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1、给水排水管网系统,Water Wastewater Network System,将有关城市给水管网和污水管网的内容重新组合为 给水排水管网系统,教学目的,给水排水管网系统是给水排水工程专业的主干专业课之一。通过本课程的学习，使学生系统地掌握给水排水管网系统的设计计算理论和方法、工程设计的步骤与方法；了解管网系统的运行管理基本理论和基本知识，使学生初步具备给水排水管网系统的规划、设计能力和从事科研的能力。,教学要求,（1） 掌握给水排水管网系统的功能、系统结构和规划设计原理； （2） 掌握给水排水管网系统的水量计算和管网系统水力计算理论和方法； （3） 熟悉给水排水管网系统优化设计与计算理论与
2、计算方法； （4） 了解管网系统运行管理方法、现代管理模式和信息化技术，初步具备解决常见生产实际问题的能力； （5） 初步具备进行管网系统规划和工程设计，编制工程设计文件的能力； （6） 了解管网系统科学技术发展过程和方向，初步具备分析问题和解决问题的能力。,第一章 给水排水管网系统概论,给水排水系统的功能与组成 给水排水系统工作原理 给水排水管网系统的功能与组成 给水排水管网系统类型与体制,1.1 给水排水系统的功能与组成,给水排水工程(给排水科学与工程)主要以水的社会循环为研究对象，研究水量和水质的运动和变化规律。,水的社会循环,水的社会循环则是指在其自然循环当中，人类不断利用地下或地表径
3、流满足生活与生产之需而造成的人为水循环。,专业名称,公共卫生工程（public health engineering），(1940s) 生活用水水质安全，水生疾病防治，保障健康水平； 上下水道（water supply and sewer engineering），(1950s) 生活用水保障，污水收集和排放，保障环境清洁和积水排除； 给水排水（water and wastewater engineering），(1960s)城市给水排水、工业给水排水、水质安全、经济利用； 给排水科学与工程（water and wastewater science and engineering），(2000
4、s)给水排水工程和理论、水资源可持续开发和利用、水环境保护。,城市系统用水关系,流域给水排水工程关系,给水系统,1、生活用水主要包括居民生活用水、公共设施用水和工业企业生活用水。 居民生活用水居民家庭生活中饮用、烹饪、洗浴、冲洗等用水，保障居民身体健康、家庭清洁卫生和生活舒适。 公共设施用水机关、学校、医院、宾馆、车站、公共浴场等公共建筑用水，用水量大，地点集中，成为“大用户”。 工业企业生活用水工业企业内的饮用、烹饪、洗浴、冲洗等生活用水，根据工业企业的生产工艺、生产条件、工作人员数量、工作时间安排等因素而变化。 2、工业生产用水生产工艺和产品质量用水，对水量、水质、水压的要求差异很大。 3
5、、市政和消防用水城镇或工业企业区域内的道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防的用水。,排水系统,1、生活污水指居民和工业企业中的生活污水，受污染程度比较严重。 2、工业废水在生产工业过程中受到严重污染，含有很高浓度的污染物质，甚至含有大量有毒有害物质。 3、降水排水雨水和冰雪溶化水，防止地面积水和洪涝灾害。降水应尽可能被收集和利用，达到保护环境、保护水资源、保障人们生活和生产活动安全的目的。,给水排水系统的功能,三项功能,水量保障用户需求的用水量；用户排出废水量；降雨量。 水质保障饮用水水质标准；废水排放水质标准。 水压保障输水能量用户用水压力保证充足流量；用水设施安全；排水通畅和稳定。,1-
6、取水系统；2-给水处理系统；3-给水管网系统； 4-排水管网系统；5-废水处理系统；6-排放系统。,1.2 给水排水系统工作原理,给水排水系统流量关系,各子系统的流量在同一时间内并不一定相等，且随时变化。,给水排水系统的水质关系四种水质：原水水质给水水质污、废水水质排放水质 三个过程：给水处理（给水管网二次污染）用户用水污水处理,给水排水系统的水压关系重力给水：水流通过重力自流输水到水厂处理，然后又通过重力输水管和管网送至用户使用，最经济的给水方式。当原水位能有富余时可以通过阀门调节供水压力。 一级加压给水：从水源取水到水厂采用一级提升，处理后直接重力输水给用户。 二级加压给水：取水时经过第一
7、级加压，水厂清水贮存于清水池中，经过第二级加压进入输水管和管网。 多级加压给水：长距离输水时需要多级加压提升；大型给水系统的用水区域很大，应采用多级供水加压。 排水系统：一般利用地形或管道坡度重力输水，当管渠埋深太大时，采用排水泵站进行提升。,水的机械能位能压能动能,1.3 给水排水管网系统的功能与组成,给水排水管网系统的功能水量输送水量调节水压调节,给水排水管网系统的特点分散性连通性传输性扩展性隐蔽性强外部干扰多投资高,给水管网系统的组成：输水管（渠）； 配水管网； 水压调节设施（泵站、减压阀）； 水量调节设施（清水池、水塔、高位水池）。,1-清水池；2-供水泵站；3-输水管；4-配水管网；
8、5-水塔(高位水池)；6-加压泵站；7-减压设施,排水管网系统的组成废水收集设施排水管网排水调节设施提升泵站废水输水管渠废水排放口,1-集水管网；2-水量调节池；3-提升泵站；4-输水管（渠）。,1.4 给水排水管网系统的类型与体制 1.4.1给水管网系统的类型,分类方法：水源种类水源数量系统构成方式输水方式,水源种类：地表水源、地下水源给水系统,水源数量：单水源、多水源给水系统,单水源给水系统：规模较小 多水源给水系统优点：供水可靠；就近供水，管网内压力均匀，经济；可分期发展，避免一次性投资过大缺点：设备和管理工作相应增加,系统构成方式,统一给水系统 分地区给水系统 分质给水系统 分压给水系
9、统：串联分区、并联分区 区域给水系统,统一给水系统,水质统一：生活饮用水水质 只有一个管网（管网不分区）：统一供应各类用水（生活、生产、消防等）供水具有统一的水压 适用条件：新建中、小城市、工业区或大型厂矿企业中用水户较集中、地形较平坦，且对水质、水压要求也比较接近的情况 特点：系统管理简单，但给水安全性低,分区给水系统,分区给水系统是将整个系统分成几个区，每区有单独的泵站和管网，各区之间采取适当的联系。 分地区给水系统：面积辽阔或延伸很长的大城市；自然地形分割；就近取用地下水 分质给水系统：用户对水质要求不同。生活用水与工业用水；饮用水与杂用水 分压给水系统：用户对水压要求不同；供水区地形高
10、差大；面积辽阔或延伸很长的大城市。串联分区、并联分区,串联分区：高低两区用水均由低区泵站供给，高区用水再由高区泵站加压。输水管长度较短，可用低扬程水泵和低压管，但增加泵站造价和管理费用。 并联分区：由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给低区和高区用水。供水安全可靠，管理方便，但增加了输水管长度和造价。,分区给水的优点分地区给水：就近供水，管网内压力均匀，降低供水能量费用 分质给水：节省给水处理费用、合理利用水资源（有限水资源优质优用）、提高饮用水质量分压给水：使管网的水压不超过水管能承受的压力，各区水管承受的压力下降，并使漏水量减少 ；降低供水能量费用 分区给水的缺点：系统复杂，设备和管理工作相
11、应增加,区域给水系统,几个城镇或工业区集中在上游取水或远距离取水，沿线供各城镇或工业区使用，这种供应若干城镇或工业企业用水的给水系统，称为区域给水系统。 适用条件：水源受到污染，统一在上游取水；水源缺乏地区，远距离集中取水；城镇化密集地区。 优点：能发挥规模效应，降低成本。,输水方式：重力输水、压力输水,工业给水系统,循序给水系统：工业废水经过适当处理后，用作其他车间或工业部门生产用水的给水系统。 循环给水系统：工业废水经过适当处理后，又循环用于生产的给水系统。,1.4.2 排水管网系统的体制,排水体制（排水制度） sewer system ：在一个地区内收集和输送废水的方式。它有合流制和分流
12、制两种基本方式。 合流制 combined system 用同一种管渠收集和输送废水的排水的方式。 分流制 separate system 用不同管渠分别收集和输送各种污水、雨水和生产废水的排水的方式。,合流制排水系统,分类：直排式、截流式,分流制排水系统,分类：完全分流制、不完全分流制,完全分流制：污水雨水 不完全分流制：污水，雨水排除系统有待完善或扩建（雨水沿天然地面、街道边沟、水渠等渠道系统排泄。,工业企业排水系统,分质分流,排水体制的合理选择,排水体制选择方法 在新建地区一般采用分流制 在下列情况下也可选用合流制：附近有水量充沛的水体，发展又受限制的小城镇；在街道较窄和地下设施较多的地区；雨水稀少，废水全部处理的地区。,
