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1、第二章 给排水工程,吉林建筑大学,引论,图21 城镇给排水工程系统,城镇给排水工程的基本内容,第一节 城镇给排水工程,用 水 量,生活饮用水水质标准,水 源 与 取 水 工 程,室 外 排 水,净 水 与 输 配 工 程,一、生活饮用水水质标准,生活饮用水是指饮水和生活用水。 生活饮用水水质应符合我国现行生活饮用水卫生标准（GB57492006）的要求，同时还要保证煮沸、输送过程中不受到二次污染，保证用户饮用安全。,1生活用水定额 城镇居民日常生活均需一定的用水，包括饮用、炊事及清洁卫生等用水，用水标准与生活水平、生活习惯、气候条件、水费、水质等有关。我国南北气温及生活习惯不同，用水量差异很大
2、，国家根据全国情况制定各地区用水标准，作为计算用水量的依据。居住区生活用水标准可参看表21。 2工业生产用水量定额 工业生产用水量应根据生产工艺要求确定。 3消防用水量定额 消防用水应按建筑设计防火规范（GB50016-2006）及高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95 2005年版)执行。 4.其它用水量定额 浇洒道路用水可按浇洒面积以2.03.0L/dm2计算，浇洒绿化用水可按浇洒面积以1.03.0L/dm2计算；汽车冲洗用水，根据车辆用途、道路路面等级和污染程度以及冲洗方式，按表26确定；给水管网的漏损水量按最高日用量的10%12%和8%12%计算,二、用水量,用水定额是指在某一
3、度量单位内(单位时间、单位产品等)，被居民或其它用户所消费的水量。,最高日用水量: 一年之内用水量最 大的一天的用水量称为最高日用水 量. 日变化系数：最高日用水量与平均 日用水量的比值称为日变化系数Kd .,（二）用水量变化,最高时用水量:在最高日内用水量最大的1小时用水量称为最高时用水量. 时变化系数：最高时用水量与最高日平均时用水量的比值称为时变化系数Kh . 一般说来，大中城市用水人数越多，在用水高峰和用水时间上将会趋于均匀， Kh值较小；小城市或村镇的Kh很大。 设 ，即总变化系数。,城市供水中，时变化系数、日变 化系数应根据城市性质、规模、 经济与社会发展水平等实际情况 分析确定。
4、在缺乏资料的情况下， 最高日城市综合用水的时变化系 数宜采用1.2-1.6；日变化系数 宜采用1.1-1.5，个别小城镇可 适当加大。,用水量是设计给水工程系统的依据，应根据城市的地区位置、自然条件、建筑情况、人口数量、消防要求等因素，参照用水量标准及变化系数来计算各种用水量，包括生活、生产、消防及市政等用水量。,（三）用水量计算,2生产用水量Q3 生产用水量与生产规模、种类、 工艺有关，用水标准由工艺提出， 其最高日用水量为Q3。,3市政用水量Q4 包括浇洒道路、城市公园及绿化等 用水量为 Q4 。,此外还应考虑城市的未预见用 水量和城市给水管网的漏失水量， 一般按城市最高日用水量的18%-
5、 25%计算。,【例1-1】华北某市计划居住人口10万，城区有工厂，共有职工12000人，三班制工作，内有20%工人在高温车间工作，另有15%工人在工作后需要淋浴；工业用水量为15000 m3/d ，试求该市最高日生活与生产用水量。 【解】 1生活用水量： 按二区中小城市确定用水标准为：200L/(人d)。 最高日综合生活用水量为： 工厂生活用水量： 2生产用水量：15000 (m3/d) 。 最高日生活与生产用水量：35216(m3/d)。,用水量计算例题,（一）水源 水源包括天然淡水、海水和再生水。用于城镇生活用水的供水水源主要是天然淡水，天然淡水可分为地下水源和地表水源两大类。 1地下水
6、源 地下水是指储存在松散土石层、岩石裂隙及岩石溶洞中的可以自由流动的水，这些水的来源是大气降水渗入形成的。按照含水地层的条件不同，地下水可分为潜水、承压水和溶洞水。 （l）潜水。潜水是指地下最上一层不渗水的隔水层上面的地下水，它的上部为透水层，通过它与大气相通，并且可接受地表的渗水，潜水有自由水面，在重力作用下，由高水位流向低水位。 （2）承压水。承压水是在地下两个隔水层之间的水，由于上下隔水层的约束，这层水没有自由表面，在静水压力的作用下流动，就像在有压管道中的流动一样，如果将其上方的隔水层开个孔口，水位就会上升到某个高度，这个上升高度就是承压水的承压水头，这种井也称自流井。 （3）溶洞水。
7、岩石溶蚀后形成了相连的空洞，在适当的地表水渗透与补给的条件下形成了溶洞水，有时溶洞水的储量会很大。 地下水因其埋藏于地下，水质较为清洁，水温较低而稳定，有利于作冷却用水，开采后只需作简单消毒处理就可作为自来水向城镇供水，供水成本低。但地下水毕竟储存和补给有限，不能满足不断增大的开采量，而且过量开采会造成水位下降、地层下沉、水质变差甚至水源枯竭的问题。,三、水源与取水工程,2地表水源 地表水主要包括江河湖泊及水库水。水温随季节变化，与地下水相比其优点是水量大且易于估算，但因其在地表流动易受污染，水质不如地下水。 3水源地选择 水源地的选择应根据城市规划，研究工农业、航运、水产渔业、上下游给排水情
8、况等问题综合考虑，要满足近期和长远发展需要，做到安全可靠、经济合理。水源地应设在水量、水质有保障和易于实施水源保护的地段。选用地表水作水源时，水源地应在城镇和工业区上游，地下水水源地应选在不易受污染的蓄水地段。 4水源的卫生防护 应遵照我国生活饮用水卫生标准（GB57492006）的规定。 （1）地下水源的卫生防护：取水构筑物的卫生防护范围主要取决于水文地质条件，取水构筑物的形式和附近地区的卫生状况；防止取水构筑物周围含水层的污染；地下水回灌时，回灌水质应严加控制。 （2）地表水源的卫生防护 ：在取水点周围半径不小于100m的水域内，不得停靠船只、游泳、捕捞和从事一切可能污染水源的活动，并应设
9、有明显的范围标志；在河流取水点上游1000m至下游100m的水域，不得排入工业废水和生活污水；其沿岸防护范围内，不得堆放废渣、设置有害化学物品的仓库或堆栈、设立装卸垃圾、粪便及有毒物品的码头；沿岸农田不得使用工业废水或生活污水灌溉及施用有持久性或剧毒的农药，并不应从事放牧；在地表水源上游1000m以外，排放工业废水和生活污水，应符合国家规定的排放标准。,三、水源与取水工程,取水工程的形式主要取决于水源的种类。以地下水为水源的给水系统一般包括：取水构筑物（如井群、渗渠等）、净水工程（主要设施有清水池及消毒设备）、输配水工程，如图22所示。以地表水为水源的给水系统一般包括：取水工程、净水工程、输配
10、水工程、泵站等，如图23所示。 从水源取用原水的设施称为取水构筑物。不同的水源取水方式不同。 1.地下水的取水构筑物 地下水的埋深、蓄水层厚度以及地下水的类型决定着地下取水构筑物的形式。管井适用于地下水源丰富的地带，一般要求含水层厚度大于5mm，底板埋深大于15m，在地层中开井孔，井径视取水量及使用水泵的情况而定，深度穿过蓄水层，如图24所示。,（二）取水工程,（二）取水工程,大口井是用于取浅层地下水的构筑物，一般要求含水层厚度在5mm左右，底板埋深小于15m。大口井由井筒及井口组成，筒下设滤水孔或滤水层，其构造如图25所示。渗渠是集取地下水的构筑物，可以铺设于河流、水库地表水体下或岸边以利于
11、集取地下渗流水，一般要求含水层厚度小于5mm，如图26所示。 2.地面水取水构筑物 地面水取水构筑物建于水源岸边，其位置应根据取水水质、水量并结合当地的地质、地形、水深及其变化情况和施工条件等确定。取水构筑物按构造及使用形式可分为固定式及活动式两种。,图25大口井 图26 渗渠图 1 渗水管；2 集水井；3 泵站,（1）固定式取水构筑物 此种构筑物是建在河岸边的永久性取水设施，具有取水量大、取水可靠、维护管理简便及适应性强等优点，但工程复杂，投资较大。固定式取水构筑物因河流情况、河岸地形和地质条件等影响，又可分为岸边式及河床式两种。,（二）取水工程,（a）合建式 （b）分建式 图2-7 岸边式
12、取水构筑物 1进水井；2泵站；3立式泵；4立式电动机组；5进水间；6吸水间；7泵站；8格栅；9格网,河床式取水构筑物是将取水口（又称取水头部）深入河床深处，泵站建在岸边。适用于河岸平坦、枯水季水位浅或取不到水的情况，如图28。 （2）活动式取水构筑物 在工程施工周期短的情况下可建活动式取水构筑物。它具有建设快、投资小、适应性强等优点。活动性取水构筑物常用的有浮船式、缆车式等。图29为浮船式河床取水构筑物，船随水位涨落而升降。缆车式取水构筑物是将取水泵站建在缆车上，岸边建倾斜的缆车轨道和固定的原水输水管道，如图2-10。,图2-8河床式取水构筑物 图2-9浮船式取水构筑物 1取水头部；2自流管；
13、3集水间；4泵房；5高水位进水孔 1橡胶短管；2刚性联络管；3活动钢引桥；4支墩,（二）取水工程,图2-10缆车式取水构筑物 1泵车；2坡道；3输水管；4绞车房；5钢轨； 6挂钩座；7钢丝绳；8绞车；9联络管；10叉管；11尾车；12人行道；13电缆沟；14阀门井,3一级泵站 泵站是把整个给水系统连为一体的枢纽，是保证给水系统正常运行的关键。在给水系统中，通常把水源地取水泵站称为一级泵站。 任务：一级泵站的任务是把水源之水抽升上来，送至净化构筑物。 泵站的主要设备：水泵及其引水装置，配套电机及配电设备和起重设备等。泵房建筑设计原则按照室外给水设计规范（GBJ500132006）执行。,四、净水
14、与输配工程,城镇供水是按生活饮用水水质标准的要求供水的。净水工程的任务就是解决水的净化问题。 地表水的处理流程一般包括混凝沉淀、过滤及消毒三部分，如图所示。,水经过净化后，达到生活饮用水标准，再由二级泵站升压，通过输配水管网送到用户，完成供水任务。输配水工程包括二级泵站，输水管线、配水管网、管网的附属设备、管网的调节设备等部分 1.二级泵站：连接清水池和输配水系统的送水泵站称为二级泵站。二级泵站的任务是把净化后的水，由清水池抽升并送至配水管网供给用户。 2.输水管：输送用水到城市配水管网的输水总管。 3.配水管网：是直接给用户供水的管道，布置形式可分为枝式和环式两种，如左图212、213所示。
15、,图212 枝式管网 图213环式管网,4管网的附属设备 为了便于维护管理，在管网上适当位置需设置阀门、减压阀、排气阀和室外消火栓等管网的附属设备。 阀门用于调节水流或截断水流。室外阀门多设在阀门井内，室内阀门可明装，也可以暗装。阀门种类很多，有闸阀、截止阀、蝶阀之分。按接口方式不同有螺纹连接和法兰连接两种。管径小于50mm的阀门多用螺纹连接，管径大于50mm的阀门多用法兰连接。闸阀阻力小，水流可双向流动；截止阀产生的阻力大，水流有方向性；蝶阀安装占用空间小，阻力比闸阀稍大，造价低，常被代替闸阀使用。 5管网的调节设备 管网的调节设备主要用于调节管网的水量和水压，常用的有水塔、高地水池及水厂中
16、的清水池等。清水池用来调节净水厂的产水量与二级泵站的供水量之间的不平衡状况。水塔与高地水池用来调节二级泵站供水量与城市用水量之间的不平衡状况。水塔与高地水池在用水 低峰时将管网中多余的水贮存起来，在用水高峰时将贮存的水送入管网，这样可减小二级泵站的高峰供水量，保证管网压力基本稳定，同时又可保证水泵在高效率范围内运行，降低能耗。但因水塔和高地水池的设置高度要与管网供水水压相适应，建造费用较高，并且水塔的调节容量有限，所以只在小城镇或工矿企业内部调节水量较小或仅需平衡水压时才适用。,（二）输配工程,五、室外排水,（一）排水制度 在城市中，对生活污水、工业废水和降水采取的排除方式称为排水体制，也称排水制度。按排除方式可分为合流制和分流制排水系统两种。 1.合流制排水系统 将生活污水、工业废水和降水用一个管道系统汇集输送排
