第1章给水管网系统

给水排水管网系统（1）主要参考书1.给水工程（第四版）严煦世等主编中国建筑工业出版社2.给水排水管网系统(第二版)严煦世等主编中国建筑工业出版社3.给水排水设计手册（3）中国建筑工业出版社4.室外给水设计规范(GB5749-2006)5.水源工程与管道系统设计计算杜茂安等主编中国建筑工业出版社第1章给水系统•1.1给水系统分类•1.2给水系统的组成和布置•◆1.3给水管网系统的功能和组成•◆1.4给水管网系统类型•1.5影响给水系统布置的因素•1.6工业给水系统•水井。《易·井》：“改邑不改井。”孔颖达疏：“古者穿地取水，以瓶引汲，谓之为井。”井中国城镇供水的历史和现状•是一种刮板式连续提水机械，又名龙骨水车，是我国古代最著名的农业灌溉机械之一。《后汉书》记有毕岚作翻车，三国马钧加以完善。翻车可用手摇、脚踏、牛转、水转或风转驱动。龙骨叶板用作链条，卧于矩形长槽中，车身斜置河边或池塘边。下链轮和车身一部分没入水中。驱动链轮，叶板就沿槽刮水上升，到长槽上端将水送出。如此连续循环，把水输送到需要之处，可连续取水，功效大大提高，操作搬运方便，还可及时转移取水点。我国古代链传动的最早应用就是在翻车上，是农业灌溉机械的一项重大改进。翻车运河•用以沟通地区或水域间水运的人工水道。用以通航、灌溉、供水或导流，通常与自然水道或其他运河相连。除航运外，运河还可用于灌溉、分洪、排涝、给水等。•中国的运河建设有悠久的历史，早在秦始皇二十八年（公元前219）为沟通湘江和漓江之间的航运而开挖了灵渠。中国的京杭运河是世界上最长的运河。巴拿马运河京杭运河济宁运河北京供水史料土井苦■据记载，北京东周时即有大量的土井、瓦井，汉、唐、辽、金又建有砖井。历史上，北京城区居民大多自打土井，取用浅层地下水。至清光绪11年（1885年）北京内外城已有土井1245眼。但水质多数咸苦。这是当时的土井。■光绪34年（1908年），3月18日，农工商部大臣溥廷页、熙彦和杨士琦等给慈禧太后和光绪皇帝上奏折“京师自来水一事，……为京师地方切要之图，亟宜设法筹办”，不到10日，该奏折即获慈禧太后批准。农工商部再次上奏折，建议该公司性质为“官督商办”，公司名称“京师自来水股份有限公司”。官督商办自来水京师自来水股份有限公司创始人：总理周学熙（中）、协理孙多森（右）、坐办马（左）。自来水管穿防寒服■从1910年京师自来水公司开始供水，到1949年乃至其后相当一段时间，一直沿用集中供水方式（1949年后称“公用水站”），这也是续存时间最长的一种自来水供水方式。北京的冬天滴水成冰，用稻草绳给公用水龙头裹上冬装以防冻裂水管是决不能犯懒的事儿。■东直门水厂自1939年起开凿水源井，至1940年，相继有水源井投产。这是1940年在东直门水厂内开凿的水源井（当时称101号＃）井碑。•1910年北京城的水龙头中流出第一股自来水，北京城又向近代文明跨进了一步。•自来水供水初期，不少北京居民对这种经水厂消毒加工的饮用水心存疑虑，把它叫做“洋胰子水”。•当时用水要在街市公用龙头购买自来水的水票（当时称“水筹”），由雇用的水夫看管每个安设在街旁、胡同内的公用水龙头。水夫须领取执照。•京师自来水股份有限公司创办初期，东直门配水厂、孙河取水厂1910年3月投产。至1949年有水厂一座，水源井29口，日供水能力5万立方米，管线长度364公里。•1985年建田村山净水厂，开始采用地表水。•到1999年底，北京自来水集团有限责任公司所属水厂已有14座，供水管线长度5611．43公里，日供水能力301．88万立方米。天津的自来水事业早期创建一八六零年第二次鸦片战争以后，各帝国主义势力在天津开辟了通商口岸，设置租界，开办工商业和航运，进行经济侵略，掠夺和榨取中国人民的财富。外国资本家为了适应外国侵略者在经济上的掠夺和生活上的需要，于一八九八年在英国租界始建自来水厂，天津从此有了自来水。一八九九年开始供水。自来水厂的取水口设于宝顺道（今太原道）东口海河西岸。净水厂设于巴克斯道（今保定道）与达文波道（今建设路）转角处，名为巴克斯道机厂（现自来水集团有限公司院内）。水厂建成后，逐渐形成日产水量三十万加仑（1363立方米）的能力。初期供水区域，包括英法两租界内洋行比较集中的地区。除供应轮船，消防及各洋行用水外，有水表的生活用水户仅20余户，多为外国人。•一九三四年十月水厂全部建成并投产，成为天津历史上第一家官办自来水厂（井水厂），日产水量为3636立方米。•一九四一年十二月，太平洋战争爆发后，日伪政权接管了英租界工部局水道处，将自来水厂改名为“天津市营自来水管理处”。•一九四五年八月，国民党政府从日本人手中接管了各自来水厂。•一九四九年一月十五日天津解放，天津自来水事业已形成两大系统，一是以旧英租界自来水厂为基础的公营天津市自来水厂，一是民营济安自来水公司。从一九五二年开始，自来水公司实拓联合安装公用水表，凡二十户以上的用户可以联合安装水表，公司补贴安装费百分之三十，其余费用分十个月交清。实行这一措施后，水铺全部为公用水站所代替，取消了水铺的中间剥削。•凌庄水厂经过1975—1979第一次扩建，达到33万立方米/日。1982年又进行了第二次扩建，新建了12万立方米/日能力的配水井及异向流斜管沉淀池，新建20万立方米/日能力的滤站一座，铺设和调整了津港泵房到沉淀池的进水管道，新建3．5万千伏变电站一座，改造原有加药、加氯等设备，新建两座容积分别为10800立方米和8000立方米的清水库，调整铺设部分工艺管道及3条出厂干管，并相应扩建了三元村泵站和新建水上公园泵站，使日产水能力达到50万立方米。•芥园水厂经过先后共三次改建扩建，使产水能力达到50万立方米/日，而且产水设备和工艺等均达到当时国内同类水厂的先进水平。供水现状•全市供水管网长度3688公里，供水范围涉及市内六区及部分新四区，供水面积480平方公里，供水人口427万人。2006年售水量实现了2206万立方米。新开河水厂作为引滦入津的一项配套工程共筹集国内外资金71382．65万元，分两期工程进行建设。一期工程于1987年6月30日完工通水，二期工程于1996年竣工。两期工程共新建净水能力100万立方米/日。发展趋势远距离调水——南水北调工程南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路。通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，以“引黄济津”的黄河水为辅，黄河水为天津市城市供水的第二水源。黄河原水由山东省位山闸引水，经卫临干渠进入清凉江，在泊镇附近进入南运河，从九宣闸进入天津境内．进入天津的黄河水一部分通过南运河、子牙河经西河闸进入海河，线路长61km；另一部分水经马厂减河进入北大港水库存蓄，引黄济津调水结束后。再由北大港水库放水，横穿独流减河、十里横河，经洪泥河进入海河，线路长76km．通过西河泵站输送至各水厂。引黄时间一般都安排在冬春季，主要是冬春季农业活动少，可以减少沿途污染几率．1.1给水系统分类概念：给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。任务：向各种不同类别的用户供应满足需求的水质、水量和水压。•分类：水源：地表水、地下水供水方式：自流、压力用途：生活、生产、消防、市政服务对象：城市给水系统工业给水系统•生活用水居民生活用水（满足一定水质标准）公共设施用水（用水量大，集中，水质同生活用水）工业企业生活用水（水量和工业企业生产工艺、生产条件有关，水质同居民生活用水）•工业生产用水产品用水、工艺用水、辅助用水（对水量水质、水压要求差异很大）•市政消防用水道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防用水要求水量水质水压•生活用水用户•生产用水用户•消防用水用户•市政用水用户给水排水系统功能关系示意图给水系统主要功能1）水量保障及时可靠地提供满足用户需求的用水量2）水质保障给水处理水质、贮水和输配水水质3）水压保障充分利用地形高差，水泵加压1.取水构筑物:用以从选定的水源取水。2.水处理构筑物：是将取水构筑物的来水进行处理，以期符合用户对水质的要求。这些构筑物常集中布置在水厂范围内。3.泵站：用以将所需水量提升到要求的高度。分为一级泵站、二级泵站、加压泵站、循环泵站1.2给水系统的组成4.输水管渠和管网：输水管渠是将原水送到水厂的管渠，管网则是将处理后的水送到各个给水区的全部管道。5.调节构筑物：贮存和调节水量；水塔、高地水池、清水池兼有保证水压的作用。泵站,输水管渠和管网,调节构筑物等总称为输配水系统。水塔•大城市通常不用水塔。•中小城市或企业为了贮备水量和保证水压，常设置水塔。•考虑地形等因素，水塔可以设在管网的起端、中端和末端，分别构成网前水塔、网中水塔和对置水塔。二级泵站水塔干管连接管干管分配管(由于城市地形和供水区水压的需要，水塔布置在管网末端的高地上，这样就形成对置水塔，水塔是相对于二级泵站而言的，不是有两个水塔)给水系统的组成以地表水为水源的给水系统。给水系统的组成以地下水为水源的给水系统。2012年2月28日新闻：北京将人工补水涵养地下水水源取水构筑物一级泵站净水构筑物清水池二级泵站输配水管网用户水塔高地水池1.3给水管网系统的功能和组成•通常，给水管网遍布整个供水区域，依据其功能划分为干管和分配管（配水管）。干管：主要功能为输水，管径较大；配水管：配水到用户，管径较小。二级泵站水塔干管连接管干管分配管1.3.1给水管网系统的功能与特点•功能：1）水量输送2）水量调节3）水压调节•特点：具有一般网络系统的特点：分散性、连通性、传输性、扩展性。1.3.2给水管网系统的构成•输水管渠：从水源到城市水厂或城市水厂到相距较远管网的管线或渠道。铸铁管、钢管、钢筋混凝土管等；两条并行，适当地点连通。•配水管网：将水送到用户的管道系统由主干管、干管、支管、连接管、分配管等构成。•附属设施：消火栓、阀门、监测仪表等。•水压调节设施（泵站、减压阀）供水泵站（二级泵站）一般设于水厂内部。加压泵站（三级泵站）对远离水厂的供水区域或地形较高的区域进行加压。•水量调节设施（清水池、水塔和高位水池）调节供水与用水的流量差，也可用于贮存备用水量，提高供水安全。•减压设施减压阀、节流孔板等，降低和稳定输配水系统局部的水压。1.4给水管网系统类型•按水源数目分类分：•(1)单水源给水管网系统(2)多水源给水管网系统1.4给水管网系统类型按系统构成方式分类：（1）统一给水系统根据生活饮用水水质标准，由同一管网供给生活、生产和消防用水到用户的给水系统。特点：所有用户用一个管网，一个水处理系统；造价低，运行费用高，会造成浪费。多用于用户集中，对水质、水压无特殊要求或相差不大、地势比较平坦、建筑层数差异不大的情况。1.4给水管网系统类型•（2）分区给水系统•把城市整个给水系统分为几个区，每区有泵站和管网等，各区之间有适当的联系，以保证供水可靠和调度灵活。并联分区：由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给低区和高区用水。供水安全可靠，水泵集中；管理方便，但管网造价高，需要高压输水管。串联分区：高低两区用水均由低区泵站供给，高区用水再由高区水泵加压。管网造价低，但供水安全、可靠性较差，水泵站分散，管理不便。河流图1分区给水管网系统河流图2并联分区给水管网系统a-高区；b-低渠；1-净水厂；2-水塔；河流图3串联分区给水管网系统•a-高区；b-低区；1-净水厂；2-水塔；3-加压泵站1.4给水管网系统类型•（3）分质供水系统工业用水、生活用水分质饮用水、杂用水分质直接饮用水占管网1～2％；优质优用有限水资源；可节省净水处理费用。但每一种水质要有独立的管网，多套管网造价高，管理复杂。在水资源紧缺的新建居住区、工业区、海岛地区可以考虑应用。1.4给水管网系统类型（4）分压给水系统供水区域较大，回落地形狭长，不同用户对水压要求不同，是由同一泵站内不同水泵分别供水到高压和低压管网。管网压力适宜，动力消耗低，供水安全。1.4给水管网系统类型（5）循环和循序给水系统在工业生产中，所产生的废水经适当处理后可以循环使用，或用作其他