給水排水管道系統(tǒng) 給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)

給水排水管道系統(tǒng)給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)第1頁/共62頁教學(xué)目的《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》是給水排水工程專業(yè)的主干專業(yè)課之一。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計計算理論和方法、工程設(shè)計的步驟與方法；了解管網(wǎng)系統(tǒng)的運行管理基本理論和基本知識，使學(xué)生初步具備給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計能力和從事科研的能力。第2頁/共62頁教學(xué)要求

（1）掌握給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃設(shè)計原理；

（2）掌握給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的水量計算和管網(wǎng)系統(tǒng)水力計算理論和方法；

（3）熟悉給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與計算理論與計算方法；

（4）了解管網(wǎng)系統(tǒng)運行管理方法、現(xiàn)代管理模式和信息化技術(shù)，初步具備解決常見生產(chǎn)實際問題的能力；

（5）初步具備進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃和工程設(shè)計，編制工程設(shè)計文件的能力；

（6）了解管網(wǎng)系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程和方向，初步具備分析問題和解決問題的能力。第3頁/共62頁第一章給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)概論給水排水系統(tǒng)的功能與組成給水排水系統(tǒng)工作原理給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的功能與組成給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)類型與體制第4頁/共62頁1.1給水排水系統(tǒng)的功能與組成給水排水工程(給排水科學(xué)與工程)主要以水的社會循環(huán)為研究對象，研究水量和水質(zhì)的運動和變化規(guī)律。第5頁/共62頁水的社會循環(huán)

水的社會循環(huán)則是指在其自然循環(huán)當(dāng)中，人類不斷利用地下或地表徑流滿足生活與生產(chǎn)之需而造成的人為水循環(huán)。第6頁/共62頁專業(yè)名稱公共衛(wèi)生工程（publichealthengineering），(1940s)――生活用水水質(zhì)安全，水生疾病防治，保障健康水平；上下水道（watersupplyandsewerengineering），(1950s)――生活用水保障，污水收集和排放，保障環(huán)境清潔和積水排除；給水排水（waterandwastewaterengineering），(1960s)――城市給水排水、工業(yè)給水排水、水質(zhì)安全、經(jīng)濟利用；給排水科學(xué)與工程（waterandwastewaterscienceandengineering），(2000s)――給水排水工程和理論、水資源可持續(xù)開發(fā)和利用、水環(huán)境保護。第7頁/共62頁城市系統(tǒng)用水關(guān)系第8頁/共62頁流域給水排水工程關(guān)系第9頁/共62頁第10頁/共62頁第11頁/共62頁第12頁/共62頁第13頁/共62頁給水系統(tǒng)1、生活用水――主要包括居民生活用水、公共設(shè)施用水和工業(yè)企業(yè)生活用水。居民生活用水――居民家庭生活中飲用、烹飪、洗浴、沖洗等用水，保障居民身體健康、家庭清潔衛(wèi)生和生活舒適。公共設(shè)施用水――機關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、賓館、車站、公共浴場等公共建筑用水，用水量大，地點集中，成為“大用戶”。工業(yè)企業(yè)生活用水――工業(yè)企業(yè)內(nèi)的飲用、烹飪、洗浴、沖洗等生活用水，根據(jù)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)條件、工作人員數(shù)量、工作時間安排等因素而變化。2、工業(yè)生產(chǎn)用水――生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量用水，對水量、水質(zhì)、水壓的要求差異很大。3、市政和消防用水――城鎮(zhèn)或工業(yè)企業(yè)區(qū)域內(nèi)的道路清洗、綠化澆灌、公共清潔衛(wèi)生和消防的用水。第14頁/共62頁排水系統(tǒng)1、生活污水――指居民和工業(yè)企業(yè)中的生活污水，受污染程度比較嚴(yán)重。2、工業(yè)廢水――在生產(chǎn)工業(yè)過程中受到嚴(yán)重污染，含有很高濃度的污染物質(zhì)，甚至含有大量有毒有害物質(zhì)。3、降水排水――雨水和冰雪溶化水，防止地面積水和洪澇災(zāi)害。降水應(yīng)盡可能被收集和利用，達(dá)到保護環(huán)境、保護水資源、保障人們生活和生產(chǎn)活動安全的目的。第15頁/共62頁給水排水系統(tǒng)的功能第16頁/共62頁三項功能水量保障用戶需求的用水量；用戶排出廢水量；降雨量。水質(zhì)保障飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；廢水排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水壓保障－－輸水能量用戶用水壓力－－保證充足流量；用水設(shè)施安全；排水通暢和穩(wěn)定。第17頁/共62頁1-取水系統(tǒng)；2-給水處理系統(tǒng)；3-給水管網(wǎng)系統(tǒng)；4-排水管網(wǎng)系統(tǒng)；5-廢水處理系統(tǒng)；6-排放系統(tǒng)。第18頁/共62頁1.2給水排水系統(tǒng)工作原理給水排水系統(tǒng)流量關(guān)系各子系統(tǒng)的流量在同一時間內(nèi)并不一定相等，且隨時變化。第19頁/共62頁給水排水系統(tǒng)的水質(zhì)關(guān)系四種水質(zhì)：原水水質(zhì)給水水質(zhì)污、廢水水質(zhì)排放水質(zhì)三個過程：給水處理（給水管網(wǎng)二次污染）用戶用水污水處理第20頁/共62頁給水排水系統(tǒng)的水壓關(guān)系重力給水：水流通過重力自流輸水到水廠處理，然后又通過重力輸水管和管網(wǎng)送至用戶使用，最經(jīng)濟的給水方式。當(dāng)原水位能有富余時可以通過閥門調(diào)節(jié)供水壓力。一級加壓給水：從水源取水到水廠采用一級提升，處理后直接重力輸水給用戶。二級加壓給水：取水時經(jīng)過第一級加壓，水廠清水貯存于清水池中，經(jīng)過第二級加壓進(jìn)入輸水管和管網(wǎng)。多級加壓給水：長距離輸水時需要多級加壓提升；大型給水系統(tǒng)的用水區(qū)域很大，應(yīng)采用多級供水加壓。排水系統(tǒng)：一般利用地形或管道坡度重力輸水，當(dāng)管渠埋深太大時，采用排水泵站進(jìn)行提升。第21頁/共62頁水的機械能＝位能＋壓能＋動能第22頁/共62頁第23頁/共62頁第24頁/共62頁第25頁/共62頁1.3給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的功能與組成給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的功能水量輸送水量調(diào)節(jié)水壓調(diào)節(jié)第26頁/共62頁給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的特點分散性連通性傳輸性擴展性隱蔽性強外部干擾多投資高第27頁/共62頁給水管網(wǎng)系統(tǒng)的組成：

輸水管（渠）；配水管網(wǎng)；水壓調(diào)節(jié)設(shè)施（泵站、減壓閥）；水量調(diào)節(jié)設(shè)施（清水池、水塔、高位水池）。第28頁/共62頁1-清水池；2-供水泵站；3-輸水管；4-配水管網(wǎng)；5-水塔(高位水池)；6-加壓泵站；7-減壓設(shè)施第29頁/共62頁第30頁/共62頁排水管網(wǎng)系統(tǒng)的組成廢水收集設(shè)施排水管網(wǎng)排水調(diào)節(jié)設(shè)施提升泵站廢水輸水管渠廢水排放口第31頁/共62頁第32頁/共62頁1-集水管網(wǎng)；2-水量調(diào)節(jié)池；3-提升泵站；4-輸水管（渠）。第33頁/共62頁第34頁/共62頁第35頁/共62頁1.4給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的類型與體制

1.4.1給水管網(wǎng)系統(tǒng)的類型分類方法：水源種類水源數(shù)量系統(tǒng)構(gòu)成方式輸水方式第36頁/共62頁水源種類：地表水源、地下水源給水系統(tǒng)第37頁/共62頁水源數(shù)量：單水源、多水源給水系統(tǒng)單水源給水系統(tǒng)：規(guī)模較小多水源給水系統(tǒng)優(yōu)點：供水可靠；就近供水，管網(wǎng)內(nèi)壓力均勻，經(jīng)濟；可分期發(fā)展，避免一次性投資過大缺點：設(shè)備和管理工作相應(yīng)增加第38頁/共62頁第39頁/共62頁第40頁/共62頁系統(tǒng)構(gòu)成方式統(tǒng)一給水系統(tǒng)分地區(qū)給水系統(tǒng)分質(zhì)給水系統(tǒng)分壓給水系統(tǒng)：串聯(lián)分區(qū)、并聯(lián)分區(qū)區(qū)域給水系統(tǒng)第41頁/共62頁統(tǒng)一給水系統(tǒng)水質(zhì)統(tǒng)一：生活飲用水水質(zhì)只有一個管網(wǎng)（管網(wǎng)不分區(qū)）：統(tǒng)一供應(yīng)各類用水（生活、生產(chǎn)、消防等）＝供水具有統(tǒng)一的水壓適用條件：新建中、小城市、工業(yè)區(qū)或大型廠礦企業(yè)中用水戶較集中、地形較平坦，且對水質(zhì)、水壓要求也比較接近的情況特點：系統(tǒng)管理簡單，但給水安全性低第42頁/共62頁分區(qū)給水系統(tǒng)

分區(qū)給水系統(tǒng)是將整個系統(tǒng)分成幾個區(qū)，每區(qū)有單獨的泵站和管網(wǎng)，各區(qū)之間采取適當(dāng)?shù)穆?lián)系。分地區(qū)給水系統(tǒng)：面積遼闊或延伸很長的大城市；自然地形分割；就近取用地下水分質(zhì)給水系統(tǒng)：用戶對水質(zhì)要求不同。生活用水與工業(yè)用水；飲用水與雜用水分壓給水系統(tǒng)：用戶對水壓要求不同；供水區(qū)地形高差大；面積遼闊或延伸很長的大城市。串聯(lián)分區(qū)、并聯(lián)分區(qū)第43頁/共62頁第44頁/共62頁第45頁/共62頁第46頁/共62頁串聯(lián)分區(qū)：高低兩區(qū)用水均由低區(qū)泵站供給，高區(qū)用水再由高區(qū)泵站加壓。輸水管長度較短，可用低揚程水泵和低壓管，但增加泵站造價和管理費用。并聯(lián)分區(qū)：由同一泵站內(nèi)的低壓和高壓水泵分別供給低區(qū)和高區(qū)用水。供水安全可靠，管理方便，但增加了輸水管長度和造價。第47頁/共62頁第48頁/共62頁第49頁/共62頁分區(qū)給水的優(yōu)點分地區(qū)給水：就近供水，管網(wǎng)內(nèi)壓力均勻，降低供水能量費用分質(zhì)給水：節(jié)省給水處理費用、合理利用水資源（有限水資源優(yōu)質(zhì)優(yōu)用）、提高飲用水質(zhì)量分壓給水：使管網(wǎng)的水壓不超過水管能承受的壓力，各區(qū)水管承受的壓力下降，并使漏水量減少；降低供水能量費用分區(qū)給水的缺點：系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備和管理工作相應(yīng)增加第50頁/共62頁區(qū)域給水系統(tǒng)幾個城鎮(zhèn)或工業(yè)區(qū)集中在上游取水或遠(yuǎn)距離取水，沿線供各城鎮(zhèn)或工業(yè)區(qū)使用，這種供應(yīng)若干城鎮(zhèn)或工業(yè)企業(yè)用水的給水系統(tǒng)，稱為區(qū)域給水系統(tǒng)。適用條件：水源受到污染，統(tǒng)一在上游取水；水源缺乏地區(qū)，遠(yuǎn)距離集中取水；城鎮(zhèn)化密集地區(qū)。優(yōu)點：能發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，降低成本。第51頁/共62頁輸水方式：重力輸水、壓力輸水第52頁/共62頁工業(yè)給水系統(tǒng)循序給水系統(tǒng)：工業(yè)廢水經(jīng)過適當(dāng)處理后，用作其他車間或工業(yè)部門生產(chǎn)用水的給水系統(tǒng)。循環(huán)給水系統(tǒng)：工業(yè)廢水經(jīng)過適當(dāng)處理后，又循環(huán)用于生產(chǎn)的給水系統(tǒng)。第53頁/共62頁1.4.2排水管網(wǎng)系統(tǒng)的體制排水體制（排水制度）sewersystem：在一個地區(qū)內(nèi)收集和輸送廢水的方式。它有合流制和分流制兩種基本方式。合流制combinedsystem用同一種管渠收集和輸送廢水的排水的方式。分流制separatesystem用不同管渠分別收集和輸送各種污水、雨水和生產(chǎn)廢水的排水的方式。第54頁/共62頁合流制排水系統(tǒng)分類：直排式、截流式第55頁/共62頁分流制排水系統(tǒng)分類：完全分流制、不完全分流制第56頁/共62頁完全分流制：污水＋雨水不完全分流制：污水，雨水排除系統(tǒng)有待完善或擴建（雨水沿天然地面、街道邊溝、水渠等渠道系統(tǒng)排泄。第57頁/共62頁工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)分質(zhì)分流第58頁/共62頁第59頁/共62頁排水體制的合理選擇比較項目分流制截流式合流制環(huán)境保護城市污水全部處理；但初期雨水未經(jīng)處理初期雨水能處理；但暴雨時部分城市污水進(jìn)入水體基建投資總造價高，便于分期建設(shè)（近期為不完全分流制）