土木工程概论第给排水工程

1、土木工程概论第给排水工程 第十章第十章 给排水工程给排水工程 土木工程概论第给排水工程 本章内容 v10.1 给水工程 v10.2 排水工程 土木工程概论第给排水工程 前言 17 17世纪欧洲发达城市的排水系统已经发展到很高的世纪欧洲发达城市的排水系统已经发展到很高的 水平。水平。 给排水工程是人类文明的产物，体现了人类卫生条给排水工程是人类文明的产物，体现了人类卫生条 件和居住环境的改善。件和居住环境的改善。 给排水工程是城市基础设施的一个组成部分。城市给排水工程是城市基础设施的一个组成部分。城市 的人均耗水量和排水处理比例，往往反映出一个城市的的人均耗水量和排水处理比例，往往反映出一个城市

2、的 发展水平。发展水平。 土木工程概论第给排水工程 10.1 给水工程 v 给水工程包括城市给水和建筑给水两部分。给水工程包括城市给水和建筑给水两部分。 v 前者解决城市区域供水问题；前者解决城市区域供水问题； v 后者解决一栋具体的建筑物的供水问题。后者解决一栋具体的建筑物的供水问题。 土木工程概论第给排水工程 10.1.1 城市给水 v一、城市给水系统的组成 v 一般由取水工程、净水工程、输、配水工程和一般由取水工程、净水工程、输、配水工程和 调节设施组成。调节设施组成。 设计准则： （1）保证供应城市的需要水量； （2）保证供水水质符合国家规定的卫生标准； （3）保证不间断地供水、提供规

3、定的服务水压和 满足城市的消防要求。 土木工程概论第给排水工程 二、取水构筑物 v功能：取用水源水。 v1、地下水取水构筑 物：井和泉室。 土木工程概论第给排水工程 二、净水方法 v般地面水净水厂的净水工艺流程如所 示。 1 2 4 3 5 土木工程概论第给排水工程 v1、由一级泵站送来原水，水中含有悬游 物、胶体物等杂质，需加入明矾或硫酸 亚铁等混 凝剂，经过充分混合，产生凝 聚作用，并与水中杂物形成绒毛状絮体， 然后流人沉淀池。 水流速降低，絮休沉 淀，除去水中杂质，使水澄清。沉淀池 有水平流行的平流式沉淀池， 也有斜管、 斜板式沉淀池，后者由于增大沉淀面积， 因而沉淀效率提高很多。 土木

4、工程概论第给排水工程 v2、也可以使 用混合反应与沉淀在一个 池中进行，利用池中有吸附能力的泥渣 来澄清水的构筑物，称澄清池。水经沉 淀或澄清后，除去大部分杂质。 v3、过滤处理：水质虽然较清，但仍含有 微小颗粒杂物及 细菌等，必须经过滤处 理，使水质进步改善，以满足用水的 水质要求。过滤一般用快滤 池，池中滤 料常用石英砂，使澄清后的水经过砂层， 利用砂粒间的微小扎隙的筛滤、吸 附、 沉淀等作用，除去水中细小物质。 土木工程概论第给排水工程 v4、消毒：过滤后水质清澈、透明，但仍 含有细菌，并可能有病 原茵，还不适和 生活饮用，因此需进行最后消毒处理， 杀灭病菌，保证饮水卫生。消毒有 很多

5、种方法，但大规模的水质消毒常用氯或 臭氧。由于氯消毒方便、经济且能保 持一定 时间的延续消毒能力，因而用得 较多 。 土木工程概论第给排水工程 v5、输配：原水经沉淀澄清、过滤、消毒 后，水质可满足用水要求。最后将清水 贮存于清水池中， 再由二级泵站抽送到 输配水管中，供用户使用。 土木工程概论第给排水工程 10.1.1 城市给水 v1统一给水系统 v 当城市给水系统的水质，均按生活用水标准当城市给水系统的水质，均按生活用水标准 统一供应各类建筑作生活、生产、消防用水，则称统一供应各类建筑作生活、生产、消防用水，则称 此类给水系统为统一给水系统。此类给水系统为统一给水系统。 土木工程概论第给排

6、水工程 2. 分质给水系统 v 当一座城市或大型厂矿企业的用水，因生产性质对当一座城市或大型厂矿企业的用水，因生产性质对 水质要求不同，特别对用水大户，其对水质的要求低于生水质要求不同，特别对用水大户，其对水质的要求低于生 活用水标准，则适宜采用分质给水系统。活用水标准，则适宜采用分质给水系统。 10.1.1 10.1.1 城市给水城市给水 分质给水系统 土木工程概论第给排水工程 3. 分压给水系统 v 当城市或大型厂矿企业用水户要求水压差别很大时，当城市或大型厂矿企业用水户要求水压差别很大时， 可以采用并联和串联分压给水系统。可以采用并联和串联分压给水系统。 分压并联给水系统 10.1.1

7、10.1.1 城市给水城市给水 土木工程概论第给排水工程 4. 分区给水系统 v 将整个系统分成几个区，各区之间采取适当的联系，将整个系统分成几个区，各区之间采取适当的联系， 而每区有单独的泵站和管网。采用分区系统技术上的原因而每区有单独的泵站和管网。采用分区系统技术上的原因 是为使管网的水压不超过水管能承受的压力。是为使管网的水压不超过水管能承受的压力。 10.1.1 10.1.1 城市给水城市给水 分区给水系统 土木工程概论第给排水工程 5. 循环和循序给水 系统 v 循环系统是指使用过的水经过处理后循环循环系统是指使用过的水经过处理后循环 使用，只从水源取得少量循环时损耗的水。使用，只从

8、水源取得少量循环时损耗的水。 10.1.1 10.1.1 城市给水城市给水 循环与循环给水系统示意图 土木工程概论第给排水工程 6. 区域给水系统 v 统一从沿河城市的上游取水，经水质净化后，用输、统一从沿河城市的上游取水，经水质净化后，用输、 配管道送给沿该河诸多城市使用的区域性供水系统。配管道送给沿该河诸多城市使用的区域性供水系统。 10.1.1 10.1.1 城市给水城市给水 环状和枝状配水管网示意图 土木工程概论第给排水工程 7. 中水系统 v 定义：将各类建筑或建筑小区使用后的排水，定义：将各类建筑或建筑小区使用后的排水， 经处理达到中水水质要求后，回用于厕所便器冲洗、经处理达到中水

9、水质要求后，回用于厕所便器冲洗、 绿化、洗车、清扫等各杂用水用水点的一整套工程设绿化、洗车、清扫等各杂用水用水点的一整套工程设 施。施。 v 组成：中水原水系统、处理系统及给水系统。组成：中水原水系统、处理系统及给水系统。 v 作用：可实现污水、废水资源化，既节省了水作用：可实现污水、废水资源化，既节省了水 资源，又使污水无害化。在环保，缓解水资源不足方资源，又使污水无害化。在环保，缓解水资源不足方 面起到了重要作用。高层建筑用水量一般均较大，设面起到了重要作用。高层建筑用水量一般均较大，设 置中水系统也就具有很大的现实意义。置中水系统也就具有很大的现实意义。 10.1.1 10.1.1 城市

10、给水城市给水 土木工程概论第给排水工程 2.城市给水系统的设计 v一、管道材料：分为金属和非金属材料 v1、金属管 v1）钢管。钢管又分为普通钢管、镀锌钢管及无缝钢管。 v镀锌钢管：钢管镀锌是为了防锈、防腐 蚀。用于生活饮 用水管或某些工业水管，可免影响水质； v普通钢管：用于非生活用 水管道或一般工业给水管道等； v无缝钢管：用于高压管，其工作压力可达16MPa以上。 v特点：强度高、韧性强、重量轻、长度大、加工安装容 易等优点，但抗腐蚀性差，造价较 高。 土木工程概论第给排水工程 v2）铸铁管。铸铁管有耐腐蚀、接装方便、 价格低的优点，但性脆，重量较大，多 用 于直径大于50mm的埋地管。

11、 v3）铜管。铜管具有韧性大、重量较小、 耐腐性 强、接装方便等优点，但造价较 高，国内应用较少。 土木工程概论第给排水工程 v2、非金属管 v1）塑料管。多用硬聚氯乙烯管，也称为 UPVC管。具有较强的化学稳定性，水力 性能良好，较轻，加工安装方便。但耐 热性差，强度较低。 v2）石棉水泥管。一般用于埋地管，水力 性能良好，机械强度较高，绝缘性能强， 重量轻，易加工。但脆性大。 二、布网方式 枝型和网型 土木工程概论第给排水工程 三、三、增压、贮水设备 1.水泵 水泵是给水系统中的主要升压设备。水泵是给水系统中的主要升压设备。 虹吸式水泵流量大、扬程低，在城市供水管虹吸式水泵流量大、扬程低，

12、在城市供水管 网中应用较多；在建筑内部的给水系统中，一般网中应用较多；在建筑内部的给水系统中，一般 采用离心式水泵，它具有结构简单、体积小、效采用离心式水泵，它具有结构简单、体积小、效 率高且流量和扬程在一定范围内可以调整等优点。率高且流量和扬程在一定范围内可以调整等优点。 10.1.1 10.1.1 城市给水城市给水 土木工程概论第给排水工程 2.贮水池 v 贮水池是贮存和调节水量的构筑物。贮水池是贮存和调节水量的构筑物。 v 其有效容积应根据生活（生产）调节水量、消防贮其有效容积应根据生活（生产）调节水量、消防贮 备水量和生产事故备用水量确定。备水量和生产事故备用水量确定。 v 气压给水设

13、备：利用密闭罐中压缩空气的压力变化，气压给水设备：利用密闭罐中压缩空气的压力变化， 调节和压送水量，在给水系统中主要起增压和水量调节作调节和压送水量，在给水系统中主要起增压和水量调节作 用。用。 10.1.1 10.1.1 城市给水城市给水 土木工程概论第给排水工程 3.水箱 v 按用途分，有高位按用途分，有高位 水箱、减压水箱、冲冼水箱、减压水箱、冲冼 水箱、断流水箱等。水箱、断流水箱等。 v 制作材料，有钢板制作材料，有钢板 （普通、搪瓷、镀锌、（普通、搪瓷、镀锌、 复合和不锈钢板）、钢复合和不锈钢板）、钢 筋混凝土、塑料和玻璃筋混凝土、塑料和玻璃 钢等。钢等。 10.1.1 10.1.1

14、 城市给水城市给水 水箱配管附件示意图 土木工程概论第给排水工程 4、气压给水装置 v1、水箱的缺点： v1）水箱是靠其位置高度所形成的压力 来供水的，为此需将水箱放在 建筑物 屋顶的最高处， 在大型建筑中，即使 如此，还常常不能满足最不利供水点 的供水水压要求。 v2）由于水箱存水 量较大，在屋顶上 形成很大荷重，增加结构荷载，不利 于抗震，同时也有碍建筑美观。 v结论：改用气压装置 土木工程概论第给排水工程 v2、气压装置，也称气压水箱。 v此装置是将水及空气密封于压力水 罐内，利用 空气压力把箱内存水压送到供水系统中去，其 作用与水箱相同。由于罐内水是 受压力的，因 此罐的位置不受高度和

15、地点的限制。 v优点：灵活性大、建设快、 水受污染少、不妨 碍建筑美观、有利抗震。 v缺点：压力变化大、效率低、运行复杂、需经 常补气、耗电能较多、供水安全性不如屋顶水 箱可靠。 土木工程概论第给排水工程 土木工程概论第给排水工程 10.1.2 建筑给水 一、定义 为工业与民用建筑物内部和居住小区范围内生活设为工业与民用建筑物内部和居住小区范围内生活设 施和生产设备提供符合水质标准以及水量、水压和水温要施和生产设备提供符合水质标准以及水量、水压和水温要 求的生活、生产和消防用水的总称。供给居住小区范围内求的生活、生产和消防用水的总称。供给居住小区范围内 建筑物内外部生活、生产、消防用水的给水系

16、统，包括建建筑物内外部生活、生产、消防用水的给水系统，包括建 筑内部给水系统与居住小区给水系统两类。筑内部给水系统与居住小区给水系统两类。 土木工程概论第给排水工程 土木工程概论第给排水工程 土木工程概论第给排水工程 建筑内部给水系统 土木工程概论第给排水工程 二、给水方式 v指建筑内部给水系统的供水方案。指建筑内部给水系统的供水方案。 v基本类型：直接给水方式、设水箱的给水方式、设水泵基本类型：直接给水方式、设水箱的给水方式、设水泵 的给水方式、设水泵和水箱的给水方式、分区给水方式等。的给水方式、设水泵和水箱的给水方式、分区给水方式等。 10.1.2 10.1.2 建筑给水建筑给水 直接给水

17、系统设水箱的给水系统 土木工程概论第给排水工程 10.1.2 10.1.2 建筑给水建筑给水 设水泵的给水方式 土木工程概论第给排水工程 10.1.2 10.1.2 建筑给水建筑给水 分区给水方式 分质给水方式 土木工程概论第给排水工程 三、高层建筑物供 水 v 高层建筑必须在垂高层建筑必须在垂 直方向分成几个区，采用直方向分成几个区，采用 分区供水的系统。分区供水的系统。 城市给水网的供水 压力往往不能满足高层 建筑的供水要求，需要 另行加压。所以在高层 建筑的底层或地下室要 设置水泵房，用水泵将 水送到建筑上部的水箱。 10.1.2 10.1.2 建筑给水建筑给水 高层建筑给水示意图 土木

18、工程概论第给排水工程 1 室内给水管道按供水可靠程度要求分为：枝状 和环状。 2 管道敷设分为明装和暗装。 3 建筑内给水包括生活，生产，消防用水三部分 各个特点。 土木工程概论第给排水工程 10.2 排水工程 v10.2.1 城市排水 一、定义：城市的生活污水、工业生产污水和废 水 以及空中降水所采用的排水方式称为排 水体制。 二、分类： 1.1.合流制排水系统合流制排水系统 (1) 简单合流系统 (2) 截流式合流系统 2.2.分流制排水系统分流制排水系统 3.3.半分流制排水系统半分流制排水系统 土木工程概论第给排水工程 3、合流制 v1）完全合流制。当生活污水、工业污 水和雨水在同一排

19、水系统汇集和排除 时，称为合流制排水系统。 v优点：采用这种系统时，街道 下只有 一条排水管道，因而管网建设比较经 济。 v缺点：几种污水汇集后 都流人处现厂， 使处理厂的规模过大，投资过多，建 设困难；不降雨时，排水管内水量较 小，管中水力条件较差；如果直接排 入水体又极不卫生。因此实际采用合 流制排水系统的很少。 土木工程概论第给排水工程 (2)截流式合流制 v定义：污水与雨 水合流后排向沿 河的截流干 管， 并在干管上设置 雨水溢流井。不 降雨水时，污水 流入处理厂进行 处 理；降雨时， 管中流量增大， 当管内 流量超过 一定限度时，超 出的流量将 通过 溢流井溢入河道 中。 土木工程概

20、论第给排水工程 4、分流制 v定义：污水与雨水 分别排除的系统。 v分类：完全分流制， 不完全分流制。 v1）完全分流制。 生活污水、工业废 水和雨水分别以三 个管道来排除；或 生活污水与水 质相 类似的工业污水合 流，而雨水则流人 雨水管道。 土木工程概论第给排水工程 特点：完全分流制系统卫生情况好，管 内水力条件也较佳，并可以分期建设， 减少一次投资。实际采用的较多。 缺点：由于管道数增多，投资比合流制 增大。同时，因雨水可直接排入河道， 初降的 雨水较脏，有可能污染河道。 土木工程概论第给排水工程 (2)不完全分流制 v定义：是城市只设污水排水系统而不设 雨 水系统。雨水沿街道边沟或明渠

21、排入 水体。 v特点：比较经济，但需 具有有利地形时 才能采用。在新建城 市中，初期采用不 完全分流制系统， 先解决污水排除问题。 随着城市的发 展，道路逐渐完善，雨水 管也建设起 来，改为完全的分流制，这 样分期建设排水系统，有利城市的发展。 土木工程概论第给排水工程 二、城市排水系 统 v 从总体看，城市排水系统由收集（管渠）、从总体看，城市排水系统由收集（管渠）、 处理（污水厂）和处置三方面的设施组成。处理（污水厂）和处置三方面的设施组成。 v1.排水管渠系统的组成 v2.污水处理厂的组成 v3.城市排水系统规划原则和要点 10.2.1 10.2.1 城市排水城市排水 土木工程概论第给排

22、水工程 2. 排水管渠排水管渠 v管渠：明渠和暗管，加盖明渠。管渠：明渠和暗管，加盖明渠。 v暗管：管道是预制的圆形管道，管直径小，暗管：管道是预制的圆形管道，管直径小， 0.02,可以距离增加. v雨水口结构分进水篦、井身、连接管。 土木工程概论第给排水工程 2.排水管渠排水管渠 v雨水口类型分：边沟、侧石和联合式雨水口。 v边沟雨水口的进水篦在路面，与路面平或略 低于路面，进水能力大，但影响交通； v侧石雨水口进水篦在路边侧石，垂直于地面， 进水能力差，但不影响交通，而且可以用细 的篦条。从底部构造看，可以分为落底和不 落底的，落底就是连接管连接位置与井底存 在一定的距离，可以截流较重的物

23、体。 土木工程概论第给排水工程 进水篦 连接管 侧石 道路 人行道 边沟雨水口边沟雨水口 土木工程概论第给排水工程 2.排水管渠排水管渠 v进水篦位于道路上，需要用铸铁材料 边沟雨水口图边沟雨水口图 拍摄于校园内拍摄于校园内 土木工程概论第给排水工程 2.排水管渠排水管渠 边沟雨水口图 土木工程概论第给排水工程 2.排水管渠排水管渠 雨水口 连接管 侧石 道路 人行道 侧石雨水口 土木工程概论第给排水工程 2.排水管渠排水管渠 v侧石雨水口 n进水篦位于侧石下，细钢筋即 可 土木工程概论第给排水工程 侧石进水篦 边沟进水篦 连接管 道路 侧石 人行道 联合雨水口联合雨水口 土木工程概论第给排水工程 2.排水管渠排水管渠 v联合雨水口联合雨水口 边沟进水篦 应位于道路 上，而不应 在人行道 上！ 土木工程概论第给排水工程 v(9). 倒虹管倒虹管 v穿越障碍物设置的特殊构筑物。由进水井、管管、出水井组 成。折管式管管，管道先下降再上升，适合跨度大的河道等， 施工复杂，管理养护困难，而直管式，管管部分为直形，相 对管理维护容易。倒虹管防止淤积：设计流速不小于0.9m， 且不能小于上游管道流速；最小管