注册给排水工程师培训讲义1-5章

注册公用用设备工工程师《《给水排排水》执执业资格格考试《排水工工程》专专业辅导导课程《排水工工程》专专业辅导导课程授课教师师：朱文文亭工作单位位：天津津大学环环境科学学与工程程学院联系电话话：022－27406515-mail：tjuzwt@授课教材：：《全国勘察设设计注册公公用设备工工程师给水水排水专业业考试大纲纲》《全国勘察设设计注册公公用设备工工程师给水水排水专业业考试复习习教材》考题类型及及难点分析析题量比重：：排水工程程（30％）考试方式：：开卷题型组成：：（四选一））概念题（含含综合概念念题）案例分析题题（含计算算题、连锁锁计算题））难点分析：：题量大，覆覆盖面广，，未划定考考试范围内容多，知知识交错，，需要重温温复习的内内容多课程讲授内内容和方法法根据考试大大纲和复习习教材，系系统讲授《排水工程》的基本原理理和主要概概念结合授课内内容，指出出需要掌握握的基本概概念和设计计计算方法法参照样题，，结合课程程内容，指指出可能出出现的问题题，探讨答答题方法和和技巧互动交流，，重点总结结，拾遗补补缺，融汇汇贯通应考答题的的基本技巧巧看清题意，，准确理解解题目的考考核内容；；利用掌握的的正确概念念和计算方方法验证、、选择答案案；采用排除法法，剔除错错误答案；；答案不是非非常确定时时，借助教教材和规范范（迅速、、准确），，进行验证证、选择。。控制答题时时间，不要要依赖开卷卷资料；先易后难，，确保基本本分，不要要空白。第1章排排水系统统概论排水工程的的基本任务务和主要内内容城市污水的的组成与最最终出路排水系统的的体制及其其选择排水系统的的组成与布布置形式排水系统的的规划设计计原则排水系统的的基建程序序和设计阶阶段排水工程的的基本任务务和主要内内容排水工程的的基本任务务：保护生态环环境免受污污染污水的无害害化和资源源化保障工农业业生产的发发展和人民民的健康与与正常生活活排水工程的的主要内容容：收集各种污污水并及时时将其输送送至适当地地点将污水妥善善处理后排排放或再利利用城市污水的的组成与最最终出路城市污水的的组成：生活污水（（人们生活活中用过的的水）工业废水（（工业生产产中排出的的废水）大气降水（（雨、雪、、冰雹、霜霜、露）城市污水的的最终出路路：排放水体灌溉农田重复使用排水系统的的体制及其其选择排水系统的的体制：【雨水，污水水（生活、、生产）】分流制排水水系统（新建城区，，工业企业业）完全分流制制排水系统统不完全分流流制排水系系统合流制排水水系统（截流式合流流制排水系系统）排水体制的的选择：环境保护要要求经济造价分分析维护管理费费用城市排水系系统的组成成城市污水排排水系统室内污水管管道系统及及设备室外排水管管道系统污水泵站及及压力管道道城市污水处处理厂出水口及事事故排出口口城市雨水排排水系统：：建筑物的雨雨水管道系系统和设备备居住住小小区区或或工工厂厂雨雨水水管管渠渠系系统统街道道雨雨水水管管渠渠系系统统排洪洪沟沟出水水口口城市市排排水水系系统统的的总总平平面面布布置置城市市排排水水系系统统总总平平面面布布置置的的任任务务：：确定定干干管管、、主主干干管管的的走走向向确定定污污水水处处理理厂厂和和出出水水口口的的位位置置城市市排排水水系系统统总总平平面面布布置置的的原原则则：：管网网密密度度合合适适，，管管道道工工程程量量小小，，水水流流畅畅通通充分分利利用用地地形形地地势势，，顺顺坡坡排排水水，，避避免免提提升升地形形起起伏伏较较大大的的地地区区，，采采用用高高、、低低区区系系统统分分离离尽量量减减少少中中途途加加压压泵泵站站的的个个数数截流流干干管管的的布布置置要要使使全全区区污污水水管管道道能能便便捷捷、、直直接接地地接接入入城市市排排水水系系统统的的总总平平面面布布置置城市市排排水水系系统统总总平平面面布布置置的的常常见见形形式式：：（教教材材图图））直流流正正交交式式（（适用用于于雨雨水水）正交交截截留留式式（（合流流制制）平行行式式（（排排水水坡坡度度过过大大、、减减小小流流速速、、避避免免冲冲刷刷））高低低分分区区式式（（地地形形起起伏伏过过大大，，减减少少提提升升能能耗耗））辐射射分分散散式式（（城城区区大大、、中中心心地地势势高高、、出出路路分分散散））环绕绕式式（（中中小小城城市市、、排排水水出出路路集集中中））第2章章污污水水管管道道系系统统的的设设计计设计计基基础础数数据据的的收收集集污水水管管道道系系统统的的平平面面布布置置污水水管管道道设设计计流流量量计计算算和和水水力力计计算算污水水管管道道衔衔接接的的原原则则和和方方式式的的确确定定污水水管管道道在在街街道道上上位位置置的的确确定定绘制制污污水水管管道道系系统统平平面面图图和和纵纵剖剖面面图图污水水设设计计流流量量的的计计算算污水水设设计计流流量量：：生活活污污水水量量＋工业业废废水水量量＋（（地地下下水水渗渗入入量量））最大大日日最最大大时时（（高高日日高高时时））污污水水流流量量流量量单单位位－－L/S（升升/秒））污水水量量变变化化系系数数：：污水水设设计计流流量量的的计计算算污水水量量设设计计标标准准：：居住住区区生生活活污污水水量量标标准准：：居民民排排水水定定额额为为居居民民生生活活用用水水定定额额的的80－90％地域域、、生生活活习习惯惯、、生生活活水水平平、、给给排排水水系系统统完完善善程程度度工业业企企业业生生活活污污水水和和淋淋浴浴污污水水量量标标准准工业业废废水水量量标标准准（（单单位位产产品品排排水水定定额额））污水水设设计计流流量量的的基基本本计计算算公公式式：：设计流量＝排水个体数×排水定额×变化系数排水时间×单位换算污水水管管道道的的水水力力计计算算污水水管管道道中中的的水水流流特特征征：：重力力、、非非满满管管流流流量量、、流流速速、、水水流流状状态态不不断断变变化化（（明明渠渠非非稳稳定定、、非非均均匀匀流流））为简简化化计计算算，，设设计计管管段段内内采采用用稳稳定定均均匀匀流流公公式式进进行行计计算算污水水管管道道按按不不满满流流设设计计的的原原因因：：为未未预预见见水水量量的的增增长长留留有有余余地地，，避避免免污污水水外外溢溢；；利于于管管道道通通风风，，排排除除有有害害气气体体；；便于于管管道道的的疏疏通通和和维维护护管管理理。。污水水管管道道的的水水力力计计算算污水水管管道道水水力力计计算算的的基基本本公公式式:污水水管管道道的的水水力力计计算算污水水管管道道水水力力计计算算的的设设计计规规定定：：管壁壁粗粗糙糙系系数数（（n）－－表表2－2－7设计计充充满满度度（h/D）（（0.55－0.75）———表2－2－8最小小设设计计流流速速（vm）（（管管道道:0.6m/s，明明渠渠:0.4m/s）最大大设设计计流流速速（（vx）（（金金属属管管道道:10m/s，非非金金属属:5m/s）最小设计坡度度（I）（街区内：：0.004，街道下：0.003）最小管径（街区内：200mm，街道下：300mm）最大允许埋深深（干燥土壤壤：7－8m）最小覆土厚度度（冰冻，动动荷载，支管管衔接）——P252污水管道的水水力计算覆土厚度：管道外壁顶部部到地面的距距离埋设深度：管道内壁底部部到地面的距距离覆土厚度埋设深度管道地面污水管道的水水力计算污水管道水力力计算的目的的：根据设计流量量，确定管道道断面尺寸和和敷设坡度，，并在满足设设计规范的前前提下，对设设计参数进行行经济优化。。污水管道水力力计算的原则则：充分利用地面面坡度，减小小埋深和造价价；控制设计流速速，避免管道道淤积和冲刷刷；控制设计充满满度在规定范范围内。污水管道的水水力计算污水管道水力力计算的方法法（图表法））：根据所选管材材，使用相应应粗糙系数(n)的水力计算图图表；根据设计流量量（Q），初步确定定管径（D）；使用相应管径径（D）的水力计算算图表进行水水力计算；设定1个未知参数（（I，v，h/D），求定另外外2个：坡度（I）控制法——尽量采用最小小设计坡度，，减小埋深；；流速（v）控制法——流速逐段增大大，参照上段段流速；充满度（h/D）控制法——尽量采用最大大允许充满度度，以降低工工程造价。污水管道系统统的设计管道定线和平平面布置：任务：在总平平面图上确定定污水管道的的位置和走向向，主干管干干管管支支管原则：管线短短，埋深小，，自流排水考虑因素：地形：充分利利用地形，顺顺坡排水，干干管正交布置置污水厂和排水水口位置：主主干管走向排水体制：雨雨、污水管道道的平面、高高程配合水文地质条件件：地下水位位，地下障碍碍物道路和交通条条件：道路宽宽度>40m，可平行敷设设两条管道集中排水点：：工厂和大型型建筑，干管管起点污水管道系统统的设计控制点标高和和泵站设置：：控制点（最不不利点）：对对管道系统埋埋深起控制作作用的地点离出水口最远远的管道起点点；大埋深支管接接入点或低洼洼地区管道起起点；大埋深的工厂厂排水口。污水泵站：（（根据位置置和功能分类类）中途泵站；局部泵站；终点泵站。污水管道系统统的设计设计管段及设设计流量的确确定：设计管段的划划分:流量、管径、、坡度不变的的直线管段设计管段的设设计流量：本段流量(q1)：沿线街坊，，起点进入转输流量(q2)：上游、旁侧侧管段集中流量(q3)：工厂，大型型建筑污水管道系统统的设计污水管道的衔衔接：衔接方法：检检查井管径、坡度、、高程、方向向发生变化和和一定距离处处衔接原则：经经济、技术比比较尽可能减小埋埋深，降低造造价避免上游管段段中形成回水水而造成淤积积水面和管底标标高，下游不不能高于上游游衔接方式：水面平接：可可减小埋深，，易形成回水水管顶平接：不不产生回水，，埋深增加快快跌水连接：高高差过大时采采用污水管道系统统的设计污水管道在街街道上的位置置：污水管道的特特点：输送污水，重重力流，易渗渗漏管径大，埋深深大连接支管和附附属构筑物多多污水管道的定定位原则：保证安全：礼礼让关系，最最小净距方便用户接管管便于维护、清清通污水管道系统统的设计污水管道系统统的设计步骤骤：总平面设计（（管网定线，，街区编号，，街区面积））干、支管线的的平面设计（（管线定位，，设计管段））确定设计标准准（设计人口口，排水定额额）计算设计流量量（总变化系系数，管段流流量，集中流流量，转输流流量）管道水力计算算（选定控制制点，依次逐逐段计算）绘制管道系统统平面图和纵纵剖面图第3章雨雨水管渠系统统的设计确定当地暴雨雨强度公式和和计算方法划分排水流域域，进行雨水水管渠定线划分设计管段段，计算雨水水设计流量进行雨水管渠渠的水力计算算和高程计算算，确定管渠渠的尺寸、坡坡度、标高及及埋深绘制雨水管渠渠系统平面图图和纵剖面图图暴雨强度公式式暴雨强度公式式是描述降雨雨量、降雨历历时和重现期期三者之间数数学关系的经经验公式式中：q——设计暴雨强度度，L/s.hat——降雨历时，minP——设计重现期，，aA1,b,c,n——地方参数，根根据统计方法法计算确定雨量分析的几几个要素降雨量（H）：mm，单位面积上上的降雨体积积降雨历时（t）：min，连续降雨的的时间暴雨强度（q）：L/s.ha，单位时间内内，单位面积积上的降雨体体积汇水面积（F）：ha，雨水管渠汇汇集雨水的面面积暴雨强度的重重现期（P）：a，等于或大于某某特定值的暴暴雨强度可能能出现一次的的平均间隔时时间根据当地实际际情况，正确确选择设计参参数，才能做做出经济合理理的设计。雨水管渠设计计流量的确定定极限强度理论论：当汇水面积上上最远点的雨雨水流达集流流点时，全面面积产生汇流流，雨水管道道的设计流量量最大；当降雨历时等等于汇水面积积上最远点的的雨水流达集集流点的集流流时间时，雨雨水管道需要要排除的雨水水量最大。雨水设计流量量计算公式：：式中：Q——雨水设计流量量，L/sΨ——径流系数，<1的经验数值q——设计暴雨强度度，L/s.haF——汇水面积，ha雨水管渠设计计流量的确定定径流系系数Ψ的确定定：加权平平均法法（按按地面面种类类，表表2－3－2）区域综综合径径流系系数（市区区：0.5－0.8，郊区区：0.4－0.6）设计暴暴雨强强度q的确定定：设计重重现期期P：一般般：1a，重要要地段段：2－5a集水时时间（设计计降雨雨历时时）t：t=t1+mt2t1——地面集集水时时间，，5－15mint2——管渠内内流行行时间间，t2=∑∑L/60v(min)m——折减系系数（（暗管管：m=2，明渠渠：m=1.2）雨水管管渠设设计流流量的的确定定折减系系数m值的含含义：：采用增增长管管道中中流行行时间间的办办法，，达到到适当当折减减设计计流量量、减减小管管道断断面尺尺寸、、降低低工程程投资资的目目的。。引入折折减系系数m值的依依据：：雨水管管渠中中的水水流并并非一一开始始就达达到设设计状状况，，而是是随着着降雨雨历时时的增增长才才能逐逐渐形形成满满流，，管渠渠内实实际的的雨水水流行行时间间大于于设计计计算算的流流行时时间；；整个管管道系系统并并不是是同一一时间间任何何断面面都处处于满满流状状态，，管道道系统统存在在一定定的调调蓄能能力。。雨水管管渠设设计流流量的的确定定一般情情况雨雨水设设计流流量的的计算算：ACB1234雨水管管渠设设计流流量的的确定定特殊情情况雨雨水设设计流流量的的确定定：汇水面面积呈呈畸形形增长长；汇水面面积、、地形形坡度度变化化大；；汇水面面积中中，各各部分分径流流系数数有显显著差差异。。特殊情情况时时，管管段的的最大大设计计流量量往往往不是是发生生在全全部面面积参参与径径流时时，而而是发发生在在部分分面积积参与与径流流时，，应根根据具具体情情况分分析，，采用用不同同方法法计算算可能能出现现的最最大设设计流流量。。（P275，例题题3－1）雨水管管渠系系统的的设计计管道定定线和和平面面布置置：任务：：在总总平面面图上上确定定雨水水管渠渠的位位置和和走向向，主干管管干干管管支支管管原则：：管线线短，，及时时，通通畅主要特特点：：充分利利用城城市河河、湖湖、洼洼、淀淀调蓄蓄雨水水充分利利用地地形，，就近近排入入水体体平行道道路敷敷设，，避开开快车车道合理布布置雨雨水口口，保保障路路面雨雨水排排除畅畅通考虑防防洪，，保证证安全全雨水管管渠系系统的的设计计雨水管管渠水水力计计算的的设计计规定定：重力，，满管管流最小设设计流流速:（暗管管:0.75m/s，明渠渠:0.4m/s）最大设设计流流速:（金属属管:10m/s，非金金属管管:5m/s）最小设设计坡坡度:（雨水水管道道：0.003，雨水水口连连接管管：0.01）最小管管径:（雨水水管道道：300mm，连接接管：：200mm）管道衔衔接方方式：：管顶平平接最小覆覆土厚厚度：：（（车行行道下下：0.7m）雨水管管渠系系统的的设计计雨水管管渠系系统的的设计计步骤骤：划分排排水流流域，，管道道定线线；划分设设计管管段；；划分、、计算算各设设计管管段的的汇水水面积积；确定各各排水水流域域的平平均径径流系系数ψ；确定设设计重重现期期P，地面面集水水时间间t1及起点点埋深深；根据当当地暴暴雨强强度公公式，，计算算单位位面积积径流流量q0，（根据需需要，可绘绘制q0－t2曲线图；列表进行雨雨水干管及及支管的水水力计算；；绘制管道系系统平面图图和纵剖面面图。雨水管渠系系统的设计计立体交叉道道路排水设设计要点：：设计标准高高于一般道道路；设计重现期期P：1－5a，重要部位位采用较高高值；地面集水时时间t1：5－10min；径流系数ψ：0.8－1.0；尽量缩小汇汇水面积，，减少设计计流量；立体交叉地地道排水设设独立排水水系统，出出水可靠；；注意地下水水的排除；；雨水口布设设的位置要要便于拦截截径流。雨水管渠系系统的设计计排洪沟设计计要点：根据当地条条件，合理理确定设计计防洪标准准；排洪沟应尽尽量采用明明渠，尽可可能利用原原有山洪沟沟；排洪沟不宜宜穿过建筑筑群并应保保持一定距距离；排洪沟纵坡坡一般不小小于1％；排洪沟的弯弯道曲率半半径不小于于10倍水面宽度度；要有足够泄泄水能力，，处理好与与相交河沟沟的关系；；地质良好，，水流畅通通，防止冲冲刷；注重对原有有排洪沟的的改造和养养护；防止冲刷，，铺砌加固固，最大流流速控制（（表2－3－8）。第4章合合流制管管渠系统的的设计合流制管渠渠系统：常用形式：：截流式合合流制管渠渠系统组成：支管管——干管——溢流井——截流干管优点：管线线单一，总总长度减少少，易布置置缺点：雨污合流，，流量大，，管径大，，埋深大旱季流速低低，易淤积积，暴雨时，污污水溢流进进入水体，，造成污染染第4章合合流制管管渠系统的的设计合流制管渠渠系统的使使用条件：：排水区域内内水体的流流量、流速速大，环境境容量大；；街道横断面面窄，管渠渠布置受限限制；地面坡度大大，污水中中途不需提提升。合流制管渠渠系统的布布置原则：：合理汇集所所有雨、污污水，以最最短距离排排向水体；；与水体平行行布置截流流干管，溢溢流水就近近排入水体体；合理确定溢溢流井的数数量和位置置，尽可能能减少水体体污染；充分利用地地面街道边边沟，降低低造价。第4章合合流制管管渠系统的的设计溢流井上游游管渠设计计流量的确确定：1234水体56第4章合合流制管管渠系统的的设计溢流井后截截流干管管管段设计流流量的确定定：1234水体56第5章排排水管渠渠的材料、、接口、基基础及构筑筑物常用的管渠渠断面形式式：圆形：水力力性能好，，便于预制制，节省材材料，受力力好；半椭圆形：：荷载大时时受力好，，可减小管管壁厚度，，适用于水量变化小小的大直径径管道；马蹄形：可可减少管道道埋深，降降低造价，，稳定性依靠靠还土的坚坚实性；卵形：小流流量时可维维持较大流流速，减少少淤积；清通困难，，制作复杂杂；矩形：可以以就地浇铸铸或砌筑，，施工方便便，造价低低，适用于于暗渠、明渠渠和排洪沟沟道。第5章排排水管渠渠的材料、、接口、基基础及构筑筑物常用管道材材料及制品品：混凝土管和和钢筋混凝凝土管：承承插式，企企口式，平平口式陶土管：耐耐酸抗腐蚀蚀性能好，，适用于排除除酸性废水水或管外有有侵蚀性地地下水的污污水管道；金属管：