第1章城市给水排水工程

第1章城市给水排水工程1.1城市规划与市政工程系统1.2城市给水工程1.3城市排水工程1.4居住小区给水排水工程1.1城市规划与市政工程系统1.1.1城市规划概述1.1.2市政工程系统概述1.1.3市政工程系统规划1.1.1城市规划概述1.城市规划的概念2.城市规划的地位和作用1.城市规划的概念城市规划是对一定时期内城市的经济和社会发展、土地利用、空间布局以及各项建设的综合布局、具体安排和实施管理。2.城市规划的地位和作用(1)城市规划的地位无论从世界各国，还是从新中国成立以来各个历史时期的情况来看，城市规划均被作为一项重要的政府职能。(2)城市规划的作用城市规划的基本作用，就是通过科学编制和有效实施城市规划，合理安排城市土地和空间资源的利用，综合部署各项建设，从而使城市的各项构成要素相互协调，保证经济社会的协调和有序发展。1.概念与分类市政工程也称市政公用设施或基础设施，泛指由政府公用事业管理部门或各种公用事业投资主体建设经营，为社会生活和生产提供基本条件的工程设施系统。2.构成及特征(1)构成(2)特征(1)构成市政工程系统有广义与狭义之分。广义市政工程系统的构成包括给水、排水、污水处理、内外交通、道路桥梁、电力、电信、燃气、集中供热、消防、防洪、抗震防灾、园林绿化、环境卫生以及垃圾处理等工程；狭义的市政工程系统的构成主要指城市建成区及规划区范围内的给水、排水、电信、电力、燃气、供热和环卫设施等工程，是城市市政工程系统最主要也是最基本的内容。(2)特征1)系统性与整体性2)基础性和先行性。3)共享性和两重性。4)独立性和统一性。5)复杂性和长期性。1.1.3市政工程系统规划(1)城市供电工程系统规划的主要任务结合城市和区域电力资源状况，合理确定规划期内的城市用电量和用电负荷，进行城市电源规划；确定城市输配电设施的规模、容量以及电压等级；布置变电所(站)等变电设施和输配电网络；制定各类供电设施和电力线路的保护措施。1.1.3市政工程系统规划(2)城市燃气工程规划的主要任务结合城市和区域燃料资源状况，选择城市燃气气源，合理确定规划期内各种燃气的用量，进行城市燃气气源规划；确定各种供气设施的规模和容量；选择确定城市燃气管网系统；科学布置气源厂、气化站等产、供气设施和输配气管网；制定燃气设施和管道的保护措施。1.1.3市政工程系统规划(3)城市供热工程系统规划的主要任务根据当地气候、生活与生产需求，确定城市集中供热对象、供热标准和供热方式；确定城市供热量和负荷，并进行城市热源规划，确定城市热电厂、热力站等供热设施的数量和容量；布置各种供热设施和供热管网；制定节能保温的对策与措施，以及供热设施的防护措施。1.1.3市政工程系统规划(4)城市通信工程系统规划的主要任务结合城市通信实况和发展趋势，确定规划期内城市通信发展目标，预测通信需求；确定邮政、电信、广播和电视等各种通信设施和通信线路；制定通信设施综合利用对策与措施，以及通信设施的保护措施。1.1.3市政工程系统规划(5)城市给水工程系统规划的主要任务根据城市和区域水资源的状况，最大限度地保护和合理利用水资源，合理选择水源，进行城市水源规划和水资源利用平衡工作；确定城市自来水厂等给水设施的规模、容量；布置给水设施和各级供水管网系统，满足用户对水质、水量和水压等的要求，制定水源和水资源的保护措施。1.1.3市政工程系统规划(6)城市排水工程系统规划的主要任务根据城市自然环境和用水状况，确定规划期内污水处理设施的规模与容量，降水排放设施的规模与容量；布置污水处理厂(站)等各种污水处理与收集设施、排涝泵站等雨水排放设施，以及各级污水管网；制定水环境保护、污水利用等对策及措施。1.1.3市政工程系统规划(7)城市防灾工程系统规划的主要任务根据城市自然环境、灾害区划和城市地位，确定城市各项防灾标准，合理确定各项防灾设施的等级和规模；科学布局各项防灾设施；充分考虑防灾设施与城市常用设施的有机结合，制定防灾设施的统筹建设、综合利用、防护管理对策与措施。1.1.3市政工程系统规划(8)城市环境卫生设施系统规划的主要任务根据城市发展目标和城市布局，确定城市环境卫生设施配置标准和垃圾集运、处理方式；确定主要环境卫生设施的数量和规模；布置垃圾处理场等各种环境卫生设施，制定环境卫生设施的隔离与防护措施；提出垃圾回收利用的对策与措施。1.1.3市政工程系统规划(9)城市工程管线综合规划的主要任务根据城市规划布局和各项城市工程系统规划，检验各专业工程管线分布的合理程度，提出对专业工程管线规划的修正建议，调整并确定各种工程管线在城市道路上水平排列位置和竖向标高，确认或调整城市道路横断面，提出各种工程管线基本埋深和覆土要求。1.2城市给水工程1.2.1城市给水工程概述1.2.2城市给水工程系统的组成1.2.3城市给水系统的布置形式及影响因素1.2.1城市给水工程概述(1)生活饮用水包括居住区居民生活饮用水，工业企业职工生活饮用水、淋浴用水，以及全市性公共建筑用水等。(2)生产用水用于生产用水的有：冷却用水，如高炉和炼钢炉、机器设备、润滑油和空气的冷却用水；生产蒸汽和用于冷凝的用水，如锅炉和冷凝器的用水；生产过程用水，如纺织厂和造纸厂的洗涤、净化、印染等用水；食品工业用水；交通运输用水，如铁路机车和港口用水等。(3)市政用水市政用水包括街道洒水和绿地浇水等。1.2.1城市给水工程概述(4)消防用水消防用水只是在发生火灾时使用。1.2.2城市给水工程系统的组成1.取水工程2.净水工程3.输水和配水工程1.2.2城市给水工程系统的组成图1-1地表水源给水系统示意图1—取水构筑物2—一级泵站3—水处理构筑物4—清水池5—二级泵站6—城市管网7—调节构筑物1.2.2城市给水工程系统的组成图1-2地下水源给水系统示意图1—管井2—集水池3—泵站4—水塔5—管网1.取水工程取水工程是给水工程系统的重要组成部分之一。它的任务是从水源取水，并送至水厂或用户。由于水源不同，使取水工程设施对整个给水系统的组成、布局、投资及维护运行等的经济性和安全可靠性产生重大影响。2.净水工程净水工程的任务是建造给水处理构筑物，对原水进行处理，满足国家生活饮用水水质标准或工业生产用水水质标准要求。净水工程是水厂的主要组成部分。在水厂内，原水中的杂质得以处理以达到水质要求。3.输水和配水工程(1)输水管渠从水源到城市水厂或者从城市水厂到相距较远的管网的管线或渠道。(2)配水管网将输水管线送来的水，配给城市用水区域各用户的管道系统。(3)泵站泵站是把整个给水系统连为一体的枢纽，是保证给水系统正常运行的关键。(4)水塔、高地水池和清水池水塔、高地水池和清水池是给水系统的调节设施，其作用是调节供水量与用水量之间的不平衡状况。1.2.3城市给水系统的布置形式及影响因素1.城市给水系统的布置形式2.影响城市给水系统布置的因素1.城市给水系统的布置形式(1)统一给水系统城市生活饮用水、工业用水和消防用水等都按照生活饮用水水质标准，用统一的给水管网供给用户的给水系统称为统一给水系统。(2)分质给水系统取水构筑物从水源取水，经不同的净化过程，用不同的管道分别将不同水质的水供给各个用户，这种给水系统称为分质给水系统。(3)分区给水系统当城市用水量较大，城市面积大或延伸很长，或被自然地形分割成若干部分，或者功能分区比较明确的大中城市，有时采用分区给水系统。1.城市给水系统的布置形式(4)分压给水系统分压供水的给水系统由两个或两个以上水源向不同高程地区供水，这种系统适用于水源较多的山区或丘陵地区，它的主要优点是能减少动力费用，降低管网压力，减少高压管道和设备用量，供水较为安全，并可分期建设。2.影响城市给水系统布置的因素(1)城市规划的影响给水系统的布置，应密切配合城市和工业区的建设规划，做到通盘考虑和分期建设，既能及时供应生产、生活和消防用水，又能适应今后发展的需要。(2)水源的影响任何城市，都会因水源种类、水源距给水区的远近和水质条件的不同，影响到给水系统的布置。(3)地形的影响地形条件对给水系统的布置有很大影响。1.3城市排水工程1.3.1城市排水工程概述1.3.2城市排水系统的体制及其选择1.3.3城市排水系统的组成及布置1.3.1城市排水工程概述1.生活污水2.工业废水3.降水径流1.生活污水指人们在日常生活中所产生的污水，如来自住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所及工厂的厕所、浴室、厨房、洗衣房等处排出的水。生活污水是含有较多的有机物质污染的水，比如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物、尿素和氨基酸等。有的还含有肥皂和合成洗涤剂，并带有病原微生物和寄生虫卵等。这类污水需要经过处理才能排放或再利用。2.工业废水指工业生产过程中所产生的废水，来自工厂车间或矿场等地。根据它的污染程度不同，又分为生产废水和生产污水两种。3.降水径流指在地面上形成径流的雨水和冰雪融化水等降水。降水径流的水质与流经地表情况有关。一般是较清洁的，但初期雨水径流却比较脏。雨水径流排除的特点是：时间集中、量大，以暴雨径流危害最大。1.3.2城市排水系统的体制及其选择1.排水体制的分类2.排水体制的选择1.排水体制的分类(1)合流制排水系统将生活污水、工业废水和降水径流用一个管渠系统汇集输送的称为合流制排水系统。(2)分流制排水系统当生活污水、工业废水和降水径流用两个或两个以上的排水管渠系统来分别汇集和输送时，称为分流制排水系统(图。(1)合流制排水系统图1-3截流式合流制排水系统示意图1—合流干管2—截流主干管3—溢流井4—污水处理厂5—出水口6—溢流出水口(2)分流制排水系统图1- 4分流制排水系统1—污水干管2—污水主干管3—污水处理厂4—出水口5—雨水干管2.排水体制的选择(1)环境保护方面截流式合流制排水系统同时汇集了部分雨水输送到污水厂处理，特别是较脏的初期雨水，带有较多的悬浮物，其污染程度有时接近于生活污水，这对保护水体是有利的。(2)基建投资方面合流制排水只需一套管渠系统，大大减少了管渠的总长度。(3)维护管理方面合流制排水管渠可利用雨天剧增的流量来冲刷管渠中的沉积物，维护管理较简单，可降低管渠的维护管理费用。2.排水体制的选择(4)施工方面合流制管线单一，减少与其他地下管线和构筑物的交叉，管渠施工较简单，对于人口稠密、街道狭窄和地下设施较多的市区施工更为便利。1.3.3城市排水系统的组成及布置1.城市排水系统的组成2.城市排水管道系统的布置3.排水系统的附属构筑物4.污水处理厂1.城市排水系统的组成(1)城市污水排水系统的组成(2)工业废水排水系统的组成有些工业废水排入城市污水管道或雨水管道，不单独形成系统，而有些工厂单独形成工业废水排除系统，经回收处理后的水可再利用或排入水体，或排入城市排水系统。(3)城市雨水排水系统的组成雨水来自两个方面：屋面和地面。2.城市排水管道系统的布置(1)污水管道系统平面布置(2)污水管道的具体位置(1)污水管道系统平面布置图1-5某城市污水排水系统总平面布置图(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指排水流域)1—城市边界2—排水流域分界线3—支管4—干管5—主干管6—总泵站7—压力管道8—污水处理厂9—出水口10—事故排污口11—工厂(2)污水管道的具体位置图1-􀰊6污水管道的衔接a)水面平接b)管顶平接3.排水系统的附属构筑物(1)排水泵站城市污水、雨水因受地形条件、地质条件和水体水位等因素的限制，不能以重力流方式排除，以及污水处理厂中为了提升污水(或污泥)时，需要设置排水泵站。(2)检查井为了便于对管渠进行检查和清通，在排水管渠上必须设置检查井。(2)检查井表1-1检查井最大间距4.污水处理厂图1-7某城镇污水处理厂的总平面图1—办公化验楼2—污水提升泵房3—沉沙池4—初沉池5—曝气池6—二沉池7—活性污泥浓缩池8—污泥预热池9—消化池10—污泥浓缩池11—污泥脱水车间12—中心控制室13—污泥回流泵房14—鼓风机房15—锅炉房16—储气柜17—食堂18—变电室19—生活区20—干化场1.4居住小区给水排水工程1.4.1居住小区给水工程1.4.2居住小