1、給排水管道工程課程教學大綱一、課程基本信息課程代碼： 260442課程名稱：城市給排水管道工程英文名稱： Urban Sewerage Pipeline Engineering 課程類別：專業選修課學 時： 54 學時。學 分： 3.0學分適用對象：環境科學專業 考核方式：考試（閉卷考試，平時成績占總成績的 30%） 先修課程：水力學、水泵與泵站、工程水文學、水文地質、FORTRAN 語言和工程制圖二課程簡介給排水管道工程課程是理論性和實踐性都很強的學科，是環境科學專業 限選的一門課程。本課程向學生介紹給水管道工程和排水管道工程兩大部份內 容，給水管道工程主要講解地表水取水構筑物 ; 給水系統

2、分類 組成布置; 給水 系統的流量和水壓關系 ; 及輸水和配水工程。排水管道工程主要講解排水系統概 論;污水管道系統設計 ; 雨水管道系統設計 ; 排水管渠系統的管理和養護。培養學 生運用基礎理論分析和解決有關工程實際問題的能力， 為專業課學習和今后的工 作打下較堅實的基礎。 能夠進行城市給水管道系統的初步設計。 本課程的總學時 為 54 學時，全部為課堂教學。三課程性質與教學目的給排水管道工程是環境科學專業主要課程之一，屬專業限選課程。 給排水管道工程的給水管道工程目的是使學生能夠1）使學生能了解給水系統分類 組成布置，以便進行管道設計時選擇有針 對性出的管道布置方案。2）使學生了解給水系統

3、的工作情況，重點要求學生掌握給水系統 間量和壓的關系適用范圍。3）使學生掌握給水管道水力計算的工作原理重點要求學生掌握給水管道 水力計算方法和步驟。4）通過理論學習和課程設計的訓練，而使學生能合理布置給水管道，并對 其進行優化設計，并能綜合評價造價和運行成本。而使學生能了解給水系統組成及作用 ,給水流量的計算，掌握給水管網的水力計算和管網布置， 了解給水管網設計的基本過程， 了解設計的思路和程序， 加深對工程設計的理解， 加強繪圖練習及計算機繪圖， 加強利用參考書的能力， 進一步熟悉工程設計的步驟及要求，為工程設計打下基礎。給排水管道工程的排水管道工程目的是使學生能夠(1) 全面掌握和了排水工

4、程系統規劃的基本概念、常識；(2) 準確掌握有關城鎮給水管網設計的基本原理以及相關的計算方法；(3) 準確掌握有關城鎮排水管道設計的基本原理以及相關的計算方法。(4) 通過理論學習和課程設計的訓練，而使學生能了解排水流域的劃分及排 水流量的計算， 掌握排水管網的水力計算和管網布置， 了解排水管網設計的基本 過程，了解設計的思路和程序， 加深對工程設計的理解， 加強繪圖練習及計算機 繪圖，加強利用參考書的能力， 進一步熟悉工程設計的步驟及要求， 為工程設計 打下基礎。四、教學內容及要求給水管道工程給水系統一) 目的與要求通過本章的學習，掌握給水系統分類，給水系統的組成和布置、給水系統布置的影響因

5、素、工業給水系統。1、掌握給水系統分類，給水系統的組成和布置及各組成作用；2、掌握城鎮總體規劃，水源，地形，水廠位置，產業結構等對給水系統布置的 影響；3、工業給水系統，分類，水量平衡水量平衡圖。(二) 教學內容1.1 給水系統分類1. 主要內容(1) 水源：地表水、地下水(2) 動力：自流、加壓(3) 用途：生活、生產、消防(4) 對象：城鎮、工業2. 基本概念和知識點 給水系統，用水對象構筑物， 設備，管路系統3. 問題與應用(能力要求)學會給水系統分類途徑，書 P9頁1習題1.2 給水系統的組成和布置1. 主要內容(1) 給水系統的組成及作用(2) 給水系統的布置和影響因素2. 基本概念

6、和知識點取水，凈水，加壓，輸送，調節，統一給水，分質給水，分區給水3問題與應用（能力要求）書P9頁2，3, 4習題1.3影響給水系統布置的因素1. 主要內容（1）影響給水系統布置的因素2. 基本概念和知識點從城鎮總體規劃，水源，地形，水廠位置，產業結構角度體會給水系統布置 的因素3 問題與應用（能力要求）書P9頁5，6習題（三）實踐環節與課后練習要求學生認真查閱有關資料，思考給水系統布置的因素對確定響給水系 統方案關系。（四）教學方法與手段本章節的主要教學手段是多媒體教學。第2章設計用水量（一）目的與要求通過本章的學習掌握用水量定額，用水量變化。1 掌握用水量定額及特點（標準）：生活用水量定額

7、，生產用水量消防用水量澆灑道路和綠化用水量未預見水量2 掌握用水量變化：最高日用水量，平均日用水量，日變化系數，時變化系數:3 掌握 工業給水系統，分類，水量平衡水量平衡圖。4 掌握用水量計算（二）教學內容2.1用水量定額及用水量計算1. 主要內容（1）用水量定額（標準）（2）用水量計算2. 基本概念和知識點用水量定額種類，用水量定額受哪些因素影響，用水量計算包括哪些內容 3問題與應用（能力要求）（1）學會用水量定額選用和用水量計算（2）書 P14, 1，2 題2.2用水量變化1. 主要內容（ 1） 生活用水和生產用水隨機性和周期性兩個特征（ 2） 用水量變化幾種表達形式（ 3） 學會用水量計

8、算方法2. 基本概念和知識點 最高日用水量，平均日用水量，日變化系數 ，時變化系數：最高日最高時，3. 問題與應用（能力要求） 日變化系數 ，時變化系數的意義，其大小對設計流量影響（ 三 ） 實踐環節與課后練習 課后進行 3 學時設計，完成對設計流量計算（ 四 ） 教學方法與手段本章節的主要教學手段是多媒體教學和課后設計相結合。第 3 章 給水系統的工作情況（一）目的與要求 通過本章的學習掌握給水系統的流量關系，給水系統的水壓關系。 1掌握取水構筑物、一級泵站設計用水量，二級泵站設計用水量，水塔和清水池的容積計算 .2掌握水泵揚程的確定3掌握水塔高度的確定4. 掌握二級泵站設計用水量（二）教學

9、內容3.1 給水系統的流量關系1. 主要內容（ 1）取水構筑物、一級泵站 ,二級泵站設計用水量，水塔和清水池的容積計算及 關系 .（2）掌握水泵揚程的確定（3）掌握水塔高度的確定2. 基本概念和知識點系統的流量關系：取水構筑物、一級泵站、二級泵站、水塔 、 清水池作用容積和 設計流量計算水系統的水壓關系：；水泵揚程的確定3. 問題與應用（能力要求） 會進行給水系統各組成部分流量、 容積計算； 會進行給水系統水泵揚程和水塔高 度的確定；（三）實踐環節與課后練習書P21頁1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8;課后進行6學時設計授課方式：教師以多媒體授課為主，提問，討論、習題課為輔四）教學方

10、法與手段本章節的主要教學手段是多媒體教學， 通過電子圖片來講解， 通過一次 課堂例題分析而使學生掌握相應知識點設計第 4 章 管網和輸水管渠布置（一）目的與要求通過本章的學習掌握管網布置形式，管網定線，輸水管定線 1掌握給水管網的布置原則、特點、形式 2掌握輸水管渠原則、特點、形式（二）教學內容4.1 管網布置形式及定線1. 主要內容（1）管網的布置形式，適用范圍及優缺點（2）管網定線布置原則及影響因素2. 基本概念和知識點樹狀管網 , 環狀管網；管網定線所報括的內容3. 問題與應用（能力要求） 掌握給水管網的布置原則、特點、形式和內容4.2 輸水管定線1. 主要內容（1）輸水管的布置形式，適

11、用范圍及優缺點（2）輸水管定線布置原則及影響因素2. 基本概念和知識點 輸水管渠定義，特點，形式，定線原則3. 問題與應用（能力要求） 掌握輸水管渠的布置原則、特點、形式和內容（三）實踐環節與課后練習 長握給水管網的布置；輸水管布置原則（四）教學方法與手段教師以多媒體授課為主，提問，討論、習題課為輔，課后進行 2 學時設計第 5 章 管段流量、管徑和水頭損失（一）目的與要求通過本章的學習掌握管網計算的課題，管網圖形及簡化，沿線流量和節點流量， 管段計算流量，管徑計算，水頭損失計算，管網計算基礎方程，管網計算方法分 類。1管網計算的課題內容，重要性，步驟2管網圖形管網圖形 ，管網節點 /管段 /

12、管線/環3管網比流量 /沿線流量 /節點流量 4管段計算流量（樹狀管網 /環狀管網 ） 5管道直徑、管段計算流量和水流速度之間滿足關系 6流量和水頭損失的關系： 7管網計算目的（多水源環狀管網的管段數 / 單水源環狀管網 8 管網計算方法（解環方程 /解節點方程 /解管段方程）（二）教學內容5.1 管網計算的課題和管網圖形及簡化1. 主要內容（1）管網計算的課題（2）管網圖形及簡化2. 基本概念和知識點 管網計算的課題內容及步驟；管網圖形基本要素3. 問題與應用（能力要求） 了解管網圖形及簡化教學重點及難點、重點：1. 樹狀管網 /環狀管網管段計算流量方法及步驟2. 解環方程 / 解節點方程

13、/ 解管段方程原理及步驟難點：解環方程 /解節點方程 /解管段方程原理及步驟5.2 沿線流量、節點流量和管段計算流量1. 主要內容 （1）沿線流量定義及其計算 （2）節點流量定義及其計算（3）管段計算流量定義及其分配原則及計算2. 基本概念和知識點 環的基本概念；比流量，沿線流量，節點流量，轉輸流量基本概念；樹狀管網的 管段流量確定；環狀管網滿足連續性條件的流量分配方案3. 問題與應用（能力要求）比流量定義， 如何計算，如何變化？沿線流量轉節點流量計算方法？樹狀管網和 環狀管網的流量分配有什么不同？5.3 管徑、水頭損失計算1. 主要內容（1） 管道直徑、管段計算流量和水流速度之間關系（2）

14、流量和水頭損失的關系（3）管徑、水頭損失計算2. 基本概念和知識點在確定的計算流量下，管道直徑是流速的函數（技術、經濟上考慮， ）； 投資 償還年限總費用、管網造價、年度運行電費、年折舊費用間的關系；掌握均勻流 基本公式、舍維列夫公式（適用于舊鑄鐵管和舊鋼管） 、巴甫洛夫斯基公式（適 用于混凝土管、鋼筋混凝土管、海曾威廉公式、柯爾勃洛克公式及其適用條件。3. 問題與應用（能力要求）掌握利用水力查表計算法求管道管徑、水流速度、水頭損失的關系（三）實踐環節與課后練習書P45頁6, 7, 8, 9,課后進行4學時設計（四）教學方法與手段 教師以多媒體授課為主,提問,討論、習題課為輔第 6 章 管網水

15、力計算（一）目的與要求 通過本章的學習掌握樹狀管網計算水力計算環狀網計算原理及步驟, 環狀網平差 方法,輸水管（渠）計算,應用計算機解管網問題1. 樹狀管網計算步驟 （干管 /支管水力計算 ） 2環狀網計算原理（環方程組解法 /節點方程組解法 /管段方程組解法） 3哈代 -克羅斯法環狀網平差方法和步驟（管網設計 /管網核算） 4輸水管（渠）計算（水位差已知的壓力輸水管 /水位差未知的壓力輸水管） 5 利用建立銜接矩陣的方法進行應用計算機解管網問題（二）教學內容6.1 樹狀管網計算1. 主要內容（1）樹狀管網干管計算步驟（2）樹狀管網支管水力計算（3）確定水塔高度和水泵揚程（4）何為控制點？2.

16、 基本概念和知識點何為樹狀管網干管、樹狀管網支管； 樹狀管網干管、支管水力計算特點、 方法和步驟3. 問題與應用（能力要求）樹狀管網計算過程？如何劃分樹狀管網干管、 支管,確定管徑方法有何不同？每 一管網有幾個控制點？6.2 環狀網計算原理及環狀網平差方法1. 主要內容（1）環狀網計算原理（環方程組解法原理、節點方程組解法原理、管段方程組解法原理）（2）環狀網平差方法及步驟（哈代 -克羅斯法 ）（3）管網計算時的水泵特性方程（4）管網核算及校核條件：2. 基本概念和知識點 環方程組解法、節點方程組解法、管段方程組解法原理建立條件及應用；哈代 克羅斯平差法步驟；管網水力計算；核算及校核條件（消防

17、時、最大轉輸時、事 故）-克羅斯平差3. 問題與應用（能力要求） 解環方程組原理；什么是閉合差、閉合差大小說明什么問題；哈代法步驟6.4 輸水管（渠）計算1. 主要內容（1）水位差H已知的壓力輸水管（2）水泵供水的輸水管的壓力輸水管2. 基本概念和知識點 平行敷設兩條彼此獨立的輸水管在正常運行和事故運行下情況； 平行敷設兩條輸 水管，等距離設置N條聯絡管段在正常運行和事故運行下情況；了解輸水管特性 線、輸水管的當量摩阻和水泵特性曲線；確定事故運行流量；3. 問題與應用（能力要求） 輸水管為什么要分段？如何計算分段數？（三）實踐環節與課后練習書P76頁習題1, 2, 3課后進行6學時設計（四）教

18、學方法與手段 教師以多媒體授課為主，提問，討論、習題課為輔第 7 章 水管、管網附件和附屬構筑物（一）目的與要求1. 水管材料和配件 2管網附件 3管網附屬構筑物 4調節構筑物7.1 水管材料和配件1. 主要內容（1）管道材料應該符合以下要求及種類（2）各種管道材料種類、優缺點及適用范圍（3）管道接口（焊接、法蘭連接、承插連接）2. 基本概念和知識點金屬管材種類；非金屬管材種類；PCCPf與鋼管比較；管道接口3. 問題與應用（能力要求） 常用管道材料有哪些；學會選擇管道材料；7.2 管網附件1. 主要內容（1）閥門作用、種類及作用（2）消火栓作用、種類及安裝位置2. 基本概念和知識點 認識閥門

19、種類及應用；消火栓作用、種類及安裝位置；3. 問題與應用（能力要求） 閥門作用、種類及作用；消火栓作用種類及安裝位置7.3 管網附屬構筑物及調節構筑物1. 主要內容 （1）附屬構筑物、種類及安裝位置 （2）節點詳圖（3）調節構筑物作用2. 基本概念和知識點 附屬構筑物、種類及安裝位置；節點詳圖；調節構筑物作用3. 問題與應用（能力要求） 閥門井起什么作用， 有哪幾種形式， 安裝位置， 大小如何定？水塔和水池應布置 哪些管道？（三）實踐環節與課后練習課后進行 2 學時設計（四）教學方法與手段 教師以多媒體授課為主，提問，討論、習題課為輔排水管道工程第一章 排水工程規劃概述（三） 目的與要求1.

20、城鎮排水工程規劃任務；2. 城鎮排水系統的體制，合流制和分流制；3. 城鎮排水系統的組成；4. 城鎮排水系統的平面布置，周邊式和穿坊式。（四）教學內容1.1 排水系統體制及選擇1. 主要內容（1）城鎮排水工程規劃任務；（2）城鎮排水系統的體制，合流制和分流制；2. 基本概念和知識點城鎮排水系統的體制，合流制和分流制3. 問題與應用（能力要求）學會排水體制的選擇，書 P22頁1, 2習題1.2 排水系統主要組成1. 主要內容城鎮排水系統的組成工業排水系統的組成雨水排水系統的組成2. 基本概念和知識點各種排水系統的各由哪幾部份組成，用途如何3. 問題與應用（能力要求）明確排水系統各部份的作用，書

21、P22頁3習題1.3 排水系統布置形式及規劃設計原則1. 主要內容 城鎮排水系統的平面布置 規劃設計原則2. 基本概念和知識點 排水系統的布置形式；區域排水系統；排水系統規劃原則3. 問題與應用（能力要求） 排水系統的布置幾種形式各有什么特點，適合條件是什么？ 排水系統規劃設計，應考慮哪些問題？（三） 實踐環節與課后練習本章節有 學時實驗，要求學生根據設計要求，認真查閱有關資料，準備設計用資料，確定排水區界，劃分排水流域（五 ） 教學方法與手段本章節的主要教學手段是多媒體教學 , 學時實驗采用設計方式完成第二章 污水管道系統的設計（一）目的與要求1. 污水量的計算；2. 污水管道系統的布置原則和方式；3. 污水管道系統的計算及計算方法；4. 污水管道在街區內的位置布置。二）教學內容2.1 設計流量確定1.主要內容 生活污水設計流量；工業廢水設計流量；地下水滲入量；總設計2. 基本概念和知識點 污水定額；日變化系數；時變化系數；總變化系數；水量統計方 法3. 問題與應用（能力要求） 會進行水量統計且編制成表；書 P60 3,4,5題 P61 1題 實驗: 計算管段的排水流量設計2.2污水管道的水力計算1主要內容管道中污水流動恃點；水力計算的公式；水力計算的設計數據; 管道的埋深；水力計算的方法2基本概念和知識點流量/流速公式；設計充滿度；設計流速；最小管徑；最小設計坡 度；覆土