给水管道系统

给水管道系统课程学习要求及考核方式学习方法：课堂讲授+课后练习成绩评定：期末成绩＝平时成绩（作业+出席到课率）+期终考试成绩参考资料－（1）书籍严熙世，刘遂庆.给水排水管网系统.北京：中国建筑工业出版社；严熙世，赵洪宾.《给水管网理论与计算》.北京：中国建筑工业出版社；《给排水设计手册》3，上海市政工程设计院主编，中国建筑工业出版社，2003年3月；《室外给水设计规范》GB50013-2006参考资料－（2）科技期刊中国给水排水给水排水环境科学中国环境科学环境科学学报环境工程EnvironmentalScience&TechnologyWaterresearchWaterScience&TechnologyWaterenvironmentresearch参考资料－（3）专业网站（给排水在线)（中国水网）河流1-取水系统；2-给水处理系统；3-给水管道系统；4-排水管道系统；5-污水处理系统；6-污水排放系统1给水系统1.1给水系统分类给水系统（watersupplysystem）按水源种类：地表水和地下水给水系统；按供水方式：重力供水、加压供水和混合供水系统；按使用目的：生活给水、生产给水和消防给水系统；按服务对象：城市给水、工业给水系统；水量保障水质保障水压保障1.2给水系统组成河流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-输水管；7-管网；8-调节构筑物*不是固定不变的老沈阳遗迹：中山水源水塔（千代田公园给水塔）1.3给水系统布置类型按水源数目1132单水源与、多水源统一给水系统根据生活饮用水水质的要求，由同一管网供给生活、生产和消防用水到用户建设费用低管理简单没能充分体现节约用水中小城镇、开发区，各用户对水质要求差别不大，地形较平坦的地区按系统构成方式分质给水系统取水构筑物从同一水源或不同水源取水，经过不同程度的净化，用不同的管道，分别将不同水质的水供给各用户可使城市水资源优质优用减少处理费用，节约用水建设费用增加，管理复杂适用于水资源紧缺的新建居住区、工业区234651654312分压给水系统分区给水系统将给水系统分为几个区，每个区有泵站和管网，管网之间有适当的联系（通常通过泵站联系）河流自然分区河流并联分区同一泵站内低压、高压水泵分别供给低区、高区用水管理方便，供水安全增加输水管长度和造价适合城区沿河岸发展而宽度较小或水源靠近高压区时河流串联分区高低两区用水均由低压泵站供给，高区用水再由高区泵站加压减少了输水管道的重复建设，泵站扬程较小，压力小泵站多，管理复杂城区垂直于等高线方向延伸，供水区域狭长、地形起伏不大、水厂又集中布置在城市一侧的情况城市规划和布局的影响水源的影响地形的影响满足用户对水量、水质、水压要求，最少投资，最高保证2设计用水量给水系统设计的基础给水系统建成投产时所能达到的日最大供水能力Qd组成：综合生活用水Q1（居民生活用水和公共建筑用水）工业企业生产用水Q2和工作人员生活\淋浴用水Q3消防用水Q4浇洒道路和绿化用水Q5未预见水量及管网漏失水量Q6Qd=Q1+Q2+Q3+Q5+Q6Q4?按照工程设计最不利原则，仅从流量来考虑应该是最高日最高时发生火灾时为最不利情况。但是，我们国家执行的是低压消防模式，在着火点只需要满足10米服务水头就可以了，所以从服务水头的要求上来看这比生活服务水头要低。10124一方面，如果管网设计时就加入消防流量，势必增大管网的规模，增大投资，另一方面，城市发生火灾的概率是很小的，发生火灾时，牺牲一部分利益（服务水头降低，部分用水点断水）用水户基本能够接受。2.1用水量定额（标准）Q1调查表2-1Q2产值、产量Q3一般车间25L/人.班热车间35L/人.班淋浴6040附录Q4附录3Q5街道洒水量采用1～1.5L/(㎡·次)，洒水次数按气候条件以2～3次/d计。浇洒绿地用水量采用1～2L/(㎡·d)。Q615%-25%Qd时间综合生活用水量甲厂乙厂丙厂浇洒道路绿地用水漏失及未预见水量城市用水量%每小时用水量生产用水量生活用水量淋浴用水量生产用水量生活用水量淋浴用水量生产用水量生活用水量淋浴用水量%每小时用水量0-11-2….23-242.2用水量变化2.78%4.17%5%042681012141624222018561234时间占最高日用水量的百分比城市用水量变化曲线城市用水量受人们作息的影响，总在不断变化中，用水量指标作为平均值，不能作为单项工程的设计水量，因此详规需要了解用水量逐日逐时的变化，而这种变化规律通常用变化系数和时变化曲线来表示。变化系数主要是日变化系数与时变化系数。日变化系数Kd=年最高日用水量/年平均日用水量（经验值为1.1～1.5，小城镇适当加大）；时变化系数Kd=日最高时用水量/日平均时用水量（经验值为1.3～1.6，小城镇适当加大）。给水系统流量关系河流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-输水管；7-管网；8-水塔二泵设计流量1）管网中无流量调节设施Q二泵=Qh●任何时刻供水量等于用水量；●使用大小搭配的多台水泵来适应用水量的变化；●泵站管理，可根据管网的压力来切换水泵2）管网有流量调节设施Q二泵=QⅡmax●每小时供水量可以不等于用水量，但24h总供水量等于总用水量用水量；●二级泵站的工作是按照设计供水曲线进行，设计供水曲线是根据用水量变化曲线拟定的，供水曲线尽量接近于用水曲线，且分级数不宜超过三级；有利于选泵及水泵的合理搭配，适当留有发展余地。清水池与水塔容积的确定？一泵---水厂------清水池------------二泵---用水---水塔（均匀供水）（二泵-一泵）（分级供水）（用水-二泵）1.3给水排水系统工作原理1.3.1给水排水系统流量关系河流1-取水系统；2-给水处理系统；3-清水池；4-给水管道系统；5-水塔6-用户；7-排水管道系统；8-调节池；9-均和池；10-污水处理系统河流排水系统流量关系1-排水管道；2-水量调节池；3-提升泵站；4-输水管道（渠）；5-污水处理厂居民生活污水取平均日定额Q1=平均日平均时污水量×Kz工业废水Q2=最高日平均时污水量×Kh工业企业的生活污水和淋浴污水Q3=最高日平均时污水量×Kh公共建筑污水Q4=最高日平均时污水量×Kh时变化系数Kh总变化系数Kz=Kd×Kh“最高日最高时的叠加”最高日最高时污水量污水管道讨论：用这种流量设计泵站与污水厂是否经济？1.3.2给水排水系统水质关系给水排水系统的水质主要以各组成部分的水质标准和变化过程来体现。作为城镇给水水源，其水质必须符合国家生活饮用水水源水质标准生活饮用水必须达到国家生活饮用水水质卫生规范要求，工业用水和其他用水必须达到有关行业水质标准或用户特定的水质要求废水排放，其水质要求应按照国家废水排放水质标准及废水排放受纳水体的承受能力确定1.3.3给水排水系统水压关系给水排水整个过程都与能量有关在给水系统中：◇全重力供水◇一级加压供水（当水厂地势较高、水源地势较高、原水水质较好）◇二级加压供水◇多级加压供水（长距离输水）在排水系统中：◇一般靠地形高差按重力输水1.4给水排水管道系统功能、特点功能水量输送：即实现一定水量的位置迁移，满足用水和排水的地点要求；水量调节：即采用贮水措施解决供水、用水与排水的水量不平均问题。水压调节：即采用加压和减压措施调节水的压力，满足水输送、使用和排放的能量要求。特点给水排水管道系统具有一般网络系统的特点，即分散性（覆盖整个用水区域）、连通性（各部分之间的水量、水压和水质紧密关联且相互作用）、传输性（水量输送、能量传递）、扩展性（可以向内部或外部扩展，一般分多次建成）等。隐蔽性强、外部干扰因素多、容易发生事故、基建投资费用大、扩建改建频繁、运行管理复杂等。1.5给水排水管道系统组成、类型与体制1.5.1给水管道系统-组成给水管网系统一般是由输水管（渠）、配水管网、水压调节设施（泵站、减压阀）及水量调节设施（清水池、水塔、高位水池）等构成。1.5.2给水管道系统-类型按水源数目1132单水源与、多水源按系统构成方式统一给水管网分质给水管网234651654312分区给水管网河流自然分区河流并联分区河流串联分区按输水方式重力输水：水源处地势较高，清水池中的水依靠重力进入管网系统，无动力消耗，较经济。压力输水：依靠泵站加压输水。1.5.3排水管道系统-组成排水管道系统一般由废水收集设施、排水管道、水量调节池、提升泵站、废水输水管（渠）和排放口等组成。河流1-排水管道；2-水量调节池；3-提升泵站；4-输水管道；5-污水处理厂1.5.4排水管道系统-体制排水系统的体制是指在一个地区内收集和输送废水的方式，简称排水体制（制度）。它有合流制和分流制两种基本方式。所谓合流制是指用同一种管渠收集和输送生活污水、工业废水和雨水的排水方式。所谓分流制是指用不同管渠分别收集和输送生活污水、工业废水和雨水的排水方式。排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统排除雨水的系统称为雨水排水系统。合流制直排式管道系统的布置就近坡向水体，分若干排出口，混合的污水未经处理直接排入水体，我国许多老城市的旧城区大多采用的是这种排水体制。合流制截流式截流管溢流井污水厂在沿河的岸边铺设一条截流干管，同时在截流干管上设置溢流井，并在下游设置污水处理厂。晴天和初降雨时污水污水处理厂排入水体或再利用当混合污水的流量截流干管的输水能力部分混合污水（溢流井）水体特点：比直排式有了较大的改进，但在雨天时，仍有部分混合污水未经处理而直接排放，成为水体的污染源而使水体遭受污染。适用于对老城市的旧合流制的改造污水厂合流制完全合流制将污水和雨水合流于一条管渠，全部送往污水处理厂进行处理。卫生条件较好，在街道下，管道综合也比较方便，但工程量较大，初期投资大，污水厂的运行管理不便。采用者不多。分流制完全分流制污水厂比较符合环境保护的要求，但对城市管渠的一次性投资较大。适用于新建城市。分流制不完全分流制污水厂初建城镇和小区可采用不完全分流制，先解决污水的排放问题，待城镇进一步发展后，再建雨水排水系统，完成完全分流制的排水系统。这样可以节省初期投资，有利于城镇的逐步发展。分流制半分流制污水厂溢流井主干管可以更好地保护水环境，但工程费用较大，目前使用不多。适用于污染较严重地区。1.5.5排水体制的选择城市规划环境保护投资成本系统管理管道内的沉积水厂的管理管道水厂泵站截流式合流制分流制合流制好于分流制新建的城镇和小区宜采用分流制和不完全分流制；老城镇可采用截流式合流制；在干旱少雨地区；或街道较窄地下设施较多的地区，也可考虑采用合流制。2管道工程规划2.1给水管网系统规划布置2.1.1给水管网布置原则与形式给水管网布置原则（1）按照城市总体规划，结合实际布置（2）主次明确（3）尽量缩短管线长度（4）协调好与其他管道关系-城市工程管线综合规划规范（5）保证供水安全可靠-环状网（6）尽量减少拆迁，少占农田（7）施工、运行和维护方便（8）远近期结合，留有发展余地给水管网布置基本形式（1）树状网：特点：●管线长度短，构造简单，投资省●安全可靠性差●水力条件差，易产生“死水区”，末端水流停滞影响水质二级泵站适用：对供水安全可靠性要求不高的小城市和小型工业企业。（2）环状网：特点：●管线长度长，投资大●安全可靠性好●水力条件较好，不易产生“死水区”，水锤危害轻。二级泵站适用：对供水安全可靠性要求较高的大、中城市和大型工业企业。2.1.2输水管渠定线特点（1）距离长（2）障碍物多，地形、地质复杂（3）易损坏，维修困难（4）一旦出现故障，易引起供水中断原则（1）尽量缩短管线长度，减少拆迁，少占农田（2）选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以利施工和检修（3）减少与铁路、公路和河流的交叉（4）避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没地区2.1.3给水管网定