给排水课件1.pdf

第1章给水排水管网系统概论 同济大学同济大学 环境科学与工程学院环境科学与工程学院 城镇给水排水系统示意图城镇给水排水系统示意图 1-取水系统； 2-给水处理系统； 3-给水管网系统； 4-排水管网系统； 5-废水处理系统； 6-排放系统。 地球水循环地球水循环 给水排水管网系统概述 世界人口快速增长世界人口快速增长世界人口快速增长世界人口快速增长 2.52.5 0.350.35 5 5 1.21.2 1010 2.52.5 2020 4.34.3 3030 6.56.5 4040 8 8 5050 1111 6060 1212 8080 1616 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 016501850193019601975198719992030016501850193019601975198719992030 世界人口世界人口中国人口中国人口 地球水资源状况地球水资源状况 中国水资源分布中国水资源分布中国水资源分布中国水资源分布 年平均降水量约年平均降水量约60000亿亿m3; 地表水资源量约地表水资源量约26000亿亿m3； 地下水资源量地下水资源量2300亿亿m3。 给水排水工程专业 ?水：水：生命要素，地球特有自然资源，人类社会和经 济发展的重要基础条件，自然科学重要研究领域。 生命要素，地球特有自然资源，人类社会和经 济发展的重要基础条件，自然科学重要研究领域。 ?专业任务：专业任务：水资源科学开发和利用，给水排水设施 建设和安全运行管理，水资源和给水排水系统理论 研究和技术发展。 水资源科学开发和利用，给水排水设施 建设和安全运行管理，水资源和给水排水系统理论 研究和技术发展。 ?专业重要性：专业重要性：人类社会进步和城市化发展的重要 标志性科学技术和工程领域，是水资源开发利用和 环境保护的重要科学技术方向，是不断提高生活质 量、提高健康水平、保障城市和社会发展及安全运 行的重要条件。 人类社会进步和城市化发展的重要 标志性科学技术和工程领域，是水资源开发利用和 环境保护的重要科学技术方向，是不断提高生活质 量、提高健康水平、保障城市和社会发展及安全运 行的重要条件。 ?专业人才需求：专业人才需求：全部专业人才的全部专业人才的0.3左右；高等 教育和人才培养的重要工程类专业之一。 左右；高等 教育和人才培养的重要工程类专业之一。 给水排水系统 给水系统排水系统 给水排水管网系统给水排水管网系统 专业名称专业名称 ?公共卫生工程公共卫生工程（public health engineering），）， (1940s) 生活用水水质安全，水生疾病防治， 保障健康水平； 生活用水水质安全，水生疾病防治， 保障健康水平； ?上 下 水 道上 下 水 道 （ water supply and sewer engineering），），(1950s) 生活用水保障，污水 收集和排放，保障环境清洁和积水排除； 生活用水保障，污水 收集和排放，保障环境清洁和积水排除； ?给水排水给水排水（water and wastewater engineering），）， (1960s)城市给水排水、工业给水排水、水质安 全、经济利用； 城市给水排水、工业给水排水、水质安 全、经济利用； ?给排水科学与工程给排水科学与工程（water and wastewater science and engineering），），(2000s)给水排水工程和理 论、水资源可持续开发和利用、水环境保护。 给水排水工程和理 论、水资源可持续开发和利用、水环境保护。 中国用水量变化（中国用水量变化（中国用水量变化（中国用水量变化（19491949- -20042004） ( ( x x x x 1010 8 8 mm 3 3 /yr)/yr) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 1949195719651980199319972000200419491957196519801993199720002004 总用水量总用水量农业用水农业用水工业用水工业用水城市用水城市用水 中国年平均降雨量（水资源量）约中国年平均降雨量（水资源量）约60000亿亿m3； 地表水资源量地表水资源量26000亿亿m3。 城市居民日平均生活用水量城市居民日平均生活用水量城市居民日平均生活用水量城市居民日平均生活用水量 liters/cap.dliters/cap.d 年份年份1980 1982 1984 1986 1988 19901992 用水量用水量128132143162170176186 年份年份1994 1996 1998 2000 2002 2004 用水量用水量194208214219219212 上海市中心城区供水管网管道长度上海市中心城区供水管网管道长度上海市中心城区供水管网管道长度上海市中心城区供水管网管道长度 （DN75DN75以上以上kmkm）和日平均用水量增长和日平均用水量增长和日平均用水量增长和日平均用水量增长 208.71208.71 490490 841841 24302430 74457445 50005000 94459445 54005400 0 2000 4000 6000 8000 10000 0 2000 4000 6000 8000 10000 19501975200020051950197520002005 管道长度km管道长度km日平均用水量（千m3）日平均用水量（千m3） 输配水管渠输配水管渠 城市给水排水系统过程城市给水排水系统过程 城市道路地下管线城市道路地下管线 城市地下管线共同沟城市地下管线共同沟 给水管网图给水管网图给水管网图给水管网图 城市原水管城市原水管 网系统图网系统图 城市污水系统规划图城市污水系统规划图 城市雨水排水分区规划图城市雨水排水分区规划图 给水排水管网系统给水排水管网系统给水排水管网系统给水排水管网系统 ?定义：定义： 输送和配给供水、收集和输送废水的管道网络 (water and wastewater pipe networks) 。是给水排水工程系统的重要 组成部分，管网系统的建设投资占给水排水工程建设总 投资的6070左右。 ?给水管网给水管网（上水管道）（上水管道）（water supply pipe networks, water distribution system） ：输送和配给供水的管道网 络。 ?排水管网排水管网（污水沟道、下水道）（污水沟道、下水道） （sewer networks, sewer systems） ：收集和输送污水的管道网络。 ?雨水管网雨水管网（雨水沟道）（雨水沟道） （storm sewer networks, storm sewer system） ：收集和输送雨水的管道网络。 1.11.1给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成 给水系统：给水系统： ?1、生活用水、生活用水主要包括居民生活用水、公共设施用水和工 业企业生活用水。 主要包括居民生活用水、公共设施用水和工 业企业生活用水。 ?居民生活用水居民家庭生活中饮用、烹饪、洗浴、冲洗等 用水，保障居民身体健康、家庭清洁卫生和生活舒适。 居民生活用水居民家庭生活中饮用、烹饪、洗浴、冲洗等 用水，保障居民身体健康、家庭清洁卫生和生活舒适。 ?公共设施用水机关、学校、医院、宾馆、车站、公共浴场 等公共建筑用水，用水量大，地点集中，成为 公共设施用水机关、学校、医院、宾馆、车站、公共浴场 等公共建筑用水，用水量大，地点集中，成为“大用户大用户”。 ?工业企业生活用水工业企业内的饮用、烹饪、洗浴、冲洗 等生活用水，根据工业企业的生产工艺、生产条件、工作人员 数量、工作时间安排等因素而变化。 工业企业生活用水工业企业内的饮用、烹饪、洗浴、冲洗 等生活用水，根据工业企业的生产工艺、生产条件、工作人员 数量、工作时间安排等因素而变化。 ?2、工业生产用水、工业生产用水生产工艺和产品质量用水，对水量、水 质、水压的要求差异很大。 生产工艺和产品质量用水，对水量、水 质、水压的要求差异很大。 ?3、市政和消防用水、市政和消防用水城镇或工业企业区域内的道路清洗、 绿化浇灌、公共清洁卫生和消防的用水。 城镇或工业企业区域内的道路清洗、 绿化浇灌、公共清洁卫生和消防的用水。 排水系统： ?1、生活污水生活污水指居民和工业企业中的生活污水， 受污染程度比较严重。 指居民和工业企业中的生活污水， 受污染程度比较严重。 ?2、工业废水工业废水在生产工业过程中受到严重污染， 含有很高浓度的污染物质，甚至含有大量有毒有害 物质。 在生产工业过程中受到严重污染， 含有很高浓度的污染物质，甚至含有大量有毒有害 物质。 ?3、降水排水降水排水雨水和冰雪溶化水，防止地面积水 和洪涝灾害。降水应尽可能被收集和利用，达到保 护环境、保护水资源、保障人们生活和生产活动安 全的目的。 雨水和冰雪溶化水，防止地面积水 和洪涝灾害。降水应尽可能被收集和利用，达到保 护环境、保护水资源、保障人们生活和生产活动安 全的目的。 南宁暴雨积水南宁暴雨积水 2006.7.2006.7. 给水排水系统功能关系示意图给水排水系统功能关系示意图 给水排水系统三项主要功能给水排水系统三项主要功能给水排水系统三项主要功能给水排水系统三项主要功能 1）水量保障）水量保障 用户需求的用水量；用户排出废水量；降雨量。用户需求的用水量；用户排出废水量；降雨量。 2）水质保障）水质保障 饮用水水质标准；废水排放水质标准。饮用水水质标准；废水排放水质标准。 3）水压保障）水压保障输水能量 用户用水压力保证充足流量；用水设施安 全； 用户用水压力保证充足流量；用水设施安 全； 排水通畅和稳定。排水通畅和稳定。 城镇给水排水系统示意图城镇给水排水系统示意图 1-取水系统； 2-给水处理系统； 3-给水管网系统； 4-排水管网系统； 5-废水处理系统； 6-排放系统。 地球水循环地球水循环 1.21.2给水排水系统工作原理给水排水系统工作原理 1.2.1给水排水系统的流量关系给水排水系统的流量关系 ?各子系统的流量在同一时间内并不一定相等，且随 时变化。 各子系统的流量在同一时间内并不一定相等，且随 时变化。 最大日流量最大日流量Qdmax，最大时流量，最大时流量Qhmax 1.2.31.2.3给水排水系统的水压关系给水排水系统的水压关系 重力给水：重力给水：水流通过重力自流输水到水厂处理，然后 又通过重力输水管和管网送至用户使用，最经济的给水 方式。当原水位能有富余时可以通过阀门调节供水压 力。 一级加压给水：一级加压给水：从水源取水到水厂采用一级提升，处 理后直接重力输水给用户。 二级加压给水：二级加压给水：取水时经过第一级加压，水厂清水贮 存于清水池中，经过第二级加压进入输水管和管网。 多级加压给水：多级加压给水：长距离输水时需要多级加压提升；大 型给水系统的用水区域很大，应采用多级供水加压。 排水系统：排水系统：一般利用地形或管道坡度重力输水一般利用地形或管道坡度重力输水，当管 渠埋深太大时，采用排排水泵水泵站进站进行行提提升升。 1.31.3给水排水管网系统的功能与组成给水排水管网系统的功能与组成 1.3.2 给水管网1.3.2 给水管网 系统构成系统构成 ?输水管（渠）；输水管（渠）； ?配水管网；配水管网； ?水压调节设施水压调节设施 （泵站、减压 阀）； （泵站、减压 阀）； ?水量调节设施水量调节设施 （清水池、水塔、（清水池、水塔、 高位水池）。高位水池）。 1-清水池； 2-供水泵站； 3-输水管； 4-配水管网；5-水塔(高位水池)； 6-加压泵站； 7-减压设施 输水管道输水管道 和渡槽和渡槽 1.3.3 1.3.3 排水管网系统的构成排水管网系统的构成 ?收集设施； ?排水管网； ?水量调节 池； ?提升泵站； ?废水输水管 （渠）； ?排放口 。 1-集水管网；集水管网； 2-水量调节池；水量调节池； 3-提升泵站；提升泵站； 4-输水管 （渠）。 输水管 （渠）。 污水排放口污水排放口 岸边排放岸边排放 深水排放深水排放 1.41.4给水排水管网系统类型与体制给水排水管网系统类型与体制 1.4.1给水管网系统类型 （1）按水源的数目分类 1）单水源给水管网系统 给水管网系统类型 （1）按水源的数目分类 1）单水源给水管网系统 1地下水集水池；地下水集水池；2泵 站； 泵 站；3水塔；水塔；4管网管网 1水厂；水厂；2水塔；水塔；3管网管网 2）多水源给水管网系统）多水源给水管网系统 （2 2）按系统构成方式分类）按系统构成方式分类）按系统构成方式分类）按系统构成方式分类 1）统一给水管网系 统： ）统一给水管网系 统：系统中只有一个 管网，统一供应生 产、生活和消防等各 类用水。 2）分区给水管网系 统： ）分区给水管网系 统：降低平均压力， 避免局部水压过高的 现象，减少爆管的机 率和泵站能量的浪 费。 串联分区串联分区 并联分区并联分区 1.4.21.4.2排水管网系统的体制排水管网系统的体制排水管网系统的体制排水管网系统的体制 定义：定义：不同排除方式所形成的排 水系统，称为排水体制。 合流制； 分流制。 （1）合流制排水系统）合流制排水系统 将生活污水、工业废水和雨 水混合在同一管道（渠）系统 内排放的排水系统称为合流制 排水系统。 又称直流式合流制排水系统。 新建工程中禁用。 直排式合流制排水系统直排式合流制排水系统 1 合流支管； 2 合流干管；3-河流 截流式合流制排水系统