰先生对装置的原始描述得到加强,尽管没有任何关于他名字对发明贡献的记录。第一个使用抽水马桶记录的委婉说法在哈佛大学1735年频布的一条规章中找到:“No Freshman shall go to the FellowsJohn”大一新生不得去约翰的那个家伙(同伙)。 “生活污水”这个术语在这里仅是指生活废水。生活废水的流量随着季节、(一周的)天数,(一天的)小时(数)变化面变动。记录在流量和强度上大的变动。通常,平均污水流量在100加仑每天第人,但特别的是在较小的社区生活污水的平均流量变动很大。污水管通常也输送工业废
23、水。工业废水的数量通常可以由用水记录来确定,或者流量可以在特定行业的人孔中用一个小的流量计来测定。工业水流量也经常随着小时、天数和季节发生相当大的变动。除了生活污水和工业废水,污水管也输送渗漏进管道中的地下水和地表水。因为污水管道上往往会在一些小孔(由于建造上的缺陷,树根导致的开裂,或者其他原因),如果管道低于地下水的最高水位,下下水可以渗漏进污水管中。像这样流入污水管道称为渗透。对于新的、建造较好的污水管发生渗透的极少,但可以高达500m3/(km.day)(2000000gal/(mi.day))(mi:英里)。对于旧的系统,普遍的渗透估计值为700m3/(km.day)(3000000g
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