给水系统介绍

1、城市给水排水管道工程及设计 主讲教师： 汪诚文（Tel. 62771551；) 刘书明（Tel.62787964；) 张鸿涛（Tel.62792625；) 刘艳臣（Tel.62796953; ) 清华大学环境学院 教学大纲 一、课程简介（本课程的目的、基本要求） 本课程主要讲述城市给水排水管道工程和泵站的基本原 理和技术，整个课程由四部分内容组成： 城市给水管道工程： 城市排水管道工程： 水泵与水泵站： 给排水管道设计 通过本课程的讲授，使学生掌握给水排水管道工程及泵 站工程规划、设计的基本原理和方法；了解基本建设程 序和设计文件编制深度要求；熟悉给水排水工程设计规 范；培养学生从事给水排水工

2、程规划、设计所需的基本 素质和技能。同时了解给水管网运行管理面临的挑战， 课程以基本原理为指导，以工程应用为背景，强调理论 与实践相结合，着重培养学生独立分析问题和解决问题 的能力。 教学大纲 二、先修课要求及本课程特点 1. 先修课程 水力学或流体力学基础； 土建基础知识； 土力学基础； 工程制图及AutoCAD； 水质科学或环境学基础等 2. 本课程的特点 传统学科，历时悠久： 关系国计民生： 交叉学科，综合性强： 实践性强： 应用广泛： 教学大纲 三、学时分配及考核方式 1. 学时安排 总授课64学时，其中： 第一篇-城市给水管道工程：16学时 第二篇-城市排水管道工程：16学时 给水排

3、水管道工程设计： 32学时 2. 考核方式及成绩评定 平时作业：10% 考试：50% 设计：40% 教学大纲 四、教材及参考书 1.给水工程第四版，严煦世，范谨初主编，中国建 筑工业出版社，1999； 2.排水工程（上）第四版，孙慧修等，中国建筑工 业出版社，1998； 3. 水泵及水泵站，姜乃昌 ，中国建筑工业出版社， 1993 4.给水排水管道工程第一版，王继明等，清华大学 出版社，1989； 5.给水排水设计手册，中国建筑工业出版社； 绪论 给水排水工程的主要内容 取水设施给水处理设施 居民生活用水 公共设施用水 市政用水 城市消防用水 城 市 污 水 管 道 工业废 水处理 工业用水企

4、业给水输配 城市雨水管道 城市污水处理设施废水净化后的处置 灌溉农田废水深度处理 自 然 水 体 回 用 排放 城市给水输配 自然降水 再生成品水输配 第一篇 城市给水管网 第一章 城市给水工程系统 降水降水 下渗下渗 径流径流 流域流域 河流河流 水库水库 原原 水水 管管 道道 水水 厂厂 清水池清水池 污水处理污水处理 厂厂 污水管道污水管道 再生水再生水 给水管网给水管网 排放入排放入 河流河流 供水供水 主管线主管线 蒸发蒸发 城市水系统示意图城市水系统示意图 第一节 城市给水工程概论 一、给水系统 给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网 等组成的系统。主要由三部

5、分组成： 取水工程取水构筑物、一级泵站、输水管（渠） 净水工程水处理构筑物 输配水工程清水池、二级泵站、输水管、配水管网及附属设施 （调节构筑物） 河 流 图1-1 地表水源给水系统示意图 1-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-输水管；7-管网；8- 水塔 干管（干管（trunk mains）和配水管）和配水管 （distribution pipes） 第一节 城市给水工程概论 二、给水工程系统类型： （一）按水源的数目分类（一）按水源的数目分类 1.单水源给水管网系统 2.多水源给水管网系统 （二）按系统构成方式分类（二）按系统构成方式分类 1.统一

6、给水系统 同一管网按相同的压力供应生活、 生产、 消防各类用水。 系统简单，投资较少，管理方便。 适用在工业用水量占总水量比例小，地 形平坦的地区。 1 1 3 2 图1-2 多水源给水系统 第一节 城市给水工程概论 二、给水工程系统类型： 2.分质给水系统 根据用户对水质的要求不同分别设置给水管道系统，例如：生活给水管网和 生产给水管网等。 特点：可缩小城市水厂规模，降低制水成本，但管道和设备增多，管理较复 杂。 适用条件：工业用水量大、水质要求低、集中规划区域。 图1-3 分质给水系统 第一节 城市给水工程概论 二、给水工程系统类型： 3.分区给水系统 （1）多水源分区给水系统 （2）串联

7、分区给水系统 （3）并联分区给水系统 4.分压给水系统 河流 河流 河流 图1-5 串联分区给水系统 a-高区；b-低区；1-净水厂；2-水塔；3-加压泵站 图1-6 并联分区给水系统 a-高区；b-低区；1-净水厂；2-水塔； 图1-4 多水源分区给水系统 第一节 城市给水工程概论 二、给水工程系统类型： （三）跨流域调水工程 “南水北调南水北调-东线工程东线工程”： 从长江下游扬州江都抽 引长江水，利用京杭大运河 及与其平行的河道逐级提水 北送，并连接起调蓄作用的 洪泽湖、骆马湖、南四湖、 东平湖。出东平湖后分两路 输水：一路向北，经隧洞穿 过黄河至沧州；另一路向东 ，通过胶东地区输水干线

8、经 济南输水到烟台、威海。 第一节 城市给水工程概论 二、给水工程系统类型： “南水北调南水北调-中线工程中线工程”： 近期从长江支流汉江上的丹江口水库引水，沿伏牛 山和太行山山前平原开渠输水，终点北京。远景考 虑从长江三峡水库或以下长江干流引水增加北调水 量。中线工程具有水质好，覆盖面大，自流输水等 优点，是解决华北水资源危机的一项重大基础设施 。 “南水北调南水北调-西线工西线工 程程”： 从长江上游引水入 黄河，是解决我国 西北地区和华北部 分地区干旱缺水的 战略性工程。 第一节 城市给水工程概论 三、影响给水系统类型布置的因素 （一）城市规划的影响 城市的计划人口数、居住区房屋层数和建

9、筑标准设计 流量 工业布局生产用水量及其要求 农业灌溉、水文等水源和取水构筑物位置 城市功能分区，街道位置、用户对水量水压的要求选 定水厂、调节构筑物、泵站和管网的位置； 城市地形和供水压力是否需要分区供水 用户对水质的要求是否需要分质供水 第一节 城市给水工程概论 三、影响给水系统类型布置的因素 （二）水源的影响 地下水 vs 地表水 单水源 VS 多水源：多水源系统便于分期发展，供水比 较可靠，管网内水压比较均匀； （三）地形的影响 地形平坦、工业用水量小、对压力无特殊要求统一给 水系统 大城市、河流贯穿分别供水，然后连接 地形起伏较大的城市 分区供水或局部加压给水系统 第二节 工业给水系

10、统 一、直流给水系统 图1-7 直流给水系统 指使用过的水直接排放到污水系统 第二节 工业给水系统 二、循环给水系统 图1-8 循环给水系统 循环给水系统是指使用过的水经适当处理后再回用。 第二节 工业给水系统 三、复用给水系统 图1-9 循序给水系统 复用给水系统是指按照车间对水质的要求，将水顺 序重复利用。我国复用率一般在50-60% 第二节 工业给水系统 四、再生水回用系统 1.工业废水处理与回用系统 2.建筑中水系统 3.城市污水回用系统 城市污水再生处理基本工艺 : l 二级处理-消毒； l 二级处理-过滤-消毒； l 二级处理-混凝-沉淀(澄清、气浮)-过滤-消毒： l 二级处理-

11、微孔过滤-消毒。 对再生水水质有更高要求时，可增加深度处理单元技术： l 膜-生物反应器、曝气生物滤池、自然净化系统 l 活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧-活性炭 l 超滤、纳滤 l 离子交换、反渗透等 问题 给水系统一般有哪几部分组成？ 影响给水系统类型布置的因素有哪 些？ 工业给水系统的种类有哪些？ 南水北调西线、中线、东线工程的 基本情况与工程现状是什么？ 调研自己家乡的供水系统情况。 提交日期：3月1日 第一篇 城市给水管网 第二章 给水系统的布置 第一节 用户对给水的要求 一、生活用水 生活用水居住建筑、公共建筑等生活饮用，炊事， 洗浴，洗涤，清洁卫生等用水，以及工业企业中工作人 员的生活

12、洗浴和食堂用水等。 水质要求： 饮用水：生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）； 生活饮用水水质卫生规范卫法监发2001161号 ； 瓶装饮用纯净水卫生标准（GB 17321-1998 ）；饮 用净水水质标准（CJ 94-1999） 非饮用水：城市污水再生利用城市杂用水水质 （GB/T 189202002） 水量要求：用水量定额见相应规范 水压要求：保证用水设施的额定流量 第一节 用户对给水的要求 二、生产用水 生产用水工业生产过程中的用水。 生产原料用水：食品、饮料、酿造及化学制药等 冷却用水：生产机械及发电等设备的冷却 锅炉用水：蒸汽锅炉等 水力输送用水：输煤、输灰等； 水力浮选用水

13、：选矿、选煤等； 产品及设备洗涤用水： 生产用水对水质、水量、水压的要求： 第一节 用户对给水的要求 三、消防用水 消防用水扑灭火灾的用水。 水质：没有特殊的要求；消防用水可由给水管网、天然 水源或消防水池供给。 水量：执行防火规范，如建筑设计防火规范及高 层民用建筑设计防火规范等 。 水压：室外消防给水可采用高压或临时高压给水系统或 低压给水系统，如采用高压或临时高压给水系统，管道 的压力应保证用水总量达到最大且水枪在任何建筑物的 最高处时，水枪的充实水柱仍不小于10m；如采用低压 给水系统，管道的压力应保证灭火时最不利点消火栓的 水压不小于10m水柱(从地面算起)。 第二节 给水管网的规划

14、布置 一、给水管网的规划原则 1.执行相关法规、政策、规范。 2.使用方便：给水管线应布满整个供水区，满足用户的 用水量、供水压力和水质的要求。 3.安全可靠：当局部管线发生故障时，仍能保证不间断 供水。 4.降低投资：布线力求简短；考虑地形和地质情况，并 尽量减少特殊工程。 5. 统筹发展：合理确定远近期规划与建设规模。按远 期规划、按近期设计，分期建设。 第二节 给水管网的规划布置 二、给水管网的布置形式 1.树状管网 优点：构造简单；管线短；投资低 缺点：可靠性差；末端水质变化； 适用条件：小城市或小型工矿企业 2.环状管网 优点：安全可靠；减少水击影响 缺点：管线长；投资高； 适用条件

15、：大城市 第二节 给水管网的规划布置 三、影响管网布置的因素 1.供水区的地形； 2.供水区内管线沿程有无较大的障碍物； 3.供水区内街区的大小和形状及用水户的分布，尤其是 大用水户的位置； 4. 其它水源，水塔或水池的位置； 给水管网布置应满足以下要求：给水管网布置应满足以下要求： 1. 按照城市规划平面图布置管网，应考虑给水系统分期建设的可能 2. 保证可靠性，管网局部发生事故时，断水范围应减到最小 3. 管线遍布整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压 4. 力求以最短距离铺设管线，降低管网造价和供水能量费用 先枝状管网 后环状管网 第二节 给水管网的规划布置 四、管网定线：干管和干管连

16、接管，不包含分配管 1.输水管定线原则： (1) 线路简短，尽可能沿公路敷设，少占或不占农田：北 京的管网 (2) 尽量避免空越铁路、公路、河流、沼泽、山谷、滑坡、 洪水淹没区、侵蚀性土区及地质不良地段等。 (3) 输水管线的走向，平面和高程布置符合城市或工业企 业对管线的规划要求，有条件时最好沿现有道路或规划 道路敷设。 (4) 输水管发生事故时，供水保证率： 第二节 给水管网的规划布置 四、管网定线 1.输水管定线原则： (4) 输水管发生事故时，供水保证率： 输水管可以敷设为单线或双线。为了供水可靠，还可在 双线输水管间装设连通管(联络管)，把管线分成几个环网， 并装设闸门，控制事故断水

17、。当输水管某段发生故障时， 水流通过连通管仍能保证70%的设计水量。 第二节 给水管网的规划布置 四、管网定线 2.干管定线应考虑的问题 第二节 给水管网的规划布置 四、管网定线 2.干管定线应考虑的问题 (1)按供水的主要流向延伸； (2) 布置几条并行的干管，干管间的距离视供水区域的 大小和供水情况而不同。一般说干管相距约500800米。 (3)干管应尽可能布置在较高地位，这样可以保证用户 附近配水管中有足够的压力并可减低干管内压力，以增 加管道的供水安全性。 (4) 根据地区规划，沿规划道路布置，尽量避免在重要 道路或高级路面下敷设。 (5)干管应隔一定距离设有连接管。 (6) 考虑发展和分期建设。 第二节 给水管网的规划布置 四、管网定线 3.配水管和接户管 配水管是把干管输送来的水量配送到接户管和消火栓上 的管道，它敷设在每一条街道或工厂车的路边上。配水 管的最小直径由消防水量决定，