1、第一章 給水排水系統(tǒng)概述1、我國水環(huán)境概況 1、占有量僅占世界人均占有量的1/4 2、時空地域分布不均勻 3、各地區(qū)江河水系遭受污染 4、污水處理能力未能跟上 導(dǎo)致結(jié)果： 1、影響居民的生活與健康 2、制約國民經(jīng)濟的發(fā)展2、 給水排水系統(tǒng)的任務(wù)及組成 1、任務(wù) （1）給水系統(tǒng)：滿足需要的水質(zhì)、水量和水壓 （2）排水系統(tǒng)：排出廢水的收集、輸送和處理 2、組成 （1）水源取水系統(tǒng)：水質(zhì)及水量要求 （2）給水處理系統(tǒng)：達到國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn) a. 2007年7月1日，新修訂的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo) 準(zhǔn)正式實施。 衛(wèi)生指標(biāo)：35106項 42項常規(guī)指標(biāo)和64項非常規(guī)指標(biāo) b.常規(guī)處理：反應(yīng)、絮凝、沉淀、過濾

2、和消毒 c.深化處理：在常規(guī)前加生物處理及常規(guī)后加生物活性 碳過濾和膜技術(shù)處理 （3）給水管網(wǎng)系統(tǒng)：加壓輸送、輸配水系統(tǒng) 加壓輸送：1層為10mH2O,2層為12mH2O ，以后每加一層為4mH2O； 輸配水系統(tǒng)：水量、水質(zhì)和水壓 （4）排水管網(wǎng)系統(tǒng)：廢水的收集、輸送和處理 （5）污水處理系統(tǒng)：物理、化學(xué)和生物等方法 （6）排放和重復(fù)利用系統(tǒng)：近海排放和回用第二章 給水管網(wǎng)系統(tǒng)的組成、類型及管網(wǎng)布置原則1、給水管網(wǎng)系統(tǒng)的組成取水：管井、取水頭部、取水構(gòu)筑物； 能夠獲得足夠的水量；凈水：反應(yīng)池、沉淀池、濾池； 保證水量、去除影響使用的雜質(zhì)；加壓：深井泵站、一泵站、二泵站、中途泵站； 保證水量、提

3、供適當(dāng)?shù)膲毫Γ?輸送：輸水管、配水管網(wǎng)、明渠； 形成水流通道，維持合理的流速； 調(diào)節(jié)：清水池、水塔、高地水池、屋頂水箱； 調(diào)節(jié)取水、凈水與用水之間的數(shù)量差異， 儲備事故及消防用水。2、 配水網(wǎng)的布置形式：樹狀及環(huán)狀管網(wǎng)樹狀網(wǎng)：呈樹枝向供水區(qū)延伸 特點：管線長度最短、構(gòu)造簡單、投資較省、安全可靠性差；適用于中小城市和小型工況企業(yè)環(huán)狀網(wǎng)：管線連接成環(huán)狀，當(dāng)任一管段損壞，可以關(guān)閉附近的閥門，進行檢修，不影響供水 特點：管線長度長、造價高、減輕水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生、供水安全性較高第三章 給水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計用水量1、給水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計用水量包括哪些？ 是指設(shè)計年限內(nèi)最高日用水量 ，包括： （1）綜合生活用水（包

4、括居民生活用水和公共建筑用水）； （2）企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水 （3）消防用水； （4）澆灑道路和綠地用水； （5）未預(yù)見用水量及管網(wǎng)漏失水量。2、 用水量估算的方法有哪些？ 計算方法（P35） 人均綜合指標(biāo)法 單位用地指標(biāo)法 年遞增率法 用水量分項預(yù)估法 規(guī)劃估算法3、 用水量變化的特性具有隨機性和周期性兩個特征。 4、 掌握幾個概念：、最高日用水量Qd：在設(shè)計規(guī)定年限內(nèi)，用水最多的一天所用水量 平均日用水量 ：一年內(nèi)總的用水量除以天數(shù) 最高時用水量Qh:最高日最高時用水量日變化系數(shù)Kd：最高日用水量與平均日用水量的比值，1.1-1.5 時變化系數(shù)Kh：最高日最高時用水量與該日平均時

5、用水量的比值，1.2-1.65、用水量變化曲線圖P396、用水量的計算Qd最高日設(shè)計用水量Q1居住區(qū)綜合生活用水量Q2生產(chǎn)用水量Q3工業(yè)企業(yè)職工生活和沐浴用水量Q4澆灑道路和綠化用水量Q5管網(wǎng)漏失水量Q6未預(yù)見水量f自來水普及率，%N1設(shè)計期限內(nèi)規(guī)劃人口數(shù)q1最高日綜合生活用水定額n每日班數(shù)N2企業(yè)每班職工人數(shù)q2企業(yè)職工生活用水量定額N3企業(yè)每班職工沐浴人數(shù) 企業(yè)職工沐浴用水量定額 n1每日街道灑水次數(shù) S街道灑水面積 q4街道灑水用水量定額 綠地澆水面積 綠地澆水用水量定額第四章 給水管網(wǎng)系統(tǒng)的水力計算1、給水管網(wǎng)系統(tǒng)水力計算的任務(wù)是什么？ 給水管網(wǎng)水力計算的任務(wù)是：在最高時用水情況下，計

6、算各管段的流量；確定各管段的管徑和水頭損失；進行整個管網(wǎng)的設(shè)計計算；確定水泵揚程和水塔高度；在特殊用水情況下，對管網(wǎng)管徑和水泵揚程進行校核等。2、 給水管網(wǎng)系統(tǒng)簡化的方法 忽略：管網(wǎng)中主要起聯(lián)絡(luò)作用的管段，由于正常運行時流量很小，對水力條件的影響很小，計算時可以忽略。 分解：只有一條管段連接的兩個管網(wǎng)可分解成兩個管網(wǎng)進行計算；管網(wǎng)末端水流方向確定的部分可分開計算；環(huán)狀網(wǎng)上接出的樹狀網(wǎng)分開計算。 節(jié)點合并：距離很近的兩個節(jié)點計算時可視為一個節(jié)點。3、 長度比流量（有效長度）、面積比流量（1）長度比流量：假定除大用戶的用水量外，其余用水量均勻分布在全部干管上。 大用戶集中用水量總和； 干管計算總長

7、度，不包括穿越廣場、公園等無建筑物地區(qū)的管線，只有一側(cè)配水的管線，長度按一半計算（2）面積比流量：長度比流量忽視了沿線供水人數(shù)和用水量的差別，與管段的實際配水量并不一致。 大用戶集中用水量總和； 干管供水區(qū)計算總面積，用等分角線來劃分街區(qū)4、 沿線流量根據(jù)比流量可求出這個管網(wǎng)任一管段的沿線流量，即為比流量與所求管段計算長度或承擔(dān)供水面積的乘積。 或5、節(jié)點流量P53 例子3-1（1）組成：沿線流量、傳輸流量沿線流量 ：沿順?biāo)鞣较蚓鶆驕p小，至管段末端為0 轉(zhuǎn)輸流量 ：沿整個管段流量不變（2） 簡化方法及簡化原理簡化方法：以變化的沿線流量折算為管段兩端節(jié)點流出的流量 簡化原理：用一個假想的從管段

8、末端流出的折算流量，使它產(chǎn)生水頭損失與沿線變流量所產(chǎn)生的水頭損失相等（3）折算系數(shù) 流量折算系數(shù) ：依據(jù)折算前后水頭損失相等核算（4）任一節(jié)點i的節(jié)點流量qi等于與該節(jié)點相連的各管段的沿線流量ql總和的一半6、管網(wǎng)設(shè)計流量的分配及管段設(shè)計流量 P56 例子3-2（1）流量分配的原則：節(jié)點流量連續(xù)性方程 流量連續(xù)性方程，即對任一個節(jié)點，流向該節(jié)點的流量必等于流離該節(jié)點的流量， 規(guī)定：流離節(jié)點管段流量為正，流向節(jié)點流量為負（2）樹狀及環(huán)狀管網(wǎng)流量分配的特點樹狀：單向流、管段流量唯一性；任一管段的流量等于該管段以后 所有節(jié)點流量的總和環(huán)狀：滿足連續(xù)性條件的流量分配方案可以有無數(shù)多種7、 經(jīng)濟流速、經(jīng)

9、濟管徑 經(jīng)濟流速 :在一定年限內(nèi)管網(wǎng)造價和管理費用之和最小的流速 平均經(jīng)濟流速：0.6-0.9（100-400mm） 0.9-1.4(400mm) 經(jīng)濟管徑 (P59) 8、管段水頭損失的計算（1）水力半徑的含義R=斷面面積A/潤濕周邊C=d/4（2）達西公式P60 hy=lv2/dj2g Hy沿程水頭損失，m； 沿程阻力系數(shù)； l管道長度，m； dj管道計算內(nèi)徑，m； V管道過水?dāng)嗝嫫骄魉?，m/s； g重力加速度，m/s2。 （3）沿程水頭損失公式的指數(shù)形式 海曾-威廉公式k=9、樹狀管網(wǎng)水力計算（1）水力計算的步驟1、計算比流量和各節(jié)點流量（1）長度比流量計算：（2）節(jié)點流量計算：2、計

10、算各管段流量：根據(jù)節(jié)點流量平衡原理，推算出各管段流量3、確定控制點（最不利點）及主干線（1）控制點選擇：在保證該點水壓達到最小服務(wù)水頭時，整個管網(wǎng)不會出現(xiàn)水壓不足地區(qū)（2）主干線：確定控制點后，從控制點到二級泵站的管路4、根據(jù)管段流量和經(jīng)濟流速，確定主干管管徑5、計算主干線上各管段的水頭損失實例：P63（2）控制點及其選擇 控制點：地面標(biāo)高較高，離泵站的距離最遠。 控制點選擇：在保證該點水壓達到最小服務(wù)水頭時，整個管網(wǎng)不會出現(xiàn)水壓不足地區(qū)（3）P63 例子3-3第五章 排水工程概論1、排水工程的概念、任務(wù)及其內(nèi)容 為保護環(huán)境，現(xiàn)代城鎮(zhèn)需要建設(shè)一整套工程設(shè)施來收集、輸送、處理和處置污水，這種工程

11、設(shè)施稱為排水工程。 排水工程的基本任務(wù)是保護環(huán)境免受污染，以促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和保障人民的健康與正常生活。 排水工程的主要內(nèi)容是：收集各種污水并及時輸送至適當(dāng)?shù)攸c；將污水妥善處理后排放或再利用。2、排水體制的概念、排水體制的類型對生活污水、工業(yè)廢水和降水所采取的不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱為排水系統(tǒng)的體制（簡稱排水體制）。 排水體制一般分為合流制和分流制兩種類型。（1） 合流制排水系統(tǒng)： 直排式合流制排水系統(tǒng) 截流式合流制排水系統(tǒng) （2）分流制排水系統(tǒng)： 完全分流制排水系統(tǒng) 不完全分流制排水系統(tǒng) 半分流制排水系統(tǒng)3、排水系統(tǒng)的各種布置形式（以地形為主要因素） 正交式:現(xiàn)在城市中僅用于排除

12、雨水 截流式:是正交式的發(fā)展結(jié)果 平行式:避免干管坡度及流速過大而使干管受到?jīng)_刷 分區(qū)式:充分利用地形，節(jié)省能耗 分散式:干管采用輻射式布置 環(huán)繞式:便于污水的集中處理4、 排水系統(tǒng)的設(shè)計步驟、設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計步驟：收集可靠的基礎(chǔ)資料 對排水工程規(guī)劃設(shè)計方案進行比選 繪制排水工程規(guī)劃設(shè)計圖 設(shè)計內(nèi)容：確定排水區(qū)域的界限與排水定額。計算生活污水量、工業(yè)廢水量和雨水量。確定排水系統(tǒng)的體制 選擇污水廠、出水口的位置及污水處理流程，污泥處置原則等 進行排水系統(tǒng)的平面布置 繪制設(shè)計與施工圖，估算排水工程總預(yù)算和經(jīng)常管理費用等第六章 污水管道系統(tǒng)設(shè)計與計算1、設(shè)計基礎(chǔ)資料調(diào)查涉及哪些方面？ 1、有關(guān)明確任務(wù)

13、的資料：（1）城市和工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃 （2）排水工程總體規(guī)劃 2、有關(guān)自然因素方面的資料：（1）地形資料:初步設(shè)計、施工圖設(shè)計（2） 氣象資料:氣溫、降雨（3）水文資料:流量、流速、水位、洪水情況 （4）地質(zhì)資料 3、有關(guān)工程情況的資料：（1）道路等級、路面寬度及材料 （2）地面建筑物和地鐵、人防工程等地下建筑的位置 （3）給水、排水、電力電訊電纜、煤氣等各種地下管線的位置 （4）本地區(qū)建筑材料、管道制品、機械設(shè)備、電力供應(yīng)、施工力量等方面的情況2、 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計方案的比較與評價的步驟 方案的技術(shù)經(jīng)濟比較：根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟評價原則和方法，在同等深度下計算各方案的工程量、投資以及其它技術(shù)經(jīng)濟

14、指標(biāo)，然后比較。常用方法：逐項對比法、綜合比較法、綜合評分法、兩兩對比加權(quán)評分法。 綜合評價與決策：在上述分析評價的基礎(chǔ)上，對各設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟、方針政策、社會效益、環(huán)境效益等作出總的評價與決策，以確定最佳方案設(shè)計方案。 3、污水設(shè)計流量（1）概念 污水設(shè)計流量：污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過的污水最大流量，采用最大日最大時流量， L/S。（2）Kd、Kh、KZ 日變化系數(shù)(Kd):一年中最大日污水量與平均日污水量的比值。 時變化系數(shù)(Kh):最大日中最大時污水量與該日平均時污水量的比值。 總變化系數(shù)(KZ):最大日最大時污水量與平均日平均時污水量的比值。（3） 總變化系數(shù)KZ的求法理論上

15、：KZ= Kd Kh實際上有兩種做法： A. 根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范（GBJ14-87）采用的居住區(qū)生活污水量總變化系數(shù)表選用。B. 按照綜合分析得出的總變化系數(shù)與平均流量間的關(guān)系式求得。 式中：Q 平均日平均時污水量（L/S）。 當(dāng)Q1000 L/S時，KZ=1.3。 （4） 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設(shè)計流量 T式中：Q2 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計流量（L/S）；A1 一般車間最大班職工數(shù)（人）；A2 熱車間最大班職工數(shù)（人）；B1 一般車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/（人班）；B2 熱車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/（人班）；K1 一般車間生活污水時變化系數(shù)；K2 熱車間生活污水時變化系數(shù)

16、； C1 一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)（人）；C2 熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)（人）；D1 一般車間淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/（人班）；D2 熱車間淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/（人班）；T 每班工作時數(shù)（h）；淋浴時間以60min計。（5） 城市污水設(shè)計總流量 P174 例子10-1 Q=1.11.2（Q1+Q2+Q3+Q4） 注：Q4設(shè)為公共建筑生活污水流量4、何為控制點、如何選擇污水管道系統(tǒng)的控制點及控制點豎向標(biāo)高 （1）控制點：對污水管道的埋深起控制作用的地點 （2）控制點的選擇：管道起點、較深工廠污水排出口或低洼地區(qū)管道起點 （3）控制點的豎向標(biāo)高:根據(jù)城市總體豎向規(guī)劃，保證各點污水能順利排

17、出，并留有發(fā)展余地；不能因個別控制點而增加整個管道埋深5、污水管段設(shè)計流量（1）概念 管段設(shè)計流量等于該管段的上游段匯入污水流量加上該管段的收集污水量。（2） 污水管網(wǎng)的節(jié)點流量 污水管網(wǎng)的節(jié)點流量是指該點下游的一條管段所連接的用戶污水流量與該節(jié)點所接納的集中污水流量之和。（3） 污水管段本段流量的計算與給水管網(wǎng)節(jié)點流量計算區(qū)別 沿線流量:平均日流量乘以總變化系數(shù) 管段分配的本段流量全部加到管段起點作為節(jié)點流量（4）管段設(shè)計流量：本段流量、轉(zhuǎn)輸流量、集中流量 P182例子10-2式中 q1設(shè)計管段的本段設(shè)計流量 q2轉(zhuǎn)輸流量 q3集中流量 A匯水面積 q0比流量 KZ總變化系數(shù)6、水力計算的設(shè)

18、計規(guī)定（1）設(shè)計原則:不沖刷、不淤積、不溢流、通風(fēng) （2）設(shè)計充滿度: 在設(shè)計流量下，污水在管道中的水深和管道直徑的比值。（當(dāng)H/D=1.0時稱為滿流， 當(dāng)H/D 1.0稱為非滿流。我國室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定，污水管道按照非滿流進行設(shè)計。） （3）設(shè)計流速：與設(shè)計流量、設(shè)計充滿度相應(yīng)的水流平均流速。（最小流速：保證管內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速0.6m/s 最大流速：保證管道不被沖刷損壞的流速 10m/s（金屬管道） 5m/s （非金屬管道） （4）最小設(shè)計坡度：相應(yīng)于管道內(nèi)流速為最小流速的管道坡度（實際上是保證管道不發(fā)生淤積時的坡度。最小設(shè)計坡度與水力半徑有關(guān)。不同的管徑，水力半徑不同，最小設(shè)計坡度也

19、不同。）（5）埋深：管道內(nèi)壁底到地面的距離。 （6）銜接方式：水面平接、水面平接7、污水管道水力計算（1）進行水力計算的目的：合理的、經(jīng)濟的選擇管道的斷面尺寸、坡度和埋深。（2）水力計算的方法：水力計算圖或水力計算表（3）水力計算的步驟 P186例子10-3 ：確定設(shè)計管段的起迄點 計算設(shè)計管段的設(shè)計流量 確定設(shè)計管段的直徑、坡度及管底標(biāo)高（4）繪制污水管道平面圖和縱剖面圖 P190第七章 雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計與計算1、雨水管渠系統(tǒng)的任務(wù)：及時地匯集并排出暴雨形成的地面徑流，以保證城市人民的生命財產(chǎn)安全及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正常進行，達到既合理又經(jīng)濟的要求2、雨量分析的目的：確定降雨歷時、暴雨強度與降雨重

20、現(xiàn)期之間的關(guān)系，以此作為雨水設(shè)計管渠設(shè)計的依據(jù)，估算排水管渠斷面的尺寸。工程上常用單位時間內(nèi)單位面積上的降雨體積表示q(L/has)。3、暴雨強度及暴雨強度公式暴雨強度：暴雨強度公式：q:設(shè)計暴雨強度（L/sha) P:設(shè)計重現(xiàn)期（a）t：降雨歷時（min） A1、c、b、n：地方參數(shù)4、 極限強度法（假設(shè)條件、原理、內(nèi)容）（1）假設(shè)條件：降雨在整個匯水面積上的分布是均勻的 降雨強度在選定的降雨時段內(nèi)均勻不變 匯水面積隨集流時間增長的速度為常數(shù)（2）極限強度法原理：承認降雨強度隨降雨歷時的增長而減小的規(guī)律性 匯水面積的增長與降雨歷時成正比 匯水面積隨降雨歷時的增長較降雨強度隨降雨歷時增長而減小

21、的速度更快 （當(dāng)t0時，t增大，F(xiàn)不變，q減小，Q減?。?）極限強度理論的內(nèi)容：當(dāng)匯水面積上最遠點的雨水達集流點時，全面積匯流，雨水管渠的流量最大。 當(dāng)降雨歷時等于匯水面積上最遠點的雨水達集流點的集流時間時，雨水管道的雨量最大。5、雨水管渠設(shè)計流量： P202 雨水管段設(shè)計流量的確定 式中：Q雨水設(shè)計流量(L/s) 徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1； F匯水面積(ha) q設(shè)計暴雨強度(L/(sha)6、 降雨歷時t、地面集水時間t1及折減系數(shù)m引入的原因降雨歷時t：根據(jù)極限強度原理，雨水灌渠的設(shè)計降雨歷時等于匯流時間時，雨水流量最大。因此設(shè)計降雨歷時為匯水面積最遠點的雨水流達設(shè)計斷面的時間。t=t1

22、+mt2 （ t1:地面集水時間 t2:管內(nèi)雨水流行時間 m:折減系數(shù)） 地面集水時間t1：指雨水從匯水面積的最遠點流到位于雨水灌渠起始端點第一個雨水口所需的地面流行時間。室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定：一般采用t1=515min。 折減系數(shù)m：實際雨水管道中水流并非一直是滿流管，導(dǎo)致管道內(nèi)實際雨水流行時間大于按滿流管計算的流行時間t2 各管段內(nèi)的“洪峰”流量不會同時出現(xiàn)，下游管段洪峰流量斷面上水位導(dǎo)致上游來水緩慢，使雨水在管段中的實際平均流速小于理論設(shè)計流速，即管內(nèi)的實際水流時間t2增大 室外排水設(shè)計規(guī)范建議：暗管m=2.0，明渠m=1.2。在陡坡地區(qū)，暗管m=1.22.0。7、合理布置雨水口：雨水口

23、應(yīng)設(shè)置在街道交叉路口的匯水點、低洼處道路上平均間隔3080m應(yīng)設(shè)置一雨水口8、雨水管渠水力計算（1）設(shè)計充滿度：管道設(shè)計充滿度按滿流考慮 明渠超高0.20m 街道邊溝超高0.03m （2）設(shè)計流速：最小流速：管道0.75m/s 明渠0.40m/s最大流速：管道：金屬管道10m/s 非金屬管道5m/s （3）銜接方式：管頂平接（4）計算方法：水力計算圖或水力計算表（與污水水力計算圖區(qū)別點在哪里？）P209表11-8（5）雨水管渠的水力計算步驟 P205 例子11-1（6）繪制雨水管渠的平面圖和縱剖面圖 P2109、人工修建調(diào)節(jié)池修建位置、布置形式及有效容積的計算 （1）修建位置：在雨水干管中游或接入大流量的管道交匯處，可降低下游各管段的設(shè)計流量；在進行大規(guī)模住宅建設(shè)和新城開發(fā)的區(qū)域，可解決舊時雨水管渠排水能力不足的問題；在擬建雨水泵站前的適當(dāng)位置（2）調(diào)節(jié)水池常用的布置形式：溢流堰式調(diào)節(jié)水池：設(shè)置在干管一側(cè)，有進水管和出水管。進水管較高，出水管較低 底部流槽式調(diào)節(jié)水池：a、當(dāng)進水量小于出水量時，雨水經(jīng)設(shè)在池最底部的漸縮斷面流槽全部流入下游干管而排走；b