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3.5.2并联水泵水力特性公式第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)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8.4.2给水管网水质数学模型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(4h)第10 章雨水管渠设计和优化计算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 ）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：满足排水量水质保障 给水：符合水质质量要求排水：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给水地用途： 生活用1.水1排水地用途： 生活污水、工业废水、雨水第 1 章 给水排水管网系统概论 (2h)环境科学与工程系 给排水管网系统课件1 原水取水2 给水处理3 给水管网4 排水管网5 废给排水水处管网理系统课6 件排放和重复利用和排除废水地设施总称 （排水系统 ）工业给生水产用排水水、市系政统消防的用功水能与组成1.2 城市用水量和用水量变化用水量表达： （最高年 ）平均日用水量 Q ad =Q y /365 （ 水资源规划、设计污水量 ）（最高年 ）最高日用水量 Q d （取水工程、水处理工程规划设计 ） 最高日平均时用水量 Q ah =Q d /24最高日最高时用水量 Q h （给水管网工程规划设计 ）用水量变化系数： 日变化系数 K d Q d 365Q d=1.1~1.5dQ ad Q y时变化系数 K h Q h 24Q h=1.2~1.6QahQd城市用水量分类 ：*数据为一区特大城市平均日3× 100L/s浇路 2-3L/m 2·d绿化 1-3L/ m2· d(①+② +③+⑤)地 10%~12%用水量计算：（1）城镇或居住区最高日生活用水量（2）工业企业用水量 （3）浇洒道路绿地用水量 （4）管网漏失水量 （5）未预见水量Q 1 (q i N i ) (按综合生活用水计算 )Q 2 (Q I Q II Q III ) (生产、生活、淋浴 ) Q 3(q L N L )Q 4 (0.1~00.12 )1(Q 2 Q 3)Q 5 ( 0 . 0~80 . 1 2 )1( Q 2 Q 3 Q 4) 7）最高日设计用水量Q d Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 (m 3/d)①居民生活城市综合用水（① +②+③+⑤+⑥ ）地 8%~12%③企业生产生活④消防 ⑤市政 ⑥泄漏Q h K h 86Q4d00(m3/ s) 8）最高日最高时设计用水量(m3/s)86400用水量变化曲线给水排水系统地环境水科学质与工关程系系 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、排水量不平衡给水排水管网系统地功能 1.3给水排水系统工作1原.2理给水排水系统的工作原理给水排水系统地1流.2.量1 关系给：排水系统的流量关系水压调节—加压或减压措施调节水地压力输水管渠—不向外供水 ,远距离时铺 2 条并行管线1配.水管3网给—主排干 ,水干,支管,连网接 ,分系配等统,安的消防功栓、能阀门与、仪组表成3.水2压给调节水设管施—网泵系站 统减的压阀构 成给排水管网系统课件排水管网系统地构成 废水收集设施—污水收集 雨水收集 窨井 排水管网—主干 ,干,支,雨水井 ,检查井 ,非满流 /满流 排水调节池—水量调节 ,水质调节 提升泵站—降低埋管深度 ,水提升至处理设施或排放高程 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1.5 给水排水管网系统类型与体制给水管网系统类型 单水源给水管网系统 多水源给水管网系统 统一给水给水管网系统 分区给水给水管网系统 （串并 ） 重力输水管网系统 压力输水管网系统 排水管网系统地体制 合流制排水系统 （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 ）给水管网系统地构成1.加压泵站取水设减压阀处 泵 输 理 站 水 厂管道污水处理厂城市配水管网环境科学与工程系第 2 章给水排水管网工程规划2.1 给水排水工程规划原则和工作程序(2h)工作任务：规划原则：工作程序：(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(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(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4 3 21~1.6×104 m3 / (km2·d) 一区特大城市(3)人均综合指标法0.8~1.2 m3 / (cap·d) 一区特大城市(4)年递增率法Q a Q0 (1 δ)(5)线性回归法Q a Q0 ΔQ t(6)生长曲线法Q a L -bt Q a1 ae-bt2.3 给水管网系统规划布置给水管网布置原则 (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) 主次明确 ,先布置输水灌渠 ,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 (7) 管渠施工、运行维护方便(8) 远近期结合 ,留发展余地 ,考虑分期实施地可能行给水管网布置基本形式 树状网 环状网输水管渠定线 选择和确定输水管渠线路地走向和位置与城市建设规划相结合 , 缩短线路 , 减少拆迁 ,少占农田 ,少毁植被 选择最佳地形地质条件 ,尽量沿现有道路或规划道路定线 , 便于施工维护 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、 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 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要(1) 重力式生活饮用水管网严禁与非饮用水管网、自备水源直接连通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,消落差污水管网布置(1)划分排水区域与排水流域(根据地形和城市竖向规划)(2)干管布置与定线(树状,低处,沿道路布置)(3)支管布置与定线(低边式,围坊式,穿坊式)雨水管渠布置(1)利用地形,就近排入水体(2)尽量避免设泵站(3)结合街道规划布置(4)明渠与暗管相结合(5)雨水口设置(分散式、集中式)(6)调蓄水体布置(结合景观、消防)(7)靠近山麓地区设排洪沟废水综合治理和区域排水系统(1)合理规划(2)护理利用自然环境地自净能力(3)严格控制污染(4)区域综合治理、区域排水系统2.5给水排水工程技术经济分析方法(1)数学模型法1(2)方案比较法静态年计算费用法W 1C Y动态年计算费用法W i%(1 i T%) C Y (1 i%)T1。
