1城镇给水工程(上).ppt

1、,室外给水工程,室内给排水工程,室外排水工程,给水排水系统,第一篇 给水排水工程 （上）,第一章 城镇给水工程,城镇给水工程是根据城镇发展规划、人口数量、生活标准、工商业情况等，分别按用水量标准计算出城镇用水总量，用以确定供水规模及分期发展计划。,第一节 城镇用水标准与用水量,城镇用水量可分为生活用水量、生产用水量、消防用水量和城镇其他用水量等。国家有标准定额，可以参考采用。,生活给水要求 水量、水压应满足用户需要；水质应符合国家规定的生活饮用水水质标准，饮用水水质标准,1、包括供民用住宅、公共建筑以及工业企业建筑内饮用、烹调、盥洗、洗涤、淋浴等生活用水。 2、根据水质需求，可分为：饮用水（优

2、质水）、杂用水、建筑中水系统等。,特点： 1居住的条件越好，用水量越大，设施越完善，用水量越大。 居住地区：温度越高（南方），用水量越大，温度低（北方），用水量小。 用水量大的地区：用水量小的地区，相差35倍 用水设施越完善，用水时变化系数越小。,注意 居民生活用水和综合生活用水的不同,为满足生产工艺要求设置的用水系统。包括供给冷却、原料和产品洗涤，产品制造过程中其他用水。 可分为：循环给水系统、重复用水给水系统、软化水给水系统、纯水给水系统等。,生产给水要求 根据生产工艺不同，生产用水对水压、水量、水质的要求各不相同。,工业生产用水量标准 1工业企业中生活用水标准 2工业企业中生产用水标准：

3、不同行业，差异很大 （例钢厂、铸造厂、电子厂、造纸厂的用水不一样） 特点： 1居住区人口密度大，人员多，用水量大； 2体积大，用水量多； 3库房工业民用建筑。,供民用、公共、工业企业建筑中的各种消防设备的用水。 可分为：消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统。,消防给水要求 要保证充足的水量、水压。水质要求不高。,消防用水量标准 建筑设计防火规范（GBJ67-87） 高层民用建筑设计防火规范（GBJ45-82）,市政与其他用水量标准 1道路、广场和绿化用水 2. 汽车冲洗用水 3. 未预见水量及管阀漏失水量,用水量是给水工程设计的依据，应根据城市的地区位置、自然条件、建筑情况、人口数

4、量、消防要求等因素，参照用水量标准及变化系数计算用水量。,用水量计算,小结,总用水量=,生活用水量+生产用水量+消防用水量+市政用水量,用水量变化,变化原因,1 日常的生产，生活等活动中，用水量随季节（四季），用水集中程度（早中晚）变化。 2 夏季用水量大，早晚用水量大。,1 平均日用水量(Qd):全年内，每天用水量的平均值（m3） 2 最高日用水量(Qmd):一年之内，用水量最大的一天的用水量（m3） 3 最高时用水量(Qh):一日之内，用水量最大的单位小时的用水量（m3）,三个概念,两个系数,日用水量变化系数 Kd = Qmd / Qd 时用水量变化系数 Kh = 24 x Qh / Qm

5、d,华北某市计划居住人口10万，城区有工厂，共有职工12000人，三班工作，内有20%工人在高温车间工作，另有15%工人在工作后需要淋浴；工业用水量为15000m3/d，求该市最高日生活与生产用水量。,用水量计算,生活用水量 按二区中小城市确定用水量标准为：200L/(人.d) 最高日综合生活用水量为：105x200/1000=20000m3/d 工厂生活用水量：12000 x20%x60/1000=144m3/d 12000 x15%x40/1000=72m3/d 2. 生产用水量：15000m3/d 3. 最高日生活与生产总用水量： 35216m3/d,水源（两类） 地下水源（井水、泉水）

6、 特点：1埋于地层，水质清洁，水温低 2取用简便，安全经济 3若过量开采，会导致地面下沉 4水量有时不能保证 地表（面）水源（江、河、湖、水库） 特点：1水量大 2水质较差 3水温随季节变化 4需较完善的净化过程,第二节 水源与取水工程,问题：东莞的水源有哪些呢？,水源规划的要点 位置 水质 流量（保证率） 卫生防护 调配措施,雨水贮留利用系统,缺水问题的解决,中水回用,五颗松体育馆,海水淡化系统,海水利用香港水务署,2009年每天供应的冲厕海水平均达74.2万立方米。 海水处理标准低于淡水，海水先由隔网除掉较大的杂质，然后再以氯气或次氯酸盐消毒，才输往配水库供应给用户 。,自1950年水务署

7、开始供应海水，主要是提供政府及政府补助的高密度住宅作冲厕用途。其后海水供应扩展至市区及新市镇。现大约80%的人口采用海水冲厕。,2009年每天供应的冲厕海水平均达74.2万立方米。,威立雅水业公司位于特拉维夫南部的阿什凯撒的海水淡化工厂，该工厂年产10.8亿立方米饮用水，是目前世界上最大的使用反渗透技术的海水淡化工厂。,取水构筑物 根据水源的不同，构筑物也不同 地下水取水构筑物 1管井：地理水源丰富的地区，水位深，深水泵,管井图 1井室 2井壁管 3过滤器 4沉淀管 5粘土封闭 6人工填砾 7深井泵,2大口井：浅层地下水 （深30米以内） 3渗渠：河道，水库的水体下面或岸边，铺设管网收集地下渗

8、流水，埋深35米,地面水 1固定式取水构筑物 永久性取水设施 取水量大，取水可靠，维护方便 投资大，工程复杂 水位变化不大的地面水,活动式取水构筑物 水源水位涨落幅度大，水量相对较小 投资小，建设快，适应性强,问题：这是什么类型的取水口？,一级泵站 抽（提）升水源水的泵站将江河水抽取至水厂 吸水井、泵房及闸阀井等3部分组成,第三节 净水与输配水工程,水源水由于自然或人为因素，都有被污染的可能，为保证人们正常的生产与生活，水源水要进行处理，此为净水工程。 一生活饮用水的质量标准（五类 35条） 1感官指标：色、味、可见物、透明度 2化学指标：单质元素 如铜、锰、铁、锌、化合物（如酚类、盐类） 3

9、毒理学指标：氰、氟化物、铅、砷等 4细菌学指标：细菌总数、大肠菌总数 5放射性指标：、放射检测，来源于地下水流经的矿物质，核电站的冷却水等,目前自来水的处理技术依然沿用一百年前的传统工艺即“混凝沉淀一过滤一消毒一净化”，将江河水或地下水简单加工成可饮用水。经过一百年的世纪洗礼，当代的水质现状与一百年前的水已经截然不同了，传统的水处理工艺对降低浑浊度，去除水中悬浮物有较好的净化消毒作用，但对目前以有机污染为主的微污染，则不能彻底去除有机污染物、农药、环境内分泌干扰物和藻毒素，致使出厂水时有检出，甚至超标。,地面水处理工艺流程,地下水处理工艺流程,净水厂,净水厂工艺流程,混凝沉淀,天然水中的细小颗

10、粒，特别是胶体微粒，如极细小的粘土颗粒、硅酸、腐殖质和蛋白质等自然沉降极慢，需加入混凝剂，使它们互相粘附聚合成较大颗粒，然后从水中沉降下来，此过程称为混凝沉淀。,筛除作用：水通过滤料时，比滤层孔隙大的颗粒被截留，随后，滤层孔隙逐渐变小，较小的颗粒也被截留。 接触凝聚作用：未被沉淀去除的细小絮凝体或脱稳颗粒，因与滤料接触而被吸附；滤料吸附絮凝体后，其吸附作用进一步增强。滤料表面截留大量有机物和微生物后，可在其表面形成生物膜，使过滤效率增加。,过滤,氯溶于水后生成次氯酸，漂白粉在水中也能水解成次氯酸。 氯的杀菌作用，主要是次氯酸体积小，不荷电，易穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，

11、使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响和干扰多种酶系统（主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏），使糖代谢受阻，从而使细菌死亡。氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性损害。,消毒,水自水厂送出前会以大量的氯做消毒，虽然加氯消毒有许多好处，但也隐藏著不少的问题。,补充知识：水质污染,1 水中的余氯影响水的口感和气味。特殊刺激的气味使得品质大打折扣；但若水中余氯不足，也不能保证自來水的卫生。,2 在消毒加热过程中，氯与水中有机物产生化学反应。（1974年，科学家首次发现使用氯消毒的自來水中含有有害的消毒副产物”） ，产生如三氯甲烷（即氯仿）、溴仿、溴二氯甲烷、氯二溴甲烷等总三卤甲烷，而这些物质在1

12、993年已被世界卫生组织（WHO）列为致癌物，必须在沸腾之后再烧40分钟，才会完全去除。美国环保署报告更指出，加氯消毒的自来水用戶致癌偏高8%，大部分都是肠胃癌。,净水厂工艺流程简释,净水厂流程香港水务署,净化构筑物处理后的出厂水，由清水池流入吸水井，送水泵站中的水泵从吸水井中吸水，通过输水干管将水输往管网。 特点：供水情况直接受用户用水情况的影响，其出厂流量与水压在一天内各个时段中是不断变化的。,三、输水与配水工程,用于将符合标准的水，通过输水管网送到用水户。它包括二泵站，输水管线，配水管网，水塔。在给水系统中，该部分工程量最大，投资额最高。,送水泵站工艺流程 ：,输水泵站,输水泵站也称二泵

13、站， 它是输送净水的高压泵站，其任务是由清水池抽水向管网供水。 城市用水量是变化的，向管网供水的压力随之变化，一些城市采用现代管网水压监控与水泵调频技术可使只用很少的水泵机组。,中途升压泵站是用于输水途中再次提升水压的泵站。,输水管是向城镇输水管网送水的总管，它本身不直接负责向用户配水的任务。 为供水安全，输水管应同时敷设两条，并每隔一定距离两条管线间设联络管和相应的阀门以保证事故发生时不间断供水。,输水管,陕西宝鸡输水管道10年11次爆裂,配水管是负责向用户供水的管道。 配水管网有两种布置形式： （1）树枝式管网:管道呈树枝状布置，管线向供水区延展，管线随用户减小。 （2）环式管网:配水干管

14、互相连接成环状的管网，每条管均可两个方向供水，可靠性高，水力条件好。缺点是投资大。,配水管,枝式管：（树枝状，主干+分枝）管径随分枝级别的增加、及流量的减少而变细 特点： 管网管线最短，供水直接，投资较少； 安全性较差； 末端封堵，水流停滞，水质易变坏； 多用于初建工程。,2环式管网干管构成回路 特点： 每个位置都有两个方向的供水，可靠性高； 管线较长，投资大； 小城市一般有数个环网，大城市环数超过两位数。,阀门,管网附属设备,用于调节水流或截断水流的开关，种类很多，接口方式有螺纹连接和法兰连接两种，管径小于50mm的阀门多用螺纹连接，管径大于50mm的多用法兰连接。 希望阀门阻力小或水流可能

15、双向流动的管段，不能使用截止阀，应用闸阀。蝶阀的安装空间小，阻力比闸阀稍大，但造价低，常被替代闸阀使用。 阀门设在管网节点或分支处，管线过长应设阀分段，设有消火栓的管道上，消火栓数量不超过5个。,阀门,减压阀是用于调控出水水压的。 排气阀是用于排出管内气体的，常设在管线高位。 泄水阀设置输水管和管网的低处，用于排出泥沙或事故泄水。 单项阀是防止水倒流。 大型泵站设多功能阀，防水倒流，防水锤作用。,消火栓,消火栓是用于城镇灭火的设备。 设于路边、街口，消火栓之间的间距不超过120m，管道管径不小于100mm. 消火栓有地上和地下两种，寒冷地区用地下式。（请见书P14）,黄色消防栓定义为非消防取水

16、，主要用于市政、园林、环卫等非消防性取水，并实行计量收费。,净水池：水厂内，用于调节净水厂产水与二泵站向外供水的不平衡。,调节构筑物,水塔或高位水池：设在供水区或配水管网前后，用来调节二泵站供水与用水量的不平衡。,调节构筑物,管网水力计算有三个内容： 1 确定计算管段上的流量； 2 根据流量初选管径； 3 根据管径和流量计算管段上的水头损失，最后求出管网在满足输送设计流量、保证供水区内水压要求下的供水总水压。,四、管网水力计算,1 管段的设计流量,输水管内的流量沿途不变。 配水管管段内的流量由两部分组成，一是本管段沿线出流的水量，二是流经本段的转输流量。,2 根据流量选管径,管径的选择主要考虑

17、，投资和运行费用。 在经济流速下，投资和运行费用综合最低。 经验数据 DN100400, v=0.60.9m/s DN400, v=0.91.4m/s,3 管段上的水头损失计算,总水头损失包括： 沿程水头损失和局部水头损失,例：树状网计算步骤,计算各管段流量，任一管段的流量等于该管段以后（顺水流方向）所有节点流量的总和。 任一管段的流量决定后，试选管径D，最终满足该管径下流速要求，选定公式，并求得水头损失hij。 计算干线的总水头损失、二级泵站所需扬程或水塔所需的高度。 支线计算，干线上各节点包括接出支线处节点的水压标高已知，因此在计算树状网的支线时，起点的水压标高已知，而支线终点的水压标高等于终点的地面标高与最小服务水头之和。从支线起点和终点的水压标高差即为支线的允许水头损失。按干线的计算方法，确定管径和支线水头损失，最终所得水头损失要小于支线的允许水头损失。,解环方程的环状网