1第一章给水排水管网系统概论

1、第一章第一章 给水排水管网系统概论给水排水管网系统概论 1.4 1.4 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 1.3 1.3 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 1.1 1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成1.1 1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成1 1给水排水系统：给水排水系统： 是为人们的生活、生产和消防提供用水和排除废水的设施的总称。2 2给水排水系统的功能：给水排水系统的功能： 1）供水 2) 排水3.3.给水的用途给水的用途 1）生活用水： 2）工业生产用水： 3）市政消防用水： 为了满足城市和工业企业的

2、各类用水需求，城市供水系统需要具备充足的水资源、取水设施、水质处理设施和输水及配水管道网络系统。一、给水排水系统的功能一、给水排水系统的功能4.4.污水的分类污水的分类生活污水工业废水降水 （雨、雪等）一、给水排水系统的功能一、给水排水系统的功能1.1 1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成4.1 生活污水来源： 住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂中的生活间部分。特点：（1）含有较多的有机物，如蛋白质、氨氮、洗涤剂以及病原微生物等，生活污水量与用水量接近，约为用水量的8090%，污染物的成分和浓度较稳定。（2）逐年增加，生活水平，用水量，生活污水。1989年生活污

3、水占总污水量的比例为28.3%，而到了1999年这一比例高达53.2% 出路：经过处理后排入水体、灌溉农田或再利用。 一、给水排水系统的功能一、给水排水系统的功能1.1 1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成4.2 工业废水来源来源各类工矿企业。特点特点 （1）成分复杂，受工业生产性质和工艺过程的影响明显，水量和水质变化大，对环境的危害大。（2）工业产值增加10，污水排放量会增加0.17。出路出路 经过工厂处理达标后排入水体、循环使用或达到接管标准后接入城市污水处理厂。 一、给水排水系统的功能一、给水排水系统的功能1.1 1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组

4、成分类分类1 1）按照污染程度）按照污染程度 ： 生产废水、生产污水2 2）按所含污染物的化学性质，分为按所含污染物的化学性质，分为3 3类类： 主要含无机污染物的废水； 主要含有机污染物的废水； 同时含无机和有机污染物的废水。 3）按所含污染物的主要成分分类：）按所含污染物的主要成分分类： 酸性废水、碱性废水、含氰废水（电镀）、含铬废水（皮革）、含镉废水（采矿）、含汞废水（电镀、仪表）、含酚废水（焦化厂）、含油废水（餐饮、石油开采、机械加工）、含有机磷废水（农药、化肥）等。 一、给水排水系统的功能一、给水排水系统的功能1.1 1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成4.3 降

5、水 （雨、雪等） 指大气降水，包括雨、雪、雹、霜等。一般降水指的是雨水。特点：（1）一般比较清洁、径流量大。必须及时排泄，是排水的主要对象之一。（2）冲洗街道和消防用水，由于其性质和雨水类似，也并入雨水。（3）一般雨水不需处理，可直接排入水体。一、给水排水系统的功能一、给水排水系统的功能1.1 1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成5 5给水排水系统应具有的给水排水系统应具有的3 3项主要功能项主要功能 1）水量保障 即向人们指定的地点及时可靠地提供满足用户需求的用水量，将用户排出的废水（包括生活污水和生产废水）和雨水及时可靠地收集并输送到指定地点。2）水质保障 即向指定用水

6、地点和用户供给符合质量要求的水及按有关水质标准将废水排入受体。主要措施：3）水压保障 即为用户的用水提供符合标准的用水压力，使用户在任何时间都能取得充足的水量；同时，使排水系统具有足够的高程和压力，使之能够顺利排入受纳体。 一、给水排水系统的功能一、给水排水系统的功能1.1 1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成 采用合适的给水处理设施使供水（包括水的循环利用）水质达到或超过人们用水所要求的质量； 通过设计和运行管理中的物理和化学等手段控制贮水和输配水过程中的水质变化； 采用合适的排水处理措施使废水水质达到排放要求，保护环境不受污染。 图1.1 给水排水系统功能关系示意图 水

7、源取水设施给水处理设施供水泵站城市给水管网企业给水管网居民生活用水公共设施用水市政用水城市消防用水 工业企业生产用水工业企业生活用水工业企业消防用水工业废水管网工业废水处理设施城市污水管网城市雨水管网城市污水处理设施排水受纳体自然降水 1.水源取水系统 2.给水处理系统 3.给水管网系统（或输配水系统） 4.排水管网系统 5.废水处理系统 6.排放和重复利用系统二、给水排水系统的组成二、给水排水系统的组成1.1 1.1 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-排放系统图1.2 城镇给水排水系统示意

8、图河流1.2 1.2 给水排水系统工作原理给水排水系统工作原理 给水排水系统各子系统及其组成部分具有流量连续流量连续关系 一、给水排水系统的流量关系一、给水排水系统的流量关系图1.3 给排水系统流量关系 取水系统给水处理系统清水池给水管网系统用户水 塔排水管网系统均和池排水处理系统排放或者复用系统调 节池q1q2q4q5q6q7q8q3q1q2q3q4q5q7q6给水排水系统的水质主要表现3个水质标准和3个水质变化过程。 三个水质标准三个水质标准是： 1. 原水水质标准： 必须符合国家生活饮用水水源水质标准。 2. 给水水质标准： 供应城镇用户使用的水，必须达到国家生活饮用水水质卫生规范要求，

9、工业用水和其他用水必须达到有关行业水质标准或用户特定的水质要求。 3. 排放水质标准 应按照国家废水排放水质标准要求及废水排放受纳水体的承受能力确定。1.2 1.2 给水排水系统工作原理给水排水系统工作原理二、给水排水系统的水质关系二、给水排水系统的水质关系三个水质变化过程三个水质变化过程是： 1.给水处理 即将原水水质净化或加入有益物质，使之达到给水水质要求的处理过程。 2. 用户用水 即用户用水改变水质，使之成为污水或废水的过程，水质受到不同程度的污染。 3. 废水处理 即对污水或废水进行处理，去除污染物，使之达到排放水质标准的过程。1.2 1.2 给水排水系统工作原理给水排水系统工作原理

10、二、给水排水系统的水质关系二、给水排水系统的水质关系 在给水系统中，水在输送过程中的压力方式在给水系统中，水在输送过程中的压力方式 ： 1.1.全重力给水（当水源地势较高时）全重力给水（当水源地势较高时） 属于完全利用原水的位能克服输水的能量损失和转化为用户要求的水压关系 2.2. 一级加压给水一级加压给水 1）当水厂地势较高时，从水源取水到水厂采用一级提升，处理后的清水依靠水厂的地势高，直接重力输水给用户； 2）水源地势较高时，靠重力输水至水厂，处理后清水加压输送给用户； 3）原水水质优良时，无需处理，从取水时加压直接输送给用户使用； 4）当给水处理全过程采用封闭式设施时，从取水处加压后，采

11、用承压方式进行处理，直接输送给用户。 3.3.二级加压给水二级加压给水 第一级加压的目的是取水和提供原水输送与处理过程中的能量要求； 第二级加压的目的是提供清水在输水管与管网中流动所需要的能量，并提供用户用水所需的水压。 4.4. 多级加压给水多级加压给水 1）长距离输水时需要多级加压提升，如水源离水厂很远时，原水需经多级提升输送到水厂，或水厂离用水区域很远时，清水需要多级提升输送到用水区的管网； 2）大型给水系统的用水区域很大，或用水区域为窄长型，一级加压供水不经济或前端管网水压偏高，应采用多级供水加压。三、给水排水系统的水压关系三、给水排水系统的水压关系在排水系统中，废水的输送： 1.排水

12、系统首先是间接承接给水系统的压力，即用户用水所处位置越高，排水源头的位能（水头）越大。 2. 排水系统往往利用地形重力输水，只有当管渠埋深太大时，采用排水泵站进行提升。 1.2 1.2 给水排水系统工作原理给水排水系统工作原理三、给水排水系统的水压关系三、给水排水系统的水压关系 给排水管网系统是给排水工程设施的重要组成部给排水管网系统是给排水工程设施的重要组成部分，是由不同的管道和附属设施构成的输水网络。分，是由不同的管道和附属设施构成的输水网络。 给水管网系统给水管网系统承担供水的输送、分配、压力调节（加压、减压）和水量调节任务，起到保障用户用水的作用。 排水管网系统排水管网系统承担污废水收

13、集、输送、高程或压力调节和水量调节任务，起到防治环境污染和防治洪涝灾害的作用。1.3 1.3 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一、一、给水排水管网系统的功能与特点给水排水管网系统的功能与特点给水管网系统和排水系统均应具有以下功能：给水管网系统和排水系统均应具有以下功能：水量输送： 即实现一定水量的位置迁移，满足用水和排水的地点要求；水量调节： 即采用贮水措施解决供水、用水与排水的水量不平均问题；水压调节： 即采用加压和减压措施调节水的压力，满足水输送、使用和排放的能量要求。给水排水管网系统具有一般网络系统的特点给水排水管网系统具有一般网络系统的特点即分散性、连通性分散性

14、、连通性、传输性传输性、扩展性扩展性等。同时给水管网系统又具有与一般网络系统不同的特点，如隐蔽性强、外部干扰因素多、容易发生事故、基建投资费用大、扩建改建频繁、运行管理复杂等。 1.3 1.3 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一、一、给水排水管网系统的功能与特点给水排水管网系统的功能与特点 1.给水管网系统的给水管网系统的构成构成 给水管网系统一般由输水管（渠）、配水管网、水压调节设施（泵站、减压阀）及水量调节设施（清水池、水塔、高位水池）等构成。（如图1.4） 2.2.排水管网系统的排水管网系统的构成构成 排水管网系统一般由废水收集设施、排水管网、水量调节池、提升泵站

15、、废水输水管（渠）或排放口等构成。 （如图1.5） 1.3 1.3 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二、二、给水排水管网系统的构成给水排水管网系统的构成图1.4 城市给水系统示意图1234576981-取水构筑物2-一级泵站3-水处理构筑物4-清水池5-二级泵站6-配水管网（干管）7-水塔或高地水库8-浑水输水管道9-清水输水管道城市给水系统示意图1.3 1.3 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二、二、给水排水管网系统的构成给水排水管网系统的构成 1）输水管（渠）： 是指在较长距离内输送水量的管道或渠道。 2）配水管网： 是指分布在供水区域内的配

16、水管道网络。 3）泵站：是输配水系统中的加压设施，一般由多台水泵并联组成。 4）水量调节设施 有清水池（清水库）、水塔和高位水池等形式。 5）减压设施 用减压阀和节流孔板等降低和稳定输配水系统局部的水压，以避免水压过高造成的管道或其他设施漏水、爆裂、水锤破坏，或避免用水的不舒适感。 1.3 1.3 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二、二、给水排水管网系统的构成给水排水管网系统的构成1）废水收集设施：排水系统的起点 废水收集、雨水收集2）排水管网： 指分布于排水区域内的排水网络 构成、功能、附属构筑物等3）排水调节池： 指具有一定容积的污水、废水或雨水贮存设施。 作用：调

17、节水量、事故时贮存水量、均和水质（图1.6）4）提升泵站 指通过水泵提升排水的高程或使排水加压输送。 （图1.7） 5）废水输水管（渠） 是指长距离输送废水的压力管道或渠道。 6）废水排放口 常用形式：岸边式排放口和分散式排放口。 （图1.8、图1.9）1.3 1.3 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二、二、给水排水管网系统的构成给水排水管网系统的构成q3q12q5q4q3q2q1 图3-5 调节水池布置 （1）溢流堰式 （2）底部流槽式1-调节池上游 2-调节池下游 3-池进水管4-池出水管 5-溢流堰 6-逆止阀 7-流槽 （2）（1）7调节水池调节水池64135q

18、3q12q5q4q3q2q1 图3-5 调节水池布置 （1）溢流堰式 （2）底部流槽式1-调节池上游 2-调节池下游 3-池进水管4-池出水管 5-溢流堰 6-逆止阀 7-流槽 （2）（1）7调节水池调节水池64135图1.6 调节池布置图图1.7 1.7 污水泵站示意图污水泵站示意图(a)岸边式排放口(b)江心分散式排放口1-排水管； 2-水下扩散排水口；3-渐缩管；4-弯头；5-石碓图图1.8 1.8 废水排放口废水排放口图1.9 淹没式出水口 1.按水源的数目分类 1）单水源给水管网系统（图1.10） 2）多水源给水管网系统（图1.11）2.按系统构成方式分类 1）统一给水管网系统 2）

19、分区给水管网系统（图1.12） （图1.13） 管网分区的方法有两种：一是串联分区，设多级泵站加压；另一种是并联分区，不同压力要求的区域由不同的泵站（或泵站中不同水泵）供水。 3.按输水方式分类 1）重力输水管网系统（图1.16） 2) 压力输水管网系统 一、一、给水管网系统类型给水管网系统类型1.4 1.4 给水排水管网系统的类型与体制给水排水管网系统的类型与体制1-地下水集水池 2-泵站 3-水塔 4-管网图1.10 单水源管网系统示意图1-水厂 2-水塔 3-管网 图1.11 多水源管网系统示意图 并联分区即高低两区由同一泵站分别单独供水； 串联分区即高区泵站从低区取水，然后向高区供水。

20、6-高区泵站4-低区水池（或水塔）（b)串联分区521-泵站5-高区水池（或水塔）2-低区1（a)并联分区3-高区43562134图1.12 分区给水管网系统示意图图1.13 分质给水管网系统示意图图1.14 分压给水管网系统示意图图1.15 分区给水管网系统示意图 1-清水池 2-输水管 3-配水管网图1.16 重力输水管网系统 排水体制：城市和工业企业的生活污水、工业废水和雨水的收集与排除方式。 1.排水体制的定义排水体制的定义2.排水体制的分类排水体制的分类 排水体制一般可分为合流制和分流制两种类型。二、二、排水管网系统的体制排水管网系统的体制1.4 1.4 给水排水管网系统的类型与体制

21、给水排水管网系统的类型与体制 合流制排水系统： 是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管内排除的系统。 可分为直排式合流制、截流式合流制与全处理合流制排水系统。 分流制排水系统： 是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。 排除生活污水和工业废水的系统称为污水排水系统，排除雨水的系统称为雨水排水系统。 根据排除雨水的方式不同，可分为完全分流制排水系统、不完全分流制排水系统。二、二、排水管网系统的体制排水管网系统的体制1.4 1.4 给水排水管网系统的类型与体制给水排水管网系统的类型与体制直排式合流制排水系统直排式合流制排水系统132直排式合流制排水系统1 合

22、流支管（沟）合流干管（沟）2河流3特点：特点：混合的污水不经处理和利用直接就近排入水体。对水体污染严重，但管渠造价低，又不进污水厂，投资省。在城市建设早期多使用，不少老城区都采用这种方式。目前一般不宜采用。二、二、排水管网系统的体制排水管网系统的体制1.4 1.4 给水排水管网系统的类型与体制给水排水管网系统的类型与体制截流式合流制排水系统截流式合流制排水系统合流干管（沟）截流式合流制排水系统1截流主干管（沟）溢流井23722211133366456污水厂4溢流干管（沟）出水口65河流7特点：特点：在雨天，仍有部分混合污水不经处理直接排入水体，对水体污染较严重。可在溢流井后设贮水库，待雨停之后

23、，把积蓄的混合污水送污水厂进行处理，但投资很大。截流式合流制多用于老城改建。 1.4 1.4 给水排水管网系统的类型与体制给水排水管网系统的类型与体制二、二、排水管网系统的体制排水管网系统的体制完全分流制排水系统完全分流制排水系统完全分流制排水系统1 污水干管（沟）出水口532 雨水干管（沟）6污水主干管（沟）河流4 污水厂363135422121特点：特点：分设污水和雨水两个管渠系统，卫生条件较好，但有初期雨水污染问题，其投资较大。新建的城市、工业区和开发区，一般应采用该形式。工厂的排水系统，一般采用完全分流制，并要清浊分流，分质分流。有时，需几种系统来分别排除不同工业废水。1.4 1.4 给水排水管网系统的类型与体制给水排水管网系统的类型与体制二、二、排水管网系统的体制排水管网系统的体制不完全分流制排水系统不完全分流制排水系统雨水干管（沟）不完全分流制排水系统（补充部分雨水管网）河流65 出水口污水干管（沟）1原有渠道234 污水厂142365污水干管（沟）不完全分流制排水系统（未建雨水管网）1明渠或小河235污水厂3412出水口4河流5二、二、排水管网系统的体制排水管网系统的体制1.4 1.4 给水