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第四章给水排水管网模型4.1 给水排水管网的模型化给水排水管网模型:给水排水管网是一类大规模且复杂多变的网络系统，为便于规划、设计和运行管理，应将其简化和抽象为便于用图形和数据表达和分析的系统。
简化：就是从实际系统中去掉一些比较次要的给水排水设施，使分析和计算集中于主要对象；抽象：就是忽略所分析和处理对象的一些具体恃征，而将它们视为模型中的元素，只考虑它们的拓扑关系和水力特性。
4.1.1给水排水管网的简化1. 简化原则：1)宏观等效原则；2)小误差原则。
2．管线简化的一般方法1)删除次要管线2)当管线交叉点很近时，可以将其合并为同一交叉点。
3)待全开的阀门去掉，将管线从全闭阀门处切断。
4)如管线包含不同的管材和规格，府采用水力等效原则将其等效为单一管材和规格。
5)并联的管线可以简化为单管线，其直径采用水力等效原则计算。
6)在可能的情况下，将大系统拆分为多个小系统，分别进行分析计算。
4.1.2 给水排水管网的抽象经过简化的给水排水管网需要进一步抽象，使之成为仅由管段和节点两类元素组成的管网模型。
(1)节点：分为a水源节点、b不同管径管材交接点、c两管段交点或大流量出入点，设节点数N(2)管段：两节点间的管线，设管段数M(3)环：起点和终点重合的管线，设环数L虚环：为了计算方便，将水源节点连接起来形成虚环，实际上并不存在，即将多水源化为单水源。
(4)管段和节点的属性管段和节点的特征包括构造属性、拓扑属性和水力属性三方面。
4.1.3管网模型的标识将标识的内容包括：节点与管段的命名或编号；管段方向与节点流向设定等。
(1)节点和管段编号；(2)管段方向的设定；(3)节点流星的方向设定。
4.2 管网模型的拓扑特性4.2.1管网图的基本概念(1)图的定义；(2)有向图；(3)管网图的连通性；(4)管网图的可平面图性。
4.2.2管网图的关联集与割集(1)节点的度；(2)关联集；(3)割集。
4.2.3路径与回路(1)路径；(2)回路。
给水排水管网课程设计一、引言给水排水管网是城市基础设施中的重要组成部分，它负责供应清洁的给水和排出废水。
本课程设计旨在帮助学生深入了解给水排水管网的原理、设计与运行，并培养学生的综合分析和解决问题的能力。
二、课程目标本课程设计的目标是使学生能够： 1. 掌握给水排水管网的基本原理和组成结构； 2. 熟悉给水排水管网的设计方法和计算原理； 3. 理解给水排水管网的运行与维护； 4. 能够分析和解决给水排水管网设计中的实际问题。
三、课程内容和安排1. 绪论•管网的定义和作用•管网的分类和组成2. 给水管网设计•给水水源与水质要求•给水管网的水压计算方法•给水管网的管径设计原则•给水管网的布置和建设要点3. 排水管网设计•排水管网的污水排放标准•排水管网的流量计算方法•排水管网的管径设计原则•排水管网的布置和建设要点4. 管网的运行与维护•管网的启动和停止运行•管网的调试和优化•管网的检修和维护方法5. 案例分析与实践•运用所学知识解决实际给水排水管网设计问题•参观实际给水排水管网的建设和运营项目四、教学方法1.理论讲授：采用授课和讲述的方式，介绍给水排水管网的基本原理、设计方法和运行维护技术。
2.实例分析：通过分析实际的给水排水管网工程案例，让学生应用所学知识解决实际问题。
3.实验实践：组织学生参观实际给水排水管网的建设和运营项目，让学生亲身体验采集数据、分析结果以及现场操作。
五、教材与参考资料1. 教材：•《给水排水管网原理与设计》，作者：XXX，出版社：XXX2. 参考资料：•《城市供水排水工程设计规范》，GB 50141-2013•《城镇给水排水设计与施工常见问题解答》，作者：XXX，出版社：XXX六、考核方式1.课堂小测：每个章节结束后进行小测，检验学生的掌握程度和理解程度；2.实践实验报告：组织学生针对实际案例进行实践操作，并提交实验报告；3.期末考试：进行对整个课程内容的综合考核。
七、课程评价与改进本课程设计将根据学生的反馈和实际教学效果进行评价和改进。
给水排水管网系统引言给水排水管网系统是城市基础设施中不可或缺的一部分，它负责为居民提供清洁的饮用水，并将废水排出城市。
本文将介绍给水排水管网系统的概念、结构、主要组成部分以及其重要性。
概念和结构给水排水管网系统是一个由管道、泵站、储水设施等组成的系统，其目标是将清洁的水送达居民家中，并将废水排出城市。
这个系统主要分为两个部分：给水系统和排水系统。
给水系统主要由供水源、水处理厂、水管道和水箱等组成。
供水源可以是水库、河流或地下水等。
水处理厂负责将原始水经过处理后，变成符合饮用水标准的清洁水。
水管道将处理后的水送达居民家中，并利用水箱储存水源。
泵站用于提升水压，确保水能顺利流向居民家中。
排水系统包括雨水排水和污水排水两部分。
雨水排水主要通过雨水污水管道将雨水排入河流、湖泊或海洋，以防止城市内涝。
而污水排水则需要进行初次处理，再通过污水管道将污水送至污水处理厂进行综合处理，以达到排放标准。
主要组成部分1. 供水源供水源是给水排水管网系统的起点，可以是自然水源（如河流、湖泊、地下水）或人工供水源（如水库、蓄水池）。
供水源的选址和水质的保证对整个系统的运行至关重要。
2. 水处理厂水处理厂负责将原始水进行处理，去除其中的悬浮物、沉淀物、有机物、重金属等杂质，使其符合饮用水的标准。
常见的水处理工艺有混凝、沉淀、过滤、消毒等。
3. 水管道和水箱水管道和水箱是将处理过的水送达居民家中的关键组成部分。
水管道需要经过合理的布局设计和恰当的材料选择，以确保水的流动畅通和水质的保持。
水箱则用于储存水源，以应对突发情况或水压不足的情况。
4. 泵站泵站主要用于提升水压，确保水能顺利流入每个家庭。
泵站的选址和泵的选择需根据管网的压力和流量来确定。
5. 污水管道和污水处理厂污水管道是将居民家中产生的污水输送至污水处理厂的重要通道。
污水管道需要合理的布局和坚固的材料保证，以有效防止泄漏和污水外泄。
污水处理厂对污水进行初次处理和综合处理，以达到排放标准。
第4章给水排水管网模型☞ 4.1 给水排水管网的模型化☞ 4.2 管网模型的拓扑特性☞ 4.3 管网模型的水力特性要求掌握：给水排水管网简化和抽象的原则；管网图的基本概念；恒定流基本方程组。
（便于用图形和数据表达和分析的系统）给水排水管网模型（管段、节点）管线附属设施忽略具体特征4.1给水排水管网的模型化给水排水管网模型——给排水管网简化和抽象为便于用图形和数据表达和分析的系统。
给水排水管网简化——从实际系统中去掉一些比较次要的给水排水设施，使分析和计算集中于主要对象。
给水排水管网抽象——忽略所分析和处理对象的一些具体特征，而将它们视为模型中的元素，只考虑它们的拓扑关系和水力特性。
4.1.1 给水排水管网的简化一、简化原则（1）宏观等效原则——保持功能，各元素关系不变。
（2）小误差原则——允许误差范围内。
管线的简化；附属设施的简化管线简化的一般方法(1) 删除次要管线，保留主干管线和干管线；(2) 很近的交叉点合并为同一交叉点；(3) 去掉全开阀，管线在全闭阀处切断；(4) 不同的管材简化为单一管材；(5) 并联管线简化合并；(6) 大系统拆分为多个小系统分别计算。
删除次要管线，保留主干管线和干管线；不影响全局水力特性的设施删除，如全开的闸阀、排气阀、泄水阀、消火栓、检查井等。
同一处的多个相同设施合并，如同一处的多个水量调节设施，并联或串联工作的水泵或泵站合并等。
附属设施简化的一般方法4.1.2 给水排水管网的抽象1.管段——管线和泵站等简化后的抽象形式管段只输送流量，不改变流量。
可以改变水的能量。
管段标识——正整数,加中括号。
2.节点——管线交叉点、端点或大流量出入点的抽象形式。
节点只传递能量，不改变能量，可以改变水的流量。
节点标识——正整数,加小括号。
4.2管网模型的拓扑特性一、管网图的基本概念1.图——表示关系或联系管网图的组成——管段、节点拓扑特性——管网模型中节点与管段的关联关系。
{}7,6,5,4,3,2,1=V 7)(=G N {}8,7,6,5,4,3,2,1=E {})7,6(),6,5(),7,4(),6,3(),5,2(),4,3(),3,2(),2,1(=E 8)(=G M 如：集合表示2.有向图在管网图中，关联任意管段的两个节点和是有序的，即管网图为有向图，记，节点称为起点，节点称为终点。
2010级给水排水工程专业给水排水管网系统课程设计学生学号：201001134学生姓名: 史光翔指导老师：未碧贵2012年9月兰州交通大学环境与市政工程学院给水排水系目录第一部分任务书 (1)第二部分指示书 (4)第三部分给水管网课程设计计算书 (12)一.用水量计算 (12)二.选择给水系统及管网定线 (14)三.计算最高时工况下节点流量，管段设计流量，确定管段直径 (14)四.最高时工况下管网水力计算 (18)五．管网校核 (19)1.消防校核 (19)2.最大转输时校核 (22)3.事故校核 (25)六．清水池、水塔调节容积 (29)七．绘图 (30)第四部分排水管网课程设计计算书 (31)Ⅰ.污水部分.............................................................. .31一．污水流量计算. (31)Ⅱ.雨水部分 (35)一.雨水管网布置 (35)二.管网定线 (35)三.确定管网控制点高程，布置雨水口 (35)四.雨水量计算及设计参数选择 (35)五.雨水水力计算 (36)六.绘图 (36)附图 (37)第一部分任务书一．设计题目某县城区给水排水管网工程设计二．设计任务及内容（一）给水管网工程设计1. 确定设计规模2. 进行输配水管网定线3. 确定水塔或水池调节容积4. 进行管网水力计算5. 确定二级泵站扬程和设计流量（二）排水管道工程设计1. 选择该县城排水体制；2. 城市污水和雨水管道系统的定线；3. 城市污水管段和管段的流量计算；4. 城市污水管段和管段的设计.三．应完成的设计成果1. 设计说明计算书一份（50页左右。
包括设计说明、水量、水力计算表格及草图）。
2. 铅笔绘图纸3张①绘制给水排水管网总平面布置图一张②给水管网某一管段的纵断面图一张比例横 1:1000 纵 1:100③排水管道某一干管纵剖面图一张比例横 1:1000 纵 1:100四．设计原始资料1. 县城平面图（注意：选择其中一个，学号除以4的余数加1）该县城为我国西北地区一小县城，城内有工厂数家及部分公共建筑。
给水排水管网系统（第三版）答案给水排水管网系统第一章给水排水管网系统概论1、给排水系统功能有哪些？请分类说明。
①水量保障向指定用水点及时可靠提供满足用户需求的用水量，将排出的废水与雨收集输送到指定地点；②水质保障向指定用水点提供符合质量要求的水及按有关水质标准将废水排入受纳水体；③水压保障为用户提供符合标准的用水压力，同时使排水系统具有足够的高程和压力，顺利排水；2、给水的用途有哪几类？分別列举各类用水实例。
有生活用水、工业生产用水和市政消防用水。
生活用水有：居民生活用水（如家里的饮用、洗涤用水）、公共设施用水（如学校、医院用水）、工业企业生活用水（如企业区工人饮用、洗涤用水）；工业生产用水有：产品用水（如制作酸奶饮料的用水）、工艺用水（如水作为溶剂）、辅助用水（如冷却锅炉用水）；市政消防用水有道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防用水。
3、废水有哪些类型？分别列举各类用水实例。
按所接纳废水的来源分：生活污水、工业废水和雨水。
生活污水：居民生活所造成的废水和工业企业中的生活污水，如洗菜水、冲厕产生的水；工业废水：如乳制废水；雨水：如下雪、下雨产生的水。
4、给水排水系统由哪些子系统组成？各子系统包含哪些设施。
①原水取水系统包括：水源地、取水设施、提升设备和输水管渠等；②给水处理系统包括：各种采用物理化学生物等方法的水质处理设备和构筑物；③给水官网系统包括：输水管渠、配水管网、水压调节设施及水量调节设施等；④排水管网系统包括：污废水收集与输送管渠、水量调节池、提升泵等；⑤废水处理系统包括：各种采用物理化学、生物等方法的水质净化设备和构筑物；⑥排放和重复利用系统包括：废水收纳体和最终处置设施如排放口等。
5、给水排水系统各部分流量是否相同？若不同，是如何调节的？因为用水量和排水量是随时间变化的，所以各子系统一时间内流量不相同，一般是由一些构筑物或设施来调节，比如清水池调节给水处理流量与管网中的用水量之差，调节池和均合池用于调节排水官网流量和排水处理流量之差。
给排⽔管⽹考点给⽔排⽔管⽹系统第1章给⽔排⽔管⽹系统概论1、给⽔的⽤途通常分为：⽣活⽤⽔、⼯业⽣产⽤⽔、市政消防⽤⽔三⼤类。
2、给⽔排⽔系统应具备以下三项主要功能：（1）⽔量保障，（2）⽔质保障，（3）⽔压保障。
3、给⽔排⽔系统可以划分以下⼦系统：（1）原⽔取⽔系统，（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）排放和重复利⽤系统。
4、城市⽤⽔量分类：（1）居民⽣活⽤⽔量，（2）公共实施⽤⽔量，（3）⼯业企业⽣产⽤⽔量和⼯作⼈员⽣活⽤⽔量，（4）消防⽤⽔量，（5）市政⽤⽔量，主要指道路和绿地浇洒⽤⽔量，（5）未预见⽤⽔量及给⽔管⽹漏失⽔量。
5、名词：（1）平均⽇⽤⽔量：即规划年限内，⽤⽔量最多的年总⽤⽔量除以⽤⽔天数。
该值⼀般作为⽔资源规划和确定城市设计污⽔量的依据。
（2）最⾼⽇⽤⽔量：即⽤⽔量最多的⼀年内，⽤⽔量最多的⼀天的总⽤⽔量。
该值⼀般作为取⽔⼯程和⽔处理⼯程规划和设计的依据。
（3）最⾼⽇平均时⽤⽔量：即最⾼⽇⽤⽔量除以24⼩时，得到的最⾼⽇⼩时平均⽤⽔量。
（4）最⾼⽇最⾼时⽤⽔量：⽤⽔量最⾼⽇的24⼩时中，⽤⽔量最⼤的⼀⼩时⽤⽔量。
该值⼀般作为给⽔管⽹⼯程规划与设计的依据。
6、⽤⽔量变化系数⽤⽔量的变化及变化系数⽤⽔量的变化—⽤⽔量在⼀年之中的不同季节、⽉份及⽇期，以及在⼀天24⼩时之间都可能发⽣波动，影响因素—如季节、天⽓、⼯作⽇、休息⽇的变化三个重要的参数，反应⽤⽔量的变化情况，即年变化系数，⽇变化系数和时变化系数。
◆年变化系数—在设计年限内设计⽤⽔量（即最⾼年⽤⽔量）与期限内平均年的⽤⽔量之⽐值。
◆⽇变化系数—在⼀年中，最⾼⽇的⽤⽔量与平均⽇的⽤⽔量之⽐值。
◆时变化系数—在最⾼⽇内，最⾼⼩时的⽤⽔量与平均时的⽤⽔量之⽐值。
7、⽤⽔量变化曲线图：（会作图）P78、清⽔池：⽤于调节给⽔处理⽔量和管⽹中的⽤⽔量之差。
P9清⽔池⽔质：消毒剂作⽤、贮存合格⽔、达“卫⽣标准”⽔量：调节作⽤，满⾜城市取⽔量的要求。
给水排水管网系统课后答案【篇一：给水排水管网系统考试资料+课后习题答案】p class=txt>废水：生活污水、工业废水、雨水给水系统：保证城市工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统给水管网：将经过给水处理后的水送到各个给水区域的全部管道给排水系统主要功能：水量保障、水质保障、水压保障子系统：原水取水系统、给水处理系统、给水管网系统、排水管网系统、废水处理系统、排放和重复利用系统水质标准：原水、给水、排放水质标准水质变化过程：给水处理：将原水水质净化或加入有益物质，使之达到给水水质要求的过程用户用水：用户用水改变水质，使之成为污水或废水的过程，水质受到不同程度污染废水处理：对污水或废水进行处理，取出污染物质，使之达到排放水质标准水输送压力方式：全重力给水、一级加压给水、二级加压给水、多级加压给水管网系统应具备的功能：水量输送、水量调节、水压调节给水构成：输水管、配水管网、水压调节设施及水量调节设施排水构成：废水收集设施、排水管网、水量调节池、提升泵站、废水输出管、排放口按系统构成：统一给水管网、分区给水管网按输水方式：重力输水管网系统、压力输水…排水系统：合流制、分流制连续性方程：对任一节点来说，流向该节点的流量必须等于从该节点流出的流量。
能量方程：表示管网每一环中各管段的水头损失和等于零的关系影响生活用水量的主要因素:生活习惯、气候变化、一天的时间变化等给水排水工程规划：针对水资源开发和利用、供水排水系统建设的综合优化功能和工程布局进行的专项规划任务：1确定给水排水系统的服务范围与建设规模；2确定水资源综合利用与保护措施；3确定系统的组成与体系结构；4确定给水排水主要构筑物的位置；5确定给水排水处理的工艺流程与水质保证措施；6给水排水管网规划和干管布置与定线；7确定废水的处置方案及其环境影响评价；8给水排水工程规划的技术经济比较原则：1贯彻执行国家和地方相关政策和法规；2城镇及工业企业规划时应兼顾给水排水工程；3给水排水工程规划要服从城镇发展规划；4合理确定远近期规划与建设范围城市用水量：分类估算法、单位面积法、人均综合指数法、年递增率法、线性回归法、生长曲线法给水管网布置原则：1按照城市总体规划，结合当地实际情况布置给水管网，要进行多方案技术经济比较；2主次明确，先搞好输水管渠与主干管布置，再布置一般管线与设施；3尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用；4协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系；5保证供水具有适当的安全可靠性；6尽量减少拆迁，少占农田；7管渠的施工、运行和维护方便；8远近期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性形式：树状网、环状网排水管网布置原则：1按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方案技术经济比较；2先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按从干管到支管的顺序布置；3充分利用地形，采用重力流排除污水及雨水，并使管线最短、埋深最小；4协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接；5规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护的方便；6远近期规划相结合，考虑发展，尽可能安排分期实施形式：平行式：地形坡度很大的城市、正交式：地形平坦略向一边倾斜的城市给水管网类型：按水源：单水源给水管网系统、多水源…多水源给水系统的优缺点：优点：便于分期发展给水系统，供水比较可靠，管网内水压比较均匀。
给⽔排⽔管道系统思考题给⽔排⽔管道⼯程第1章给⽔管⽹系统概论１.给⽔排⽔系统、给⽔系统、排⽔系统、给⽔排⽔管⽹系统的概念？２.给⽔排⽔系统的主要功能、组成（⼦系统）？３.给⽔排⽔管⽹系统的功能与特点是什么？４.给⽔管⽹、排⽔管⽹系统的构成？５.给⽔排⽔系统的⽔量、⽔质、⽔压间的关系怎样？６.给⽔管⽹系统的类型？７.排⽔体制概念？排⽔体制的类型、选择？第2章给⽔排⽔管⽹⼯程规划１.给⽔排⽔⼯程规划的内容？２.给⽔排⽔⼯程规划的原则？３.城市⽤⽔量包括的内容？最⾼⽇⽤⽔量包括的内容？４.⽤⽔量的表⽰⽅法？５.⽤⽔量变化系数（⽇变化系数、时变化系数）含义、取值？６.城市⽤⽔量预测计算的⽅法？７.给⽔系统中各部分的设计⽔量？供⽔泵站（⼆级泵站）的供⽔流量确定？８.清⽔池、⽔塔的作⽤？调节容积如何计算？９.给⽔管⽹布置原则？消⽕栓、阀门、泄⽔阀、排⽓阀等作⽤和设置位置？１０.给⽔管⽹布置的基本形式，优缺点，适⽤范围？１１.输⽔管渠的概念？定线基本原则？１２.排⽔管⽹布置的原则、形式及各形式适⽤情况？１３.污⽔管⽹布置的原则和⽅法？１４.⾬⽔管渠布置的原则？⾬⽔⼝设置位置？第3章给⽔排⽔管⽹⽔⼒学基础１.⽔的流动有哪⼏种流态？在给排⽔管⽹⽔⼒计算时按什么流态考虑的？２.恒定流与⾮恒定流、均匀流与⾮均匀流、压⼒流与重⼒流，在给排⽔管⽹⽔⼒计算时各按什么情况考虑的？３.沿程⽔头损失、局部⽔头损失计算？４.⾮满流管渠计算？５.给⽔管道的简化，简化原则，简化⽅法，简化结论？６.⽔泵⽔⼒特性及其简化？第4章给⽔排⽔管⽹模型１.给⽔排⽔管⽹模型化经过的两个步骤？２.给⽔排⽔管⽹抽象后的两个基本元素？特点？３.环、树、关联集的概念?４.恒定流基本⽅程组：节点连续性⽅程（节点流量⽅程）、管段能量守恒⽅程（管段能量⽅程）的表达形式、含义？环能量⽅程？第5章给⽔管⽹设计与计算１.给⽔管⽹计算的内容?(设计、复核)？校核的⼯况、⽬的？各校核⼯况的条件和结果？２.⽐流量、沿线流量、节点流量、管段流量的计算？３.管段设计直径如何确定？经济流速概念？４.树状⽹（环状⽹）的管段流量、管径、节点⽔压（节点⽔头、⽔压⾼程）、⾃由⽔压的计算？控制点？⽔泵扬程、⽔塔⾼度？５.解环⽅程的基本思路和步骤?６.⽜顿拉夫森和哈代-克罗斯算法的解题⽅法？７.多⽔源管⽹的设计和校核内容、⽅法？８.解节点⽅程的基本思路和步骤?9. 最⾼时管⽹总⽤⽔量Q h ＝100L/s ，求各节点流量和管段流量?10.某城镇树状管⽹，管长如图所⽰。
