給水排水管網系統

何忠華安徽工業大學市政工程系使用教材：嚴煦世,劉遂慶編著，給水排水管網系統（第二版），中國建筑工業出版社,2008參考教材：

嚴煦世,劉遂慶主編，給水排水管網系統（第三版），中國建筑工業出版社，2014嚴煦世,范瑾初主編，給水工程（第四版），中國建筑工業出版社，1999室外給水設計規范（GB50013-2006）室外排水設計規范（GB50014-2006）2014年版課程安排學時：48學分：3周學時：3課程性質：必修考試（考核）方式：閉卷考試課程成績計算方式：平時成績20％+卷面成績80％不定項選擇題（×分=分）填空題（×分=分）名詞解釋（×分=分）簡答題（×分=分）計算題（×分=分）編程題（可能考）考試題型：第1章給水排水管網系統概論第2章給水排水管網工程規劃第3章給水排水管網水力學基礎第4章給水排水管網模型第5章給水管網水力分析和計算第6章給水管網工程設計第7章給水管網優化設計第8章給水管網運行調度與水質管理第9章污水管網設計與計算第10章雨水管渠設計和優化計算第11章給水排水管道材料和附件第12章給水排水管網管理與維護本課程的內容內容提要給水排水系統的功能與組成§1.1城市用水量和用水量變化§1.2給水排水系統工作原理§1.3給水排水管網系統的功能與組成§1.4給水排水管網系統類型與體制§1.5第1章

給水排水管網系統概論給排水系統管網系統7為什么需要給水和排水？給水：人們生活、生產和市政消防對水的需求。8為什么需要給水和排水？排水：（1）凈水經使用后，水質受到不同程度的污染，成為廢水。廢水攜帶不同來源和不用種類的污染物質，會對人體健康、生活環境和自然生態環境帶來嚴重危害，需及時收集并處理。（2）降水造成地面積水甚至洪澇災害。§1.1給水排水系統的功能與組成概念：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，分為給水系統和排水系統兩個組成部分。任務：向各種不同類別的用戶供應滿足需求的水質、水量和水壓，同時承擔用戶排出的廢水的收集、輸送和處理，達到消除廢水中污染物質對人體健康的危害和保護環境的目的。給水的分類（根據用途）及用戶對水的要求生活用水

居民生活用水（飲用、烹飪、洗浴、洗滌；滿足一定水質標準）

公共設施用水（機關、學校、醫院、賓館、車站，公共浴場；用水量大、集中，水質同生活用水）

工業企業生活用水（企業職工的生活用水；水量和工業企業生產工藝、生產條件、工作人員數量等有關，水質同居民生活用水）工業生產用水

產品用水（水成為產品或產品的一部分）、工藝用水（水作為溶劑、載體等）、輔助用水（冷卻、清洗等）。（對水量水質、水壓要求差異很大）市政消防用水

道路清洗、綠化澆灌、公共清潔衛生和消防的用水。廢水的分類（根據來源）生活污水居民生活污水、工業企業生活污水；含有大量有機物，受污染程度嚴重，是廢水處理重點。工業廢水

冷卻、洗滌廢水，受污染輕微，簡單處理即可復用；

含高濃度污染物質的廢水，受污染嚴重，須嚴格處理。雨水

防止地面積水和洪澇災害。給水排水系統功能關系示意圖水源取水設施給水處理設施供水泵站城市給水管網企業給水管網居民生活用水公共設施用水市政用水消防用水工業企業生產用水工業企業生活用水工業企業消防用水城市雨水管網城市污水管網工業廢水管網工業廢水處理設施城市污水處理設施排水受納體自然降水給水排水系統的主要功能（1）水量保障。

向指定用水地點及時提供滿足用戶需求的用水量（給水）；收集雨污廢水并及時可靠地輸送到指定地點。（2）水質保障向指定用水地點提供符合質量要求的水（給水處理技術，貯存和輸配過程中的保質手段）；按有關水質標準將廢水排入受納水體（廢水處理技術）。（3）水壓保障提供符合標準的用水壓力、確保水量（充分利用地形高差，水泵加壓）。給水排水系統的組成水源取水系統包括水源地（地表水：江河、湖泊、海洋、水庫；地下水：潛水、承壓水）、取水設施、提升設備和輸水管渠等。給水處理系統包括各種采用物理、化學、生物等方法的水質處理設備和構筑物。給水管網系統（輸配水系統）

包括輸水管渠、配水管網、水壓調節設施（泵站、減壓閥）及水量調節設施（清水池、水塔等）等。排水管網系統包括污水和廢水收集與輸送管渠、水量調節池、提升泵站及附屬構筑物（如檢查井、跌水井、水封井、雨水口等）等。污水和廢水處理系統包括各種采用物理、化學、生物等方法的水質凈化設備和構筑物。排放和重復利用系統

包括廢水受納體（如水體、土壤等）和最終處置設施，如排放口、稀釋擴散設施、隔離設施和廢水回用設施等。16宜興橫山水庫官宋硼取水樞紐廣州西江引水工程取水頭部1920馬鞍山市湖南東路21廢水排放口§1.2城市用水量和用水量變化城市綜合用水量（1）居民生活用水量；（表1.1）（2）公共設施用水量（機關、學校、醫院等）；（3）工業企業生產用水量和工作人員生活用水量；（4）消防用水量；（5）市政用水量（道路、綠地澆灑）；（6）未預見用水量及給水管網漏失水量。城市用水量分類和用水量定額城市綜合生活用水量（表1.2）23用水量表達和用水量變化系數用水量的表達（1）平均日用水量。

最大年用水量/用水天數。（2）最高日用水量。

用水量最多的年份里用水量最多的那一天的用水量。（3）最高日平均時用水量。

用水量最高日的用水量/24。（4）最高日最高時用水量。

在用水量最高的那一天里，用水量最大的一小時用水量。24用水量變化系數（1）用水量日變化系數Kd

在一年中，最高日用水量Qd與平均日用水量Qy/365的比值。（2）用水量時變化系數Kh

在一日中，最高時用水量Qh與平均時用水量Qd/24的比值。25用水量變化曲線（年、月、日、時、瞬時）（1）t~q(t)

時段t與該時段對應的用水量q(t)。（2）t~%

時段t與該時段用水量占全日用水量的百分數。

有助于供水能力不等的城鎮

或系統之間相互比較和參考。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排放或復用系統清水池均和池調節池水塔Q1q1Q8Q2Q3Q4Q5Q6Q7q6q3q2q5q7q4清水池、水塔（高位水池）、均和池、調節池的作用§1.3給水系統工作原理給水排水系統的流量關系q1——水廠自用(5%~10%)，q2——管網漏失水量，q3——調節流量，q4——用戶使用后未進入排水系統的水量，q5——進入排水管網系統的降水或滲入的地下水，q6——排水管網調節水量，q7——排水處理系統自耗水。三個水質標準原水水質標準：符合國家生活飲用水水源水質標準。給水水質標準：達到國家生活飲用水水質衛生標準（生活用水）；達到有關行業水質標準或用戶特定的水質要求（工業用水）排放水水質標準：達到國家廢水排放水質標準要求及受納水體的承受能力。三個水質變化過程給水處理：原水凈化后用戶用水：用戶用水后廢水處理：廢水經處理后給水排水系統的水質關系給水排水系統的水壓關系水壓：用戶用水需要，也是給水和排水輸送的能量來源。水在輸送中的壓力方式：全重力給水（水源地勢較高：水源→水廠→輸配水管網→用戶）一級加壓給水（水源→水廠）二級加壓給水（水廠清水池→管網）多級加壓給水（長距離輸水，管網中途加壓）§1.4給水排水管網系統的功能與組成功能：（1）水量輸送：實現水量的位置前移；管網。（2）水量調節：解決供水、用水與排水之間的不平均；清水池，水塔，高位水池，調節池。（3）水壓調節：加壓或減壓以滿足水輸送、使用和排放要求；泵站，減壓閥。特點：具有一般網絡系統的特點：分散性、連通性、傳輸性、擴展性。給水排水管網系統的功能輸水管（渠）：從水源到城市水廠或城市水廠到相距較遠管網的管線或渠道。鑄鐵管、鋼管、鋼筋混凝土管等；兩條并行，適當地點連通。配水管網：將水送到用戶的管道系統。由主干管、干管、支管、連接管、分配管等構成。附屬設施：消火栓、閥門、監測儀表等。泵站（水錘消除器、止回閥）供水泵站（一級、二級泵站）一般設于水廠內部。加壓泵站（三級泵站）對遠離水廠的供水區域或地形較高的區域進行加壓。水量調節設施（清水池、水塔和高位水池）：調節供水與用水的流量差，也可用于貯存備用水量，提高供水安全。減壓設施：減壓閥、節流孔板等，降低和穩定輸配水系統局部的水壓。給水管網系統的構成廢水收集設施排水管網水量調節池提升泵站輸水管（渠）排放口排水管網系統的構成排水系統起端設備，通過水封管、支管、豎管和出戶管排到室外窨井，通過連接窨井的排水支管將廢水收集到排水管道系統。廢水收集設施（室內污水管道及設備）排水管網排水管網由支管、干管、主干管等構成。非滿流。附屬構筑物：雨水口、檢查井、跌水井、溢流井、水封井等。指具有一定容積的污水、廢水或雨水貯存設施。用于調節排水管外流量與輸水量或處理水量的差值。降低下游高峰排水量，減小輸水灌渠或排水處理設施的設計規模，降低工程造價。事故時貯水，減小污染；均和水質。排水調節池提升泵站提高排水的高程或使排水加壓輸送。廢水輸水管（渠）廢水排放口岸邊式，具有較好的防止沖刷能力。分散式，廢水與接納水體均勻混合。37按水源的數目分類（1）單水源給水管網系統（2）多水源給水管網系統§1.5給水排水管網系統的類型與體制給水管網系統的類型按系統構成方式分類（1）統一給水管網系統

根據生活飲用水水質標準，由同一管網供給生活、生產和消防用水到用戶的給水系統。特點：所有用戶用一個管網，一個水處理系統。造價低，運行費用高，會造成浪費。多用于用戶集中，對水質、水壓無特殊要求或相差不大、地勢比較平坦、建筑層數差異不大的情況。（2）分區給水管網系統把城市整個給水系統分為幾個區，每區有泵站和管網等，各區之間有適當的聯系，以保證供水可靠和調度靈活。給水區域大、地形起伏、遠距離輸水，分為并聯分區和串聯分區兩種基本形式。并聯分區不同用戶對水壓要求不同，由同一泵站內的低壓和高壓水泵分別向低區和高區管網供水。供水安全（注：不易爆管）可靠，水泵集中；管理方便，但管網造價高，需要高壓輸水管。串聯分區（分壓給水系統）高低兩區用水均由低區泵站供給，高區用水再由高區水泵加壓。管網造價低，能耗低，但壓力適宜、供水安全（不易爆管），可靠性較差（單一泵站破壞后影響大），水泵站分散，管理不便。適用地形狹長分質供水系統取水構筑物從同一水源或不同水源取水，經過不同程度的凈化過程，用不同的管道、分別將不同的水質供給各個用戶的給水系統。工業用水、生活用水分質飲用水、雜用水分質直接飲用水占管網1～2％；優質優用有限水資源；可節省凈水處理費用。但每一種水質要有獨立的管網，多套管網造價高，管理復雜。在水資源緊缺的新建居住區、工業區、海島地區可以考慮應用。（1）重力輸水管網系統（2）壓力輸水管網系統按輸水方式分類循環和復用給水系統（工業給水）在工業生產中，所產生的廢水經適當處理后可以循環使用，或用作其他車間和其他工業部門的生產用水。47排水管網系統的體制概念：生活污水、工業廢水和雨水可以采用一個管渠來排除，也可以采用兩個或兩個以上獨立的管渠來排除，污水的這種不同排除方式所形成的排水系統，稱為排水體制。分類：合流制：直排式、截流式分流制：完全分流制和非完全分流制合流制排水系統是將生活污水、工業廢水和雨水混合在同一個管內排除的系統。老城市早期使用，水體污染嚴重。截流式合流制排水系統設截流干管、溢流井、污水廠。老城市排水系統改造時經常使用。簡單易行，降低污染。分流制排水系統將生活污水、工業廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內排除的系統。排除生活污水和工業廢水的系統稱為污水排水