注册给排水工程师1-5章(1)

1、注册公用设备工程师给水排水执业资格考试注册公用设备工程师给水排水执业资格考试排水工程专业辅导课程排水工程专业辅导课程 排水工程专业辅导课程排水工程专业辅导课程 v授课教师：朱文亭授课教师：朱文亭v工作单位：天津大学环境科学与工程学院工作单位：天津大学环境科学与工程学院v联系电话：联系电话：02227406515E-mail：v授课教材：授课教材：v全国勘察设计注册公用设备工程师给水排水全国勘察设计注册公用设备工程师给水排水专业考试大纲专业考试大纲v全国勘察设计注册公用设备工程师给水排水全国勘察设计注册公用设备工程师给水排水专业考试复习教材专业考试复习教材考题类型及难点

2、分析考题类型及难点分析 v题量比重：排水工程（题量比重：排水工程（30）v考试方式：开卷考试方式：开卷v题型组成：题型组成：（四选一）（四选一）v概念题（含综合概念题）概念题（含综合概念题）v案例分析题（含计算题、连锁计算题）案例分析题（含计算题、连锁计算题）v难点分析：难点分析：v题量大，覆盖面广，未划定考试范围题量大，覆盖面广，未划定考试范围v内容多，知识交错，需要重温复习的内容多内容多，知识交错，需要重温复习的内容多课程讲授内容和方法课程讲授内容和方法 v根据考试大纲和复习教材，系统讲授根据考试大纲和复习教材，系统讲授排排水工程水工程的基本原理和主要概念的基本原理和主要概念v结合授课内容

3、，指出需要掌握的基本概念结合授课内容，指出需要掌握的基本概念和设计计算方法和设计计算方法v参照样题，结合课程内容，指出可能出现参照样题，结合课程内容，指出可能出现的问题，探讨答题方法和技巧的问题，探讨答题方法和技巧v互动交流，重点总结，拾遗补缺，融汇贯互动交流，重点总结，拾遗补缺，融汇贯通通应考答题的基本技巧应考答题的基本技巧 v看清题意，准确理解题目的考核内容；看清题意，准确理解题目的考核内容；v利用掌握的正确概念和计算方法验证、选择答案；利用掌握的正确概念和计算方法验证、选择答案；v采用排除法，剔除错误答案；采用排除法，剔除错误答案；v答案不是非常确定时，借助教材和规范（迅速、准答案不是非

4、常确定时，借助教材和规范（迅速、准确），进行验证、选择。确），进行验证、选择。v控制答题时间，不要依赖开卷资料；控制答题时间，不要依赖开卷资料；v先易后难，确保基本分，不要空白。先易后难，确保基本分，不要空白。第第1章章 排水系统概论排水系统概论 v排水工程的基本任务和主要内容排水工程的基本任务和主要内容v城市污水的组成与最终出路城市污水的组成与最终出路v排水系统的体制及其选择排水系统的体制及其选择v排水系统的组成与布置形式排水系统的组成与布置形式v排水系统的规划设计原则排水系统的规划设计原则v排水系统的基建程序和设计阶段排水系统的基建程序和设计阶段排水工程的基本任务和主要内容排水工程的基本任

5、务和主要内容 v排水工程的基本任务：排水工程的基本任务：v保护生态环境免受污染保护生态环境免受污染v污水的无害化和资源化污水的无害化和资源化v保障工农业生产的发展和人民的健康与正常生活保障工农业生产的发展和人民的健康与正常生活v排水工程的主要内容：排水工程的主要内容：v收集各种污水并及时将其输送至适当地点收集各种污水并及时将其输送至适当地点v将污水妥善处理后排放或再利用将污水妥善处理后排放或再利用城市污水的组成与最终出路城市污水的组成与最终出路 v城市污水的组成：城市污水的组成：v生活污水（人们生活中用过的水）生活污水（人们生活中用过的水）v工业废水（工业生产中排出的废水）工业废水（工业生产中

6、排出的废水）v大气降水（雨、雪、冰雹、霜、露）大气降水（雨、雪、冰雹、霜、露）v城市污水的最终出路：城市污水的最终出路：v排放水体排放水体v灌溉农田灌溉农田v重复使用重复使用排水系统的体制及其选择排水系统的体制及其选择 v排水系统的体制：【雨水，污水（生活、生产）排水系统的体制：【雨水，污水（生活、生产）】v分流制排水系统（分流制排水系统（新建城区，工业企业新建城区，工业企业）v完全分流制排水系统完全分流制排水系统v不完全分流制排水系统不完全分流制排水系统v合流制排水系统（合流制排水系统（截流式合流制排水系统截流式合流制排水系统）v排水体制的选择：排水体制的选择：v环境保护要求环境保护要求v经

7、济造价分析经济造价分析v维护管理费用维护管理费用城市排水系统的组成城市排水系统的组成v城市污水排水系统城市污水排水系统1.室内污水管道系统及设备室内污水管道系统及设备2.室外排水管道系统室外排水管道系统3.污水泵站及压力管道污水泵站及压力管道4.城市污水处理厂城市污水处理厂5.出水口及事故排出口出水口及事故排出口v城市雨水排水系统：城市雨水排水系统：1.1.建筑物的雨水管道系统和设备建筑物的雨水管道系统和设备2.2.居住小区或工厂雨水管渠系统居住小区或工厂雨水管渠系统3.3.街道雨水管渠系统街道雨水管渠系统4.4.排洪沟排洪沟5.5.出水口出水口城市排水系统的总平面布置城市排水系统的总平面布置

8、v城市排水系统总平面布置的任务：城市排水系统总平面布置的任务：v确定干管、主干管的走向确定干管、主干管的走向v确定污水处理厂和出水口的位置确定污水处理厂和出水口的位置v城市排水系统总平面布置的原则：城市排水系统总平面布置的原则：v管网密度合适，管道工程量小，水流畅通管网密度合适，管道工程量小，水流畅通v充分利用地形地势，顺坡排水，避免提升充分利用地形地势，顺坡排水，避免提升v地形起伏较大的地区，采用高、低区系统分离地形起伏较大的地区，采用高、低区系统分离v尽量减少中途加压泵站的个数尽量减少中途加压泵站的个数v截流干管的布置要使全区污水管道能便捷、直接地接入截流干管的布置要使全区污水管道能便捷、

9、直接地接入城市排水系统的总平面布置城市排水系统的总平面布置v城市排水系统总平面布置的常见形式：城市排水系统总平面布置的常见形式：（教材图）（教材图）a)直流正交式（直流正交式（适用于雨水适用于雨水）b)正交截留式（正交截留式（合流制合流制）c)c)平行式（排水坡度过大、减小流速、避免冲刷）平行式（排水坡度过大、减小流速、避免冲刷）d)d)高低分区式（地形起伏过大，减少提升能耗）高低分区式（地形起伏过大，减少提升能耗）e)e)辐射分散式（城区大、中心地势高、出路分散）辐射分散式（城区大、中心地势高、出路分散）f)f)环绕式（中小城市、排水出路集中）环绕式（中小城市、排水出路集中）第第2章章 污水

10、管道系统的设计污水管道系统的设计 1.设计基础数据的收集设计基础数据的收集2.污水管道系统的平面布置污水管道系统的平面布置3.污水管道设计流量计算和水力计算污水管道设计流量计算和水力计算4.污水管道衔接的原则和方式的确定污水管道衔接的原则和方式的确定5.5.污水管道在街道上位置的确定污水管道在街道上位置的确定6.6.绘制污水管道系统平面图和纵剖面图绘制污水管道系统平面图和纵剖面图污水设计流量的计算污水设计流量的计算 v污水设计流量：污水设计流量：v生活污水量生活污水量工业废水量工业废水量（地下水（地下水渗入量）渗入量）v最大日最大时（高日高时）污水流量最大日最大时（高日高时）污水流量v流量单位

11、流量单位L/S（升（升/秒）秒）v污水量变化系数：污水量变化系数：KzKK日时高日 高日高时高日高时均日 高日均时均日均时污水设计流量的计算污水设计流量的计算 v污水量设计标准：污水量设计标准：v居住区生活污水量标准：居住区生活污水量标准：v居民排水定额为居民生活用水定额的居民排水定额为居民生活用水定额的8090v地域、生活习惯、生活水平、给排水系统完善程度地域、生活习惯、生活水平、给排水系统完善程度v工业企业生活污水和淋浴污水量标准工业企业生活污水和淋浴污水量标准v工业废水量标准（单位产品排水定额）工业废水量标准（单位产品排水定额）v污水设计流量的基本计算公式：污水设计流量的基本计算公式：设

12、计流量设计流量排水个体数排水个体数排水定额排水定额变化系数变化系数排水时间排水时间单位换算单位换算污水管道的水力计算污水管道的水力计算 v污水管道中的水流特征：污水管道中的水流特征：v重力、非满管流重力、非满管流v流量、流速、水流状态不断变化（明渠非稳定、非均匀流）流量、流速、水流状态不断变化（明渠非稳定、非均匀流）v为简化计算，设计管段内采用稳定均匀流公式进行计算为简化计算，设计管段内采用稳定均匀流公式进行计算v污水管道按不满流设计的原因：污水管道按不满流设计的原因：v为未预见水量的增长留有余地，避免污水外溢；为未预见水量的增长留有余地，避免污水外溢；v利于管道通风，排除有害气体；利于管道通

13、风，排除有害气体；v便于管道的疏通和维护管理。便于管道的疏通和维护管理。污水管道的水力计算污水管道的水力计算 v污水管道水力计算的基本公式污水管道水力计算的基本公式:21321QA vA CR IA RIn 32Q - 流量，m /s； A - 过水断面面积，m ；v - 流速，m/s； R - 水力半径，m；I - 水力坡度； C - 流速系数或称谢才系数；n - 管壁粗糙系数，（表227）污水管道的水力计算污水管道的水力计算 v污水管道水力计算的设计规定：污水管道水力计算的设计规定：v管壁粗糙系数（管壁粗糙系数（n）表）表227v设计充满度设计充满度（h/D）（）（0.550.75）表表2

14、28v最小设计流速最小设计流速（vm）（管道）（管道:0.6m/s，明渠，明渠:0.4m/s）v最大设计流速（最大设计流速（vx）（金属管道）（金属管道:10m/s，非金属，非金属:5m/s）v最小设计坡度最小设计坡度（I）（街区内：）（街区内：0.004，街道下：，街道下：0.003）v最小管径最小管径（街区内：（街区内：200mm，街道下：，街道下：300mm）v最大允许埋深（干燥土壤：最大允许埋深（干燥土壤：78m）v最小覆土厚度（冰冻，动荷载，支管衔接）最小覆土厚度（冰冻，动荷载，支管衔接） P252污水管道的水力计算污水管道的水力计算 v覆土厚度：覆土厚度：管道外壁顶部到地面的管道外

15、壁顶部到地面的距离距离v埋设深度：埋设深度：管道内壁底部到地面的管道内壁底部到地面的距离距离覆土厚度覆土厚度埋设深度埋设深度管道管道地面地面污水管道的水力计算污水管道的水力计算 v污水管道水力计算的目的：污水管道水力计算的目的：根据设计流量，确定管道断面尺寸和敷设坡度，并在满足根据设计流量，确定管道断面尺寸和敷设坡度，并在满足设计规范的前提下，对设计参数进行经济优化。设计规范的前提下，对设计参数进行经济优化。v污水管道水力计算的原则：污水管道水力计算的原则：v充分利用地面坡度，减小埋深和造价；充分利用地面坡度，减小埋深和造价；v控制设计流速，避免管道淤积和冲刷；控制设计流速，避免管道淤积和冲刷

16、；v控制设计充满度在规定范围内。控制设计充满度在规定范围内。污水管道的水力计算污水管道的水力计算 v污水管道水力计算的方法（图表法）：污水管道水力计算的方法（图表法）：1.根据所选管材，使用相应粗糙系数根据所选管材，使用相应粗糙系数(n)的水力计算图表；的水力计算图表；2.根据设计流量（根据设计流量（Q），初步确定管径（），初步确定管径（D）；）；3.使用相应管径（使用相应管径（D）的水力计算图表进行水力计算；）的水力计算图表进行水力计算；4.设定设定1个未知参数（个未知参数（I，v，h/D），求定另外），求定另外2个：个：v坡度（坡度（I）控制法）控制法尽量采用最小设计坡度，减小埋深；尽量采

17、用最小设计坡度，减小埋深；v流速（流速（v）控制法）控制法流速逐段增大，参照上段流速；流速逐段增大，参照上段流速；v充满度（充满度（h/D）控制法）控制法尽量采用最大允许充满度，以降低工尽量采用最大允许充满度，以降低工程造价。程造价。污水管道系统的设计污水管道系统的设计 v管道定线和平面布置：管道定线和平面布置：v任务：在总平面图上确定污水管道的位置和走向，任务：在总平面图上确定污水管道的位置和走向，主干管主干管 干管干管 支管支管v原则：管线短，埋深小，自流排水原则：管线短，埋深小，自流排水v考虑因素：考虑因素：v地形：充分利用地形，顺坡排水，干管正交布置地形：充分利用地形，顺坡排水，干管正

18、交布置v污水厂和排水口位置：主干管走向污水厂和排水口位置：主干管走向v排水体制：雨、污水管道的平面、高程配合排水体制：雨、污水管道的平面、高程配合v水文地质条件：地下水位，地下障碍物水文地质条件：地下水位，地下障碍物v道路和交通条件：道路宽度道路和交通条件：道路宽度40m40m，可平行敷设两条管道，可平行敷设两条管道v集中排水点：工厂和大型建筑，干管起点集中排水点：工厂和大型建筑，干管起点污水管道系统的设计污水管道系统的设计 v控制点标高和泵站设置：控制点标高和泵站设置：v控制点（最不利点）：对管道系统埋深起控制控制点（最不利点）：对管道系统埋深起控制作用的地点作用的地点v离出水口最远的管道起

19、点；离出水口最远的管道起点；v大埋深支管接入点或低洼地区管道起点；大埋深支管接入点或低洼地区管道起点；v大埋深的工厂排水口。大埋深的工厂排水口。v污水泵站：污水泵站： （根据位置和功能分类）（根据位置和功能分类）v中途泵站；中途泵站；v局部泵站；局部泵站；v终点泵站。终点泵站。污水管道系统的设计污水管道系统的设计 v设计管段及设计流量的确定：设计管段及设计流量的确定：v设计管段的划分设计管段的划分:流量、管径、坡度不变的直线管段流量、管径、坡度不变的直线管段v设计管段的设计流量：设计管段的设计流量：v本段流量本段流量(q(q1 1) )：沿线街坊，起点进入：沿线街坊，起点进入v转输流量转输流量

20、(q(q2 2) ) ：上游、旁侧管段：上游、旁侧管段v集中流量集中流量(q(q3 3) ) ：工厂，大型建筑：工厂，大型建筑hapdLnhasLqKhaFpnKFKqFqzzz/././360024001人口密度，人人生活污水定额，比流量，生活污水量总变化系数，设计管段街坊服务面积本段流量计算公式：污水管道系统的设计污水管道系统的设计 v污水管道的衔接：污水管道的衔接：v衔接方法：检查井衔接方法：检查井管径、坡度、高程、方向发生变化和一定距离处管径、坡度、高程、方向发生变化和一定距离处v衔接原则：经济、技术比较衔接原则：经济、技术比较v尽可能减小埋深，降低造价尽可能减小埋深，降低造价v避免上

21、游管段中形成回水而造成淤积避免上游管段中形成回水而造成淤积v水面和管底标高，下游不能高于上游水面和管底标高，下游不能高于上游v衔接方式：衔接方式：v水面平接：可减小埋深，易形成回水水面平接：可减小埋深，易形成回水v管顶平接：不产生回水，埋深增加快管顶平接：不产生回水，埋深增加快v跌水连接：高差过大时采用跌水连接：高差过大时采用污水管道系统的设计污水管道系统的设计 v污水管道在街道上的位置：污水管道在街道上的位置：v污水管道的特点：污水管道的特点：v输送污水，重力流，易渗漏输送污水，重力流，易渗漏v管径大，埋深大管径大，埋深大v连接支管和附属构筑物多连接支管和附属构筑物多v污水管道的定位原则：污

22、水管道的定位原则：v保证安全：礼让关系，最小净距保证安全：礼让关系，最小净距v方便用户接管方便用户接管v便于维护、清通便于维护、清通污水管道系统的设计污水管道系统的设计 v污水管道系统的设计步骤：污水管道系统的设计步骤：1.总平面设计（管网定线，街区编号，街区面积）总平面设计（管网定线，街区编号，街区面积）2.干、支管线的平面设计（管线定位，设计管段）干、支管线的平面设计（管线定位，设计管段）3.确定设计标准（设计人口，排水定额）确定设计标准（设计人口，排水定额）4.计算设计流量（总变化系数，管段流量，集中流计算设计流量（总变化系数，管段流量，集中流量，转输流量）量，转输流量）5.管道水力计算

23、（选定控制点，依次逐段计算）管道水力计算（选定控制点，依次逐段计算）6.绘制管道系统平面图和纵剖面图绘制管道系统平面图和纵剖面图第第3章章 雨水管渠系统的设计雨水管渠系统的设计 1.确定当地暴雨强度公式和计算方法确定当地暴雨强度公式和计算方法2.划分排水流域，进行雨水管渠定线划分排水流域，进行雨水管渠定线3.划分设计管段，计算雨水设计流量划分设计管段，计算雨水设计流量4.进行雨水管渠的水力计算和高程计算，确进行雨水管渠的水力计算和高程计算，确定管渠的尺寸、坡度、标高及埋深定管渠的尺寸、坡度、标高及埋深5.5.绘制雨水管渠系统平面图和纵剖面图绘制雨水管渠系统平面图和纵剖面图暴雨强度公式暴雨强度公

24、式 暴雨强度公式是描述降雨量、降雨历时和重现期暴雨强度公式是描述降雨量、降雨历时和重现期三者之间数学关系的经验公式三者之间数学关系的经验公式nbtPcAq)()lg1 (1671式中：式中：q 设计暴雨强度，设计暴雨强度，L/s.hat 降雨历时，降雨历时，minP 设计重现期，设计重现期，aA1,b,c,n 地方参数，根据统计方法计算确定地方参数，根据统计方法计算确定雨量分析的几个要素雨量分析的几个要素 v降雨量（降雨量（H）：）：mm，单位面积上的降雨体积，单位面积上的降雨体积v降雨历时（降雨历时（t）：）：min，连续降雨的时间，连续降雨的时间v暴雨强度（暴雨强度（q）：）：L/s.ha

25、，单位时间内，单位面，单位时间内，单位面积上的降雨体积积上的降雨体积v汇水面积（汇水面积（F）：）：ha，雨水管渠汇集雨水的面积，雨水管渠汇集雨水的面积v暴雨强度的重现期（暴雨强度的重现期（P）：）：a，等于或大于某特定等于或大于某特定值的暴雨强度可能出现一次的平均间隔时间值的暴雨强度可能出现一次的平均间隔时间v根据当地实际情况，正确选择设计参数，才能做根据当地实际情况，正确选择设计参数，才能做出经济合理的设计。出经济合理的设计。雨水管渠设计流量的确定雨水管渠设计流量的确定 v极限强度理论：极限强度理论：v当汇水面积上最远点的雨水流达集流点时，全面积产生当汇水面积上最远点的雨水流达集流点时，全

26、面积产生汇流，雨水管道的设计流量最大；汇流，雨水管道的设计流量最大；v当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水流达集流点的当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水流达集流点的集流时间时，雨水管道需要排除的雨水量最大。集流时间时，雨水管道需要排除的雨水量最大。v雨水设计流量计算公式：雨水设计流量计算公式：FqQ式中：式中：Q 雨水设计流量，雨水设计流量，L/s 径流系数，径流系数，2m2m，现场建造，砖、石、混凝土、，现场建造，砖、石、混凝土、钢筋混凝土。钢筋混凝土。第第5 5章章 排水管渠的材料、接口、排水管渠的材料、接口、基础及构筑物基础及构筑物 v排水管道的接口：排水管道的接口：v柔性接口：柔性接

27、口：v石棉沥青卷材石棉沥青卷材接口：管道轴向地基不均匀沉降的地区接口：管道轴向地基不均匀沉降的地区v橡胶圈橡胶圈接口：土质差，地基硬度不均匀，地震多发区接口：土质差，地基硬度不均匀，地震多发区v刚性接口：刚性接口：v水泥砂浆抹带水泥砂浆抹带接口：适用于雨水管道和地下水位以上接口：适用于雨水管道和地下水位以上的污水支管的污水支管v钢丝网水泥砂浆抹带钢丝网水泥砂浆抹带接口：地基土质好，有带形基础接口：地基土质好，有带形基础v半柔半刚性接口半柔半刚性接口v预制套环预制套环石棉石棉水泥（或水泥（或沥青沥青砂浆）接口：砂浆）接口：第第5 5章章 排水管渠的材料、接口、排水管渠的材料、接口、基础及构筑物基础及构筑物 v排水管道的基础：排水管道的基础：v砂土基础：砂土基础：v弧形素土基础：干燥土壤，小直径污水管道弧形素土基础：干燥土壤，小直径污水管道v砂垫层基础：砂垫层基础：干燥多石土壤，小直径污水管道干燥多石土壤，小直径污水管道v混凝土枕基：混凝土枕基