第一章-给水排水管网系统概论

1、给排水工程与管网设计给排水工程与管网设计第一章第一章 给水排水管网系统概论给水排水管网系统概论1.1 给水排水系统的功能与组成给水排水系统的功能与组成 给水排水系统是为人们的生活、生产和消防给水排水系统是为人们的生活、生产和消防提供用水和排出废水提供用水和排出废水的设施总称。的设施总称。任务：向各种不同类别的用户供应满足需任务：向各种不同类别的用户供应满足需求的水质、水量和水压，同时承担用户排求的水质、水量和水压，同时承担用户排出的废水的收集、输送和处理，达到消除出的废水的收集、输送和处理，达到消除废水中污染物质对人体健康的危害和保护废水中污染物质对人体健康的危害和保护环境的目的。环境的目的。

2、 水的分类水的分类 生活用水生活用水 居民生活用水（满足一定水质标准） 公共设施用水（用水量大，集中，水质同生活用水） 工业企业生活用水（水量和工业企业生产工艺、生产条件有关，水质同居民生活用水） 工业生产用水工业生产用水 产品用水、工艺用水、辅助用水 （对水量水质、水压要求差异很大） 市政消防用水市政消防用水 道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防用水道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防用水 给水系统：向不同类别的用户供应满足需求给水系统：向不同类别的用户供应满足需求的水。的水。污水分类 生活污水生活污水居民生活污水、工业企业生活污水居民生活污水、工业企业生活污水含有大量有机物，污染程度严

3、重，废水处理重点含有大量有机物，污染程度严重，废水处理重点 工业废水工业废水冷却洗涤水，简单处理冷却洗涤水，简单处理污染严重，须严格处理污染严重，须严格处理 雨水雨水 排水系统：对废水进行收集、输送和处理。排水系统：对废水进行收集、输送和处理。 给水排水系统功能关系示意图水源取水设施给水处理设施供 水 泵 站城市给水管网企业给水管网居民生活用水公共设施用水市政用水消防用水工业企业生产用水工业企业生活用水工业企业消防用水城市雨水管网城市污水管网工业废水管网工业废水处理设施城市污水处理设施排水受纳体自然降水给水排水系统主要功能 1 1）水量保障）水量保障 2 2）水质保障）水质保障 给水处理水质、

4、贮水和输配水水质、排水水质给水处理水质、贮水和输配水水质、排水水质 3 3）水压保障）水压保障 充分利用地形高差，水泵加压充分利用地形高差，水泵加压给水排水系统的组成 水源取水系统水源取水系统 包括水源、取水设施、提升设备和输水灌渠等。包括水源、取水设施、提升设备和输水灌渠等。 给水处理系统给水处理系统 包括各种采用物理、化学、生物等方法的水质处包括各种采用物理、化学、生物等方法的水质处理设备和构筑物。理设备和构筑物。 给水管网系统给水管网系统 包括输水管渠、配水管网、水压调节设施（泵站、包括输水管渠、配水管网、水压调节设施（泵站、减压阀）及水量调节设施（清水池、水塔等）等，减压阀）及水量调节

5、设施（清水池、水塔等）等，简称输配水系统。简称输配水系统。 排水管网系统排水管网系统 包括污水和废水收集与输送管渠、水量调节池、包括污水和废水收集与输送管渠、水量调节池、提升泵站及附属构筑物（如检查井、跌水井、水封提升泵站及附属构筑物（如检查井、跌水井、水封井、雨水口等）等。井、雨水口等）等。 污水和废水处理系统污水和废水处理系统 包括各种采用物理、化学、生物等方法的水质净包括各种采用物理、化学、生物等方法的水质净化设备和构筑物。化设备和构筑物。 排放和重复利用系统排放和重复利用系统 包括废水受纳体（如水体、土壤等）和最终处置设包括废水受纳体（如水体、土壤等）和最终处置设施，如排放口、稀释扩散

6、设施、隔离设施和废水回施，如排放口、稀释扩散设施、隔离设施和废水回用设施等。用设施等。给水排水系统的组成（续）1.2 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流量关系取取水水系系统统给给水水处处理理系系统统给给水水管管网网系系统统用用户户排排水水管管网网系系统统排排水水处处理理系系统统排放或复排放或复用系统用系统清水池清水池均和池均和池调节池调节池水塔水塔Q1q1Q8Q2Q3Q4Q5Q6Q7q6q3q2q5q7q3清水池、均和池、水塔、调节池的作用清水池、均和池、水塔、调节池的作用给水排水系统的水质关系给水排水系统的水质关系三个水质标准三个水质标准 原水水质标准原水水质标准 给

7、水水质标准给水水质标准 排放水水质标准排放水水质标准三个水质变化过程三个水质变化过程 给水处理给水处理 用户用水用户用水 废水处理废水处理给水排水系统的水压关系给水排水系统的水压关系 水压：用户用水需要，也是给水和排水输送的能水压：用户用水需要，也是给水和排水输送的能量来源。量来源。 水的机械能：位能、压能和动能水的机械能：位能、压能和动能 测压管水头（压力水头）指位能和压能之和。测压管水头（压力水头）指位能和压能之和。水在输送中的压力方式：水在输送中的压力方式： 全重力给水全重力给水 一级加压给水一级加压给水 二级加压给水二级加压给水 多级加压给水多级加压给水1.3 1.3 给水排水给水排水

8、管网系统管网系统的功能和组成的功能和组成给水排水管网系统的功能和特点给水排水管网系统的功能和特点 功能：功能：1 1）水量输送）水量输送2 2）水量调节）水量调节3 3）水压调节）水压调节 特点：特点： 具有一般网络系统的特点：分散性、具有一般网络系统的特点：分散性、连通性、传输性、扩展性。连通性、传输性、扩展性。给水管网系统的构成给水管网系统的构成 输水管渠输水管渠：从水源到城市水厂或城市水厂到相距较：从水源到城市水厂或城市水厂到相距较远管网的管线或渠道。远管网的管线或渠道。 铸铁管、钢管、钢筋混凝土管等；铸铁管、钢管、钢筋混凝土管等； 两条并行，适当地点连通。两条并行，适当地点连通。 配水

9、管网配水管网：将水送到用户的管道系统：将水送到用户的管道系统 由主干管、干管、支管、连接管、分配管等构成。由主干管、干管、支管、连接管、分配管等构成。 附属设施：消火栓、阀门、监测仪表等。附属设施：消火栓、阀门、监测仪表等。 水压调节设施水压调节设施（泵站、减压阀）（泵站、减压阀） 水量调节设施水量调节设施（清水池、水塔和高位水池）（清水池、水塔和高位水池） 给水管网系统的构成给水管网系统的构成 泵站泵站 供水泵站（二级泵站）一般设于水厂内部。供水泵站（二级泵站）一般设于水厂内部。 加压泵站（三级泵站）对远离水厂的供水区域或地加压泵站（三级泵站）对远离水厂的供水区域或地形较高的区域进行加压。形

10、较高的区域进行加压。 水量调节设施水量调节设施（清水池、水塔和高位水池）（清水池、水塔和高位水池） 调节供水与用水的流量差，也可用于贮存备用水量，调节供水与用水的流量差，也可用于贮存备用水量，提高供水安全。提高供水安全。 减压设施减压设施 减压阀、节流孔板等，降低和稳定输配水系统局部减压阀、节流孔板等，降低和稳定输配水系统局部的水压。的水压。排水管网系统的构成排水管网系统的构成 废水收集设施废水收集设施 排水管网排水管网 水量调节池水量调节池 提升泵站提升泵站 输水管（渠）输水管（渠） 排放口排放口排水管网系统的构成排水管网系统的构成1）废水收集设施（室内污水管道及设备）废水收集设施（室内污水

11、管道及设备）排水系统起端设备，通过水封管、支管、排水系统起端设备，通过水封管、支管、竖管和出户管排到室外窨井，通过连接窨竖管和出户管排到室外窨井，通过连接窨井的排水支管将废水收集到排水管道系统。井的排水支管将废水收集到排水管道系统。 雨水口雨水口2）排水管网）排水管网 排水管网由支管、干管、主干管等构成。非满流。排水管网由支管、干管、主干管等构成。非满流。 附属构筑物：雨水口、检查井、跌水井、溢流井、附属构筑物：雨水口、检查井、跌水井、溢流井、水封井等。水封井等。 3）排水调节池）排水调节池 指具有一定容积的污水、废水或雨水贮存设指具有一定容积的污水、废水或雨水贮存设施。用于调节排水管外流量与

12、输水量或处理施。用于调节排水管外流量与输水量或处理水量的差值。水量的差值。 降低下游高峰排水量，减小输水灌渠或排水降低下游高峰排水量，减小输水灌渠或排水处理设施的设计规模，降低工程造价。处理设施的设计规模，降低工程造价。 事故时贮水，减小污染；均和水质。事故时贮水，减小污染；均和水质。5）废水输水管（渠）废水输水管（渠）6）废水排放口）废水排放口岸边式，具有较好的防止冲刷能力。岸边式，具有较好的防止冲刷能力。分散式，废水与接纳水体均匀混合。分散式，废水与接纳水体均匀混合。4）提升泵站）提升泵站 提高排水的高程或使排提高排水的高程或使排水加压输送。水加压输送。1.4 给水排水管网系统类型与体制给

13、水排水管网系统类型与体制 给水管网系统类型给水管网系统类型按水源数目分类分按水源数目分类分：1）单水源给水管网系统）单水源给水管网系统 2）多水源给水管网系统）多水源给水管网系统给水管网系统类型给水管网系统类型 按系统构成方式分类按系统构成方式分类：（1）统一给水系统）统一给水系统 根据生活饮用水水质标准，由同一管网供给生活、根据生活饮用水水质标准，由同一管网供给生活、生产和消防用水到用户的给水系统。生产和消防用水到用户的给水系统。 特点：所有用户用一个管网，一个水处理系统；特点：所有用户用一个管网，一个水处理系统； 造价低，运行费用高，会造成浪费。造价低，运行费用高，会造成浪费。 多用于用户

14、集中，对水质、水压无特殊要求或相差多用于用户集中，对水质、水压无特殊要求或相差不大、地势比较平坦、建筑层数差异不大的情况。不大、地势比较平坦、建筑层数差异不大的情况。（2）分质供水系统）分质供水系统 取水构筑物从同一水源或不同水源取水，经过不同取水构筑物从同一水源或不同水源取水，经过不同程度的净化过程，用不同的管道、分别将不同的水程度的净化过程，用不同的管道、分别将不同的水质供给各个用户的给水系统。质供给各个用户的给水系统。（2）分质供水系统）分质供水系统 工业用水、生活用水分质工业用水、生活用水分质 饮用水、杂用水分质饮用水、杂用水分质 直接饮用水占管网直接饮用水占管网12；优质优用有限水资

15、源；优质优用有限水资源；可节省净水处理费用。可节省净水处理费用。 但每一种水质要有独立的管网，多套管网造价高，但每一种水质要有独立的管网，多套管网造价高，管理复杂。管理复杂。 在水资源紧缺的新建居住区、工业区、海岛地区可在水资源紧缺的新建居住区、工业区、海岛地区可以考虑应用。以考虑应用。（3）分区给水系统）分区给水系统把城市整个给水系统分为几个区，每区有泵站和管把城市整个给水系统分为几个区，每区有泵站和管网等，各区之间有适当的联系，以保证供水可靠和网等，各区之间有适当的联系，以保证供水可靠和调度灵活。调度灵活。（3）分区给水系统）分区给水系统给水区域大、地形起伏、远距离输水，分为并联分区给水区

16、域大、地形起伏、远距离输水，分为并联分区和串联分区两种基本形式。和串联分区两种基本形式。并联分区并联分区：由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给：由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给低区和高区用水。低区和高区用水。供水安全可靠，水泵集中；管理方便，但管网造价高，供水安全可靠，水泵集中；管理方便，但管网造价高，需要高压输水管。需要高压输水管。串联分区串联分区：高低两区用水均由低区泵站供给，高区用：高低两区用水均由低区泵站供给，高区用水再由高区水泵加压。水再由高区水泵加压。管网造价低，但供水安全、可靠性较差，水泵站分散，管网造价低，但供水安全、可靠性较差，水泵站分散，管理不便。管理不便。供水区域较大

17、，回落地形狭长，不同用户对水压要求供水区域较大，回落地形狭长，不同用户对水压要求不同，是由同一泵站内不同水泵分别供水到高压和低不同，是由同一泵站内不同水泵分别供水到高压和低压管网。压管网。管网压力适宜，动力消耗低，供水安全。管网压力适宜，动力消耗低，供水安全。（4）分压给水系统）分压给水系统（5）循环和循序给水系统）循环和循序给水系统在工业生产中，所产生的废水经适当处理后在工业生产中，所产生的废水经适当处理后可以循环使用，或用作其他车间和其他工业可以循环使用，或用作其他车间和其他工业部门的生产用水。部门的生产用水。污水循环回用，清洁生产。污水循环回用，清洁生产。（6）区域性给水系统）区域性给水

18、系统由于水源受到污染，几个城市集中在上游取水，由于水源受到污染，几个城市集中在上游取水，沿线分别供水。沿线分别供水。对于城市化水平高的区域适用，并能发挥规模效对于城市化水平高的区域适用，并能发挥规模效应，降低成本。应，降低成本。给水管网系统类型给水管网系统类型按输水方式分类：按输水方式分类：1）重力输水管网系统）重力输水管网系统2）压力管网输水系统）压力管网输水系统排水管网系统的体制排水管网系统的体制概念：概念：生活污水、工业废水和雨水可以采用一个管渠 来排除，也可以采用两个或两个以上独立的管 渠来排除，污水的这种不同排除方式所形成的 排水系统，称为排水体制。 分类：分类：合流制合流制：直排式

19、、截流式：直排式、截流式分流制：完全分流制和非完全分流制分流制：完全分流制和非完全分流制合流制排水系统合流制排水系统 是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管内是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管内排除的系统。排除的系统。 老城市早期使用，水体污染严重。老城市早期使用，水体污染严重。132直排式合流制排水系统1 合流支管（沟）合流干管（沟）2河流3合流干管（沟）截流式合流制排水系统1截流主干管（沟）溢流井23722211133366456污水厂4溢流干管（沟）出水口65河流7截流式合流制排水系统截流式合流制排水系统 设截流干管、溢流井、污水厂。设截流干管、溢流井、污水厂。 老城市排水系

20、统改造时经常使用。简单易行，降低老城市排水系统改造时经常使用。简单易行，降低污染。污染。分流制排水系统分流制排水系统 将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。两个以上各自独立的管渠内排除的系统。 排除生活污水和工业废水的系统称为排除生活污水和工业废水的系统称为污水排污水排水系统水系统，排除雨水的系统称为，排除雨水的系统称为雨水排水系统雨水排水系统。 根据排除雨水的方式不同，可分为根据排除雨水的方式不同，可分为完全分流完全分流制排水系统制排水系统、不完全分流制排水系统不完全分流制排水系统和和半分半分流制排水系统流制排水系统。

21、完全分流制排水系统完全分流制排水系统完全分流制排水系统1 污水干管（沟）出水口532 雨水干管（沟）6污水主干管（沟）河流4 污水厂363135422121不完全分流制排水系统不完全分流制排水系统雨水干管（沟）不完全分流制排水系统（补充部分雨水管网）河流65 出水口污水干管（沟）1原有渠道234 污水厂142365污水干管（沟）不完全分流制排水系统（未建雨水管网）1明渠或小河235污水厂3412出水口4河流5工业企业中一般采用分流制排水系统工业企业中一般采用分流制排水系统 工业废水和生活污水不宜混合；工业废水和生活污水不宜混合； 不同工业废水之间也不宜混合。否则会造成不同工业废水之间也不宜混合。否则会造成污水和污泥处理的复杂化，以及给废水重复污水和污泥处理的复杂化，以及给废水重复利用和回收有用物质造成困难。利用和回收有用物质造成困难。 合理选择排水系统的体制，使城市和工业企合理选择排水系统的体制，使城市和工业企业排水系统规划和设计的重要内容，它不仅业排水系统规划和设计的重要内容，它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境管理，而且对城市和工