给水排水系统概论

第二章给水排水系统概论2.1水资源2.2给水系统概述2.3排水系统概述2.1水资源2.1.1水的性质常温附近呈三态温度—体积效应异常热容量最大溶解能力极强化学反应能力强大表面特性突出水质参数

水的质量(水质)指水中所含的其他物质和能量的数量。水质参数指表征水质的参数、指标、项目，也称为水质指标、项目。水质指标分为物理感官指标、毒理指标、化学指标、微生物指标、其他指标。(1)物理感官指标

物理感官指标指水的物理参数和由人的感官感知的参数，感官参数一般不能用仪器测定。常用有：水温、电导率、臭和味、色度、浊度、固体等。浊度是水的光学指标，1mg／l的SiO2所产生的混浊现象为1度(NTU)。水中固体含量的指标：总固体(TS)、溶解性总固体(TDS)、悬浮固体(SS)，单位mg/l。气味—临界气味数（TON），用无气味的水稀释水样直到刚刚能觉察到气味时的最大稀释度。水样的体积一般200ml。

TON=（A+B）/AA水样体积B无气味水体积(2)毒理指标

毒理指标指对人和生物有明显毒害作用的物质的含量，过量可能使人和生物急性或慢性中毒。常用各种有毒物质的含量表示，包括重金属、有毒元素、有毒无机化合物和有毒有机化合物。常用单位有mg／L、μg／L、ppm、ppb。有毒重金属主要有汞、铬、镉、铅、镍、银等。有毒元素是一类毒性强的单质物质，主要有砷、硒、铊、锑、钡、铍、硼、钼等。有毒无机化合物

主要有氰化物、氟化物、硝酸盐、溴酸盐、氯酸盐等。有毒有机化合物

大多数是人工合成物质和生产过程中产生的废物，能够使人和生物致癌、致畸、致残。(3)化学指标

化学指标指反映水中化学要素的指标，主要有化学性质指标、硬度、营养盐、有机物指标和一般化学指标。理论上，毒理指标也是化学指标，由于危害大，通常单列。化学性质指标反映水基本化学性质的指标，主要有pH、碱度、氯离子等。硬度

水中钙镁离子含量。硬度过高能够引起各种结垢现象，影响水的正常使用。营养盐

水中氮磷含量，主要有总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷等。营养盐是生物生长的必需物质，过量可造成水体富营养化。水中的有机物

被微生物分解的过程中要消耗大量的溶解氧，造成水体腐败，通常用分解有机物所消耗的溶解氧量间接地表示有机物的数量。常用有机物指标：化学需氧量COD、生化需氧量BOD、总有机碳需氧量(简称总有机碳)TOC、总需氧量TOD。一般化学指标毒性不大但危害较大的一类化学物质，如铁、锰、铜等；毒性危害都不大的一类化学物质，如游离二氧化碳、溶解氧等。pH无量纲。(4)微生物指标标微生物指标标指水中各各种微生物物可能的数数量或经过过培养形成成的菌落数数，主要有有细菌总数数(CFU／mL)、大肠菌群群数(CFU／1OOmL，个／L)等。(5)其他指标放射性指标反映水中放放射性物质质放射强度度的指标。消毒指标为保证消毒毒效果而规规定的消毒毒剂残余量量。各种天然水水源的水质质特征水质标准是是通过法律律程序制定定的、规定定满足各种种要求的各各种水质指指标限值的的法律文件件。水质标标准分为国国家标准、、行业标准准和地方标标准三个层层次。国家标准是是基础，行行业和地方方标准是国国家标准的的补充；国国家标准规规定的指标标，地方标标准必须执执行或严于于国家标准准。水质标准包包括用水标准、环境标准、排放标准和污水再生利利用标准等。(1)用水标准用水的基本本标准是《生活饮用水水卫生标准准》(GB5749-2006)，规定生活活饮用水水水质卫生要要求、生活活饮用水水水源水质卫卫生要求、、集中式供供水单位卫卫生要求、、二次供水水卫生要求求、涉及生生活饮用水水卫生安全全产品卫生生要求、水水质监测和和水质检验验方法，适适用于城乡乡各类生活活饮用水。。《标准》将水质指指标分为为常规指指标、消消毒指标标和非常常规指标标，并分分别规定定了限值值106项。有特特殊要求求的行业业执行行行业标准准。饮用水标标准卫生部规规范-饮用水标标准新增加指指标（GB5749-2006和GB5749-85相比）浊度<1度（原标准<3度）Al<0.2mg/L耗氧量3mg/L氨氮0.5mg/L常规指标非常规指标农药等有机物及消毒副产物新增48项重金属新增11项微生物指标新增4项饮用水消毒剂新增3项硫化物1项、钠1项(2)水环境标标准水环境质质量标准准主要有有《地表水环环境质量量标准》(GB3838)、《地下水质质量标准准》(GB／T14848)和《海水水质质标准》(GB3097)。特殊用用途水域域执行专专项标准准，如渔渔业水质质标准。。《地表水环环境质量量标准》将地表水水体划分分为五类类，规定定了各类类水体标标准值共共24项。I类水体适用于源源头水、、国家自自然保护护区；Ⅱ类水体适用于集集中式生生活饮用用水地表表水源地地一级保保护区、、珍稀水水生生物物栖息地地、鱼虾虾类产卵卵场、珍珍稀幼鱼鱼的索饵饵场等；；Ⅲ类水体适用于集集中式生生活饮用用水地表表水源地地二级保保护区、、鱼虾类类越冬场场和泅游游通道、、水产养养殖区等等渔业水水域及游游泳区；；Ⅳ类水体适用于一一般工业业用水区区及人体体非直接接接触的的娱乐用用水区；；V类水体适用于农农业用水水区及一一般景观观水域。。《地下水质质量标准准》将地下水水质量划划分为五五类，规规定了各各类水质质标准值值共39项。I类、Ⅱ类反映地地下水化化学组分分的天然然低背景景含量和和天然背背景值，，适用于各各种用途途；Ⅲ类以人体体健康基基准值为为依据，，适用于集集中式生生活饮用用水水源源及工、、农业用用水；Ⅳ类以农业业和工业业用水要要求为依依据，适用于农农业和部部分工业业用水，，适当处处理后也也可作生生活饮用用水；V类不宜饮用用，其他他用水可可根据使使用目的的选用。。《海水水质质标准》将海域划划分为四四类，规规定了各各类水体体标准值值共35项。第一类适用于海洋渔渔业水域、海海上自然保护护区和珍稀濒濒危海洋生物物保护区；第二类适用于水产养养殖区、海水水浴场、人体体直接接触海海水的海上运运动和娱乐区区、与人类食食用直接有关关的工业用水水区；第三类适用于一般工工业用水区、、滨海风景旅旅游区；第四类适用于海洋港港口水域、海海洋开发作业业区。(3)排放标准污水排放的基基本标准有《污水综合排放放标准》(GB8978)和《城镇污水处理理厂污染物排排放标准》(GB18918)，有行业标准准和地方标准准者执行行业业标准和地方方标准。《污水综合排放放标准》适用于现有污污水排放单位位的管理、建建设项目环评评和环保设施施设计、竣工工验收及其建建成后管理，，规定69项指标最高排放浓度度和部分行业的的最高允许排放放水量。标准将污染物物分为第一类类和第二类。。第一类污污染物共13项。第二类污污染物共56项，分为一、、二、三级标标准，分别规规定各级标准准限值。一级标准适用于排入Ⅲ类地表水和二二类海水的污污水；二级标准适用于排入Ⅳ、V类地表水和和三、四类类海水的污污水；三级级标标准准适用用于于排排入入设设有有二二级级污污水水厂厂的的城城镇镇排排水水系系统统的的污污水水。。I、Ⅱ类地地表表水水和和保保护护区区、、一一类类海海域域和和海海水水浴浴场场等等禁禁止止新新建建排排污污口口。。《城镇镇污污水水处处理理厂厂污污染染物物排排放放标标准准》适用用城城镇镇污污水水处处理理厂厂出出水水、、废废气气排排放放和和污污泥泥处处理理的的管管理理和和居居民民小小区区和和工工业业企企业业内内部部独独立立的的生生活活污污水水处处理理设设施施污污染染物物排排放放的的管管理理。。将污污染染物物分分为为基基本本控控制制项项目目和和选选择择控控制制项项目目，，基基本本控控制制项项目目12项，，一一类类污污染染物物7项；；选选择择控控制制项项目目43项，，由由地地方方政政府府主主管管部部门门选选择择控控制制。。常规规项项目目分分为为一一二二三三级级标标准准，，其其中中一一级级又又分分分分为为一一级级A和一一级级B标准准，，分分别别规规定定限限值值，，三三级级标标准准适适用用于于非非重重点点控控制制流流域域和和非非保保护护区区的的建建制制城城镇镇污污水水处处理理厂厂。。（4）《污水水再再生生利利用用》系列列标标准准包包括括6项标标准准，，分分别别为为：：《城市市污污水水再再生生利利用用分分类类》（GB/T18919）《城市市污污水水再再生生利利用用城城市市杂杂用用水水质质》（GB/T18920）《城市市污污水水再再生生利利用用景景观观环环境境用用水水水水质质》（GB/T18921）《城市市污污水水再再生生利利用用补补充充水水源源水水质质》（GB/T18922）《城市市污污水水再再生生利利用用工工业业用用水水水水质质》（GB/T18923）《城市市污污水水再再生生利利用用农农业业用用水水水水质质》（GB/T18924）（1）水水资资源源的的涵涵义义①广广义义上上说说，，水水资资源源包包括括海海洋洋、、河河流流、、湖湖泊泊、、沼沼泽泽、、冰冰川川、、土土壤壤水水、、地地下下水水及及大大气气中中的的水水分分等等。。②狭义义上说说，，水水资资源源是是指指人类类在在一一定定的的经经济济技技术术条条件件下下能能够够直直接接使使用用的的淡淡水水资资源源。2.1.2水体体与与水水资资源源（2）水水资资源源的的特特性性循环环性性生态态基基础础性性储量量的的有有限限性性时空空分分布布的的不不均均匀匀性性用途途的的广广泛泛性性不可可替替代代性性（3）水水体体的的自自净净与与环环境境容容量量水体体自自净净水体体通通过过物物理理、、化化学学、、物物理理化化学学以以及及生生物物过过程程，，使使得得污污染染物物的的数数量量降降低低，，最最终终达达到到原原先先的的水水质质状状况况过过程程。。水体体自自净净的的机机理理主主要要包包括括：：水循循环环与与交交换换；；稀稀释释扩扩散散；；沉沉降降；；生生物物降降解解；；化化学学反反应应；；挥挥发发等等。水体体环环境境容容量量水体体的的最最大大自自净净能能力力。。2.2给水水系系统统概概述述2.2.1给水水系系统统组组成成与与分分类类（一一））给给水水系系统统的的组组成成给水水系系统统是保保证证城城镇镇、、工工矿矿企企业业等等用用水水的的各各项项构筑筑物物和输配配水水管管网网组成成的的系系统统。。给水水系系统统的的基基本本任任务务是安安全全可可靠靠经经济济合合理理地地供供应应城城乡乡人民民生生活活、、工工业业生生产产、、保保安安防防火火、、交交通通运运输输、、建建筑筑工工程程、、公公共共设设施施、、军军事事部部门门等等各各项项用用水水，，保保证证满满足足用用户户对对水水量量、、水水质质和和水水压压的的供供水水要要求求。城镇镇给给水水按按其其用用途途主主要要分分为为：：(1)生活活用用水水包括括居居住住建建筑筑、、公公共共建建筑筑、、生生活活福福利利设设施施等等生活活饮饮用用、、洗洗涤涤、、烹烹饪饪、、清清洁洁卫卫生生以以及及工工业业企企业业内内部部职职工工的的生生活活用用水水及及淋淋浴浴用用水水等。(2)生产用用水工业企企业生生产过过程中中的工工艺用用水，，如食食品、、酿造造、饮饮料工工业的的原料用用水，冶炼炼、化化工、、电力力等工工业的的冷却用用水，锅炉蒸蒸汽用用水，纺织织、造造纸工工业的的洗涤、空调、、印染染用水水等。(3)消防用用水是扑灭火火灾的的用水水，只是是在发发生火火灾时时才由由给水水管网网供给给。(4)其他用用水景观用用水、、浇洒洒道路路及绿绿地用用水、、特殊殊用水水等。给水系系统组组成给水系系统是是从水源源取水，按用用户对对水质质的要要求进进行处理，然后后将水水输送送到用用水区区域，，并按按用户户所需需的水水压向向用户户供水。给水系系统由由取水工工程、净水工工程和输配水水工程程组成取水工工程净水工工程输配水水工程程(1)取水构构筑物物从选定定的水水源(地表水水或地地下水水)取水。。水源水处理理构筑筑物(2)水处理理构筑筑物将取水水构筑筑物的的来水水进行行处理理，以以期符符合用用户对对水质质的要要求。。这些些构筑筑物一一般集集中布布置在在水厂厂内。。一级泵泵站(3)泵站将所需需水量量提升升到要要求的的高度度，可可分为为抽取取原水水的一一级泵泵站、、输送送清水水的二二级泵泵站和和设于于管网网中的的增压压泵站站等。。二级泵泵站输水管管渠(4)输水管管渠和和管网网输水管管渠是是将原原水送送到水水厂的的管渠渠，管管网是是将处处理后后的水水送到到各个个用水水区域域的全全部管管道。。管网上上的附附件（阀门：干管管上每每600～800m；排气阀阀：管道道高处处；泄水阀阀：检修修放空空；消火栓栓：不大大于120m设一个个）给水管管道按按功能能分类类干管主要用用于输输水，，管径径较大大。分配管管用于配配水到到用户户，管管径较较小。。给水管管网设设计和和计算算往往往只限限于干干管。。干管和和分配配管的的管径径并无无明显显的界界限。。调节构构筑物物(5)调节构构筑物物用以贮贮存和和调节节水量量。如如高位位水池池、水水塔、、清水水池等等。高高位水水池和和水塔塔还具具有保保证水水压的的作用用。泵站、输水管管渠、管网和调节构构筑物物等总称称为输配水水系统统，是给给水系系统中中投资资最大大的子子系统统。（二））给水水系统统的分分类按水源源种类类地表水水(江河、、湖泊泊、蓄蓄水库库、海海洋等等)和地下水水给水系系统(浅层地地下水水、深深层地地下水水、泉泉水等等)。按供水水方式式自流供水系系统(重力供供水)、水泵供水系系统(压力供供水)和混合供水系系统。。按使用用目的的生活给水系系统、、生产给水系系统和和消防给水系系统。。按服务务对象象城镇给水系系统和和工业给水系系统。。按综合合条件件根据区区域、、地形形条件件、水水质、、水压压要求求及系系统归归属的的不同同，给给水系系统可可分为为统一给给水系系统、分系统统给水水系统统（分质给给水系系统、、分压压给水水系统统）、区区域给给水系系统。。分系统统给水水系统统根据水水源、、地形形情况况、用用户对对水质质和水水压的的不同同要求求等实实际情情况，，将整整个供供水范范围分分成不不同的的给水水区域域，采采用互互相独独立工工作的的给水水系统统。①统一给给水系系统用同一一系统统供应应生活活、生生产和和消防防等各各种用用水，，绝大大多数数城市市采用用这一一系统统。城市工工业用用水量量大时时，可可考虑虑采用用分质质、分分压等等给水水系统统；小城市市工业业用水水量小小，仍仍采用用统一一给水水系统统；城市工工厂分分散，，用水水量小小，仍仍采用用统一一给水水系统统。②分质给给水系系统对于城城市中中用水水量大大、水水质要要求低低的工工业企企业，，可采采用分分质给给水系系统。。可以是是同一一水源源，经经过不不同的的水处处理过过程和和管网网，将将不同同水质质的水水供给给各类类用户户；可以是是不同同水源源，如如地表表水经经简单单沉淀淀后供供工业业生产产用水水，地地下水水经消消毒后后供生生活用用水等等。③分压给给水系系统由同一一泵站站内的的不同同水泵泵分别别供水水到水水压要要求高高的高高压管管网和和水压压要求求低的的低压压管网网，节节约能能耗。。④区域给给水系系统由于水水源等等因素素，需需同时时考虑虑向几几个城城镇或或工业业区供供水的的大范范围的的给水水系统统，称称为区域给给水系系统。对于于水源源缺乏乏地区区，尤尤其是是城市市化密密集地地区较较为适适用，，可以以发挥挥系统统规模模效应应，降降低供供水成成本。。（三）影响响给水系统统布置的因因素(1)布置方案给水系统的的布置即合理地选选择构成单单元及其形形式、内容容和位置。。布置方案是给水系统规规划设计的的基本内容容。合理的布置置方案是供供水安全、、造价和运运行费用的的最佳结合合点，是近近期、远期期目标的最最佳结合点点，保证供供水安全，，又节省造造价和运行行费用，满满足近期目目标，又照照顾到中远远期发展，，应综合各各种因素研研究确定。。(2)布置形式每个给水系系统构成单单元都有多多种形式和和位置选择择，各种构构成单元组组合在一起起，使得给给水系统的的布置形式式千变万化化，形式多多种多样。。城市规划的的影响根据城市的的计划人口口数，居住住区房屋层层数和建筑筑标准，城城市现状和和气候等自自然条件，，得出整个个给水工程程的设计流流量；从工业布局局可知生产产用水量分分布及其要要求；根据当地农农业灌溉、、航运和水水利等规划划资料，水水文和水文文地质资料料，确定水水源和取水水构筑物的的位置；根据城市功功能分区，，街道位置置，用户对对水量、水水压和水质质的要求，，选定水厂厂、调节构构筑物、泵泵站和管网网的位置；；根据城市地地形和供水水压力可确确定管网是是否需要分分区给水；；根据用户对对水质要求求确定是否否需要分质质供水等。。（三）影响响给水系统统布置的因因素水源的影响响城市附近的的水源丰富富时，往往往随着用水水量的增长长而逐步发发展成为多多水源给水水系统，从从不同部位位向管网供供水。随着用水量量的增大、、水质恶化化的加剧、、城市地下下水位的不不断下降，，有些城市市不得不采采取跨流域域、远距离离取水方式式来解决给给水问题。。地形的影响响中小城市如如地形比较较平坦，工工业用水量量小、对水水压无特殊殊要求时，，可用统一一给水系统统。大中城市被被河流分隔隔时，两岸岸工业和居居民用水一一般先分别别供给，自自成给水系系统，随着着城市的发发展，再考考虑将两岸岸管网相互互沟通，成成为多水源源的给水系系统。取用地下水水时，可能能考虑到就就近凿井取取水的原则则，而采用用分地区供供水系统。。地形的影响响地形起伏较较大的城市市，可采用用分区给水水或局部加加压的给水水系统。分区给水布布置方式可可分成并联联分区，即即高低两区区由同一泵泵站分别单单独供水；；另一种方方式是串联联分区，即即高区泵站站从低区取取水，然后后向高区供供水。2.2.2用水量（一）设计计用水量构构成城市给水系系统所有构构成单元的的设计水量量都是根据据城市用水水量确定的的，直接影影响系统的的建设投资资和运行费费用。因此此，城市给给水系统设设计首先应应确定规划划期用水量量。城市给水系系统的设计计期限应符符合城市总总体规划，，近远期统统筹考虑，，一般近期期以5～10年，中远期期以10～20年。城市设计用用水量由下下列各项构构成：综合生活用用水量，包括居民生活用用水量和城市公共建建筑设施用用水量。居民生活用用水量指城市居民民饮用、烹烹调、洗涤涤、冲厕、、洗浴等生生活用水；；城市公共建建筑设施用用水量指商业、学学校、机关关、宾馆、、公共浴池池等城市公公共建筑和和公共设施施用水。工业用水量量，包括工业业企业生产产用水和工工作人员生生活用水。。消防用水量量市政用水量量，包括浇洒洒道路和绿绿地等用水水量。未预见水量量和管网漏漏失水量。城市设计用用水量根据据城市总体体规划、类类比调查、、用水定额额、城市的的经济实力力及服务期期限等进行行预测和确确定。用水定额是是确定用水水量的主要要依据。用水定额的的选取直接接关系到设设计规模、、工程投资资、服务期期限、用水水保证等，，直接关系系到给水系系统设计的的合理性，，必须结合合规划区的的现状、发发展、布局局、类似城城市调查等等，慎重考考虑，认真真研究确定定。（二）用水水定额(1)居民生活用用水和城市市综合生活活用水城市居民用用水量与城城市规模、、居住条件件、地理位位置和气候候等因素有有关。城市规模越越大，人口口越多，用用水定额越越大；居住条件越越好，给水水排水设施施越完备，，用水定额额越大。《室外给水设设计规范》规定的生活用水量量定额，包括城市居民生生活用水量量定额和城市综合生生活用水量量定额两部分。根据城市人人口，分为为超大城市市、特大城城市、大城城市、中等等城市和小小城市五个个城市类别别（2014年新规定）；用水定额仍仍然根据地地理位置、、气候条件件、生活习习惯等，分分为一级区区、二级区区和三级区区3个级别。用水定额L／(cap··d)(2)工业用水《室外给水设设计规范》规定工业企企业工作人员生生活用水量量定额；行业标准和和产品标准准大多都规规定了产品耗水量量标准；《污水综合排排放标准》规定了部分分行业耗水量量最高限额额，适用于已确确定的工业业项目用水水量。进行城市给给水系统设设计时，主主要依据发发展规划，，大多工业业项目都无无法具体确确定，通常常采用趋势分析法法、类比调查法法、城市综合生生活用水量量折算法等方法确定定城市工业业用水量。。工业企业内内工作人员员生活用水水量和淋浴浴用水量可可按《工业企业设设计卫生标标准》确定。工作人员生生活用水量量应根据车间间性质决定定，一般车车间采用每每人每班25L，高温车间间采用每人人每班35L。工作作人人员员的的淋淋浴浴用用水水量量，应应根根据据《工业业企企业业设设计计卫卫生生标标准准》中车车间间的的卫卫生生特特征征分分级级确确定定，，一一般般可可采采用用40-60L／(人·次)，淋淋浴浴时时间间在在下下班班后后1h内进进行行。。（3）消消防防用用水水消防防用用水水只只在在火火灾灾时时使使用用，，历历时时短短，，数数量量较较大大，，在在城城市市用用水水量量中中占占有有一一定定的的比比例例，，尤尤其其是是中中小小城城市市，，所所占占比比例例较较大大。。消防防用用水水量量、、水水压压和和火火灾灾延延续续时时间间等等执执行行《建筑筑设设计计防防火火规规范范》等防防火火规规范范。。城城市市和和居居民民区区的的室室外外消消防防用用水水量量Q5(m3／d)应根根据据同同一一时时间间内内的的火灾灾次次数数n、一次次灭灭火火用用水水量量q和火灾灾延延续续时时间间t(h)确定定，，即即Q5=3.6nqt城市市消消防防一一般般t取3-6h(4)其他他用用水水其他他用用水水量量包包括括浇洒洒道道路路、、绿绿化化用用水水量量和和管管网网漏漏失失水水量量、、未未预预见见水水量量。浇洒洒道道路路用用水水量量定额额一一般般为为1.0-1.5L／(m2·d)；绿化化用用水水量量定额额一一般般为为1.5-2.0L／(m3·d)；城镇镇配配水水管管网网的的漏损损水水量量一般般宜宜按按综合合生生活活用用水水、、工工业业企企业业用用水水、、浇浇洒洒道道路路和和绿绿地地用用水水三项项用水水量量之之和和的的10％-12％计算算，，单单位位管管长长供供水水量量小小或或供供水水压压力力高高时时可可适适当当增增加加。。未预预见见用用水水量量应根根据据水水量量预预测测时时难难以以预预见见因因素素的的程程度度确确定定，，一一般般宜宜按按综合合生生活活用用水水、、工工业业企企业业用用水水、、浇浇洒洒道道路路和和绿绿地地用用水水、、管管网网漏漏损损水水量量四项项用水水量量之之和和的的8％～12％计算。(5)城市综合用用水城市总供水水量除以总总用水人口口所得的用用水量为城市人均综综合用水量量，简称城市综合用用水量。城市综合用用水量包括综合生活用用水量、工工业用水量量、市政用用水量、消消防用水量量、管网漏漏失水量等。工业用水量量所占的比比例，因城城市的工业业结构、规规模和发展展水平差别别很大；各城市综合合用水量的的差别很大大，国家暂暂时无统一一的城市综综合用水定定额。（三）工工业给水系系统工业给水系系统类型根据工业企企业内水的的重复利用用情况，分分为循环和复用给水系统。。循环给水系系统：使用过的的水经适当当处理后再再行回用。。复用给水系系统：按照各车车间对水质质的要求，，将水顺序序重复利用用。工业用水的的重复利用用率指重复用水水量在总用用水量中所所占的百分分数。工业用水的的水量平衡衡所谓平衡就就是冷却用水量量和损耗水量、循环回用水水量、补充水量以及排水量保持平衡。。水量平衡目目的是达到合理用用水。采取合适的的途径或改改革生产工工艺，减少少耗水量，，或提高重重复利用率率，增大回回用水量，，以相应减减少排水量量。水量平衡计计算总用水量=新鲜水量+循环冷却水水量+回用水量（（重复用水水量“其他他车间到本本车间”））总排水量=冷却回水量量+较清工业废废水量+污水和废水水量+重复用水量量（回用水水量“本车车间到其他他车间”））总用水量=总排水量（每一车间间的用水量量、排水量量均满足这这一公式，，所有车间间用水量、、排水量的的合计值也也满足这一一公式）水量平衡计计算冷却水的损损耗量和补补充水量。。冷却水损耗耗量=循环冷却水水量×损耗百分数数冷却塔进水水量（冷却回水水量+补充水量））=冷却塔出水水量（循环环冷却水量量）+冷却水损耗耗量冷却回水量量+补充水量=循环冷却水水量+损耗水量补充水量=循环冷却水水量－冷却却回水量+损耗水量城市平均日日设计用水水量Qp：生活用水量量Qp1工业用水量量Qp4，包括工作作人员平均均日用水量量Qp2和平均日生生产用水量量Qp3市政用水量量Qp6平均流失水水量及未预预见水量Qp=(1.15-1.25)(Qp1+Qp2+Qp3+Qp6)=(1.15-1.25)(Qp1+Qp4+Qp6)Qp1由平均日综综合生活用用水定额qp和设计人口口数n确Qp1=qpnf/1000f自来水的普普及率，一一般100%。（四）设计计用水量进行城市给给水系统设设计时，很很难分别计计算Qp2和Qp3，通常统一一计算工业业用水量Qp4Qp2+Qp3=Qp4=qgBP(1-b)qg万元工业产产值用水量量，m3／万元；BP日工业总产产值，万元元／d；b工业用水重重复利用率率。城市最高日日设计用水水量Qd城市总用水水量的计算算，应包括括设计年限限内该给水水系统所供供应的全部部用水:居住区综合合生活用水水、工业企业职职工生活用用水、淋浴用水和和生产用水水、浇洒道路和和绿地用水水等市政用用水以及未未预见水量量和管网漏失水水量等。由于用用水集中且且历时短暂暂，消防用用水量不累累计到总用用水量中，，仅作设计计校核。城市最高日日设计用水水量Qd（1）最高日生生活用水量量Q1（2）最高日工工业用水量量Q4，包括工作作人员最高高日用水量量Q2和最高日生生产用水量量Q3（3）最高日市市政用水量量Q6（4）未预计水水量和管网网漏失水量量（未预见水量量及管网漏漏失水量，，一般按上上述各项用用水量之和和的15％～25％计算）Qd=(1.15～1.25)(Q1+Q2+Q3+Q6)=(1.15～1.25)(Q1+Q4+Q6）Qp1由最高日综合合生活用水定定额q和设计人口数数n确定。Q1=qnf/1000最高日工业用用水量由最高高日工业总产产值用水量B确定Qp2+Qp3=Qp4=qgB(1-b)用水量随着人人们的生活和和生产活动以以及季节的不不同而变化，，并具有一定定规律。用水水量定额只是是一个平均值值，设计时必必须考虑每日日、每时的用用水量变化。。（五）用水量量变化和单元元设计用水量量在设计规定的的年限内，用用水最多一日日的用水量，，叫做最高日用水量量；在最高日内用用水量最大的的一小时称为为最高日最高时时用水量；最高日用水量量与平均日用用水量的比值值称为日变化系数Kd；在最高日内最最高时用水量量与平均时用用水量的比值值称为时变化系数Kh。几个概念：城镇供水的时时变化系数、、日变化系数数应根据城镇镇性质和规模模、国民经济济和社会发展展、供水系统统布局，结合合现状供水曲曲线和日用水水变化分析确确定。在缺乏实际用用水资料情况况下，最高日城市综综合用水的时时变化系数宜采用1.2-1.6；日变化系数宜采用1.1-1.5。大中城市用水水比较均匀，，可取下限，，小城市可取取上限或适当当放大。例题：某城市现有人人口75万人，供水普普及率70％，最高日综综合生活用水水量为12.6万m3/d。新一轮规划划人口将发展展到100万人，供水普普及率增长到到90％，最高日综综合生活用水水量增加到300L/(人·d)，该城市的最最高日综合生生活用水将比比目前增加多多少？解：设计用水量0.3×100万×90%＝27(万m3/d)增加了：27－12.6＝14.4(万m3/d)原设计最高日日综合生活用用水量为：12.6万m3/d÷(75万人×70%)＝0.24m3/(人·d)＝240L/(人·d)2.2.3给水系统工作作情况（一）给水水系统的流量量关系取水构筑物、、一级泵站、、水厂城市的最高日日设计用水量量确定后，取取水构筑物和和水厂的设计计流量将随一一级泵站的工工作情况而定定。一天中一级泵泵站的工作时时间越长，每每小时的流量量越小。取水构筑物、、一级泵站、、水厂取用地表水取水构筑物、、一级泵站和和水厂等按最最高日的平均均时流量计算算，即：QⅠ=αQd/T(m3/h)α水厂本身用水水量的系数，，以供沉淀池池排泥、滤池池冲洗等用水水，一般在1.05~1.10之间；T一级泵站每天天工作小时数数。大中城市水厂厂的一级泵站站一般按三班班制，T=24h均匀工作来考考虑，以缩小小构筑物规模模和降低造价价。小型水厂的一一级泵站才考考虑一班或二二班制运转，，T=8h或T=16h。取水构筑物、、一级泵站、、水厂取用地下水取用地下水若若仅需在进入入管网前消毒毒而无需其他他处理时，一一般先将水输输送到地面水水池，再经二二级泵站将水水池水输入管管网。QⅠ=Qd/T(m3/h)水厂本身用水水量系数α为1。二级泵站、水水塔（高地水水池）、管网网二级泵站、从从泵站到管网网的输水管、、管网和水塔塔等的计算流流量，应按照照用水量变化化曲线和二级级泵站工作曲曲线确定。二级泵站管网内不设水水塔的二级泵泵站二级泵站应满满足最高日最高时时的用水量Qh要求，否则就就会存在不同同程度的供水水不足现象。。二级泵站的计计算流量与管管网中是否设设置水塔或高高地水池有关关二级泵站管网内设有水水塔或高地水水池的二级泵泵站二级泵站的设设计供水线应应根据用水量量变化曲线拟拟定，拟定时时应注意：泵站各级供水水线尽量接近近用水线，以以减小水塔的的调节容积，，分级数一般般不应多于三三级，以便于于水泵机组的的运转管理，，分级供水时，，应注意每级级能否选到合合适的水泵，，以及水泵机机组的合理搭搭配，并尽可可能满足目前前和今后一段段时间内用水水量增长的需需要。二级泵站管网内设有水水塔或高地水水池的二级泵泵站管网内设有水水塔或高地水水池时，二级级泵站每小时的供水水量可以不等等于用水量；但一天的泵站总总供水量等于于最高日用水水量。水塔和高地水水池的作用供水量高于用用水量时，多多余的水可进进入水塔或高高地水池内贮贮存；供水量低于用用水量时，则则从水塔流出出以补水泵供供水量的不足足。如供水线和用用水线越接近近，则为了适适应流量的变变化，泵站工工作的分级数数或水泵机组组数可能增加加，但是水塔塔或高地水池池的调节容积积可以减小。。输水管、管网网无水塔和高地地水池输水管和管网网按最高日最最高时用水量量确定管径。。有网前水塔泵站到水塔的的输水管管径径：按泵站分分级工作线的的最大一级供供水量计算。。管网管径：按按最高日最大大时用水量确确定。输水管、管网网管网末端设水水塔二级泵站到管管网的输水管管、水塔到管管网的输水管管管径：分别别根据最高时时从泵站和水水塔输入管网网的流量进行行计算。管网管径：按按最高日最高高时用水量确确定。清水池一级泵站通常常均匀供水，，而二级泵站站一般为分级级供水，所以以一、二级泵泵站的每小时时供水量不相相等。为了调节两两泵站供水水量的差额额，必须在在一、二级级泵站之间间建造清水池。清水池还兼兼有保证与与消毒剂有有充分消毒毒接触时间间等作用，消毒时间间不少于30min。清水池实线2表示二级泵泵站工作线线，虚线1表示一级泵泵站工作线线。一级泵站供供水量大于于二级泵站站供水量这这段时间内内，20时到次日5时，多余水水在清水池池中贮存；；5—20时，一级泵泵站供水量量小于二级级泵站，取取用清水池池中存水满满足用水需需要。一天内，贮贮存的水量量刚好等于于取用的水水量。清水池所需需调节容积积=累计贮存水水量B=累计取用水水量A（二）水水塔和清水水池的容积积计算给水系统中中水塔和清清水池的作作用之一在在于调节泵泵站供水量量和用水量量之间的流流量差值。。清水池调节节容积，由由一、二级级泵站供水水量曲线确确定；清水池的调调节容积=（二级泵站站供水量－一级泵站供供水量）×二级泵站供供水量大于于一级泵站站供水量的的时间水塔容积由由二级泵站站供水线和和用水量曲曲线确定。。水塔容积=（管网用水水量－二级泵站供供水量）×管网用水量量大于二级级泵站供水水量的时间间水塔和清水水池的容积积计算如果二级泵泵站每小时时供水量等等于用水量量，流量无无需调节，，可不设水水塔。大中城市的的用水量比比较均匀，，通常用水水泵调节流流量，多数数不设水塔塔。水塔和清水水池的容积积计算当一级泵站站（采用平均时时流量，为为恒量供水水）和二级泵泵站每小时时供水量相相接近时，，清水池的的调节容积积可以减小小，二级泵泵站趋于恒恒量供水，，而管网用用水量却时时刻发生变变化，为了了调节二级级泵站供水水量和用水水量之间的的差额，水水塔的容积积将会增大大。如果二级泵站站每小时供水水量越接近用用水量，水塔塔的容积越小小，二级泵站站供水量就会会随用水量的的变化而变化化且变化较大大，从而使二二级泵站与一一级泵站（采用平均时流流量，为恒量量供水）供水量之间间的差额拉大大，进而使清清水池的容积积将增加。清水池的调节节容积与水塔塔容积相互制制约水塔和清水池池的容积计算算水塔和清水池池调节容积的的计算，通常常采用两种方方法：一种是根据24h供水量和用水水量变化曲线线推算。这种方法需要要知道城市24小时的用水量量变化规律，，并在此基础础上拟定二级级泵站的供水水线。一种是凭经验验估算。水塔和清水池池的容积计算算有水塔时清水池调节容容积=二级泵站供水水量－一级泵站供水水量无水塔时清水池调节容容积=用水量－一级泵站供水水量此时用水量就就是二级泵站站供水量水塔容积=用水量－二级泵站供水水量时间用水量（％）二级泵站供水量（％）一级泵站供水量（％）清水池调节容积（％）水塔调节容积（％）无水塔时有水塔时0～11.713.114.17－2.46－1.06－1.401～21.643.114.17－2.53－1.06－1.472～31.663.114.16－2.50－1.05－1.453～42.493.114.17－1.68－1.06－0.6220～213.943.114.16－0.22－1.050.8321～223.233.114.17－0.94－1.060.1222～233.233.114.17－0.94－1.060.1223～242.703.114.16－1.46－1.05－0.41累计100.00100.00100.0014.229.506.78清水池和水塔塔调节容积计计算水塔和清水池池的容积计算算缺乏用水量变变化的资料时时，清水池调调节容积可按按最高日用水水量的10％—20％估算。供水水量大的城市市24h的用水量变化化较小，可取取较低百分数数。清水池中除了了贮存调节用用水以外，还还存放消防用用水和水厂生生产用水，因因此清水池有有效容积等于于：W=W1+W2+W3+W4(m3)W1——调节容积，m3；W2——消防贮水量，，m3，按2h火灾延续时间间计算；W3——水厂冲洗滤池池和沉淀池排排泥等生产用用水，m3，等于最高日日用水量的5%—10%；W4——安全贮量，m3。清水池应有相相等容积的两两个，如仅有有一个，则应应分格或采取取适当措施，，以便清洗或或检修时不间间断供水。水塔和清水池池的容积计算算缺乏资料时，，水塔调节容容积也可凭运运转经验确定定，当泵站分分级工作时，，可按最高日日用水量的2.5％~3％至5％~6％计算，城市用用水量大时取取低值。水塔中需贮存存消防用水，，总容积等于于：W=W1+W2(m3)W1—调节容积，m3；W2—消防贮水量，，m3，按10min室内消防用水水量计算；例题：某城市最高日日设计用水量量为15万m3/d，清水池调节节容积取最高高日用水量的的15％，室外消防防一次灭火用用水量为55L/s，同一时间内内的火灾次数数为2次，火灾持续续时间按2h计算，水厂自自用水在清水水池中的贮存存量按1500m3计算，安全贮贮量取5000m3，则清水池的的有效容积为为多少？解：清水池的的有效容积由由4部分组成：（1）调节容积Wl=150000×15％=22500(m3)；（2）消防贮量W2，取2h的消防用水量量，即W2=0.055×2×3600×2=792(m3)；（3）水厂自用水水贮量W3=1500m3；（4）安安全全贮贮量量为为W4=5000m3。则清清水水池池有有效效容容积积W=Wl+W2+W3+W4=22500+792+1500+5000=29792(m3)（三三））给给水水系系统统的的水水压压关关系系为供供给给用用户户足足够够的的生生活活用用水水或或生生产产用用水水，，给给水水系系统统应应保保证证一一定定的的水水压压，，通通常常叫叫做做自由由水水压压，即即从从地地面面算算起起的的水水压压。。城市市给给水水管管网网需需保保持持最最小小的的自自由由水水压压为为：：1层10m，2层12m，2层以以上上每每层层增增加加4m。个别别高高层层建建筑筑物物或或建建筑筑群群，，或或建建筑筑在在城城市市高高地地上上的的建建筑筑物物等等所所需需的的水水压压，，可可单单独独设设置置局局部部加加压压装装置置。。水泵泵扬扬程程确确定定水泵泵扬扬程程Hp等于于静静扬扬程程和和水水头头损损失失之之和和：：Hp＝H0+∑h一级级泵泵站站Hp＝H0+hs+hd(m)H0—静扬扬程程，，m，一一级级泵泵站站静静扬扬程程是是指指水水泵泵吸吸水水井井最最低低水水位位与与水水厂厂的的前前端端处处理理构构筑筑物物(一般般为为混混合合絮絮凝凝池池)最高高水水位位的的高高程程差差。。hs—由QⅠ=ααQd/T（最高高日日平平均均时时供供水水量量Qp+水厂厂自自用用水水量量）确确定定的的吸吸水水管管水水头头损损失失，，m；hd—由QⅠ=ααQd/T（最高高日日平平均均时时供供水水量量Qp+水厂厂自自用用水水量量）确确定定的的压压水水管管和和泵泵站站到到絮絮凝凝池池管管线线水水头头损损失失，，m；水泵泵扬扬程程确确定定二级级泵泵站站控制制点点是指指管管网网中中控控制制水水压压的的点点。。这这一一点点往往往往位位于于离离二二级级泵泵站站最最远远或或地地形形最最高高的的点点，，只只要要该该点点的的压压力力在在最最高高用用水水量量时时可可以以达达到到最最小小服服务务水水头头的的要要求求，，整整个个管管网网就就不不会会存存在在低低水水压压区区。。水泵扬程程确定二级泵站站无水塔Hp＝Zc+Hc+hs+hc+hn(m)Zc—静扬程，，管网控控制点C的地面标标高和清清水池最最低水位位的高程程差，m；Hc—控制点所所需的最最小服务务水头，，m；hs—吸水管中中的水头头损失，，m；hc、hn—输水管和和管网中中的水头头损失，，m；hs、hc、hn都应按水水泵最高高时供水水量Qh计算。水泵扬程程确定二级泵站站有水塔在工业企企业和中中小城市市水厂，，有时建建造水塔塔，二级级泵站只只需供水水到水塔塔，由水水塔高度度来保证证管网控控制点的的最小服服务水头头。水泵扬程程确定二级泵站站有水塔Hp＝（Zc+Hc+hn+H0）+hc+hs＝（Zt+Ht+H0）+hc+hs(m)（Zt+Ht+H0）=（Zc+Hc+hn+H0）—静扬程，，清水池池最低水水位和水水塔最高高水位的的高程差差，m；Zc—管网控制制点C的地面标标高，m；Hc—控制点所所需的最最小服务务水头，，m；hn—按最高时时供水量量Qh计算的从从水塔到到控制点点的管网网水头损损失，m；hc—按最高时时供水量量Qh计算的从从水泵到到水塔的的输水管管水头损损失，m；hs—吸水管中中的水头头损失，，m；Zt—设置水塔塔处的地地面标高高，m；Ht—水塔水柜柜底高于于地面的的高度，，m；H0—水塔中的的水深，，m。水泵扬程程确定二级泵站站消防时二级泵站站扬程除除了满足足最高用用水时的的水压外外。还应应满足消消防流量量时的水水压要求求。在消消防时，，管网中中额外增增加消防防流量，，因而增增加了管管网的水水头损失失。控制点应应选在设设计时假假设的着着火点，，并代入入消防时时管网允允许的水水压Hf（不低于于10m）。消防时算算出的水水泵扬程程如比最最高日最最高时算算出的为为高，则则根据两两种扬程程的差别别，有时时需在泵泵站内设设置专用用消防泵泵，或者者放大管管网中个个别管段段直径以以减少水水头损失失而不设设专用消消防泵。。水泵扬扬程确确定二级泵泵站消防时时Hp’＝Zc+Hf+hn’+hc’+hs’(m)Zc—假设着火点点C的地面标高高，m；Hf—着火点所需需的最小服服务水头，，不低于10m；hn’—按消防流量量计算的管管网水头损损失，m；hc’—按消防流量量计算的输输水管水头头损失，m；hs’—按消防流量量计算的吸吸水管中的的水头损失失，m；水塔高度确确定Hp＝（Zc+Hc+hn+H0）+hc+hs＝（Zt+Ht+H0）+hc+hs(m)Zt+Ht+H0=Zc+Hc+hn+H0则有：Ht=Hc+hn－（Zt－Zc）Hc—控制点所需需的最小服服务水头，，m；hn—按最高时供供水量Qh计算的从水水塔到控制制点的管网网水头损失失，m；Zt—设置水塔处处的地面标标高，m；Zc—管网控制点点C的地面标高高，m；水塔高度确确定建造水塔处处的地面标标高Zt越高，则水水塔高度Ht越低，这就就是水塔建建在高地的的原因。Ht=Hc+hn－（Zt－Zc）离二级泵站站越远地形形越高的城城市，（离离二级泵站站越远，水水塔宜靠近近管网，从从而降低hn，进而降低低Ht；地形越高Zc越大，则Ht越大，为降降低Ht，应使水塔塔靠近管网网，使Zt接近Zc，从而降低低Ht）水塔可能建建在管网末末端而形成成对置水塔塔的管网系系统。这种种系统的给给水情况比比较持殊，，在最高用用水量时，，管网用水水由泵站和和水塔同时时供给，两两者各有自自己的给水水区，在给给水区分界界线上，水水压最低。。求对置水塔塔管网系统统中的水塔塔高度时，，hn是指水塔到到分界线处处的水头损损失．Hc和Zc分别指水压压最低点的的服务水头头和地形标标高。这里里，水头损损失和水压压最低点的的确定必须须通过管网网计算。2.3排水系统概概述2.3.1排水系统的的分类与组组成（一）排水水分类按照来源，，排水分为为污水和降降水，污水水包括生活污水、工业废水、城市污水。生活污水指人们日常常生活中使使用过的水水，主要来来自居民住住宅、宾馆馆、饭店、、公共场所所、办公场场所、机关关、学校、、医院、商商店和工厂厂的生活污污水等。生生活污水含含有大量的的有机物，，病原微生生物等。工业废水指工业生产产过程中使使用后排出出的水。根据污染程程度，工业业废水分为为生产污水水和生产废废水。生产污水指使用过程程中污染较较严重的工工业废水，，具有较大大的危害性性，成分复复杂，污染染严重。生产废水指使用