給水系統(tǒng)介紹

1、城市給水排水管道工程及設(shè)計主講教師：汪誠文（Tel. 62771551；)劉書明（Tel.62787964；)張鴻濤（Tel.62792625；)劉艷臣（Tel.62796953; )清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教學(xué)大綱 一、課程簡介（本課程的目的、基本要求） 本課程主要講述城市給水排水管道工程和泵站的基本原理和技術(shù)，整個課程由四部分內(nèi)容組成： 城市給水管道工程： 城市排水管道工程： 水泵與水泵站： 給排水管道設(shè)計 通過本課程的講授，使學(xué)生掌握給水排水管道工程及泵站工程規(guī)劃、設(shè)計的基本原理和方法；了解基本建設(shè)程序和設(shè)計文件編制深度要求；熟悉給水排水工程設(shè)計規(guī)范；培養(yǎng)學(xué)生從事給水排水工程規(guī)劃、設(shè)計所需的基本

2、素質(zhì)和技能。同時了解給水管網(wǎng)運行管理面臨的挑戰(zhàn)，課程以基本原理為指導(dǎo)，以工程應(yīng)用為背景，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，著重培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力。教學(xué)大綱 二、先修課要求及本課程特點 1. 先修課程 水力學(xué)或流體力學(xué)基礎(chǔ)； 土建基礎(chǔ)知識； 土力學(xué)基礎(chǔ)； 工程制圖及AutoCAD； 水質(zhì)科學(xué)或環(huán)境學(xué)基礎(chǔ)等 2. 本課程的特點 傳統(tǒng)學(xué)科，歷時悠久： 關(guān)系國計民生： 交叉學(xué)科，綜合性強： 實踐性強： 應(yīng)用廣泛： 教學(xué)大綱 三、學(xué)時分配及考核方式 1. 學(xué)時安排 總授課64學(xué)時，其中： 第一篇-城市給水管道工程：16學(xué)時 第二篇-城市排水管道工程：16學(xué)時 給水排水管道工程設(shè)計： 32學(xué)時 2.

3、 考核方式及成績評定 平時作業(yè)：10% 考試：50% 設(shè)計：40%教學(xué)大綱 四、教材及參考書 1.給水工程第四版，嚴煦世，范謹初主編，中國建筑工業(yè)出版社，1999； 2.排水工程（上）第四版，孫慧修等，中國建筑工業(yè)出版社，1998； 3. 水泵及水泵站，姜乃昌 ，中國建筑工業(yè)出版社，1993 4.給水排水管道工程第一版，王繼明等，清華大學(xué)出版社，1989； 5.給水排水設(shè)計手冊，中國建筑工業(yè)出版社；緒論 給水排水工程的主要內(nèi)容取水設(shè)施給水處理設(shè)施居民生活用水公共設(shè)施用水市政用水城市消防用水城市污水管道工業(yè)廢水處理工業(yè)用水企業(yè)給水輸配城市雨水管道城市污水處理設(shè)施廢水凈化后的處置灌溉農(nóng)田廢水深度處

4、理自然水體回用排放城市給水輸配自然降水再生成品水輸配第一篇 城市給水管網(wǎng)第一章 城市給水工程系統(tǒng)降水降水下滲下滲徑流徑流流域流域河流河流水庫水庫原原水水管管道道 水水 廠廠 清水池清水池污水處理污水處理廠廠污水管道污水管道再生水再生水給水管網(wǎng)給水管網(wǎng)排放入排放入河流河流供水供水主管線主管線蒸發(fā)蒸發(fā)城市水系統(tǒng)示意圖城市水系統(tǒng)示意圖第一節(jié) 城市給水工程概論 一、給水系統(tǒng) 給水系統(tǒng)是保證城市、工礦企業(yè)等用水的各項構(gòu)筑物和輸配水管網(wǎng)等組成的系統(tǒng)。主要由三部分組成： 取水工程取水構(gòu)筑物、一級泵站、輸水管（渠） 凈水工程水處理構(gòu)筑物 輸配水工程清水池、二級泵站、輸水管、配水管網(wǎng)及附屬設(shè)施（調(diào)節(jié)構(gòu)筑物）河流

5、圖1-1 地表水源給水系統(tǒng)示意圖 1-取水構(gòu)筑物；2-一級泵站；3-水處理構(gòu)筑物； 4-清水池；5-二級泵站；6-輸水管；7-管網(wǎng)；8-水塔 干管（干管（trunk mains）和配水管）和配水管 （distribution pipes）第一節(jié) 城市給水工程概論 二、給水工程系統(tǒng)類型： （一）按水源的數(shù)目分類（一）按水源的數(shù)目分類 1.單水源給水管網(wǎng)系統(tǒng) 2.多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng) （二）按系統(tǒng)構(gòu)成方式分類（二）按系統(tǒng)構(gòu)成方式分類 1.統(tǒng)一給水系統(tǒng) 同一管網(wǎng)按相同的壓力供應(yīng)生活、 生產(chǎn)、消防各類用水。 系統(tǒng)簡單，投資較少，管理方便。 適用在工業(yè)用水量占總水量比例小，地形平坦的地區(qū)。1132圖1-2

6、 多水源給水系統(tǒng)第一節(jié) 城市給水工程概論二、給水工程系統(tǒng)類型： 2.分質(zhì)給水系統(tǒng) 根據(jù)用戶對水質(zhì)的要求不同分別設(shè)置給水管道系統(tǒng)，例如：生活給水管網(wǎng)和生產(chǎn)給水管網(wǎng)等。 特點：可縮小城市水廠規(guī)模，降低制水成本，但管道和設(shè)備增多，管理較復(fù)雜。 適用條件：工業(yè)用水量大、水質(zhì)要求低、集中規(guī)劃區(qū)域。圖1-3 分質(zhì)給水系統(tǒng)第一節(jié) 城市給水工程概論 二、給水工程系統(tǒng)類型：3.分區(qū)給水系統(tǒng) （1）多水源分區(qū)給水系統(tǒng) （2）串聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng) （3）并聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)4.分壓給水系統(tǒng)河流河流河流圖1-5 串聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)a-高區(qū)；b-低區(qū)；1-凈水廠；2-水塔；3-加壓泵站 圖1-6 并聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng) a-高區(qū)；b-

7、低區(qū)；1-凈水廠；2-水塔； 圖1-4 多水源分區(qū)給水系統(tǒng) 第一節(jié) 城市給水工程概論 二、給水工程系統(tǒng)類型：（三）跨流域調(diào)水工程“南水北調(diào)南水北調(diào)-東線工程東線工程”： 從長江下游揚州江都抽引長江水，利用京杭大運河及與其平行的河道逐級提水北送，并連接起調(diào)蓄作用的洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖。出東平湖后分兩路輸水：一路向北，經(jīng)隧洞穿過黃河至滄州；另一路向東，通過膠東地區(qū)輸水干線經(jīng)濟南輸水到煙臺、威海。第一節(jié) 城市給水工程概論 二、給水工程系統(tǒng)類型：“南水北調(diào)南水北調(diào)-中線工程中線工程”：近期從長江支流漢江上的丹江口水庫引水，沿伏牛山和太行山山前平原開渠輸水，終點北京。遠景考慮從長江三峽水庫或以

8、下長江干流引水增加北調(diào)水量。中線工程具有水質(zhì)好，覆蓋面大，自流輸水等優(yōu)點，是解決華北水資源危機的一項重大基礎(chǔ)設(shè)施。 “南水北調(diào)南水北調(diào)-西線工西線工程程”：從長江上游引水入黃河，是解決我國西北地區(qū)和華北部分地區(qū)干旱缺水的戰(zhàn)略性工程。 第一節(jié) 城市給水工程概論 三、影響給水系統(tǒng)類型布置的因素 （一）城市規(guī)劃的影響 城市的計劃人口數(shù)、居住區(qū)房屋層數(shù)和建筑標準設(shè)計流量 工業(yè)布局生產(chǎn)用水量及其要求 農(nóng)業(yè)灌溉、水文等水源和取水構(gòu)筑物位置 城市功能分區(qū)，街道位置、用戶對水量水壓的要求選定水廠、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物、泵站和管網(wǎng)的位置； 城市地形和供水壓力是否需要分區(qū)供水 用戶對水質(zhì)的要求是否需要分質(zhì)供水第一節(jié) 城市給

9、水工程概論 三、影響給水系統(tǒng)類型布置的因素 （二）水源的影響 地下水 vs 地表水 單水源 VS 多水源：多水源系統(tǒng)便于分期發(fā)展，供水比較可靠，管網(wǎng)內(nèi)水壓比較均勻； （三）地形的影響 地形平坦、工業(yè)用水量小、對壓力無特殊要求統(tǒng)一給水系統(tǒng) 大城市、河流貫穿分別供水，然后連接 地形起伏較大的城市 分區(qū)供水或局部加壓給水系統(tǒng)第二節(jié) 工業(yè)給水系統(tǒng) 一、直流給水系統(tǒng)圖1-7 直流給水系統(tǒng)指使用過的水直接排放到污水系統(tǒng)第二節(jié) 工業(yè)給水系統(tǒng) 二、循環(huán)給水系統(tǒng)圖1-8 循環(huán)給水系統(tǒng)循環(huán)給水系統(tǒng)是指使用過的水經(jīng)適當處理后再回用。第二節(jié) 工業(yè)給水系統(tǒng) 三、復(fù)用給水系統(tǒng)圖1-9 循序給水系統(tǒng)復(fù)用給水系統(tǒng)是指按照車間

10、對水質(zhì)的要求，將水順序重復(fù)利用。我國復(fù)用率一般在50-60%第二節(jié) 工業(yè)給水系統(tǒng) 四、再生水回用系統(tǒng) 1.工業(yè)廢水處理與回用系統(tǒng) 2.建筑中水系統(tǒng) 3.城市污水回用系統(tǒng)城市污水再生處理基本工藝 :l 二級處理-消毒；l 二級處理-過濾-消毒；l 二級處理-混凝-沉淀(澄清、氣浮)-過濾-消毒：l 二級處理-微孔過濾-消毒。對再生水水質(zhì)有更高要求時，可增加深度處理單元技術(shù)：l 膜-生物反應(yīng)器、曝氣生物濾池、自然凈化系統(tǒng)l 活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧-活性炭l 超濾、納濾l 離子交換、反滲透等 問題 給水系統(tǒng)一般有哪幾部分組成？ 影響給水系統(tǒng)類型布置的因素有哪些？ 工業(yè)給水系統(tǒng)的種類有哪些？ 南水

11、北調(diào)西線、中線、東線工程的基本情況與工程現(xiàn)狀是什么？ 調(diào)研自己家鄉(xiāng)的供水系統(tǒng)情況。 提交日期：3月1日第一篇 城市給水管網(wǎng)第二章 給水系統(tǒng)的布置第一節(jié) 用戶對給水的要求 一、生活用水 生活用水居住建筑、公共建筑等生活飲用，炊事，洗浴，洗滌，清潔衛(wèi)生等用水，以及工業(yè)企業(yè)中工作人員的生活洗浴和食堂用水等。 水質(zhì)要求： 飲用水：生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006）；生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范衛(wèi)法監(jiān)發(fā)2001161號 ；瓶裝飲用純凈水衛(wèi)生標準（GB 17321-1998 ）；飲用凈水水質(zhì)標準（CJ 94-1999） 非飲用水：城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)（GB/T 189202002） 水量要求

12、：用水量定額見相應(yīng)規(guī)范 水壓要求：保證用水設(shè)施的額定流量第一節(jié) 用戶對給水的要求 二、生產(chǎn)用水 生產(chǎn)用水工業(yè)生產(chǎn)過程中的用水。 生產(chǎn)原料用水：食品、飲料、釀造及化學(xué)制藥等 冷卻用水：生產(chǎn)機械及發(fā)電等設(shè)備的冷卻 鍋爐用水：蒸汽鍋爐等 水力輸送用水：輸煤、輸灰等； 水力浮選用水：選礦、選煤等； 產(chǎn)品及設(shè)備洗滌用水： 生產(chǎn)用水對水質(zhì)、水量、水壓的要求：第一節(jié) 用戶對給水的要求 三、消防用水 消防用水撲滅火災(zāi)的用水。 水質(zhì)：沒有特殊的要求；消防用水可由給水管網(wǎng)、天然水源或消防水池供給。 水量：執(zhí)行防火規(guī)范，如建筑設(shè)計防火規(guī)范及高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范等 。 水壓：室外消防給水可采用高壓或臨時高壓給水系

13、統(tǒng)或低壓給水系統(tǒng)，如采用高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)，管道的壓力應(yīng)保證用水總量達到最大且水槍在任何建筑物的最高處時，水槍的充實水柱仍不小于10m；如采用低壓給水系統(tǒng)，管道的壓力應(yīng)保證滅火時最不利點消火栓的水壓不小于10m水柱(從地面算起)。 第二節(jié) 給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置 一、給水管網(wǎng)的規(guī)劃原則 1.執(zhí)行相關(guān)法規(guī)、政策、規(guī)范。 2.使用方便：給水管線應(yīng)布滿整個供水區(qū)，滿足用戶的用水量、供水壓力和水質(zhì)的要求。 3.安全可靠：當局部管線發(fā)生故障時，仍能保證不間斷供水。 4.降低投資：布線力求簡短；考慮地形和地質(zhì)情況，并盡量減少特殊工程。 5. 統(tǒng)籌發(fā)展：合理確定遠近期規(guī)劃與建設(shè)規(guī)模。按遠期規(guī)劃、按近期設(shè)計，

14、分期建設(shè)。第二節(jié) 給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置 二、給水管網(wǎng)的布置形式 1.樹狀管網(wǎng) 優(yōu)點：構(gòu)造簡單；管線短；投資低 缺點：可靠性差；末端水質(zhì)變化； 適用條件：小城市或小型工礦企業(yè) 2.環(huán)狀管網(wǎng) 優(yōu)點：安全可靠；減少水擊影響 缺點：管線長；投資高； 適用條件：大城市第二節(jié) 給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置 三、影響管網(wǎng)布置的因素 1.供水區(qū)的地形； 2.供水區(qū)內(nèi)管線沿程有無較大的障礙物； 3.供水區(qū)內(nèi)街區(qū)的大小和形狀及用水戶的分布，尤其是大用水戶的位置； 4. 其它水源，水塔或水池的位置；給水管網(wǎng)布置應(yīng)滿足以下要求：給水管網(wǎng)布置應(yīng)滿足以下要求： 按照城市規(guī)劃平面圖布置管網(wǎng)，應(yīng)考慮給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可能 保證可靠性，管

15、網(wǎng)局部發(fā)生事故時，斷水范圍應(yīng)減到最小 管線遍布整個給水區(qū)內(nèi)，保證用戶有足夠的水量和水壓 力求以最短距離鋪設(shè)管線，降低管網(wǎng)造價和供水能量費用 先枝狀管網(wǎng) 后環(huán)狀管網(wǎng)第二節(jié) 給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置 四、管網(wǎng)定線：干管和干管連接管，不包含分配管 1.輸水管定線原則： (1) 線路簡短，盡可能沿公路敷設(shè)，少占或不占農(nóng)田：北京的管網(wǎng) (2) 盡量避免空越鐵路、公路、河流、沼澤、山谷、滑坡、洪水淹沒區(qū)、侵蝕性土區(qū)及地質(zhì)不良地段等。 (3) 輸水管線的走向，平面和高程布置符合城市或工業(yè)企業(yè)對管線的規(guī)劃要求，有條件時最好沿現(xiàn)有道路或規(guī)劃道路敷設(shè)。 (4) 輸水管發(fā)生事故時，供水保證率：第二節(jié) 給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置

16、四、管網(wǎng)定線 1.輸水管定線原則： (4) 輸水管發(fā)生事故時，供水保證率： 輸水管可以敷設(shè)為單線或雙線。為了供水可靠，還可在雙線輸水管間裝設(shè)連通管(聯(lián)絡(luò)管)，把管線分成幾個環(huán)網(wǎng)，并裝設(shè)閘門，控制事故斷水。當輸水管某段發(fā)生故障時，水流通過連通管仍能保證70%的設(shè)計水量。第二節(jié) 給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置 四、管網(wǎng)定線 2.干管定線應(yīng)考慮的問題第二節(jié) 給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置 四、管網(wǎng)定線 2.干管定線應(yīng)考慮的問題(1)按供水的主要流向延伸；(2) 布置幾條并行的干管，干管間的距離視供水區(qū)域的大小和供水情況而不同。一般說干管相距約500800米。(3)干管應(yīng)盡可能布置在較高地位，這樣可以保證用戶附近配水管中有足夠的壓力并可減低干管內(nèi)壓力，以增加管道的供水安全性。(4) 根據(jù)地區(qū)規(guī)劃，沿規(guī)劃道路布置，盡量避免在重要道路或高級路面下敷設(shè)。(5)干管應(yīng)隔一定距離設(shè)有連接管。(6) 考慮發(fā)展和分期建設(shè)。第二節(jié) 給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置 四、管網(wǎng)定線 3.配水管和接戶管 配水管是把干管輸送來的水量配送到接戶管和消火栓上的管道，它敷設(shè)在每一條街道或工廠車的路邊上。配水管的最小直徑由消防水量決定，通常