第一章1、给水管网系统的组成及作用。(选择)(1)输水管渠:从二级泵站到配水管网(2)配水管网:将来自于集中点的水量分配输送到整个供水区域,使生产能从近处接管用水。(3)调压设施:泵站:增加水压,使水流有足够的能量克服管道内壁的摩擦力。减压阀:降低或稳定输配水系统局部的水压,避免水压过大。(4)水量调节设施:水塔,清水池:调节供水与用水之间的流量差,也可以用于贮存备用水,提高系统供水安全可靠性。给水管网的作用:向各种不同的用户供应满足需求的水质和水量。2、排水管网系统的组成及作用。(选择)(1)污废水收集设施(2)输送管渠:将收集到的污废水和雨水等输送到处理地点或排放口,以便集中处理。(3)水量调节设施:可在污水厂前或雨水排出口前。调节排水管网流量与处理水量的差值,贮存短时间排水量,均和水质。(4)提升泵站:提升排水的高程或使排水加压输送。(5)附属构筑物:如检查井,跌水井,水封井,雨水口等。排水管网的作用:承担用户排出的收集、输送和处理,达到消除废水中污染物对人体健康的危害和保护环境的目的。注1、给排水管网系统的功能。(1)水量输送:实现一定水量的位置迁移,满足用水与排水地点要求;(2)水量调节:采用贮水措施解决供水、用水与排水的水量不均问题;(3)水压调节:采用加压或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。水量保障:(1)满足用户需求的用水量;(2)收集用户排出的废水、雨水,及时输送到指定的地点;水质保障:(1)供给用户的水要满足质量要求《饮用水标准》;(2)按有关水质标准将废水排入水体。如处理厂出水要满足排放标准;水压保障:满足用户水压要求3、雨水管网系统的组成及作用。(选择)雨水排水系统一般由雨水收集系统与设备(雨水口、天沟、雨水斗)、雨水泵站、街坊街道或厂区雨水管网系统、出水口或排洪沟组成。其作用是:排除降水,防止地面积水和洪涝灾害。4、城市用水量分类(最高日用水量的组成)。(1)居民生活用水量(2)公共设施用水量(3)生产用水量(4)消防用水量(5)市政用水量:(6)未预见用水量及漏失水量以上各类用水量总和为城市综合用水量,居民生活用水量和公共设施用水量之和为城市总和生活用水量。5、平均日用水量,最高日用水量、最高日最高时用水量、最高日平均时用水量定义。(与计算流量有关)(1)平均日用水量-dQ:设计年限内,用水量最高一年的日平均用水量。(2)最高日用水量dQ:设计年限内,用水量最高一年最高一日用水量。(3)最高日平均时用水量-hQ:最高日内平均值。(4)最高日最高时用水量hQ:最高日内用水最高的一小时用水量。6、用水量变化系数定义及计算公式。如何根据用水量变化曲线求Kh?(1)Kd:每天用水量的变化可以用日变化系数表示,即最高日用水量与平均日用水量的比值,称为用水量日变化系数。ydd365QQK(2)Kh:每小时用水量的变化可以用时变化系数表示,即最高时用水量与平均时用水量的比值,称为时变化系数。dhh24QQK(3)用水量变化曲线求Kh见课本P7。7、给水及排水管网系统中常见的附属构筑物及其设置的位置和作用。(简答)排水管网附属构筑物:雨水口、检查井、跌水井、溢流井、水封井、管道系统上的附属构筑物:窖井、跌水井、溢流井、倒虹管给水:1、阀门井:用于安装管网中的阀门及管道附件。2、支墩:承插式接口的管线,在弯管处、三通处、水管尽端的盖板上以及缩管处,都会产生拉力,接口可能因此松动脱节而使管线漏水.因此在这些部位须设置支墩以承受拉力和防止事故。但当管径小于300mm或转弯角度小于10°且水压力不超过980kPa时,因接口本身足以承受拉力,可不设支墩。3、水塔:一般采用钢筋混凝土或砖石等建造,主要由水柜、塔架、管道和基础组成。进、出水管可以合用,也可分别设置。4、为防止水柜溢水和将柜内存水放空,须设置溢水管和排水管,管径可和进、出水管相同。溢水管上不设阀门。排水管从水柜底接出,管上设阀门,并接到溢水管上。排水:1、雨水口的作用:收集雨水的构筑物2、检查井:为了便于对管道进行检查和清通,必须设置检查井。检查井一般设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠上。3、倒虹管:穿越河流、洼地、铁路、地下构筑物时,需按下凹的折线方式敷设管道,称为倒虹管。倒虹管由进水井、下行管、平行管、上行管和出水井组成。8、给水管网系统的类型有哪些并比较优缺点?排水管网系统的体制分哪几类并比较优缺点;(简答)给水管网系统:(1)按系统构成方式分类:①统一给水管网系统:——用同一管网供给生活、生产和消防等用水到用户的给水系统。特点:系统简单,管理方便。适用范围:用水集中、地形平坦、建筑物层数和给水要求相近的地区。②分区给水管网系统(串联分区和并联分区):——将整个给水范围分成不同的区域,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。串联分区:设多个泵站加压。并联分区:不同压力要求的区域由不同的泵站供水。③分质给水管网系统:——用不同的管网输送不同水质的水到用户的给水系统。适用范围:用户对水质有不同要求,同时水量较大。④分压给水管网系统:——城市地形高差较大或用户对水压要求不同时,采用不同压力的给水系统,或局部加压系统。⑤循环和循序给水管网系统(工业给水管网系统):循环给水系统:使用过的水处理后自循环回用。循序给水系统:根据各车间对水温、水质的不同要求,将水按顺序重复利用。⑥区域性给水管网系统:——由于水源等因素,需同时考虑向几个城镇或工业区供水的大范围的给水系统。(2)按输水方式分类:①重力输水管网系统②压力输水管网系统(3)按水源数目分类:①单水源给水管网系统:有一个清水池,较小的给水管网系统。②多水源给水管网系统:有对个清水池,较大的给水管网系统。排水管网体制:(1)合流制排水系统:将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排放的排水系统。又分为直排式和截流式两种。(2)分流制排水系统:将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的排水系统。排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统。排除雨水的系统成为雨水排水系统。又分为完全分流(包括污水排水系统和雨水排水系统)和不完全分流(只有污水排水系统)两种。(3)合流制和分流制的比较:①环保方面:全部截流式合流制对环境的污染最小;部分截留式合流制雨天时部分污水溢流入水体,造成污染;分流制在降雨初期有污染。②造价方面:合流制管道比完全分流制可节省投资20%~40%,但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制,总造价看,完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制,初期投资少、见效快,在新建地区适于采用。③维护管理:合流制污水厂维护管理复杂。分流制罐内流速稳定,污水厂易于控制。第二章1、给水管网布置形式及各自的优缺点包括输水管渠和配水管网两大部分根据管网的布置形式,可分为树状管网和环状管网(1)树枝状管网:适用:建设初期或供水要求不严格时采用,通常在郊区,或远车间处,管线的管径随着用水量的减少而缩小。优点:长度短,投资省;布置简单;缺点:可靠性差;水质易坏,末端水流停滞;水锤危险性大;(2)环状管网:适用:发展后城镇中心区,供水可靠性要求高的工矿企业,较大城市采用。每条管均有两个方向来水。优点:可靠性好,事故发生时,还可有另一方向供水;水质不易变坏;水锤危险性小;缺点:投资大;布置复杂2、给水管网定线的原则和要点;(1)管网定线是指在供水区域内确定给水干管以及干管之间的连接管的平面位置和走向,不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管(2)原则:①干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。循水流方向,以最短的距离布置一条或数条干管,干管应从用水量较大的街区通过。②干管一般按城市规划道路定线,但尽量避免在高级路面或重要道路下通过。管线在道路下的平面位置和标高,应符合城市地下管线综合设计的要求,给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水平净距,均应符合有关规定。③配水管网连接成环,要满足事故校核要求。当局部损坏时,保证不间断供水。(3)要点:①以满足供水要求为前提,尽可能缩短管线长度;②干管延伸方向与管网的主导流向一致,主要取决于二级泵站到大用水户、水塔的水流方向。沿管网的主导流向布置一条或数条干管③干管应从两侧用水量大的街道下经过(双侧配水),减少单侧配水的管线长度;④干管之间的间距根据街区情况,宜控制在500~800m左右,连接管间距宜控制在800~1000m左右;⑤干管一般沿城市规划道路定线,尽量避免在高级路面或重要道路下通过;⑥管线在街道下的平面和高程位置,应符合城镇或厂区管道的综合设计要求。3、排水管网常用布置形式及适用条件;(简答)(1)正交式:排水干管与等高线垂直相交,主干管与等高线平行铺设。适用于地形平坦略向一边倾斜的地区及雨水排水系统。(2)平行式:排水干管与等高线平行,主干管与等高线基本垂直。适应于地形坡度很大的地区。(3)截流式:沿河岸再敷设主干管,并将各干管的污水截流送至污水厂,是正交式发展的结果。特点:减轻水体污染,保护环境。适用:分流制污水排水系统(4)分区式:优点:能充分利用地形排水,节省电力。适用:个别阶梯地形或起伏很大的地区(5)分散式:特点:干管长度短,管径小,管道埋深浅,便于污水灌溉等但污水厂和泵站(如需设置时)的数量将增多。适用:在地势平坦的大城市(6)环绕式:可沿四周布置主干管,将各干管的污水截流送往污水厂集中处理,这样就由分散式发展成环绕式布置。特点:污水厂和泵站(如需设置时)的数量少。基建投资和运行管理费用小。4、结合污水管网的布置和污水管网的计算过程,掌握污水管网完整的设计计算步骤。(1)划分排水区域和排水流域(2)干管布置与定线(3)支管布置与定线(1)设计的基础数据(面积、人口数、污水定额、防洪标准)(2)污水管网系统的平面布置(3)污水管网总设计流量及各管段设计流量计算(4)污水管网各管段直径、埋深、衔接设计与水力计算(5)污水管网系统上的附属构筑物的设置与设计(污水泵站、倒虹管、管桥)(6)污水管道在街道横断面上位置的确定(7)绘制污水管网系统平面图和纵剖面图第三章1、掌握水头损失计算公式中的达西公式和谢才公式;满流情况下计算流量,流速,水力半径以及过水断面积的计算公式。(详见课本P50或PPT)管渠水头损失计算:(1)沿程水头损失计算:谢才公式hf——沿程水头损失,m;v——过水断面平均流速,m/s;C——谢才系数;R——过水断面水力半径,m,即断面面积除以湿周,对于圆管满流R=0.25D;D为直径,l——管渠长度,m。对于圆管满流,达西公式:D——管段直径,m;lRCvhf22gvDlhf22g——重力加速度,m/s2;λ——沿程阻力系数,λ=8g/C2(2)谢才系数C和沿程助力系数的计算公式:①海曾-威廉公式:适用于较光滑的圆管满流管紊流计算,主要用于给水管道水力计算。q——流量,m3/s;Cw——海曾-威廉粗糙系数。②柯尔勃洛克-怀特公式:适用于各种紊流,是适用性和计算精度最高的公式之一。e——管壁当量粗糙度,m。③巴甫洛夫斯基公式:适用于明渠流和非满流排水管道计算。④曼宁公式:巴甫洛夫斯基公式中y=1/6时的特例,适用于明渠或较粗糙的管道计算。nM——曼宁公式粗糙系数。(3)局部水头损失计算:局部阻力设施ξ局部阻力设施ξ全开闸阀0.1990。弯头0.950%开启闸阀2.0645。弯头0.4截止阀3~5.5三通转弯1.5全开蝶阀0.24三流直流0.1(4)满流情况下:148.0852.113.016.13qCgDw)Re462.47D.3e(2lg1)Re462.48.14lg(71.17875.0875.0或ReC系数巴甫洛夫斯基公式粗糙式中BBBn)1.0n(R75.013.0n5.2yBynRCMnRC6局部阻力系数。—;局部水头损失,—m22mmhgvh)/(273.1)/(44020220AADqAADqvDvqAA5.0667.221383500