公用设备工程师考试课件

注册公用设备工程师《给水排水》执业资格考试《排水工程》专业辅导课程第1章排水系统概论排水工程的基本任务和主要内容污水的定义与分类排水系统的体制及其选择排水系统的组成与布置形式排水系统的规划设计原则排水系统的基建程序和设计阶段排水工程的基本任务和主要内容排水工程的基本任务：保护生态环境免受污染污水的无害化和资源化保障工农业生产的发展和人民的健康与正常生活排水工程的主要内容：收集各种污水并及时将其输送至适当地点将污水妥善处理后排放或再利用排水系统的体制及其选择排水系统的体制：【雨水，污水（生活、生产）】分流制排水系统（新建城区，工业企业）完全分流制排水系统不完全分流制排水系统合流制排水系统（截流式合流制排水系统）排水体制的选择：(规范1.0.4）环境保护要求技术安全可靠经济造价分析维护管理费用城市排水系统的组成城市污水排水系统1.室内污水管道系统及设备2.室外排水管道系统3.污水泵站及压力管道4.城市污水处理厂5.出水口及事故排出口城市雨水排水系统：1.建筑物的雨水管道系统和设备2.居住小区或工厂雨水管渠系统3.街道雨水管渠系统4.排洪沟5.出水口城市排水系统的总平面布置城市排水系统总平面布置的任务：确定干管、主干管的走向确定污水处理厂和出水口的位置城市排水系统总平面布置的原则：管网密度合适，管道工程量小，水流畅通充分利用地形地势，顺坡排水，避免提升地形起伏较大的地区，采用高、低区系统分离尽量减少中途加压泵站的个数截流干管的布置要使全区污水管道能便捷、直接地接入城市排水系统的总平面布置城市排水系统总平面布置的常见形式：（教材图）a)直流正交式（适用于雨水）b)正交截留式（合流制）c)平行式（排水坡度过大、减小流速、避免冲刷）d)高低分区式（地形起伏过大，减少提升能耗）e)辐射分散式（城区大、中心地势高、出路分散）f)环绕式（中小城市、排水出路集中）第2章污水管道系统的设计1.设计基础数据的收集2.污水管道系统的平面布置3.污水管道设计流量计算和水力计算4.污水管道衔接的原则和方式的确定5.污水管道在街道上位置的确定6.绘制污水管道系统平面图和纵剖面图污水设计流量的计算污水设计流量：生活污水量＋工业废水量＋（地下水渗入量）最大日最大时（高日高时）污水流量流量单位－L/S（升/秒）污水量变化系数：污水设计流量的基本计算公式：设计流量＝排水个体数×排水定额×变化系数排水时间×单位换算当当当当当当当当当当均日均时高日高时高日均时高日高时均日高日时日=×=×=KKKZ污水设计流量的计算生活污水设计流量的计算公式：当当当当当当当当当当Q1－居住区生活污水设计流量（L/s)；n－居民生活污水定额（L/人.d）；80－90％用水定额（表2－2－1）N－设计人口（人）；设计人口＝人口密度×服务面积KZ－生活污水量总变化系数，（表2－2－2）)/(3600241sLKNnQZ×⋅⋅=11.07.2QKZ=污水设计流量的计算例题某居住区生活给水定额200L/（人.d),居住区人口数N=10000，污水收集系数0.85，K总＝2.7/Q的0.11次方，则居住区生活污水设计流量Q1=()L/s.A30.32B38.28C44.68D46.30当当当当当当当当当当sLQKQQKsLNnQzz/38.3868.1995.195.168.197.27.2/68.193600241000020085.0360024111.011.0=×=⋅=====×××=×⋅=污水设计流量的计算例题某居住区生活排水定额200L/（人.d),居住区人口数N=10000，K总=1.93，则居住区生活污水设计流量Q1=()L/s.A30.32B38.28C44.68D46.30当当当当当当当当当当)/(68.4486400386000036002493.1100002003600241sLKNnQZ==×××=×⋅⋅=污水管道的水力计算污水在管道中为重力流（管道两端水面高差）；污水管道内水流状态为明渠非稳定非均匀流；对于设计管段，采用稳定均匀流公式计算；污水管道按不满流设计，主要原因：为未预见水量的增长留有余地，避免污水外溢；利于管道通风，排除有害气体；便于管道的疏通和维护管理。污水管道的水力计算污水管道水力计算的基本公式:21321IRAnIRCAvAQ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅=Q－流量，m3/s；A－过水断面面积，m2，v－流速，m/s；R－水力半径（过水断面面积与湿周的比值），m；I－水力坡度（水面坡度，管底坡度）；C－流速系数（谢才系数）；n－管壁粗糙系数（表2－2－7）污水管道的水力计算例题某管，n=0.014，DN300，I=0.004，水深h=150mm，求管中水流速。A0.62m/s,B1.50m/s,C0.80m/s,D0.33m/ssmrDIRnIRCv/32.0063.0)163.0(014.01004.0])(8[014.01132213222132=××=×⋅××=⋅⋅=⋅⋅=ππ污水管道的水力计算例题一根DN1200管道，原来n=0.015，Q=1.4m3/s，内壁刮管除垢涂层后，n=0.012，求其Q（R，I不变）A1.75m3/s，B1.57m3/s，C2.19m3/s，D1.68m3/ssmnQnQIRAnIRCAvAQ/75.1012.04.1015.01321122132=×=⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅=污水管道的水力计算污水管道水力计算的目的：根据设计流量，确定管道断面尺寸和敷设坡度，并在满足设计规范的前提下，对设计参数进行经济优化。污水管道水力计算的原则：充分利用地面坡度，减小埋深和造价；控制设计流速，避免管道淤积和冲刷；控制设计充满度在规定范围内。污水管道的水力计算污水管道水力计算的设计规定：(新规范有变化)管壁粗糙系数（n）－表2－2－7设计充满度（h/D）（0.55－0.75）——表2－2－8最小设计流速（vm）（管道:0.6m/s，明渠:0.4m/s）最大设计流速（vx）（金属管道:10m/s，非金属:5m/s）最小设计坡度（I）（街区内：0.004，街道下：0.003）最小管径（街区内：200mm，街道下：300mm）最大允许埋深（干燥土壤：7－8m）最小覆土厚度（冰冻，动荷载，支管衔接）——P252污水管道的水力计算覆土厚度：管道外壁顶部到地面的距离埋设深度：管道内壁底部到地面的距离覆土厚度埋设深度管道地面污水管道的水力计算污水管道水力计算的方法（图表法）：1.根据所选管材，使用相应粗糙系数(n)的水力计算图表；2.根据设计流量（Q），初步确定管径（D）；3.使用相应管径（D）的水力计算图表进行水力计算；4.设定1个未知参数（I，v，h/D），求定另外2个：坡度（I）控制法——尽量采用最小设计坡度，减小埋深；流速（v）控制法——流速逐段增大，参照上段流速；充满度（h/D）控制法——尽量采用最大允许充满度，以降低工程造价。污水管道的水力计算污水管道水力计算的步骤（教材P261－263例题）1.编制污水主干管水力计算表，列入所有已知数据；2.根据设计流量Q和最小管径D，确定起始管段未知参数（I，v，h/D），可根据情况设定1个，求定另外2个；3.根据设计流量Q的变化，设定下游管段管径D，遵循流速随流量增大而增大或不变的原则设定设计流速，然后确定该管段其它未知参数（I，h/D），通过试算定夺；4.计算管段上、下端的水面标高、管内底标高及埋设深度：根据管段长度和坡度求坡降，根据管径和充满度求水深；5.根据管段衔接方式，确定下游管段上端的管内底标高。污水管道水力计算例题已知DN600污水管埋设深度为1.8m，管壁厚度为60mm，计算覆土厚度。A1.14，B1.24，C1，D1.2覆土厚度＝管底埋深－管径－管壁厚度覆土厚度＝1.8-0.6-0.06＝1.14m污水管道水力计算例题在管顶平接的情况下，已知前一管段（DN600）的下端管底标高为1.8m，求后一管段（DN700）的上端管底标高为（）米。A1.7，B1.8，C1.9，D2.0采用管顶平接，后一管段上端管底标高＝前一管段下端管底标高－两管径之差＝1.8-(0.7-0.6)＝1.7m污水管道水力计算例题在水面平接的情况下，已知前一管段（DN600）的下端水面标高为1.3m，如果后一管段的充满度为0.6，计算后一管段（DN800）的上端管底标高。A1.14，B0.82，C0.96，D1.3后管段有效水深＝充满度×管径＝0.6×0.8=0.48m管底标高＝水面标高－有效水深＝1.3-0.48＝0.82m污水管道水力计算例题某管，n=0.014，DN300，I=0.004，水深h=150mm，求管中水流速。A0.62m/s,B1.50m/s,C0.80m/s,D0.33m/sh/D＝150/300＝0.5根据h/D、I，查相应水力计算图，h/D、I相交处，v=0.8m/s，Q=30L/s污水管道系统的设计管道定线和平面布置：任务：在总平面图上确定污水管道的位置和走向，主干管干管支管原则：管线短，埋深小，自流排水考虑因素：地形：充分利用地形，顺坡排水，干管正交布置污水厂和排水口位置：主干管走向排水体制：雨、污水管道的平面、高程配合水文地质条件：地下水位，地下障碍物道路和交通条件：道路宽度40m，可平行敷设两条管道集中排水点：工厂和大型建筑，干管起点ht