给水排水管网的系统1_2课件.doc

给水排水管网系统第1章 给水排水管网系统概论 (2h)1.1给水排水系统的功能与组成 1.2城市用水量和用水量变化 1.2.1城市用水量分类和用水量定额 1.2.2用水量表达和用水量变化系数 1.3给水排水系统工作原理 1.3.1给水排水系统的流量关系 1.3.2给水排水系统的水质关系 1.3.3给水排水系统的水压关系 1.4给水排水管网系统的功能与组成 1.4.1给水排水管网系统的功能 1.4.2给水管网系统的构成 1.4.3排水管网系统的构成 1.5给水排水管网系统类型与体制 1.5.1给水管网系统类型 1.5.2排水管网系统的体制 第2章 给水排水管网工程规划 (2h)2.1给水排水工程规划原则和工作程序2.1.1给水排水工程规划原则 2.1.2给水排水工程规划工作程序 2.2城市用水量预测计算 2.3给水管网系统规划布置 2.3.1给水管网布置原则与形式 2.3.2输水管渠定线2.3.3给水管网定线 2.4排水管网系统规划布置 2.4.1排水管网布置原则与形式2.4.2污水管网布置 2.4.3雨水管渠布置 2.4.4废水综合治理和区域排水系统 2.5给水排水工程技术经济分析方法 2.5.1静态年计算费用法 2.5.2动态年计算费用法 第3章给水排水管网水力学基础 (4h)3.1给水排水管网水流特征 3.1.1管网中的流态分析 3.1.2恒定流与非恒定流 3.1.3均匀流与非均匀流 3.1.4压力流与重力流 3.1.5水流的水头与水头损失 3.2管渠水头损失计算 3.2.1沿程水头损失计算 3.2.2沿程水头损失计算公式的比较与选用 3.2.3局部水头损失计算3.2.4水头损失公式的指数形式3.3非满流管渠水力计算 3.3.1非满流管道水力计算公式 3.3.2非满流管道水力计算方法 3.4管道的水力等效简化 3.4.1串联或并联管道的简化 3.4.2沿线均匀出流的简化 3.4.3局部水头损失计算的简化 3.5水泵与泵站水力特性3.5.1水泵水力特性公式及其参数计算 3.5.2并联水泵水力特性公式 第4章给水排水管网模型 (2h)4.1给水排水管网模型方法4.1.1给水排水管网的简化 4.1.2给水排水管网模型元素 4.1.3管网模型的标识4.2管网模型的拓扑特性4.2.1管网图的基本概念4.2.2环状管网与树状管网4.2.3关联矩阵和回路矩阵4.3管网水力学基本方程组4.3.1节点流量方程组4.3.2管段压降方程组4.3.3环能量方程组 第5章给水管网水力分析和计算 (0h)5.1给水管网水力特性分析5.1.1管段水力特性 5.1.2管网恒定流方程组求解条件5.1.3管网恒定流方程组求解方法5.2树状管网水力分析5.3管网环方程组水力分析和计算5.3.1给水管网环校正流量方程组5.3.2环能量方程组求解5.4管网节点方程组水力分析和计算 5.4.1给水管网节点压力方程组5.4.2节点校正压力方程组求解第6章给水管网工程设计 (4h)6.1设计用水量计算 6.1.1最高日设计用水量 6.1.2设计用水量变化及其调节计算 6.2设计流量分配与管径设计 6.2.1节点设计流量分配计算 6.2.2管段设计流量分配计算 6.2.3管段直径设计6.3泵站扬程与水塔高度设计6.3.1设计工况水力分析6.3.2泵站扬程设计6.3.3水塔高度设计6.4管网设计校核6.5给水管网分区设计 6.5.1分区给水系统 6.5.2分区给水的能量分析 第7章给水管网优化设计 (2h)7.1给水管网造价计算7.2给水管网优化设计数学模型7.2.1给水管网优化设计目标函数 7.2.2泵站年运行电费和能量变化系数 7.2.3给水管网优化设计数学模型的约束条件 7.2.4给水管网优化设计数学模型7.2.5数学模型的求解法则 7.3环状管网管段流量近似优化分配计算7.3.1管段流量优化分配数学模型7.3.2管段设计流量分配近似优化计算 7.4输水管优化设计 7.4.1压力输水管7.4.2重力输水管 7.5已定设计流量下的环状管网优化设计与计算7.5.1泵站加压环状管网优化设计7.5.2起点水压已知的重力供水环状管网优化设计7.6管网近似优化计算7.6.1管段设计流量的近似优化分配7.6.2管段虚流量的近似分配 7.6.3输水管经济流速7.6.4管径标准化 第8章给水管网运行调度与水质管理8.1给水管网运行调度目标与系统组成8.1.1给水管网运行调度技术要求8.1.2给水管网调度系统的组成8.1.3给水管网调度SCADA系统8.2管网用水量预测8.2.1日用水量预测 8.2.2调度时段用水量预测 8.3给水管网优化调度数学方法 8.4给水管网水质控制8.4.1给水管网水质变化影响因素 8.4.2给水管网水质数学模型 8.4.3给水管网水质数学模型校正8.5给水管网水力停留时间和水质安全评价8.5.1给水管网“水龄”计算 8.5.2给水管网水质安全性评价第9章污水管网设计与计算 (4h)9.1污水设计流量计算 9.1.1设计污水量定额 9.1.2污水量的变化9.1.3污水设计流量计算 9.2管段设计流量计算 9.2.1污水管网的节点与管段9.2.2节点设计流量计算 9.2.3管段设计流量计算9.3污水管道设计参数 9.3.1设计充满度9.3.2设计流速 9.3.3最小管径 9.3.4最小设计坡度 9.3.5污水管道埋设深度 9.3.6污水管道的衔接9.4污水管网水力计算 9.4.1不计算管段的确定9.4.2较大坡度地区管段设计9.4.3平坦或反坡地区管段设计9.4.4管段衔接设计9.5管道平面图和纵剖面图绘制 9.6管道污水处理 第10章雨水管渠设计和优化计算 (4h)10.1雨量分析与雨量公式 10.1.1雨量分析10.1.2暴雨强度公式10.1.3汇水面积 10.2雨水管渠设计流量计算10.2.1地面径流与径流系数10.2.2断面集水时间与折减系数10.2.3雨水管渠设计流量计算10.3雨水管渠设计与计算10.3.1雨水管渠平面布置特点10.3.2雨水管渠系统设计步骤10.3.3雨水管渠设计参数10.3.4雨水管渠断面设计10.3.5设计计算例题10.4雨水径流调节10.5截流式合流制排水管网设计与计算10.5.1截流式合流制排水管网的适用条件和布置特点10.5.2合流制排水管网设计水量10.5.3合流制排水管网的水力计算要点10.5.4旧合流制排水管网改造 10.6排洪沟设计与计算 10.6.1防洪设计标准 10.6.2洪水设计流量计算 10.6.3排洪沟设计要点 10.7排水管网优化设计10.7.1排水管道造价指标10.7.2排水管道造价公式 10.7.3排水管网优化设计数学模型10.7.4管段优化坡度计算方法 第11章给水排水管道材料和附件 (2h)11.1给水排水管道材料 11.1.1给水管道材料 11.1.2排水管道材料 11.2给水管网附件 11.3给水管网附属构筑物 第12章给水排水管网管理与维护 (2h)12.1给水排水管网档案管理 12.1.1管网技术资料管理 12.1.2给水排水地理信息系统 12.2给水管网监测与检漏 12.2.1管网水压和流量测定 12.2.2管网检漏 12.3管道防腐蚀和修复 12.3.1管道防腐蚀 12.3.2管道清垢和涂料 12.4排水管道养护 12.4.1排水管渠清通 12.4.2排水管渠修复 12.4.3排水管道渗漏检测 第1章 给水排水管网系统概论 (2h)1.1给水排水系统的功能与组成 给水排水系统： 为人们生活、生产、消防提供用水 (给水系统)和排除废水的设施总称 (排水系统) 给水排水系统功能： 向各种不同的用户供应满足需要的水质水量 承担用户排出的废水的收集、输送、处理水量保障 给水：满足用水量 排水：满足排水量水质保障给水：符合水质质量要求 排水：达到排放标准水压保障 给水：符合标准用水压力 排水：有足够的高程和压力给水的用途：生活用水、工业生产用水、市政消防用水 排水的用途：生活污水、工业废水、雨水给水排水系统功能组成：子系统 1 2 3 4 5 61原水取水 2 给水处理 3给水管网 4 排水管网 5废水处理 6 排放和重复利用210-340L/人d140-210L/人d1.2城市用水量和用水量变化 城市综合生活用水量居民生活公共设施3100L/s城市综合用水量城市用水量分类： 企业生产生活浇路2-3L/m2d消防绿化1-3L/ m2d市政(+)的10%12%泄漏(+)的8%12%未预见*数据为一区特大城市平均日用水量表达：(最高年)平均日用水量Qad=Qy/365 (水资源规划、设计污水量) (最高年)最高日用水量Qd (取水工程、水处理工程规划设计)最高日平均时用水量Qah=Qd/24最高日最高时用水量Qh (给水管网工程规划设计)用水量变化系数：日变化系数 =1.11.5时变化系数 =1.21.6用水量计算：（1）城镇或居住区最高日生活用水量 (按综合生活用水计算) （2）工业企业用水量 (生产、生活、淋浴)（3）浇洒道路绿地用水量 （4）管网漏失水量 （5）未预见水量 （6）消防用水量 （7）最高日设计用水量 （8）最高日最高时设计用水量 （9）最高日平均时设计用水量 用水量变化曲线 1.3给水排水系统工作原理 给水排水系统的流量关系： 给水排水系统的水质关系 三个水质标准 原水水质标准 国家饮用水水源标准给水水质标准 国家生活饮用水水质卫生标准、相关行业水质标准排放水水质标准 国家废水排放水质标准、受纳水体承受能力三个水质变化过程 给水处理将原水净化，加入有益物质用户用水水质受到污染废水处理去除污染物，达标排放给水排水系统的水压关系 全重力给水水源地势高一级加压给水水源地势高、水厂地势高、水源无需处理二级加压给水水源加压到水厂，水厂加压到用户多级加压给水距离很长、用水区域很大或狭长型排水系统间接承受给水压力(地势)、管埋太深要提升1.4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 水量输送将一定水量位置迁移，满足用水排水地点要求水量调节采用贮水措施，解决供、用、排水量不平衡水压调节加压或减压措施调节水的压力给水管网系统的构成 输水管渠不向外供水，远距离时铺2条并行管线配水管网主干,干,支,连接,分配等，安消防栓、阀门、仪表水压调节设施泵站 减压阀水量调节设施清水池 水塔 排水管网系统的构成 废水收集设施污水收集 雨水收集 窨井排水管网主干,干,支,雨水井,检查井，非满流/满流排水调节池水量调节,水质调节提升泵站降低埋管深度，水提升至处理设施或排放高程废水输送管渠长距离输送废水至水体下游废水排放口防冲刷、与接纳水体混匀1.5给水排水管网系统类型与体制 给水管网系统类型 单水源给水管网系统 多水源给水管网系统统一给水给水管网系统 分区给水给水管网系统(串并)重力输水管网系统 压力输水管网系统排水管网系统的体制 合流制排水系统 (直排式合流制，截流式合流制)分流制排水系统(完全分流制，不完全分流制)第2章 给水排水管网工程规划 (2h)2.1给水排水工程规划原则和工作程序 工作任务：(1)确定服务范围、建设规模(2)确定水资源综合利用与保护措施(3)确定系统组成与体系结构(4)确定系统主要构筑物的位置(5)确定工艺流程与水质保证措施(6)管网规划和干管布置与定线(7)确定废水的处置方案及环境影响评价(8)技术经济比较规划原则：(1)贯彻国家、地方法律法规(2)城镇及企业规划兼顾给水排水工程(3)给水排水工程规划服从城镇发展规划(4)合理确定远近期规划与建设范围(5)合理利用水资源和过保护环境(6)规划方案尽量经济高效工作程序：(1)明确任务，确定编制依据 (2)收集资料，现场踏勘(3)估算用水排水量，保障数据的科学性(4)制定给水排水工程规划方案(5)根据规划期限，提出分期实施步骤和措施(6)编制规划文件，绘制规划图纸2.2城市用水量预测计算(1)分类估算法 (2)单位面积法 11.6104 m3 / (km2d) 一区特大城市(3)人均综合指标法 0.81.2 m3 / (capd) 一区特大城市(4)年递增率法 (5)线性回归法 (6)生长曲线法 2.3给水管网系统规划布置给水管网布置原则(1)按照城市总体规划，结合实际情况，多方案技术经济比较(2)主次明确，先布置输水灌渠，再布置一般管线与设施(3)尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用(4)协调好与其它管线、道路等工程关系(5)供水适当的安全可靠(6)减少拆迁，少占农田(7)管渠施工、运行维护方便(8)远近期结合，留发展余地，考虑分期实施的可能行给水管网布置基本形式 树状网 环状网输水管渠定线 选择和确定输水管渠线路的走向和位置原则(1)与城市建设规划相结合，缩短线路，减少拆迁，少占农田，少毁植被(2)选择最佳地形地质条件，尽量沿现有道路或规划道路定线，便于施工维护(3)减少与铁路、公路、河流交叉，避免穿越沼泽、滑坡、岩石、高地下水位、河水淹没区、冲刷地区，保证供水安全要求(1)建不少于2条输水灌渠或建1条管渠而在用水区附近加建水池(2)输水管坡度大于1:5D，若小于1:1000，应每隔0.51Km装排气阀输水方式(1)重力式(2)压力式给水管网定线 在地形平面图上确定管线的走向和位置(1)只限于干管以及干管之间的连接管(2)管网形状随城市总平面布置图而定要求(1)干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致(2)干管沿城市规划道路定线，避免在高级路面或重要路面下通过(3)生活饮用水管网严禁与非饮用水管网、自备水源直接连通(4)生活饮用水管网应避免穿越毒物污染机腐蚀性地段，无