廣東工業(yè)大學(xué)給水排水期末復(fù)習(xí)

給水管網(wǎng)系統(tǒng)（1）輸水管渠：從二級(jí)泵站到配水管網(wǎng)（2）配水管網(wǎng)（3）調(diào)壓設(shè)施：泵站，減壓閥；（4）水量調(diào)節(jié)設(shè)施：水塔，清水池排水管網(wǎng)組成（1）污廢水收集設(shè)施（2）輸送管渠（3）水量調(diào)節(jié)設(shè)施：可在污水廠前或雨水排出口前。（4）提升泵站(5)排水管網(wǎng)和排放口（6）附屬構(gòu)筑物：如檢查井,跌水井,水封井,雨水口等。給水排水系統(tǒng)的組成（續(xù)）設(shè)計(jì)用水量組成綜合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑及設(shè)施用水。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水。消防用水。澆灑道路和綠地用水。未預(yù)計(jì)水量及管網(wǎng)漏失水量。1.2城市用水量和用水量變化1.2.1城市用水量分類和用水量定額

用水量表示方法生活用水隨季節(jié)與生活習(xí)慣的變化而變化。生產(chǎn)用水隨氣溫與生產(chǎn)形勢(shì)的變化而變化。具有隨機(jī)性和周期性兩個(gè)特征。（1）平均日用水量：設(shè)計(jì)年限內(nèi)，用水量最高一年的日平均用水量。（2）最高日用水量：設(shè)計(jì)年限內(nèi)，用水量最高一年最高一日用水量。（3）最高日平均時(shí)用水量：最高日內(nèi)平均值。（4）最高日最高時(shí)：最高日內(nèi)用水最高的一小時(shí)用水量。用水量變化的表示方法（1）用水量變化系數(shù)：日變化系數(shù)：最高日用水量與平均日用水量的比值。時(shí)變化系數(shù)：最高日最高時(shí)用水量與該日平均時(shí)用水量的比值。

用水量變化曲線圖中每小時(shí)用水量按最高日用水量的百分?jǐn)?shù)計(jì)，圖形面積等于∑Qi%=100%，Qi%是以最高日用水量百分?jǐn)?shù)計(jì)的每小時(shí)用水量。4.17%：平均時(shí)用水量百分?jǐn)?shù)=（Qd/24）/Qd×100%=1/24×100%=4.17%1.44：Kh=Qh/Qp=6%/4.17%=1.44取水系統(tǒng)給水處理系統(tǒng)

清水池給水管網(wǎng)系統(tǒng)用戶排水管網(wǎng)系統(tǒng)均和池排水處理系統(tǒng)一、給排水系統(tǒng)流量關(guān)系Q1Q2調(diào)節(jié)池排放或者回用Q3Q4Q5Q6Q7Q8調(diào)節(jié)池q3q6q1q7q2q5q4給水處理系統(tǒng)

排放或者回用排放或者回用排水處理系統(tǒng)均和池排水管網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)池二、給水管網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成給水管網(wǎng)系統(tǒng)的組成：輸水管（渠）配水管網(wǎng)泵站水量調(diào)節(jié)設(shè)施輸水管（渠）是指在較長(zhǎng)距離內(nèi)輸送水量的管道或渠道。配水管網(wǎng)是指分布在供水區(qū)域內(nèi)的配水管道網(wǎng)絡(luò)。泵站是輸配水系統(tǒng)中的加壓設(shè)施，一般由多臺(tái)水泵并聯(lián)組成。水量調(diào)節(jié)設(shè)施包括清水池、水塔和高地水池等。1、輸水管渠（1）定義：是指在較長(zhǎng)距離內(nèi)輸送水量的管道或渠道，輸水管渠一般不沿線向外供水。（2）材料：常見的輸水管道材料：鑄鐵管，鋼管，鋼筋混凝土管，PVC-U管等。常見的輸水管渠材料：一般由磚、砂、石、混凝土等材料砌筑。（3）敷設(shè)：由于輸水管發(fā)生事故將對(duì)供水產(chǎn)生較大影響，所以較長(zhǎng)距離輸水管一般敷設(shè)成兩條并行管線，并在中間的一些適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)分段連通和安裝切換閥門。2、配水管網(wǎng)：（1）定義：是指分布在供水區(qū)域內(nèi)的配水管道網(wǎng)絡(luò)。（2）功能：將來(lái)自于集中點(diǎn)的水量分配輸送到整個(gè)供水區(qū)域，使用戶能從近處接管用水（3）組成：主干管，干管，支管，連接管，分配管等，以及消火栓，閥門（閘閥，排氣閥，泄水閥），檢測(cè)儀表（壓力，流量。水質(zhì)檢測(cè)）等附屬設(shè)施。3、水壓調(diào)節(jié)設(shè)施（泵站，減壓閥）4、水量調(diào)節(jié)設(shè)施（清水池，水塔，高位水池）三、排水管網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成1、廢水收集設(shè)施：

排水支管用戶廢水窨井排水管道

雨水口雨水雨水排水支管2、排水管網(wǎng)：污水用非滿流設(shè)計(jì)；雨水用滿流設(shè)計(jì)。3、水量調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)排水管網(wǎng)流量與處理水量差值；貯存短時(shí)間排水量；均和水質(zhì)排水管網(wǎng)排水管網(wǎng)由支管、干管、主干管等構(gòu)成。非滿流。附屬構(gòu)筑物：雨水口、檢查井、跌水井、溢流井、水封井等。

管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物-----窨井管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物-----跌水井管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物-----溢流井管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物-----倒虹管4、提升泵站5、廢水輸水管渠：污水處理廠遠(yuǎn)離市區(qū)或排放口遠(yuǎn)離水處理廠時(shí)，要采用6、廢水排放口：排放方式有兩種岸邊式排放口：優(yōu)點(diǎn)式防止沖刷能力強(qiáng)分散式排放口：優(yōu)點(diǎn)是廢水與水體均勻混合污水泵站廢水排放口1.5給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)類型與體制

給水管網(wǎng)系統(tǒng)類型按水源數(shù)目分類分：1）單水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)2）多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)給水管網(wǎng)的類型按系統(tǒng)構(gòu)成方式分類：統(tǒng)一給水系統(tǒng)分質(zhì)給水系統(tǒng)分壓給水系統(tǒng)分區(qū)給水系統(tǒng)區(qū)域給水系統(tǒng)工業(yè)給水系統(tǒng)——用同一管網(wǎng)供給生活、生產(chǎn)和消防等用水到用戶的給水系統(tǒng)。特點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，管理方便。適用范圍：用水集中、地形平坦、建筑物層數(shù)和給水要求相近的地區(qū)?！貌煌墓芫W(wǎng)輸送不同水質(zhì)的水到用戶的給水系統(tǒng)。適用范圍：用戶對(duì)水質(zhì)有不同要求，同時(shí)水量較大。——城市地形高差較大或用戶對(duì)水壓要求不同時(shí)，采用不同壓力的給水系統(tǒng)，或局部加壓系統(tǒng)。——將整個(gè)給水范圍分成不同的區(qū)域，每區(qū)有泵站和管網(wǎng)等，各區(qū)之間有適當(dāng)?shù)穆?lián)系，以保證供水可靠和調(diào)度靈活。分質(zhì)給水系統(tǒng)分壓給水系統(tǒng)——由于水源等因素，需同時(shí)考慮向幾個(gè)城鎮(zhèn)或工業(yè)區(qū)供水的大范圍的給水系統(tǒng)。循環(huán)給水系統(tǒng)：使用過(guò)的水處理后自循環(huán)回用。循序給水系統(tǒng)：根據(jù)各車間對(duì)水溫、水質(zhì)的不同要求，將水按順序重復(fù)利用。給水管網(wǎng)系統(tǒng)類型按輸水方式分類：1）重力輸水管網(wǎng)系統(tǒng)2）壓力管網(wǎng)輸水系統(tǒng)排水體制的分類：合流制分流制——將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個(gè)管渠內(nèi)排放的排水系統(tǒng)。直排式截流式——將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個(gè)或兩個(gè)以上各自獨(dú)立的管渠內(nèi)排除的排水系統(tǒng)。排除生活污水、工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱為污水排水系統(tǒng)。排除雨水的系統(tǒng)成為雨水排水系統(tǒng)。完全分流制不完全分流制合流制和分流制的比較：環(huán)保方面：全部截流式合流制對(duì)環(huán)境的污染最??；部分截留式合流制雨天時(shí)部分污水溢流入水體，造成污染；分流制在降雨初期有污染。造價(jià)方面：合流制管道比完全分流制可節(jié)省投資20%~40%，但合流制泵站和污水處理廠投資要高于分流制，總造價(jià)看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投資少、見效快，在新建地區(qū)適于采用。維護(hù)管理：合流制污水廠維護(hù)管理復(fù)雜。分流制罐內(nèi)流速穩(wěn)定，污水廠易于控制。

給水管網(wǎng)布置基本形式根據(jù)管網(wǎng)的布置形式，可分為樹狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)樹枝狀管網(wǎng)：適用：建設(shè)初期或供水要求不嚴(yán)格時(shí)采用，通常在郊區(qū)，或遠(yuǎn)車間處，管線的管徑隨著用水量的減少而縮小。優(yōu)點(diǎn)：長(zhǎng)度短，投資??；布置簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：可靠性差；水質(zhì)易壞，末端水流停滯；水錘危險(xiǎn)性大；環(huán)狀管網(wǎng)：適用：發(fā)展后城鎮(zhèn)中心區(qū)，供水可靠性要求高的工礦企業(yè)，較大城市采用。每條管均有兩個(gè)方向來(lái)水。優(yōu)點(diǎn)：可靠性好，事故發(fā)生時(shí)，還可有另一方向供水；水質(zhì)不易變壞；水錘危險(xiǎn)性小；缺點(diǎn)：投資大；布置復(fù)雜給水管網(wǎng)定線原則干管延伸方向應(yīng)和二級(jí)泵站輸水到水池、水塔、大用戶的水流方向一致。循水流方向，以最短的距離布置一條或數(shù)條干管，干管應(yīng)從用水量較大的街區(qū)通過(guò)。

干管一般按城市規(guī)劃道路定線，但盡量避免在高級(jí)路面或重要道路下通過(guò)。管線在道路下的平面位置和標(biāo)高，應(yīng)符合城市地下管線綜合設(shè)計(jì)的要求，給水管線和建筑物、鐵路以及其它管道的水平凈距，均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。配水管網(wǎng)連接成環(huán)，要滿足事故校核要求。當(dāng)局部損壞時(shí)，保證不間斷供水。管網(wǎng)可采用樹狀網(wǎng)和若干環(huán)組成的環(huán)狀網(wǎng)相結(jié)合的形式，管線大致均勻地分布于整個(gè)給水區(qū)。干管的間距采用500～800m。連接管的間距可根據(jù)街區(qū)的大小考慮在800～1000m左右。分配管直徑至少為100mm，大城市采用150～200mm。城鎮(zhèn)生活飲用水的管網(wǎng)，嚴(yán)禁與非生活飲用水的管網(wǎng)連接，也嚴(yán)禁與各單位自備的生活飲用水供水系統(tǒng)直接相連。最小管徑：150～200mm，負(fù)擔(dān)消防的管徑不得小于150mm加壓泵站不得從管網(wǎng)直接取水調(diào)節(jié)設(shè)施應(yīng)當(dāng)布置在適當(dāng)位置給水管網(wǎng)定線要求干管一般按城市規(guī)劃道路定線，但盡量避免在高級(jí)路面或重要道路下通過(guò)，以減小今后檢修時(shí)的困難。管線在道路下的平面位置和標(biāo)高，應(yīng)符合城市或廠區(qū)地下管線綜合設(shè)計(jì)的要求，給水管線和建筑物、鐵路以及其它管道的水平凈距，均應(yīng)參照有關(guān)規(guī)定。管網(wǎng)定線要點(diǎn)以滿足供水要求為前提，盡可能縮短管線長(zhǎng)度；干管延伸方向與管網(wǎng)的主導(dǎo)流向一致，主要取決于二級(jí)泵站到大用水戶、水塔的水流方向。沿管網(wǎng)的主導(dǎo)流向布置一條或數(shù)條干管干管應(yīng)從兩側(cè)用水量大的街道下經(jīng)過(guò)（雙側(cè)配水），減少單側(cè)配水的管線長(zhǎng)度；干管之間的間距根據(jù)街區(qū)情況，宜控制在500~800m左右，連接管間距宜控制在800~1000m左右；干管一般沿城市規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級(jí)路面或重要道路下通過(guò)；管線在街道下的平面和高程位置，應(yīng)符合城鎮(zhèn)或廠區(qū)管道的綜合設(shè)計(jì)要求。1.支管2.干管3.主干管4.溢流口5.泵站6.出口渠渠頭

7.污水廠8.污水灌溉田

9.河流排水管網(wǎng)布置形式——正交式排水干管與等高線垂直相交，主干管與等高線平行鋪設(shè)。適應(yīng)于地形平坦略向一邊傾斜的地區(qū)及雨水排水系統(tǒng)。1.支管2.支干管3.干管4.主干管5.泵站

6.污水廠7.污水灌溉田8.河流

排水干管與等高線平行，主干管與等高線基本垂直。

適應(yīng)于地形坡度很大的地區(qū)。

排水管網(wǎng)布置形式——平行式截流式分區(qū)式分散式環(huán)繞式非滿流管渠水力計(jì)算方法一、已知流量q、管徑D和水力坡度I，求充滿度h/D和流速1、先由下式計(jì)算q/q0，反查表3.7得充滿度h/D;2、根據(jù)充滿度h/D，查表3.7得A/A0，然后用下式計(jì)算流速v。例3.1已知某污水管道設(shè)計(jì)流量為q=100L/s，根據(jù)地形條件可以采用水力坡度為I=7%，初擬采用管徑D=400mm的鋼筋混凝土管，粗糙系數(shù)nM=0.014，求其充滿度h/D和流速v。解用粗糙度系數(shù)、管徑和水力坡度帶入式3.32計(jì)算：反查表3.7的充滿度h/D=56.9%，相應(yīng)A/AO=0.587，由式3.33計(jì)算：

非滿流管渠水力計(jì)算方法二、已知流量q、管徑D和流速v，求充滿度h/D和水力坡度I求解步驟：1、先由下式計(jì)算A/A0，反查表3.7得充滿度h/D2、根據(jù)充滿度h/D，查表3.7得R/R0，然后用下式計(jì)算水力坡度I非滿流管渠水力計(jì)算方法三、已知流量q、管徑D和充滿度h/D，求水力坡度I和流速v求解步驟：1、先根據(jù)充滿度h/D查表3.7求出q/q0，然后用下式計(jì)算水力坡度I2、根據(jù)充滿度h/D查表3.7得A/A0，然后用下式求流速v。非滿流管渠水力計(jì)算方法四、已知流量q、水力坡度I和充滿度h/D，求管徑D和流速v1、根據(jù)充滿度h/D查表3.7得q/q0，然后用下式計(jì)算管徑D2、根據(jù)充滿度h/D查表3.7求出A/A0，然后用下式計(jì)算流速v非滿流管渠水力計(jì)算方法五、已知管徑D、充滿度h/D和水力坡度I，求流量q和流速v1、根據(jù)充滿度h/D查表3.7求出q/q0，然后用下式計(jì)算流量q2、根據(jù)充滿度h/D查表3.7求出A/A0，然后用下式計(jì)算流速v非滿流管渠水力計(jì)算方法六、已知管徑D、水力坡度I和流速v，求流量q和充滿度h/D1、根據(jù)下式計(jì)算R/R0，由表3.7反查得h/D2、根據(jù)充滿度h/D查表3.7求出A/A0，然后用下式計(jì)算流量q例題見教材p572、并聯(lián)管道的簡(jiǎn)化

將它們等效為一條直徑為d，長(zhǎng)度為l的管道，輸送流量q=q1+q2+…qN。

根據(jù)水力等效的原則：簡(jiǎn)化成一條后，在相同的總輸入流量下，應(yīng)具有相同水頭損失。d1q1d2q2dNqNq當(dāng)管徑相等時(shí)：

節(jié)點(diǎn)流量：沿線流量只有概念上的意義，在水力計(jì)算時(shí)應(yīng)將沿線流量按適當(dāng)比例分配到兩各節(jié)點(diǎn)，成為節(jié)點(diǎn)流量。沿線流量轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量的原則是管段的水頭損失相同。假設(shè)沿線出流均勻，則管道內(nèi)任意斷面x上的流量可以表示為：

沿程水頭損失計(jì)算如下：為簡(jiǎn)化計(jì)算，將沿線流量ql分為兩個(gè)集中流量，分別轉(zhuǎn)移到管段的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。假設(shè)轉(zhuǎn)移到末端的流量為aql，則通過(guò)管道流量為：水頭損失為：根據(jù)水力等效原則：由此表明，管道沿線出流的流量可以近似地一分為二，轉(zhuǎn)移到兩個(gè)端點(diǎn)上。最高日設(shè)計(jì)用水量計(jì)算1）城市最高日綜合用水量q1i----城市各用水分區(qū)的最高日綜合生活用水量定額，L/（cap.d)N1i----設(shè)計(jì)年限內(nèi)城市各用水分區(qū)的計(jì)劃用水人口數(shù)，cap。2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量q2i——各工業(yè)企業(yè)最高日生產(chǎn)用水量定額，m3/萬(wàn)元、m3/產(chǎn)量單位或m3/（生產(chǎn)設(shè)備單位.d；N2i——各工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值，萬(wàn)元/d，或產(chǎn)量，產(chǎn)品單位/d，或生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量，生產(chǎn)設(shè)備單位；fi——各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水重復(fù)利用率。3）工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水q3ai——職工生活用水量定額，L/(cap.班）；q3bi——職工淋浴用水量定額，L/(cap.班）；N3ai——職工生活用水總?cè)藬?shù)，cap；N3bi——職工淋浴用水總?cè)藬?shù)，cap。4）澆灑道路和大面積綠化用水量q4a——城市澆灑道路用水量定額，L/(m2/d);q4b——城市大面積綠化用水量定額，L/(m2.d)；N4a——城市最高日澆灑道路面積，m2；f4——城市最高日澆灑道路次數(shù)N4b——城市最高日大面積綠化用水面積，m2。5）未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量

Q5=（0.15~0.25）（Q1+Q2+Q3+Q4）（m3/d)6）消防用水量Q6=q6f6(L/s)q6——消防用水量定額，L/s；f6——同時(shí)火災(zāi)次數(shù)。7）最高日設(shè)計(jì)用水量

Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

（m3/d)例：二級(jí)供水第一級(jí)：從20點(diǎn)到5點(diǎn)，供水量2.78%；第二級(jí)：從5點(diǎn)到20點(diǎn)，供水量5%；總供水量：2.78%*9+5%*15=100%供水泵站、水塔或高位水池設(shè)計(jì)流量若最高日用水量為45000m3/d不設(shè)水塔或高位水池，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量為：45000×6%×1000/3600=750(L/s)設(shè)置水塔或高位水池，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量：45000×5%×1000/3600=625(L/s)水塔或高位水池的設(shè)計(jì)供水流量：45000×（6%-5%）×1000/3600=125(L/s)水塔或高位水池的最大進(jìn)水流量（2-4點(diǎn)）45000×（2.78%-1.5%）×1000/3600=160(L/s)集中流量：qni—各集中用水戶的集中流量，L/s；Qdi—各集中用水戶最高日用水量，m3/d；Khi—時(shí)變化系數(shù)。根據(jù)實(shí)際管網(wǎng)流量變化情況設(shè)計(jì)管網(wǎng)非常復(fù)雜，加以簡(jiǎn)化。提出比流量，沿線流量，節(jié)點(diǎn)流量的概念。比流量：為簡(jiǎn)化計(jì)算而將除去大用戶集中流量以外的用水量均勻地分配在全部有效干管長(zhǎng)度上，由此計(jì)算出的單位長(zhǎng)度干管承擔(dān)的供水量。長(zhǎng)度比流量：面積比流量：例6.3p125設(shè)計(jì)工況水力分析

設(shè)計(jì)工況即最高日最高時(shí)用水工況。管段流量和節(jié)點(diǎn)水頭最大，用于確定泵站揚(yáng)程和水塔高度。水力分析：確定設(shè)計(jì)工況時(shí)管道流量、管內(nèi)流速、管道壓降、節(jié)點(diǎn)水頭和自由水壓。水力分析前需進(jìn)行預(yù)處理1）泵站所在的管段暫時(shí)刪除水力分析前提：水力特性必須已知。泵站水力特性未知，泵站設(shè)計(jì)流量合并到與之相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)中。管徑

（mm）平均經(jīng)濟(jì)流速

（m/s）D=100～400D≥4000.6～0.90.9～1.4一定年限T年內(nèi)管網(wǎng)造價(jià)和管理費(fèi)用（主要是電費(fèi)）之和為最小的流速，稱為經(jīng)濟(jì)流速。經(jīng)濟(jì)流速和經(jīng)濟(jì)管徑和當(dāng)?shù)氐墓懿膬r(jià)格、管線施工費(fèi)用、電價(jià)等有關(guān)。條件不具備時(shí)，可參考：選取經(jīng)濟(jì)流速時(shí)考慮的原則：p1306.3泵站揚(yáng)程與水塔高度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量→經(jīng)濟(jì)流速→管徑確定→壓降確定→控制點(diǎn)確定→泵站揚(yáng)程和水塔高度確定樹枝狀管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量不會(huì)因管徑選擇不同而改變；環(huán)狀網(wǎng)中，管徑根據(jù)初次流量分配確定，管網(wǎng)流量按管網(wǎng)水力特性進(jìn)行分配。設(shè)計(jì)工況水力分析

設(shè)計(jì)工況即最高日最高時(shí)用水工況。管段流量和節(jié)點(diǎn)水頭最大，用于確定泵站揚(yáng)程和水塔高度。水力分析：確定設(shè)計(jì)工