广东工业大学给水排水期末复习

给水管网系统（1）输水管渠：从二级泵站到配水管网（2）配水管网（3）调压设施：泵站，减压阀；（4）水量调节设施：水塔，清水池排水管网组成（1）污废水收集设施（2）输送管渠（3）水量调节设施：可在污水厂前或雨水排出口前。（4）提升泵站(5)排水管网和排放口（6）附属构筑物：如检查井,跌水井,水封井,雨水口等。给水排水系统的组成（续）设计用水量组成综合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。工业企业生产用水和工作人员生活用水。消防用水。浇洒道路和绿地用水。未预计水量及管网漏失水量。1.2城市用水量和用水量变化1.2.1城市用水量分类和用水量定额

用水量表示方法生活用水随季节与生活习惯的变化而变化。生产用水随气温与生产形势的变化而变化。具有随机性和周期性两个特征。（1）平均日用水量：设计年限内，用水量最高一年的日平均用水量。（2）最高日用水量：设计年限内，用水量最高一年最高一日用水量。（3）最高日平均时用水量：最高日内平均值。（4）最高日最高时：最高日内用水最高的一小时用水量。用水量变化的表示方法（1）用水量变化系数：日变化系数：最高日用水量与平均日用水量的比值。时变化系数：最高日最高时用水量与该日平均时用水量的比值。

用水量变化曲线图中每小时用水量按最高日用水量的百分数计，图形面积等于∑Qi%=100%，Qi%是以最高日用水量百分数计的每小时用水量。4.17%：平均时用水量百分数=（Qd/24）/Qd×100%=1/24×100%=4.17%1.44：Kh=Qh/Qp=6%/4.17%=1.44取水系统给水处理系统

清水池给水管网系统用户排水管网系统均和池排水处理系统一、给排水系统流量关系Q1Q2调节池排放或者回用Q3Q4Q5Q6Q7Q8调节池q3q6q1q7q2q5q4给水处理系统

排放或者回用排放或者回用排水处理系统均和池排水管网系统调节池二、给水管网系统的构成给水管网系统的组成：输水管（渠）配水管网泵站水量调节设施输水管（渠）是指在较长距离内输送水量的管道或渠道。配水管网是指分布在供水区域内的配水管道网络。泵站是输配水系统中的加压设施，一般由多台水泵并联组成。水量调节设施包括清水池、水塔和高地水池等。1、输水管渠（1）定义：是指在较长距离内输送水量的管道或渠道，输水管渠一般不沿线向外供水。（2）材料：常见的输水管道材料：铸铁管，钢管，钢筋混凝土管，PVC-U管等。常见的输水管渠材料：一般由砖、砂、石、混凝土等材料砌筑。（3）敷设：由于输水管发生事故将对供水产生较大影响，所以较长距离输水管一般敷设成两条并行管线，并在中间的一些适当地点分段连通和安装切换阀门。2、配水管网：（1）定义：是指分布在供水区域内的配水管道网络。（2）功能：将来自于集中点的水量分配输送到整个供水区域，使用户能从近处接管用水（3）组成：主干管，干管，支管，连接管，分配管等，以及消火栓，阀门（闸阀，排气阀，泄水阀），检测仪表（压力，流量。水质检测）等附属设施。3、水压调节设施（泵站，减压阀）4、水量调节设施（清水池，水塔，高位水池）三、排水管网系统的构成1、废水收集设施：

排水支管用户废水窨井排水管道

雨水口雨水雨水排水支管2、排水管网：污水用非满流设计；雨水用满流设计。3、水量调节池：调节排水管网流量与处理水量差值；贮存短时间排水量；均和水质排水管网排水管网由支管、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、水封井等。

管道系统上的附属构筑物-----窨井管道系统上的附属构筑物-----跌水井管道系统上的附属构筑物-----溢流井管道系统上的附属构筑物-----倒虹管4、提升泵站5、废水输水管渠：污水处理厂远离市区或排放口远离水处理厂时，要采用6、废水排放口：排放方式有两种岸边式排放口：优点式防止冲刷能力强分散式排放口：优点是废水与水体均匀混合污水泵站废水排放口1.5给水排水管网系统类型与体制

给水管网系统类型按水源数目分类分：1）单水源给水管网系统2）多水源给水管网系统给水管网的类型按系统构成方式分类：统一给水系统分质给水系统分压给水系统分区给水系统区域给水系统工业给水系统——用同一管网供给生活、生产和消防等用水到用户的给水系统。特点：系统简单，管理方便。适用范围：用水集中、地形平坦、建筑物层数和给水要求相近的地区。——用不同的管网输送不同水质的水到用户的给水系统。适用范围：用户对水质有不同要求，同时水量较大。——城市地形高差较大或用户对水压要求不同时，采用不同压力的给水系统，或局部加压系统。——将整个给水范围分成不同的区域，每区有泵站和管网等，各区之间有适当的联系，以保证供水可靠和调度灵活。分质给水系统分压给水系统——由于水源等因素，需同时考虑向几个城镇或工业区供水的大范围的给水系统。循环给水系统：使用过的水处理后自循环回用。循序给水系统：根据各车间对水温、水质的不同要求，将水按顺序重复利用。给水管网系统类型按输水方式分类：1）重力输水管网系统2）压力管网输水系统排水体制的分类：合流制分流制——将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排放的排水系统。直排式截流式——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排水系统。排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统。排除雨水的系统成为雨水排水系统。完全分流制不完全分流制合流制和分流制的比较：环保方面：全部截流式合流制对环境的污染最小；部分截留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，造成污染；分流制在降雨初期有污染。造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资20%~40%，但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制，总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地区适于采用。维护管理：合流制污水厂维护管理复杂。分流制罐内流速稳定，污水厂易于控制。

给水管网布置基本形式根据管网的布置形式，可分为树状管网和环状管网树枝状管网：适用：建设初期或供水要求不严格时采用，通常在郊区，或远车间处，管线的管径随着用水量的减少而缩小。优点：长度短，投资省；布置简单；缺点：可靠性差；水质易坏，末端水流停滞；水锤危险性大；环状管网：适用：发展后城镇中心区，供水可靠性要求高的工矿企业，较大城市采用。每条管均有两个方向来水。优点：可靠性好，事故发生时，还可有另一方向供水；水质不易变坏；水锤危险性小；缺点：投资大；布置复杂给水管网定线原则干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管应从用水量较大的街区通过。

干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过。管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水平净距，均应符合有关规定。配水管网连接成环，要满足事故校核要求。当局部损坏时，保证不间断供水。管网可采用树状网和若干环组成的环状网相结合的形式，管线大致均匀地分布于整个给水区。干管的间距采用500～800m。连接管的间距可根据街区的大小考虑在800～1000m左右。分配管直径至少为100mm，大城市采用150～200mm。城镇生活饮用水的管网，严禁与非生活饮用水的管网连接，也严禁与各单位自备的生活饮用水供水系统直接相连。最小管径：150～200mm，负担消防的管径不得小于150mm加压泵站不得从管网直接取水调节设施应当布置在适当位置给水管网定线要求干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过，以减小今后检修时的困难。管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市或厂区地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水平净距，均应参照有关规定。管网定线要点以满足供水要求为前提，尽可能缩短管线长度；干管延伸方向与管网的主导流向一致，主要取决于二级泵站到大用水户、水塔的水流方向。沿管网的主导流向布置一条或数条干管干管应从两侧用水量大的街道下经过（双侧配水），减少单侧配水的管线长度；干管之间的间距根据街区情况，宜控制在500~800m左右，连接管间距宜控制在800~1000m左右；干管一般沿城市规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过；管线在街道下的平面和高程位置，应符合城镇或厂区管道的综合设计要求。1.支管2.干管3.主干管4.溢流口5.泵站6.出口渠渠头

7.污水厂8.污水灌溉田

9.河流排水管网布置形式——正交式排水干管与等高线垂直相交，主干管与等高线平行铺设。适应于地形平坦略向一边倾斜的地区及雨水排水系统。1.支管2.支干管3.干管4.主干管5.泵站

6.污水厂7.污水灌溉田8.河流

排水干管与等高线平行，主干管与等高线基本垂直。

适应于地形坡度很大的地区。

排水管网布置形式——平行式截流式分区式分散式环绕式非满流管渠水力计算方法一、已知流量q、管径D和水力坡度I，求充满度h/D和流速1、先由下式计算q/q0，反查表3.7得充满度h/D;2、根据充满度h/D，查表3.7得A/A0，然后用下式计算流速v。例3.1已知某污水管道设计流量为q=100L/s，根据地形条件可以采用水力坡度为I=7%，初拟采用管径D=400mm的钢筋混凝土管，粗糙系数nM=0.014，求其充满度h/D和流速v。解用粗糙度系数、管径和水力坡度带入式3.32计算：反查表3.7的充满度h/D=56.9%，相应A/AO=0.587，由式3.33计算：

非满流管渠水力计算方法二、已知流量q、管径D和流速v，求充满度h/D和水力坡度I求解步骤：1、先由下式计算A/A0，反查表3.7得充满度h/D2、根据充满度h/D，查表3.7得R/R0，然后用下式计算水力坡度I非满流管渠水力计算方法三、已知流量q、管径D和充满度h/D，求水力坡度I和流速v求解步骤：1、先根据充满度h/D查表3.7求出q/q0，然后用下式计算水力坡度I2、根据充满度h/D查表3.7得A/A0，然后用下式求流速v。非满流管渠水力计算方法四、已知流量q、水力坡度I和充满度h/D，求管径D和流速v1、根据充满度h/D查表3.7得q/q0，然后用下式计算管径D2、根据充满度h/D查表3.7求出A/A0，然后用下式计算流速v非满流管渠水力计算方法五、已知管径D、充满度h/D和水力坡度I，求流量q和流速v1、根据充满度h/D查表3.7求出q/q0，然后用下式计算流量q2、根据充满度h/D查表3.7求出A/A0，然后用下式计算流速v非满流管渠水力计算方法六、已知管径D、水力坡度I和流速v，求流量q和充满度h/D1、根据下式计算R/R0，由表3.7反查得h/D2、根据充满度h/D查表3.7求出A/A0，然后用下式计算流量q例题见教材p572、并联管道的简化

将它们等效为一条直径为d，长度为l的管道，输送流量q=q1+q2+…qN。

根据水力等效的原则：简化成一条后，在相同的总输入流量下，应具有相同水头损失。d1q1d2q2dNqNq当管径相等时：

节点流量：沿线流量只有概念上的意义，在水力计算时应将沿线流量按适当比例分配到两各节点，成为节点流量。沿线流量转换成节点流量的原则是管段的水头损失相同。假设沿线出流均匀，则管道内任意断面x上的流量可以表示为：

沿程水头损失计算如下：为简化计算，将沿线流量ql分为两个集中流量，分别转移到管段的两个节点。假设转移到末端的流量为aql，则通过管道流量为：水头损失为：根据水力等效原则：由此表明，管道沿线出流的流量可以近似地一分为二，转移到两个端点上。最高日设计用水量计算1）城市最高日综合用水量q1i----城市各用水分区的最高日综合生活用水量定额，L/（cap.d)N1i----设计年限内城市各用水分区的计划用水人口数，cap。2）工业企业生产用水量q2i——各工业企业最高日生产用水量定额，m3/万元、m3/产量单位或m3/（生产设备单位.d；N2i——各工业企业产值，万元/d，或产量，产品单位/d，或生产设备数量，生产设备单位；fi——各工业企业生产用水重复利用率。3）工业企业职工的生活用水和淋浴用水q3ai——职工生活用水量定额，L/(cap.班）；q3bi——职工淋浴用水量定额，L/(cap.班）；N3ai——职工生活用水总人数，cap；N3bi——职工淋浴用水总人数，cap。4）浇洒道路和大面积绿化用水量q4a——城市浇洒道路用水量定额，L/(m2/d);q4b——城市大面积绿化用水量定额，L/(m2.d)；N4a——城市最高日浇洒道路面积，m2；f4——城市最高日浇洒道路次数N4b——城市最高日大面积绿化用水面积，m2。5）未预见水量和管网漏失水量

Q5=（0.15~0.25）（Q1+Q2+Q3+Q4）（m3/d)6）消防用水量Q6=q6f6(L/s)q6——消防用水量定额，L/s；f6——同时火灾次数。7）最高日设计用水量

Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

（m3/d)例：二级供水第一级：从20点到5点，供水量2.78%；第二级：从5点到20点，供水量5%；总供水量：2.78%*9+5%*15=100%供水泵站、水塔或高位水池设计流量若最高日用水量为45000m3/d不设水塔或高位水池，供水泵站设计供水流量为：45000×6%×1000/3600=750(L/s)设置水塔或高位水池，供水泵站设计供水流量：45000×5%×1000/3600=625(L/s)水塔或高位水池的设计供水流量：45000×（6%-5%）×1000/3600=125(L/s)水塔或高位水池的最大进水流量（2-4点）45000×（2.78%-1.5%）×1000/3600=160(L/s)集中流量：qni—各集中用水户的集中流量，L/s；Qdi—各集中用水户最高日用水量，m3/d；Khi—时变化系数。根据实际管网流量变化情况设计管网非常复杂，加以简化。提出比流量，沿线流量，节点流量的概念。比流量：为简化计算而将除去大用户集中流量以外的用水量均匀地分配在全部有效干管长度上，由此计算出的单位长度干管承担的供水量。长度比流量：面积比流量：例6.3p125设计工况水力分析

设计工况即最高日最高时用水工况。管段流量和节点水头最大，用于确定泵站扬程和水塔高度。水力分析：确定设计工况时管道流量、管内流速、管道压降、节点水头和自由水压。水力分析前需进行预处理1）泵站所在的管段暂时删除水力分析前提：水力特性必须已知。泵站水力特性未知，泵站设计流量合并到与之相关联的节点中。管径

（mm）平均经济流速

（m/s）D=100～400D≥4000.6～0.90.9～1.4一定年限T年内管网造价和管理费用（主要是电费）之和为最小的流速，称为经济流速。经济流速和经济管径和当地的管材价格、管线施工费用、电价等有关。条件不具备时，可参考：选取经济流速时考虑的原则：p1306.3泵站扬程与水塔高度设计设计流量→经济流速→管径确定→压降确定→控制点确定→泵站扬程和水塔高度确定树枝状管网设计流量不会因管径选择不同而改变；环状网中，管径根据初次流量分配确定，管网流量按管网水力特性进行分配。设计工况水力分析

设计工况即最高日最高时用水工况。管段流量和节点水头最大，用于确定泵站扬程和水塔高度。水力分析：确定设计工