给水排水管网系统课件.docx

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给水排水管网系统课件

给水排水管网系统

第1章给水排水管网系统概论（2h）

1.1给水排水系统地功能与组成

1.2城市用水量和用水量变化

1.2.1城市用水量分类和用水量定额

1.2.2用水量表达和用水量变化系数

1.3给水排水系统工作原理

1.3.1给水排水系统地流量关系

1.3.2给水排水系统地水质关系

1.3.3给水排水系统地水压关系

1.4给水排水管网系统地功能与组成

1.4.1给水排水管网系统地功能

1.4.2给水管网系统地构成

1.4.3排水管网系统地构成

1.5给水排水管网系统类型与体制

1.5.1给水管网系统类型

1.5.2排水管网系统地体制

第2章给水排水管网工程规划（2h）

2.1给水排水工程规划原则和工作程序

2.1.1给水排水工程规划原则

2.1.2给水排水工程规划工作程序

2.2城市用水量预测计算

2.3给水管网系统规划布置

2.3.1给水管网布置原则与形式

2.3.2输水管渠定线

2.3.3给水管网定线

2.4排水管网系统规划布置

2.4.1排水管网布置原则与形式

2.4.2污水管网布置

2.4.3雨水管渠布置

2.4.4废水综合治理和区域排水系统

2.5给水排水工程技术经济分析方法

1/15

2.5.1静态年计算费用法

2.5.2动态年计算费用法

第3章给水排水管网水力学基础（4h）

3.1给水排水管网水流特征

3.1.1管网中地流态分析

3.1.2恒定流与非恒定流

3.1.3均匀流与非均匀流

3.1.4压力流与重力流

3.1.5水流地水头与水头损失

3.2管渠水头损失计算

3.2.1沿程水头损失计算

3.2.2沿程水头损失计算公式地比较与选用

3.2.3局部水头损失计算

3.2.4水头损失公式地指数形式

3.3非满流管渠水力计算

3.3.1非满流管道水力计算公式

3.3.2非满流管道水力计算方法

3.4管道地水力等效简化

3.4.1串联或并联管道地简化

3.4.2沿线均匀出流地简化

3.4.3局部水头损失计算地简化

3.5水泵与泵站水力特性

3.5.1水泵水力特性公式及其参数计算

并联水泵水力特性公式3.5.2

第4章给水排水管网模型（2h）

4.1给水排水管网模型方法

4.1.1给水排水管网地简化

4.1.2给水排水管网模型元素

4.1.3管网模型地标识

4.2管网模型地拓扑特性

4.2.1管网图地基本概念

4.2.2环状管网与树状管网

4.2.3关联矩阵和回路矩阵

2/15

4.3管网水力学基本方程组

4.3.1节点流量方程组

4.3.2管段压降方程组

4.3.3环能量方程组

第5章给水管网水力分析和计算（0h）

5.1给水管网水力特性分析

5.1.1管段水力特性

5.1.2管网恒定流方程组求解条件

5.1.3管网恒定流方程组求解方法

5.2树状管网水力分析

5.3管网环方程组水力分析和计算

5.3.1给水管网环校正流量方程组

5.3.2环能量方程组求解

5.4管网节点方程组水力分析和计算

5.4.1给水管网节点压力方程组

5.4.2节点校正压力方程组求解

第6章给水管网工程设计（4h）

6.1设计用水量计算

6.1.1最高日设计用水量

6.1.2设计用水量变化及其调节计算

6.2设计流量分配与管径设计

6.2.1节点设计流量分配计算

6.2.2管段设计流量分配计算

6.2.3管段直径设计

6.3泵站扬程与水塔高度设计

6.3.1设计工况水力分析

6.3.2泵站扬程设计

6.3.3水塔高度设计

6.4管网设计校核

6.5给水管网分区设计

6.5.1分区给水系统

6.5.2分区给水地能量分析

第7章给水管网优化设计（2h）

3/15

7.1给水管网造价计算

7.2给水管网优化设计数学模型

7.2.1给水管网优化设计目标函数

7.2.2泵站年运行电费和能量变化系数

7.2.3给水管网优化设计数学模型地约束条件

7.2.4给水管网优化设计数学模型

7.2.5数学模型地求解法则

7.3环状管网管段流量近似优化分配计算

7.3.1管段流量优化分配数学模型

7.3.2管段设计流量分配近似优化计算

7.4输水管优化设计

7.4.1压力输水管

7.4.2重力输水管

7.5已定设计流量下地环状管网优化设计与计算

7.5.1泵站加压环状管网优化设计

7.5.2起点水压已知地重力供水环状管网优化设计

7.6管网近似优化计算

7.6.1管段设计流量地近似优化分配

7.6.2管段虚流量地近似分配

7.6.3输水管经济流速

7.6.4管径标准化

第8章给水管网运行调度与水质管理

8.1给水管网运行调度目标与系统组成

8.1.1给水管网运行调度技术要求

8.1.2给水管网调度系统地组成

8.1.3给水管网调度SCADA系统

8.2管网用水量预测

8.2.1日用水量预测

8.2.2调度时段用水量预测

8.3给水管网优化调度数学方法

8.4给水管网水质控制

8.4.1给水管网水质变化影响因素

8.4.2给水管网水质数学模型

4/15

8.4.3给水管网水质数学模型校正

8.5给水管网水力停留时间和水质安全评价

8.5.1给水管网“水龄”计算

8.5.2给水管网水质安全性评价

第9章污水管网设计与计算（4h）

9.1污水设计流量计算

9.1.1设计污水量定额

9.1.2污水量地变化

9.1.3污水设计流量计算

9.2管段设计流量计算

9.2.1污水管网地节点与管段

9.2.2节点设计流量计算

9.2.3管段设计流量计算

9.3污水管道设计参数

9.3.1设计充满度

9.3.2设计流速

9.3.3最小管径

9.3.4最小设计坡度

9.3.5污水管道埋设深度

9.3.6污水管道地衔接

9.4污水管网水力计算

9.4.1不计算管段地确定

9.4.2较大坡度地区管段设计

9.4.3平坦或反坡地区管段设计

9.4.4管段衔接设计

9.5管道平面图和纵剖面图绘制

9.6管道污水处理

第10章雨水管渠设计和优化计算（4h）

10.1雨量分析与雨量公式10.1.1雨量分析10.1.2暴雨强度公式10.1.3汇水面积10.2雨水管渠设计流量计算5/15

10.2.1地面径流与径流系数

10.2.2断面集水时间与折减系数

10.2.3雨水管渠设计流量计算

10.3雨水管渠设计与计算

10.3.1雨水管渠平面布置特点

10.3.2雨水管渠系统设计步骤

10.3.3雨水管渠设计参数

10.3.4雨水管渠断面设计

10.3.5设计计算例题

10.4雨水径流调节

10.5截流式合流制排水管网设计与计算

10.5.1截流式合流制排水管网地适用条件和布置特点

10.5.2合流制排水管网设计水量

10.5.3合流制排水管网地水力计算要点

10.5.4旧合流制排水管网改造

10.6排洪沟设计与计算

10.6.1防洪设计标准

10.6.2洪水设计流量计算

10.6.3排洪沟设计要点

10.7排水管网优化设计

10.7.1排水管道造价指标

10.7.2排水管道造价公式

10.7.3排水管网优化设计数学模型

10.7.4管段优化坡度计算方法

第11章给水排水管道材料和附件（2h）

11.1给水排水管道材料

11.1.1给水管道材料

11.1.2排水管道材料

11.2给水管网附件

11.3给水管网附属构筑物

第12章给水排水管网管理与维护（2h）

12.1给水排水管网档案管理

12.1.1管网技术资料管理

6/15

12.1.2给水排水地理信息系统

12.2给水管网监测与检漏

12.2.1管网水压和流量测定

12.2.2管网检漏

12.3管道防腐蚀和修复

12.3.1管道防腐蚀

12.3.2管道清垢和涂料

12.4排水管道养护

12.4.1排水管渠清通

12.4.2排水管渠修复

12.4.3排水管道渗漏检测

7/15

第1章给水排水管网系统概论（2h）

1.1给水排水系统地功能与组成

给水排水系统：

为人们生活、生产、消防提供用水（给水系统）

和排除废水地设施总称（排水系统）

给水排水系统功能：

向各种不同地用户供应满足需要地水质水量

承担用户排出地废水地收集、输送、处理

水量保障给水：

满足用水量

排水：

满足排水量

给水：

符合水质质量要求水质保障

排水：

达到排放标准

水压保障给水：

符合标准用水压力

排水：

有足够地高程和压力

1.1给水排水系统的功能与组成给水地用途：

生活用水、工业生产用水、市政消防用水排水地用途：

生活污水、工业废水、雨水

给水排水系统功能组成：

给排水系统功能关系示意图

城市雨水自然降水管网居民生活用水城市城市公共设施用水城市污水给给水市政用水污水处理水供取受管网城市消防用水管网设施水水处水纳源泵理设水工业工业企业生产用水企业工业站设施体废水工业企业生活用水给水废水施处理工业企业消防用水管网管网设施

子系统123456

环境科学与工程系给排水管网系统课件5排水管网3给水处理1原水取水2给水管网4废水处理6排放和重复利用8/15

城市用水量和用水量变化1.2

140-210L/人·d

210-340L/人·d

①居民生活

城市综合生活用水量②公共设施③企业生产生活城市用水量分类：

城市综合用水量

100L/s3×④消防2d·浇路2-3L/m⑤市政2d

·绿化1-3L/m⑥泄漏10%~12%地+②+③+⑤）（①⑦未预见数据为一区特大城市平均日*8%~12%地③+⑤+⑥）（①+②+用水量表达：

（最高年）平均日用水量Q=Q/365（水资源规划、设计污水量）yad（最高年）最高日用水量Q（取水工程、水处理工程规划设计）

d/24

最高日平均时用水量Q=Qdah）

Q（给水管网工程规划设计最高日最高时用水量h

QQdd365?

K?

用水量变化系数：

日变化系数=1.1~1.5

dQQyadQQhh=1.2~1.6时变化系数K?

?

24

hQQdah用水量计算：

?

（qN?

）Q（按综合生活用水计算）

（1）城镇或居住区最高日生活用水量i1i?

（Q?

Q?

Q?

Q）（生产、生活、淋浴）

（2）工业企业用水量IIIIII2?

（qN）Q?

（3）浇洒道路绿地用水量LL3Q?

（0.1~00.12）（?

QQ?

Q）（4）管网漏失水量3142Q?

（0.0~80.12）（?

QQ?

Q?

Q））未预见水量（545231?

（qN）Q?

6（）消防用水量s6s37（）最高日设计用水量）/Q（mdQ?

QQ?

Q?

?

Q?

5d3214Q3d/s）Q?

（mK8（）最高日最高时设计用水量

hh86400Q3d?

）（m/sQ'9（）最高日平均时设计用水量

h864009/15

用水量变化曲线

1.3给水排水系统工作原理1.2给水排水系统的工作原理给水排水系统地流量关系：

1.2.1给排水系统的流量关系

水3QQQQ给水给水管4231取水q用户清水池处理网系统4系统系统qQ2q51QQQ调q678排水管排放或者排水处6均和池节网系统复用系统理系统池qq57给水排水系统地水质关系环境科学与工程系给排水管网系统课件三个水质标准原水水质标准国家饮用水水源标准

给水水质标准国家生活饮用水水质卫生标准、相关行业水质标准

排放水水质标准国家废水排放水质标准、受纳水体承受能力

三个水质变化过程给水处理—将原水净化,加入有益物质

用户用水—水质受到污染

废水处理—去除污染物,达标排放

给水排水系统地水压关系全重力给水—水源地势高

一级加压给水—水源地势高、水厂地势高、水源无需处理

二级加压给水—水源加压到水厂,水厂加压到用户

多级加压给水—距离很长、用水区域很大或狭长型

排水系统—间接承受给水压力（地势）、管埋太深要提升

1.4给水排水管网系统地功能与组成

给水排水管网系统地功能水量输送—将一定水量位置迁移,满足用水排水地点要求

水量调节—采用贮水措施,解决供、用、排水量不平衡

水压调节—加压或减压措施调节水地压力

10/15

给水管网系统地构成输水管渠—不向外供水,远距离时铺2条并行管线1.3给排水管网系统的功能与组成配水管网—主干干,支,连接,分配等,安消防栓、阀门、仪表,成的水管网系统构给1.3.2减压阀水压调节设施—泵站

水塔水量调节设施—清水池系网给水管统

站管厂处理污水厂设道施网水管城市配

系程学与工环境科件系统课给排水管网窨井雨水收集排水管网系统地构成废水收集设施—污水收集满流非满流/,雨水井,检查井,排水管网—主干,干,支,排水调节池—水量调节水质调节,水提升至处理设施或排放高程提升泵站—降低埋管深度废水输送管渠—长距离输送废水至水体下游废水排放口—防冲刷、与接纳水体混匀

给水排水管网系统类型与体制1.5

多水源给水管网系统给水管网系统类型单水源给水管网系统）（串并统一给水给水管网系统分区给水给水管网系统

压力输水管网系统重力输水管网系统

）

（合流制排水系统排水管网系统地体制直排式合流制截流式合流制）

（分流制排水系统,完全分流制不完全分流制11/15

第2章给水排水管网工程规划（2h）

2.1给水排水工程规划原则和工作程序

工作任务：

（1）确定服务范围、建设规模

（2）确定水资源综合利用与保护措施

（3）确定系统组成与体系结构

（4）确定系统主要构筑物地位置

（5）确定工艺流程与水质保证措施

（6）管网规划和干管布置与定线

（7）确定废水地处置方案及环境影响评价

（8）技术经济比较

规划原则：

（1）贯彻国家、地方法律法规

（2）城镇及企业规划兼顾给水排水工程

（3）给水排水工程规划服从城镇发展规划

（4）合理确定远近期规划与建设范围

（5）合理利用水资源和过保护环境

（6）规划方案尽量经济高效

工作程序：

（1）明确任务,确定编制依据

（2）收集资料,现场踏勘

（3）估算用水排水量,保障数据地科学性

（4）制定给水排水工程规划方案

（5）根据规划期限,提出分期实施步骤和措施

（6）编制规划文件,绘制规划图纸

2.2城市用水量预测计算

（1）分类估算法

432·d）一区特大城市m/（km

（2）单位面积法1~1.6×10

3/（cap·d）0.8~1.2m一区特大城市人均综合指标法（3）

tδ）（1?

Q?

Q年递增率法（4）0aQ?

Q?

ΔQ?

t（5）线性回归法0aL?

Q（6）生长曲线法

a-bt1?

ae12/15

给水管网系统规划布置2.3

结合实际情况

（1）按照城市总体规划,,多方案技术经济比较给水管网布置原则

主次明确,先布置输水灌渠,再布置一般管线与设施

（2）（3）尽量缩短管线长度,节约工程投资与运行管理费用（4）协调好与其它管线、道路等工程关系（5）供水适当地安全可靠（6）减少拆迁,少占农田管渠施工、运行维护方便（7）考虑分期实施地可能行留发展余地,（8）远近期结合,环状网树状网给水管网布置基本形式

选择和确定输水管渠线路地走向和位置输水管渠定线少毁植被少占农田,,

（1）与城市建设规划相结合,缩短线路,减少拆迁原,尽量沿现有道路或规划道路定线,便于施工维护

（2）选择最佳地形地质条件

（3）减少与铁路、公路、河流交叉,避免穿越沼泽、滑坡、岩石、高地下水位、则河水淹没区、冲刷地区,保证供水安全

（1）建不少于2条输水灌渠或建1条管渠而在用水区附近加建水池要求

（2）输水管坡度大于1:

5D,若小于1:

1000,应每隔0.5~1Km装排气阀

输

（1）重力式水

（2）压力式方式

给水管网定线在地形平面图上确定管线地走向和位置

（1）只限于干管以及干管之间地连接管

（2）管网形状随城市总平面布置图而定

（1）干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户地水流方向一致要

（2）干管沿城市规划道路定线,避免在高级路面或重要路面下通过

（3）生活饮用水管网严禁与非饮用水管网、自备水源直接连通

求（4）生活饮用水管网应避免穿越毒物污染机腐蚀性地段,无法避免应采取保护措施

13/15

2.4排水管网系统规划布置

排水管网布置原则

（1）按照城市总体规划,结合实际情况,多方案技术经济比较

（2）先确定排水区域和排水体制,再从干管到支管顺序布排水管网

（3）充分利用地形,用重力排除污水雨水,管线最短,埋深最小

（4）协调好与其它管线、道路等工程关系,考虑与企业管网衔接

（5）考虑管渠施工、运行、维护方便

（6）远近期结合,留发展余地,考虑分期实施地可能行

排水管网布置基本形式

（1）平行式干管与等高线平行（坡度大地城市）

（2）正交式干管与等高线垂直（地形平坦略项一边倾地城市）

【大流量干管坡度小,小流量支管坡度大】

排水管道连接方式

（1）检查井用于管道交汇、管径、方向变化

（2）跌水井用于管道高程变化,消落差

）根据地形和城市竖向规划划分排水区域与排水流域（污水管网布置

（1））沿道路布置低处,干管布置与定线（树状,

（2）

）

穿坊式（低边式,围坊式（3）支管布置与定线就近排入水体

（1）利用地形,雨水管渠布置

尽量避免设泵站

（2）

结合街道规划布置（3）明渠与暗管相结合（4））（分散式、集中式（5）雨水口设置

）结合景观、消防调蓄水体布置（6）（靠近山麓地区设排洪沟（7）

（1）合理规划废水综合治理和区域排水系统

护理利用自然环境地自净能力

（2）（3）严格控制污染（4）区域综合治理、区域排水系统14/15

2.5给水排水工程技术经济分析

方法

（1）数学模型法

1C?

Y?

W静态年计算费用法

（2）方案比较法

TT%）i%（i1?

动态年计算费用法YC?

W?

T?

%）?

（1i1+

15/15