WaterSupplyandDrainagePipeSystem給水排水管網系統蘇煒中山大學工學uwei@教材：《給水排水管網系統》（第二版）中國建筑工業出版社給水排水管網系統

課程開設目的通過本門課程的學習，建立起水源、供水和輸水、用水單位的系統概念，具備建立和分析供水系統的能力，并能具體進行供水和輸水系統設施的技術分析、工程規劃以及工程設計和計算。教學要求學會用工程數學軟件解決實際問題工程數學軟件包括excel,matlab,mathcad,maple,以及各種編程語言課程學習要求及考核方式學習方法：課堂講授+課后練習課堂講授——突出重點，掌握基礎理論和方法；課后練習——(1)作業練習；(2)大作業成績評定：期末成績＝平時成績（作業+出席到課率）(30%)+期終考試成績(70%)作業要求電子版作業按時提交嚴禁抄襲人類文明進步和城市化聚集居住的產物現代化城市最重要的基礎設施之一城市社會文明、經濟發展和現代化建設的重要標志8910中國水資源分布治水中國大禹治水2280BC歷代帝王好壞評價：是否重視水利[水文學史]13廣州市區暴雨積水點北京市區暴雨積水點本課程主要內容（1）給水排水管網系統概論（2）給水排水管網工程規劃（3）給水排水管網水力學基礎（4）給水排水管網模型

（5）給水管網水力分析（6）給水管網工程設計（7）給水管網優化設計（8）給水管網運行調度與水質控制（9）污水管網設計計算（10）雨水管網設計與計算（11）給水排水管道材料和附件（12）給水排水管網管理與維護參考資料嚴熙世，劉遂慶.給水排水管網系統.北京：中國建筑工業出版社；嚴熙世，趙洪賓.給水管網理論與計算.北京：中國建筑工業出版社；王繼明，劉桂森，王中孚.給水排水管道工程.北京：清華大學出版社。第一章給水排水管網系統概論1.1給水排水系統的功能與組成

給水排水系統是為人們的生活、生產和消防提供用水和排除廢水的設施總稱。20城市給水排水管網系統21.1給水排水系統的功能與組成向各種不同類別的用戶供應滿足需求的水質、水量和水壓

1承擔用戶排出的廢水的收集、輸送、處理和排放

給水排水系統功能：1.1給水排水系統的功能與組成給水系統給排水系統排水系統1.1給水排水系統的功能與組成給水系統為了滿足城市和工業企業的各種用水需求，城市供水系統需要具備充足的水資源、取水設施、水質處理設施和輸水及配水管道網絡系統，這些系統共同組成了給水系統。

1.1給水排水系統的功能與組成排水系統

各種用途的水在被用戶使用后，水質受到了不同程度的污染，成為廢水。這類廢水攜帶有不同來源的污染物質，會對人體健康、生活環境和自然生態環境帶來嚴重危害，需要及時地收集和處理，然后才能排放到自然水體或者重復利用，為此而建設的廢水收集、輸送、處理和排放工程設施，稱為排水工程系統。1.1給水排水系統的工作原理

水源取水系統給水處理系統給水管網系統排水管網系統廢水處理系統排放和重復利用系統給排水系統的功能劃分

1.1給水排水系統的功能與組成給排水系統功能關系示意圖水源取水系統給水管網系統排水管網系統廢水處理系統給水處理系統1.1給水排水系統的功能與組成給排水系統的功能

城市用水量和用水量變化綜合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑及設施用水。工業企業生產用水和工作人員生活用水。消防用水。澆灑道路和綠地用水。未預計水量及管網漏失水量。用水量定額用水量定額是指設計年限內達到的用水水平。居民生活用水

城市居民生活用水量由城市人口、每人每日平均生活用水量和城市給水普及率等因素確定。這些因素隨城市規模的大小而變化。居民生活用水定額和綜合用水定額可參照《室外給水設計規范》的規定，見附錄表1。問題簡化非定常。。。。。定常用水量變化生活用水量變化工業生產用水量變化幾個概念最高日用水量Qd：在設計規定的年限內，用水最多一日的用水量。一般用以確定給水系統中各類設施的規模。日變化系數Kd：在一年中，最高日用水量與平均日用水量的比值。其值約為1.1~1.5。最大時用水量Qh：最高日內，用水最多的一小時的用水量。平均時用水量Qp：最高日內，每小時的平均用水量，Qd

/24。時變化系數Kh：最高一小時用水量與平均時用水量的比值。該值在1.3~1.6之間。大中城市的用水比較均勻，Kh值較小，可取下限，小城市可取上限或適當加大。用水量變化曲線圖中每小時用水量按最高日用水量的百分數計，圖形面積等于∑Qi%=100%，Qi%是以最高日用水量百分數計的每小時用水量。4.17%：平均時用水量百分數=（Qd/24）/Qd×100%=1/24×100%=4.17%1.44：Kh=Qh/Qp=6%/4.17%=1.441.2給水排水系統的工作原理1.2.1給排水系統的流量關系原水從給水水源進入系統后形成流量，然后順序通過取水系統、給水處理系統、給水管網系統、用戶、排水管網系統、排水處理系統，最后排放或復用，但各系統中的流量在同一時間內并不相等。

1.2給水排水系統的工作原理1.2.1給排水系統的流量關系水塔取水系統給水處理系統給水管網系統清水池用戶均和池排水處理系統排放或者復用系統排水管網系統調節池Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q8Q7q1q2q3q4q5q6被網友“噴”無聊的小學應用題水池里有兩個水管，一個進水，一個出水，兩個一起開，多久注滿池子？更多應用背景企業資金池：資金流入，資金流出也是同時進行的。計算每年的資產負債。在進行外科手術的病人：一邊流血，一邊輸血1.2給水排水系統的工作原理AddYourText水質標準原水水質標準給水水質標準排放水質標準1.2.2給排水系統的水質關系1.2給水排水系統的工作原理AddYourText水質變化給水處理用戶用水廢水處理1.2.2給排水系統的水質變化1.2給水排水系統的工作原理給水系統中水的輸送方式1.2.3給排水系統的水壓關系多級加壓給水全重力給水一級加壓給水二級加壓給水1.2給水排水系統的工作原理1.2.2排水系統的輸水方式排水系統往往利用地形重力輸水，只有當管道埋深太大時，采用排水泵站進行提升。處理廠所處地勢較低時常采用重力流進入處理設施，但更多的情況下排水要經泵提升進處理設施，處理完后再次提升排放或復用。

1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.1給排水管道系統的功能與特點給排水管道系統是給排水工程設施的重要組成部分，是由不同材料的管道和附屬設施構成的輸水網絡。根據其功能可以分為給水管道系統和排水管道系統。

1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.1給排水管道系統的功能與特點給排水管道系統均應具有以下功能：水量輸送：實現一定水量的位置遷移，滿足用水與排水的地點要求；水量調節：采用儲水措施解決供水、用水與排水的水量不平衡問題；水壓調節：采用加壓和減壓調節措施調節的壓力，滿足水輸送、使用和排放的能量要求。

1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.1給排水管道系統的功能與特點給排水管道系統的特點：分散性、連通性、傳輸性、擴展性。隱蔽性強，外部干擾因素多，容易發生事故，基建投資費用大。擴建改建頻繁，運行管理復雜等。

1.3給排水管網系統的功能與組成給水管網系統輸水管渠配水管網水壓調節設施水量調節設施給水管網系統的構成

1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給水管網系統的構成

給水管網系統1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給水管網系統的構成水源1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給水管網系統的構成取水設施1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給水管網系統的構成一級泵站1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給水管網系統的構成水廠1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給水管網系統的構成輸水管道1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成

渡槽輸水53輸水管渠1.3給排水管網系統的功能與組成1.3.2給水管網系統的構成從水廠將清水輸送至供水區域1從供水管網向某大用戶供水的專線管道2區域給水系統中連接各區域管網的管道3輸水管道的應用：1.3給排水管網系統的功能與組成1.3.2給水管網系統的構成配水管網

配水管網主要由主干管、干管、支管、連接管、分配管等構成。配水管網中還需要安裝消火栓、閥門（閘閥、排氣閥、泄水閥等）和檢測儀表（壓力、流量、水質檢測等）等附屬設施，以保證消防供水和滿足生產調度、故障處理、維護保養等管理需要。減壓設施用減壓閥和節流孔板降低和穩定輸配水系統局部的水壓泵站是輸配水系統中的加壓設施，一般由多臺水泵并聯組成水壓調節設施1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成給水泵站1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成減壓閥門1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成節流孔板1.3給排水管網系統的功能與組成1.3.2給水管網系統的構成水量調節設施

有清水池、水塔和高位水池等形式。其主要作用是調節供水與用水的流量差，也稱調節構筑物。水量調節設施也可用于貯存備用水量，以保證消防、檢修、停電和事故等情況下的用水，提高供水的安全可靠性。1.3給排水管網系統的功能與組成水塔（水箱）62調節構筑物1.3給排水管網系統的功能與組成高地水池1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給水管網系統的構成1.3給排水管網系統的功能與組成排水管網系統收集輸送管渠排水調節池提升泵站附屬構筑物排水管網系統的構成

1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成排水管道系統的構成——廢水收集設施1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成排水管道系統的構成——街道排水管網1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成排水管道系統的構成——工廠排水管網系統1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成提升泵站1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成提升泵站1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成提升泵站1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成廢水排放口1.3給排水管網系統的功能與組成

1.3.2給排水管道系統的構成排水管網系統構成：排水系統組成

1.3給排水管網系統的功能與組成1.4給排水管網系統的類型與體制1.4.1給水管道系統的類型按水源數目分類：（1）單水源給水管網系統（2）多水源給水管網系統按系統構成方式：（1）統一給水管網系統（2）分區給水管網系統按輸水方式分類：（1）重力輸水管網系統（2）壓力輸水管網系統1.4給排水管網系統的類型與體制1.4.2排水管道系統的體制合流制排水系統：又稱直排式合流制排水系統，將生活污水、工業廢水和雨水混合在同一管道系統內排放的排水系統。（多出現在舊城）分流制排水系統：將生活污水、工業廢水和雨水分別在兩套或兩套以上管道系統內排放的排水系統。1.4.2、排水管網系統的體制排水系統的體制是指在一個地區內收集和輸送廢水的方式，簡稱排水體制（制度）。它有合流制和分流制兩種基本方式。

1．合流制

所謂合流制是指用同一種管渠收集和輸送生活污水、工業廢水和雨水的排水方式。根據污水匯集后的處置方式不同，又可把合流制分為下列三種情況：

（１）直排式合流制：

管道系統的布置就近坡向水體，分若干排出口，混合的污水未經處理直接排入水體，我國許多老城市的舊城區大多采用的是這種排水體制。

特點：對水體污染嚴重，系統簡單。這種直排式合流制系統目前不宜采用。（２）截流式合流制

：

這種系統是在沿河的岸邊鋪設一條截流干管，同時在截流干管上設置溢流井，并在下游設置污水處理廠。

晴天和初降雨時污水污水處理廠排入水體或再利用

當混合污水的流量>截流干管的輸水能力，

特點：比直排式有了較大的改進，但在雨天時，仍有部分混合污水未經處理而直接排放，成為水體的污染源而使水體遭受污染。

適用于對老城市的舊合流制的改造

（３）完全合流制

是將污水和雨水合流于一條管渠，全部送往污水處理廠進行處理。特點:衛生條件較好，在街道下，管道綜合也比較方便，但工程量較大，初期投資大，污水廠的運行管理不便。采用者不多。2．分流制

所謂分流制是指用不同管渠分別收集和輸送生活污水、工業廢水和雨水的排水方式。排除生活污水、工業廢水的系統稱為污水排水系統排除雨水的系統稱為雨水排水系統。根據雨水的排除方式不同，分流制又分為下列兩種情況：生活污水工業廢水污水廠排入水體或再利用（１）完全分流制既有污水管道系統，又有雨水管渠系統雨水排入水體雨水排水系統污水排水系統特點：比較符合環境保護的要求，但對城市管渠的一次性投資較大。適用于新建城市。（２）不完全分流制

這種體制只有污水排水系統，沒有完整的雨水排水系統。各種污水通過污水排水系統送至污水廠，經過處理后排

如城鎮的地勢適宜，不易積水時，或初建城鎮和小區可采用不完全分流制，先解決污水的排放問題，待城鎮進一步發展后，再建雨水排水系統，完成完全分流制的排水系統。這樣可以節省初期投資，有利于城鎮的逐步發展。

入水體；雨水沿道路邊溝，地面明渠和小河，然后進入較大的水體。（3）半分流制：

既有污水排水系統，又有雨水排水系統。初降雨水污水廠排入水體或再利用后續雨水排入水體雨水排水系統雨水跳躍井特點：可以更好地保護水環境，但工程費用較大，目前使用不多。適用于污染較嚴重地區。混合制

既有分流制，又有合流制，這種體制可稱為混合制。3．排水體制的選擇合流制僅有一條管渠系統，對地下建筑相互間的矛盾較小，占地少，施工方便。分流制管線多，對地下建筑的豎向規劃矛盾較大。（2）從環境保護方面看：直排式合流制不符合衛生要求，新建的城鎮和小區已不再采用；完全合流制排水系統衛生條件較好，但工程量大，初期投資大，污水廠的運行管理不便，特別是在我國經濟實力還不雄厚的城鎮和地區，更是無法采用；（1）從城市規劃方面看：在老城市的改造中，常采用截流式合流制，充分利用原有的排水設施，與直排式相比，減小了對環境的危害，但仍有部分混合污水通過溢流井直接排入水體。分流制排水系統的管線多，但衛生條件好，有利于環境保護，雖然初降雨水對水體有污染，但它比較靈活，比較容易適應社會發展的需要，一般又能符合城鎮衛生的要求，所以在國內外得到推薦應用，而且也是城鎮排水系統體制發展的方向；不完全分流制排水系統，初期投資少，有利于城鎮建設的分期發展，在新建城鎮和小區可考慮采用這種體制；半分流制衛生情況比較好，但管渠數量多，建造費用高，一般僅在地面污染較嚴重的區域（如某些工廠區等）采用。（3）從投資方面看：

分流制比合流制高。合流制只敷設一條管渠，其管渠斷面尺寸與分流制的雨水管渠相差不大，管道總投資較分流制低20%～40%，但合流