《給水排水管網》教學大綱

1、給水排水管網教學大綱、基本信息課程名稱給水排水管網課程編號ENSE4131英文名稱Waterandwastewaterpipenetwork課程類型本專業(yè)推薦選修課總學時63理論學時36實驗學時0實踐學時0學分2預修課程流體力學適用對象環(huán)境工程課程簡介（200字左右）“給水排水管網”是環(huán)境工程設計、施工及相關科研工作的重要內容之一。課程內容包括給水排水管網的水力計算，給水排水管網的設計計算，給水排水管網附屬構筑物，給水排水管網的施工、管理和養(yǎng)護等。課程重點討論排水管網（污水、雨水、截流式）的管網布置、水力計算、設計過程及排水系統(tǒng)的施工、管理、維護與運行等內容，對給水管網系統(tǒng)的規(guī)劃與設計也進行初

2、步討論。通過本課程學習，學生具備獨立進行城鎮(zhèn)排水管道工程的規(guī)劃與設計能力。二、教學目標及任務本課程主要目標是培養(yǎng)學生具有城市及工業(yè)企業(yè)給水排水管道工程規(guī)劃、設計、施工與管理的知識和技能。通過本課程學習，使學生掌握給水排水管網系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)結構和設計原理，掌握給水排水管網系統(tǒng)的設計計算理論、水力計算方法，掌握排水管網工程設計步驟與設計方法；熟悉管網系統(tǒng)運行管理的基本知識，熟悉給排水管道施工、維護和管理方面的基本知識；了解管網系統(tǒng)科學技術發(fā)展過程和方向。使學生初步具備給水排水管網系統(tǒng)的規(guī)劃、設計和運行管理及相關科研工作的能力，能夠獨立進行城鎮(zhèn)排水管道工程的規(guī)劃與設計。本課程支撐環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)要

3、求1、2、3、4、6和11o三、學時分配教學課時分配章節(jié)章節(jié)內容講課實驗實踐合計緒論給水排水管網系統(tǒng)概論22第一早給水排水管網水力學基礎44第一一早給水排水管網模型33第一早給水管網水力分析33第四章給水管網工程設計22緒論給水排水管網系統(tǒng)概論第一節(jié)給水排水系統(tǒng)的功能與組成習題要點：城鎮(zhèn)給水排水系統(tǒng)組成第二節(jié)給水排水系統(tǒng)工作原理給水排水系統(tǒng)的流量關系給水排水系統(tǒng)的水質關系3.給水排水系統(tǒng)的水壓關系習題要點：給水排水系統(tǒng)流量關系，3個水質標準與3個變化過程，水輸送的壓力第三節(jié)給水排水管網系統(tǒng)的功能與組成給水排水管網系統(tǒng)的功能與特點給水管網系統(tǒng)的構成排水管網系統(tǒng)的構成習題要點：給水排水管網系統(tǒng)的組

4、成第四節(jié)給水排水管網系統(tǒng)類型與體制給水管網系統(tǒng)類型排水管網系統(tǒng)的體制習題要點：給水管網系統(tǒng)分類，合流制與分流制排水系統(tǒng)本章重點、難點：給水排水系統(tǒng)的組成、流量關系，水輸送中的壓力方式，排水體制的特點。本章教學要求：掌握給水排水系統(tǒng)的組成、流量關系，掌握水輸送中的壓力方式，掌握排水體制的特點；熟悉給水系統(tǒng)中水質標準與水質變化過程，熟悉給水管網系統(tǒng)類型；了解給水排水管網系統(tǒng)的功能與特點。第一章給水排水管網水力學基礎第一節(jié)給水排水管網水流特征流態(tài)特征水流的水頭與水頭損失習題要點：層流與紊流，均勻流與非均勻流，壓力流與重力流，恒定流與非恒定流,水頭損失。第二節(jié)管渠水頭損失沿程水頭損失計算沿程水頭損失計

5、算公式的比較與選用局部水頭損失計算水頭損失公式的指數(shù)形式習題要點：謝才公式，沿程水頭損失與局部水頭損失公式。第三節(jié)非滿流管渠水力計算非滿流管渠水力計算公式非滿流管渠水力計算方法習題要點：圓管非滿流水力表、圖的使用。第四節(jié)管道的水力等效簡化串聯(lián)或并聯(lián)管道的簡化沿線均勻出流的簡化局部水頭損失的簡化習題要點：等效長度，等效直徑，流量折算系數(shù)，當量長度。第五節(jié)水泵與泵站水力特性水泵水力特性公式及其參數(shù)計算2.并聯(lián)泵站水力特性公式習題要點：泵站水力特性公式表達。本章重點、難點：謝才公式，水頭損失計算公式的比較與選用，圓管非滿流水力表、圖的使用，水力等效簡化原則，泵站水力特性公式表達。本章教學要求：掌握給

6、水排水管網水流特征，掌握常見水頭損失計算公式的比較與選用，掌握圓管非滿流水力表、圖的使用；熟悉水力等效簡化原則，熟悉泵站水力特性公式表達。第二章給水排水管網模型第一節(jié)給水排水管網的模型化給水排水管網的簡化給水排水管網的抽象管網模型的標識習題要點：簡化原則，管段與節(jié)點的構造、拓撲、水力屬性，管段與節(jié)點流量方向設定。第二節(jié)管網模型的拓撲特性管網圖的基本概念管網圖的關聯(lián)集與割集路徑與回路樹習題要點：路徑，回路，樹。第三節(jié)管網模型的水力特性節(jié)點流量方程管段能量方程3恒定流基本方程組習題要點：節(jié)點流量方程與管段能量方程的表示。第四節(jié)管網模型的矩陣表示管網圖的矩陣表示2恒定流基本方程組矩陣表示習題要點：管

7、網圖的矩陣表示。本章重點、難點：管段與節(jié)點的構造、拓撲、水力屬性，管段與節(jié)點流量方向的設定，路徑，回路，樹，節(jié)點流量方程與管段能量方程的表示。本章教學要求：掌握管段與節(jié)點的構造、拓撲、水力屬性，掌握管段與節(jié)點流量方向的設定，掌握節(jié)點流量方程與管段能量方程的表示；熟悉路徑,回路，樹的概念與性質；了解管網圖的基本概念，了解管網模型的矩陣表示。第三章給水管網水力分析第一節(jié)給水管網水力分析基礎給水管網水力分析的前提2恒定流基本方程組的線形變換3恒定流方程組求解方法概述習題要點：解環(huán)方程，解節(jié)點方程第二節(jié)單定壓節(jié)點樹狀管網水力分析習題要點：單定壓節(jié)點樹狀管網水力分析計算方法第三節(jié)解環(huán)方程水力分析方法環(huán)能

8、量方程組的線形化環(huán)能量方程組求解哈代一克羅斯平差算法的改進習題要點：牛頓-拉夫森算法，哈代-克羅斯算法及改進平差過程的措施第四節(jié)解節(jié)點方程水力分析方法節(jié)點流量連續(xù)性方程組的線形化2恒定流節(jié)點流量連續(xù)性方程組求解習題要點：牛頓-拉夫森算法，節(jié)點流量平差算法本章重點、難點：解環(huán)方程的哈代-克羅斯算法及改進平差過程的措施。本章教學要求：掌握單定壓節(jié)點樹狀管網水力分析計算，掌握解環(huán)方程的哈代-克羅斯算法及改進平差過程的措施；熟悉解環(huán)方程的牛頓-拉夫森算法，熟悉解節(jié)點方程的牛頓-拉夫森算法，節(jié)點流量平差算法；了解恒定流基本方程組的線形變換。第四章給水管網工程設計第一節(jié)設計用水量及調節(jié)計算最高日設計用水量

9、計算設計用水量變化及調節(jié)計算1.設計污水量定額習題要點：設計用水量計算，變化系數(shù)。第二節(jié)設計流量分配與管徑設計節(jié)點設計流量分配計算管段設計流量分配計算管段直徑設計習題要點：流量分配計算，經濟流速。第三節(jié)泵站揚程與水塔高度設計設計工況水力分析泵站揚程設計水塔高度設計習題要點：控制點的確定，泵揚程計算與水塔高度計算。第四節(jié)管網設計校核習題要點：校核方法，特殊工況的校核。本章重點、難點：設計用水量計算，設計流量分配計算，經濟流速，泵站選本章教學要求：掌握設計用水量計算，掌握設計流量分配計算與經濟流速的選取，掌握泵站選泵計算；熟悉設計用水量的變化及調節(jié)容積的計算，熟悉管網設計校核方法。第五章污水管網設

10、計與計算第一節(jié)污水設計流量計算污水量的變化污水設計流量計算習題要點：污水設計流量計算。第二節(jié)管段設計流量計算污水管網的節(jié)點與管段節(jié)點設計流量計算管段設計流量計算習題要點：管段流量計算。第三節(jié)污水管道設計參數(shù)設計充滿度設計流速最小管徑最小設計坡度污水管道埋設深度污水管道的銜接習題要點：室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)對設計參數(shù)的規(guī)定，各設計參數(shù)間的制約關系。第四節(jié)污水管網水力計算1.雨水管網平面布置特點習題要點：水力計算。第五節(jié)繪制管道平面圖和縱剖面圖習題要點：圖紙繪制。本章重點、難點：污水管網的水力計算，管段銜接，圖紙繪制；各設計參數(shù)間的制約關系，污水管線的平面布置。本章教學要求：

11、掌握污水管道的平面布置，掌握污水設計流量與污水管道的水力計算，掌握污水管道平面圖和縱剖面圖的繪制，掌握設計參數(shù)間的制約關系；熟悉室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)對污水管道水力設計參數(shù)的規(guī)定；了解污水管網投資估算，了解污水管網的計算機設計。第六章雨水管網設計與計算第一節(jié)雨量分析與暴雨強度公式雨量分析暴雨強度公式匯水面積習題要點：暴雨強度公式的理解。第二節(jié)雨水管網設計流量計算地面徑流與徑流系數(shù)地面集水時間與折減系數(shù)雨水管網設計流量計算習題要點：推理公式的理解與應用。第三節(jié)雨水管網設計與計算雨水管網設計步驟雨水管渠設計參數(shù)雨水管渠斷面設計設計計算實例習題要點：雨水管網的平面布置，室外排水

12、設計規(guī)范(GB50014-2006)對雨水設計參數(shù)的規(guī)定。第四節(jié)雨水徑流調節(jié)習題要點：雨水調節(jié)池的設置與計算。第五節(jié)排洪溝設計與計算防洪設計標準洪水設計流量計算排洪溝設計要點習題要點：排洪溝設計，水力最優(yōu)斷面。本章重點、難點：雨水管網的設計流量及水力計算，圖紙繪制，排洪溝斷面設計；雨水管線的平面布置，雨水管網設計流量計算。本章教學要求：掌握雨水管道的平面布置，掌握雨水設計流量與雨水管道的水力計算，掌握雨水管道平面圖和縱剖面圖的繪制，掌握設計參數(shù)間的制約關系；熟悉室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)對雨水管道水力設計參數(shù)的規(guī)定，熟悉排洪溝斷面設計；了解雨水管網投資估算，了解雨水管網的計算

13、機設計。第七章合流制管渠系統(tǒng)設計第一節(jié)合流制管渠系統(tǒng)的使用條件和布置特點習題要點：合流制管渠系統(tǒng)的使用條件，截流式合流制管渠系統(tǒng)的布置特點。第二節(jié)合流制排水管渠的設計流量第一個溢流井上游管渠的設計流量溢流井下游管渠的設計流量習題要點：截流式合流制管渠的設計流量。第三節(jié)合流制排水管網的水力計算要點習題要點：截流式合流制管渠的水力計算內容及參數(shù)選取。第四節(jié)合流制排水管網的水力計算示例習題要點：截流式合流制管渠的水力計算。本章重點、難點：截流式合流制管渠系統(tǒng)設計計算。本章教學要求：掌握截流式合流制管渠系統(tǒng)設計的方法步驟，掌握截流式合流制排水管渠的設計流量計算及截流式合流制排水管渠的水力計算要點;了解

14、截流式合流制管渠系統(tǒng)的使用條件和布置特點，了解城市舊合流制排水管渠系統(tǒng)的改造途徑。第八章排水管渠施工第一節(jié)排水管渠的施工方法第二節(jié)開槽施工放線開挖管槽及支護管槽排水管道基礎制作管道鋪設管道接口閉水試驗管槽覆土習題要點：開槽施工的程序與注意事項。第三節(jié)頂管施工機頭工作坑和接收井管節(jié)頂進與接口習題要點：頂管施工的程序與注意事項。第四節(jié)盾構施工習題要點：盾構施工的使用場合。第五節(jié)井點降水真空泵抽水系統(tǒng)水射泵抽水系統(tǒng)井點的布置形式與要求井點的施工第六節(jié)排水管渠工程的施工準備和驗收排水管渠工程的施工準備排水管渠工程的驗收工作本章重點、難點：排水管渠的施工方法，開槽施工。本章教學要求：掌握排水管渠的施工方

15、法及特點，掌握排水管渠的開槽施工方法；了解頂管施工和盾構施工法，了解井點降水，了解排水管渠工程的施工準備和驗收。第九章給水排水管材和管渠系統(tǒng)上的構筑物第一節(jié)給水排水管道材料給水管道材料排水管道材料習題要點：給水排水管道材料類別及特點。第二節(jié)給水管網附件與附屬構筑物習題要點：常見給水管網附件與附屬構筑物類別。第三節(jié)排水管渠系統(tǒng)上的附屬構筑物習題要點：排水管渠系統(tǒng)上的主要附屬構筑物。本章重點、難點：給水與排水管材類別與特點、給水與排水管渠系統(tǒng)上主要的構筑物。本章教學要求：熟悉給水與排水管材類別與特點，了解雨水口、連接暗井、溢流井、檢查井、跌水井、換氣井、倒虹管、防潮門、出水口等構筑物。第十章給水排

16、水管網的管理和養(yǎng)護第一節(jié)給水排水管網檔案管理第二節(jié)給水管網監(jiān)測與檢漏管網水壓和流量測定管網檢漏習題要點：給水管網水壓和流量測定方法，管網檢漏方法。第三節(jié)管道防腐蝕與修復管道防腐蝕管道清垢和涂料習題要點：給水管道防腐蝕方法，管道清垢方法，防腐涂料類別。第四節(jié)排水管道養(yǎng)護排水管渠清通排水管渠修復排水管道滲漏檢測習題要點：排水管渠清通與修復方法。本章重點、難點：排水管道養(yǎng)護。本章教學要求：熟悉排水管渠清通與修復方法；了解給水管網水壓和流量測定方法，管網檢漏方法，管道防腐蝕與修復。五、考核方式及要求采用閉卷考試，題型主要包括選擇題、判斷題、簡答題與案例題。最終成績由卷面考試成績（占6070%）和平時成績（占3040%）組成。平時成績包括課堂紀律、污水設計作業(yè)、雨水設計作業(yè)等。六、推薦教材及教學參考書教材：給水