{给排水工程管理}给水管道系统

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1、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,Environmental Science & Technology Water rese

2、arch Water Science & Technology Water environment research,参考资料（3）专业网站,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（water supply system） 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,1 - 取水构筑物； 2 - 一级泵站；

3、 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,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

4、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,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）,自然分区,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,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

5、,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Q6,Qd=Q1+Q2+Q3+Q5+Q6 Q4?,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。10 12 4 一方面，如果管网设计时

6、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 2-1 Q2 产值、产量 Q3 一般车间25L/人.班 热车间35L/人.班 淋浴60 40 附录 Q4 附录3 Q5 街道洒水量采用11.5L/(次)，洒水次数按气候条件以23次/d计。 浇洒绿地用水量采用12L/(d)。 Q6 15%-25%Qd,0-1 1-2 . 23-24,2.2 用水量变化,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

7、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1.11.5，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1.31.6，小城镇适当加大）。,给 水 系 统 流 量 关 系,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

8、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=Qmax 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,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；

9、7-排水管道系统；8-调节池；9-均和池；10-污水处理系统,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

10、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

11、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）、

12、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,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,分区给水管网,自然分区,并联分区,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。,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

13、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,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。,当混

14、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,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,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,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

15、，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,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,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。,适用：对供水安全可靠性要求较高的