第3章给水排水管道系统答辩

《给水排水工程概论》课件给水排水工程概论给水排水本科课程《给水排水工程概论》课件第3章给水排水管道系统•3.1给水排水管道系统的任务与组成•3.2给水排水管道系统类型•3.3给水排水管道系统布置•3.4给水排水管道系统设计内容、方法和要求•3.5给水排水管道系统运行管理•3.6给水排水管道材料《给水排水工程概论》课件3.1给水排水管道系统的任务与组成•给水排水管道系统是给水排水工程设施的重要组成部分，由不同材料的管道以及相应的附属构筑物构成的输水网络。包括：–给水管道系统——承担供水的输送、分配、压力调节和水量调节，起到保障用户用水的作用。–排水管道系统——承担污废水收集、输送、高程或压力调节和水量调节，起到防止环境污染和防治洪涝灾害的作用。《给水排水工程概论》课件3.1给水排水管道系统的任务与组成给水管道系统输水管渠配水管网泵站调节构筑物附属构筑物减压设施《给水排水工程概论》课件给水管道系统组成1-清水池2-供水泵站3-输水管4-配水管网5-水塔（高位水池）6-加压泵站7-减压设施《给水排水工程概论》课件3.1给水排水管道系统的任务与组成排水管道系统的组成1-排水管网2-排水调节池3-排水提升泵站4-输水管渠5-出水口5《给水排水工程概论》课件3.2给水排水管道系统类型•3.2.1给水管道系统类型–按水源数分类•单水源给水管道系统•多水源给水管道系统–按系统构成方式分类•统一给水管道系统•分质给水管道系统•分区给水管道系统•区域供水管道系统–按输水方式分类•重力输水管道系统•压力输水管道系统《给水排水工程概论》课件1234567单水源的给水系统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－管网；7－调节构筑物《给水排水工程概论》课件多水源的给水系统1－水厂；2－水塔；3－管网《给水排水工程概论》课件分质给水系统1－管井；2－泵站；3－生活用水管网；4－生产用水管网；5－取水构筑物；6－工业用水处理构筑物123456居住区工厂《给水排水工程概论》课件分压给水系统1－取水构筑物；2－水处理构筑物；3－泵站；4－高压管网；5－低压管网；6－水塔516432《给水排水工程概论》课件《给水排水工程概论》课件按输水方式分类•重力输水管道系统–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。•压力输水管道系统–依靠泵站加压输水，动力消耗较大。《给水排水工程概论》课件3.2给水排水管道系统类型•3.2.2排水管道系统类型–合流制排水系统•直排式合流制•截流式合流制•完全式合流制–分流制排水系统•完全分流制•不完全分流制《给水排水工程概论》课件直排式合流制排水系统1-合流支管2-合流干管3-河流特点：对水体污染严重，系统简单。不宜采用。《给水排水工程概论》课件截流式合流制排水系统1-合流干管2-溢流井3-截流主干管4-污水处理厂5-出水口6-溢流出水管7-河流晴天和初降雨时污水污水处理厂排入水体或再利用水体部分混合污水溢流井Q混合污水＞截流干管输水能力，《给水排水工程概论》课件污水厂完全式合流制排水系统完全式合流制：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。《给水排水工程概论》课件完全分流制排水系统1-污水干管2-污水主干管3-污水厂4-出水口5-雨水干管《给水排水工程概论》课件不完全分流制排水系统1-污水干管2-污水主干管3-污水厂4-出水口5-明渠或小河6-河流《给水排水工程概论》课件《给水排水工程概论》课件3.3给水排水管道系统布置•3.3.1给水管道系统布置–1.输水管渠布置•尽量缩短管线长度；•选择合理的线路，避免穿越；•尽量采用重力输水或分段重力输水；•远近期结合；•保证输水管渠的安全使用。–2.配水管网布置•树状管网•环状管网《给水排水工程概论》课件3.3给水排水管道系统布置•3.3.2排水管道系统布置–1.排水管道系统布置形式•正交式布置•截流式布置•平行式布置•分区式布置•分散式布置•环绕式布置–2.污水管道系统布置–3.雨水管渠布置《给水排水工程概论》课件1.排水管道系统布置形式(1)正交式：在地势向水体适当倾斜的地区，各排水流域的干管以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置。《给水排水工程概论》课件1.排水管道系统布置形式(2)截流式：沿河岸敷设主干管，并将各干管的污水截流送至污水厂，是正交式发展的结果。《给水排水工程概论》课件1.排水管道系统布置形式（3）平行式：干管与等高线及河道基本上平行，主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。《给水排水工程概论》课件1.排水管道系统布置形式(4)分区式：分别在高地区和低地区敷设独立的管道系统。高区污水靠重力流直接流入污水厂，而低区污水用水泵抽送至高地区干管或污水厂。《给水排水工程概论》课件1.排水管道系统布置形式(5)分散式：城镇中央部分地势高，且向周围倾斜，四周有多处排水出路时，各排水流域的干管常采用辐射状布置，各排水流域具有独立的排水系统。《给水排水工程概论》课件1.排水管道系统布置形式(6)环绕式：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，这样由分散式发展成环绕式布置。《给水排水工程概论》课件2.污水管道系统布置•污水管道系统布置的内容包括：–确定排水区界，划分排水流域；–选定污水厂和出水口的位置；–进行污水管道系统的定线；–确定需要抽升区域的泵站位置；–确定管道在街道上的位置等。•一般按主干管、干管、支管的顺序进行布置。《给水排水工程概论》课件《给水排水工程概论》课件3.雨水管渠布置•雨水管渠布置内容包括：–确定排水流域与排水方式；–进行雨水管渠的定线；–确定雨水调节池、雨水泵站及雨水排放口位置。•基本原则–雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置，要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。《给水排水工程概论》课件3.4给水排水管道系统设计内容、方法和要求•3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•3.4.2污水管道系统设计内容、方法和要求•3.4.3雨水管渠系统设计内容、方法和要求•3.4.4合流制管渠系统设计内容、方法和要求•3.4.5排水管道系统优化设计•3.4.6给水排水泵站《给水排水工程概论》课件3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•1.设计用水量计算–给水系统的设计用水量是指设计年限内最高日用水量，包括：•（1）综合生活用水•（2）工业企业生产用水•（3）工作人员生活用水•（4）浇洒道路和绿化用水•（5）未预计水量及管网漏失水量•（6）消防用水《给水排水工程概论》课件3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•2.设计用水量变化及其调节（1）设计用水量变化《给水排水工程概论》课件024681012142422201816654321时间（h）占最高日用水量百分数（%）城市用水量变化曲线1－用水量变化曲线；2－二级泵站供水曲线；3-取水泵站供水曲线132《给水排水工程概论》课件3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•2.设计用水量变化及其调节（2）供水泵站供水设计流量–目的：通过供水设计满足管网最高时用水量。–水量确定：•（1）多水源多泵站给水–各泵站设计水量之和等于最高时用水量•（2）单水源给水系统–无水塔或高位水池：为最高时用水量–有水塔或高位水池：分级供水，平均值《给水排水工程概论》课件3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•2.设计用水量变化及其调节（3）输水管渠设计流量•水源到水厂的输水管渠流量•网前设配水厂或水塔，二级泵站到配水厂或水塔的流量•管网中或后设调节构筑物的输水量•输水管负有消防给水任务的输水量《给水排水工程概论》课件3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•2.设计用水量变化及其调节（4）水塔和清水池的容积计算0246810121614201822247654321时间（h）占最高日用水量百分数（％）一级泵站供水线二级泵站供水线城市用水曲线BAB《给水排水工程概论》课件•2.设计用水量变化及其调节（5）配水管网设计流量–配水管网设计水流量根据有无水塔或高位水池及其在管网中的位置确定。•无水塔或设网前水塔，取最高日最高时用水量•设对置水塔或网后水塔，按最高时从供水泵站和调节构筑物共同流入管网的流量计算3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求《给水排水工程概论》课件•3.管段设计流量计算–给水管网细部设计，将给水管网设计用水量分配到管网的每个管段和每个节点上。步骤如下：•沿线流量计算•节点流量分配•管段流量分配–树状管网有唯一值，任一管段流量等于该管段以后所有节点流量之和–环状管网管段流量分配有多种不同方案3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求《给水排水工程概论》课件•4.管径计算–管径应按分配后的流量确定：–流量相同的时候，管径主要由流速决定；流速要从技术和经济两方面来考虑：•技术方面：最大流速和最小流速•经济方面：经济流速和经济管径3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求4qDv《给水排水工程概论》课件3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•5.水头损失计算–在给水管网计算中，主要考虑沿程水头损失，忽略局部水头损失。nijnnijijijijijijmijqhklalqsqD《给水排水工程概论》课件3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•6.水泵扬程计算–选择控制点；–确定控制点所需最小服务水头；–计算水泵所需扬程。pccscnHZHhhh《给水排水工程概论》课件3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•7.管网水力计算–目的：•求出各水源节点的供水量、管段计算流量、管径、各节点的供水压力和水泵扬程及水塔安装高度。–方法：•解管网连续性方程、能量方程和管段压降方程。•树状管网，管段流量唯一；环状管网应进行管网平差计算。《给水排水工程概论》课件3.4.1给水管道系统设计内容、方法和要求•8.管网设计校核–管网设计按最高时用水量进行；–按消防时、事故时、对置水塔系统最大转输时所需流量，核算管网水压，从而确定能满足各种工况的管径、水泵扬程和水塔高度。《给水排水工程概论》课件•例题：某城镇地形平坦，地面标高为6.00m，最高日最高时用水量为100l/s，管网布置如图所示，其中水塔到节点1管段两侧无用户。要求最小服务水头为16.00m，水塔内水深3.00m，泵站吸水井最低水位标高为5.00m，泵站内及水塔的管线总水头损失为2.0m。进行管网水力计算并求出水塔高度和水泵扬程。1236745水塔泵站250400300500600《给水排水工程概论》课件3.4.2污水管道系统设计内容、方法和要求•污水管（渠）道设计的主要内容：–划分排水流域，进行管网定线；–划分设计管段，确定各设计管段的设计流量；–进行管（渠）道的水力计算，确定管径、坡度、流速及埋深等；–绘制管（渠）道平面图及剖面图；–附属构筑物设计。《给水排水工程概论》课件3.4.2污水管道系统设计内容、方法和要求•1.污水设计流量计算–居民区生活污水量的变化规律与用水量相似，工业废水量则按生产过程中实际废水量计算。–污水管道系统按设计年限内最高日最高时污水量计算：•直接求和•按各居住区分别计算，确定各管段设计流量污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3生活污水量总变化系数《给水排水工程概论》课件3.4.2污水管道系统设计内容、方法和要求•2.设计管段流量计算–设计管段•两个检查井之间的管段，其污水流量不变，管径和敷设坡度相同。–设计管段的设计流量•本段流量•转输流量•集中流量《给水排水工程概论》课件3.4.2污水管道系统设计内容、方法和要求•3.污水管道系统水力计算–水力计算目的：在流量已知条件下，经济合理的选择管径、管道坡度和埋设深度。–水力计算方法：均匀流公式或查水力计算图–设计时考虑以下约束条件：•设计充满度•设计流速•最小管径•最小设计坡度•覆土厚度–水力计算完成后，绘制管道纵剖面图。《给水排水工程概论》课件3.4.3雨水管渠系统设计内