《给水排水管网》教学大纲

1、给水排水管网教学大纲、基本信息课程名称给水排水管网课程编号ENSE4131英文名称Waterandwastewaterpipenetwork课程类型本专业推荐选修课总学时63理论学时36实验学时0实践学时0学分2预修课程流体力学适用对象环境工程课程简介（200字左右）“给水排水管网”是环境工程设计、施工及相关科研工作的重要内容之一。课程内容包括给水排水管网的水力计算，给水排水管网的设计计算，给水排水管网附属构筑物，给水排水管网的施工、管理和养护等。课程重点讨论排水管网（污水、雨水、截流式）的管网布置、水力计算、设计过程及排水系统的施工、管理、维护与运行等内容，对给水管网系统的规划与设计也进行初

2、步讨论。通过本课程学习，学生具备独立进行城镇排水管道工程的规划与设计能力。二、教学目标及任务本课程主要目标是培养学生具有城市及工业企业给水排水管道工程规划、设计、施工与管理的知识和技能。通过本课程学习，使学生掌握给水排水管网系统的功能、系统结构和设计原理，掌握给水排水管网系统的设计计算理论、水力计算方法，掌握排水管网工程设计步骤与设计方法；熟悉管网系统运行管理的基本知识，熟悉给排水管道施工、维护和管理方面的基本知识；了解管网系统科学技术发展过程和方向。使学生初步具备给水排水管网系统的规划、设计和运行管理及相关科研工作的能力，能够独立进行城镇排水管道工程的规划与设计。本课程支撑环境工程专业毕业要

3、求1、2、3、4、6和11o三、学时分配教学课时分配章节章节内容讲课实验实践合计绪论给水排水管网系统概论22第一早给水排水管网水力学基础44第一一早给水排水管网模型33第一早给水管网水力分析33第四章给水管网工程设计22绪论给水排水管网系统概论第一节给水排水系统的功能与组成习题要点：城镇给水排水系统组成第二节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3.给水排水系统的水压关系习题要点：给水排水系统流量关系，3个水质标准与3个变化过程，水输送的压力第三节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特点给水管网系统的构成排水管网系统的构成习题要点：给水排水管网系统的组

4、成第四节给水排水管网系统类型与体制给水管网系统类型排水管网系统的体制习题要点：给水管网系统分类，合流制与分流制排水系统本章重点、难点：给水排水系统的组成、流量关系，水输送中的压力方式，排水体制的特点。本章教学要求：掌握给水排水系统的组成、流量关系，掌握水输送中的压力方式，掌握排水体制的特点；熟悉给水系统中水质标准与水质变化过程，熟悉给水管网系统类型；了解给水排水管网系统的功能与特点。第一章给水排水管网水力学基础第一节给水排水管网水流特征流态特征水流的水头与水头损失习题要点：层流与紊流，均匀流与非均匀流，压力流与重力流，恒定流与非恒定流,水头损失。第二节管渠水头损失沿程水头损失计算沿程水头损失计

5、算公式的比较与选用局部水头损失计算水头损失公式的指数形式习题要点：谢才公式，沿程水头损失与局部水头损失公式。第三节非满流管渠水力计算非满流管渠水力计算公式非满流管渠水力计算方法习题要点：圆管非满流水力表、图的使用。第四节管道的水力等效简化串联或并联管道的简化沿线均匀出流的简化局部水头损失的简化习题要点：等效长度，等效直径，流量折算系数，当量长度。第五节水泵与泵站水力特性水泵水力特性公式及其参数计算2.并联泵站水力特性公式习题要点：泵站水力特性公式表达。本章重点、难点：谢才公式，水头损失计算公式的比较与选用，圆管非满流水力表、图的使用，水力等效简化原则，泵站水力特性公式表达。本章教学要求：掌握给

6、水排水管网水流特征，掌握常见水头损失计算公式的比较与选用，掌握圆管非满流水力表、图的使用；熟悉水力等效简化原则，熟悉泵站水力特性公式表达。第二章给水排水管网模型第一节给水排水管网的模型化给水排水管网的简化给水排水管网的抽象管网模型的标识习题要点：简化原则，管段与节点的构造、拓扑、水力属性，管段与节点流量方向设定。第二节管网模型的拓扑特性管网图的基本概念管网图的关联集与割集路径与回路树习题要点：路径，回路，树。第三节管网模型的水力特性节点流量方程管段能量方程3恒定流基本方程组习题要点：节点流量方程与管段能量方程的表示。第四节管网模型的矩阵表示管网图的矩阵表示2恒定流基本方程组矩阵表示习题要点：管

7、网图的矩阵表示。本章重点、难点：管段与节点的构造、拓扑、水力属性，管段与节点流量方向的设定，路径，回路，树，节点流量方程与管段能量方程的表示。本章教学要求：掌握管段与节点的构造、拓扑、水力属性，掌握管段与节点流量方向的设定，掌握节点流量方程与管段能量方程的表示；熟悉路径,回路，树的概念与性质；了解管网图的基本概念，了解管网模型的矩阵表示。第三章给水管网水力分析第一节给水管网水力分析基础给水管网水力分析的前提2恒定流基本方程组的线形变换3恒定流方程组求解方法概述习题要点：解环方程，解节点方程第二节单定压节点树状管网水力分析习题要点：单定压节点树状管网水力分析计算方法第三节解环方程水力分析方法环能

8、量方程组的线形化环能量方程组求解哈代一克罗斯平差算法的改进习题要点：牛顿-拉夫森算法，哈代-克罗斯算法及改进平差过程的措施第四节解节点方程水力分析方法节点流量连续性方程组的线形化2恒定流节点流量连续性方程组求解习题要点：牛顿-拉夫森算法，节点流量平差算法本章重点、难点：解环方程的哈代-克罗斯算法及改进平差过程的措施。本章教学要求：掌握单定压节点树状管网水力分析计算，掌握解环方程的哈代-克罗斯算法及改进平差过程的措施；熟悉解环方程的牛顿-拉夫森算法，熟悉解节点方程的牛顿-拉夫森算法，节点流量平差算法；了解恒定流基本方程组的线形变换。第四章给水管网工程设计第一节设计用水量及调节计算最高日设计用水量

9、计算设计用水量变化及调节计算1.设计污水量定额习题要点：设计用水量计算，变化系数。第二节设计流量分配与管径设计节点设计流量分配计算管段设计流量分配计算管段直径设计习题要点：流量分配计算，经济流速。第三节泵站扬程与水塔高度设计设计工况水力分析泵站扬程设计水塔高度设计习题要点：控制点的确定，泵扬程计算与水塔高度计算。第四节管网设计校核习题要点：校核方法，特殊工况的校核。本章重点、难点：设计用水量计算，设计流量分配计算，经济流速，泵站选本章教学要求：掌握设计用水量计算，掌握设计流量分配计算与经济流速的选取，掌握泵站选泵计算；熟悉设计用水量的变化及调节容积的计算，熟悉管网设计校核方法。第五章污水管网设

10、计与计算第一节污水设计流量计算污水量的变化污水设计流量计算习题要点：污水设计流量计算。第二节管段设计流量计算污水管网的节点与管段节点设计流量计算管段设计流量计算习题要点：管段流量计算。第三节污水管道设计参数设计充满度设计流速最小管径最小设计坡度污水管道埋设深度污水管道的衔接习题要点：室外排水设计规范(GB50014-2006)对设计参数的规定，各设计参数间的制约关系。第四节污水管网水力计算1.雨水管网平面布置特点习题要点：水力计算。第五节绘制管道平面图和纵剖面图习题要点：图纸绘制。本章重点、难点：污水管网的水力计算，管段衔接，图纸绘制；各设计参数间的制约关系，污水管线的平面布置。本章教学要求：

11、掌握污水管道的平面布置，掌握污水设计流量与污水管道的水力计算，掌握污水管道平面图和纵剖面图的绘制，掌握设计参数间的制约关系；熟悉室外排水设计规范(GB50014-2006)对污水管道水力设计参数的规定；了解污水管网投资估算，了解污水管网的计算机设计。第六章雨水管网设计与计算第一节雨量分析与暴雨强度公式雨量分析暴雨强度公式汇水面积习题要点：暴雨强度公式的理解。第二节雨水管网设计流量计算地面径流与径流系数地面集水时间与折减系数雨水管网设计流量计算习题要点：推理公式的理解与应用。第三节雨水管网设计与计算雨水管网设计步骤雨水管渠设计参数雨水管渠断面设计设计计算实例习题要点：雨水管网的平面布置，室外排水

12、设计规范(GB50014-2006)对雨水设计参数的规定。第四节雨水径流调节习题要点：雨水调节池的设置与计算。第五节排洪沟设计与计算防洪设计标准洪水设计流量计算排洪沟设计要点习题要点：排洪沟设计，水力最优断面。本章重点、难点：雨水管网的设计流量及水力计算，图纸绘制，排洪沟断面设计；雨水管线的平面布置，雨水管网设计流量计算。本章教学要求：掌握雨水管道的平面布置，掌握雨水设计流量与雨水管道的水力计算，掌握雨水管道平面图和纵剖面图的绘制，掌握设计参数间的制约关系；熟悉室外排水设计规范(GB50014-2006)对雨水管道水力设计参数的规定，熟悉排洪沟断面设计；了解雨水管网投资估算，了解雨水管网的计算

13、机设计。第七章合流制管渠系统设计第一节合流制管渠系统的使用条件和布置特点习题要点：合流制管渠系统的使用条件，截流式合流制管渠系统的布置特点。第二节合流制排水管渠的设计流量第一个溢流井上游管渠的设计流量溢流井下游管渠的设计流量习题要点：截流式合流制管渠的设计流量。第三节合流制排水管网的水力计算要点习题要点：截流式合流制管渠的水力计算内容及参数选取。第四节合流制排水管网的水力计算示例习题要点：截流式合流制管渠的水力计算。本章重点、难点：截流式合流制管渠系统设计计算。本章教学要求：掌握截流式合流制管渠系统设计的方法步骤，掌握截流式合流制排水管渠的设计流量计算及截流式合流制排水管渠的水力计算要点;了解

14、截流式合流制管渠系统的使用条件和布置特点，了解城市旧合流制排水管渠系统的改造途径。第八章排水管渠施工第一节排水管渠的施工方法第二节开槽施工放线开挖管槽及支护管槽排水管道基础制作管道铺设管道接口闭水试验管槽覆土习题要点：开槽施工的程序与注意事项。第三节顶管施工机头工作坑和接收井管节顶进与接口习题要点：顶管施工的程序与注意事项。第四节盾构施工习题要点：盾构施工的使用场合。第五节井点降水真空泵抽水系统水射泵抽水系统井点的布置形式与要求井点的施工第六节排水管渠工程的施工准备和验收排水管渠工程的施工准备排水管渠工程的验收工作本章重点、难点：排水管渠的施工方法，开槽施工。本章教学要求：掌握排水管渠的施工方

15、法及特点，掌握排水管渠的开槽施工方法；了解顶管施工和盾构施工法，了解井点降水，了解排水管渠工程的施工准备和验收。第九章给水排水管材和管渠系统上的构筑物第一节给水排水管道材料给水管道材料排水管道材料习题要点：给水排水管道材料类别及特点。第二节给水管网附件与附属构筑物习题要点：常见给水管网附件与附属构筑物类别。第三节排水管渠系统上的附属构筑物习题要点：排水管渠系统上的主要附属构筑物。本章重点、难点：给水与排水管材类别与特点、给水与排水管渠系统上主要的构筑物。本章教学要求：熟悉给水与排水管材类别与特点，了解雨水口、连接暗井、溢流井、检查井、跌水井、换气井、倒虹管、防潮门、出水口等构筑物。第十章给水排

16、水管网的管理和养护第一节给水排水管网档案管理第二节给水管网监测与检漏管网水压和流量测定管网检漏习题要点：给水管网水压和流量测定方法，管网检漏方法。第三节管道防腐蚀与修复管道防腐蚀管道清垢和涂料习题要点：给水管道防腐蚀方法，管道清垢方法，防腐涂料类别。第四节排水管道养护排水管渠清通排水管渠修复排水管道渗漏检测习题要点：排水管渠清通与修复方法。本章重点、难点：排水管道养护。本章教学要求：熟悉排水管渠清通与修复方法；了解给水管网水压和流量测定方法，管网检漏方法，管道防腐蚀与修复。五、考核方式及要求采用闭卷考试，题型主要包括选择题、判断题、简答题与案例题。最终成绩由卷面考试成绩（占6070%）和平时成绩（占3040%）组成。平时成绩包括课堂纪律、污水设计作业、雨水设计作业等。六、推荐教材及教学参考书教材：给水