给水工程复习题

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页《给水工程》复习题给水系统给水系统及其分类给水系统是指保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。给水系统的分类：按水源种类分类，可分为地表水和地下水给水系统。按供水方式分类，可分为自流系统(重力),水泵供水(压力)和混合供水。按使用目的分类，可分为生活用水,生产给水和消防给水。按服务对象分类，可分为城市给水和工业给水(循环系统和复用系统)。按给水工程必须保证以充足的水量、合格的水质、充裕的水压供养生活用水、生产用水和其它用水，满意近期，兼顾今后。给水系统的组成取水构筑物：用以从选定的水源(地表水和地下水)取水。水处理构筑物：布置在水厂范围内，将取水构筑物的来水举行处理，以期符合用户对水质的要求。泵站：用以将所需水量提升到要求的高度,可分一级泵站(抽取原水)、二级泵站(输送清水)和增压泵站。输水管渠和管网：输水管渠是将原水送到水厂的管渠。管网是将处理后的水送到各个给水的所有管道。调节构筑物：包括各种类型的贮水构筑物(如高地水池、水塔、清水池)，用以储藏和调节水量。其中后三者统称为输配水系统。给水系统的布置形式统一给水系统：用同一系统供养生活、生产和消防等各种用水。可分为地表水为水源的给水系统和地下水为水源的给水系统。统一给水系统为绝大多数城市采用。分区给水系统：包括分质给水系统和分压给水系统。分质给水是指由同一水源，经过不同的水处理过程和管网，将不同水质的水供养各类用户，或由不同水源，经容易水处理后，供工业生产用水。分压给水是指由同一泵站的不同水泵分离供水到水压要求高的高压水网和水压要求低的低压水网，以节约能耗。地表水为水源的给水系统的工程设施包括：取水构筑物、一级泵站、水处理构筑物、清水池、二级泵站、管网和调节构筑物等组成。调节构筑物可按如实际情况增减。给水管网遍布囫囵给水区内，按照管道的功能可分为干管和分配管。地下水为水源的给水系统的工程设施包括：管井群、集水池、泵站、水塔和管网。地下水水质良好，普通可省去水处理构筑物，只需加氯消毒。当用户对水质和水压要求不同时，可采用分质和分压给水，以节约制水成本和节约能耗。影响给水系统布置的因素城市计划的影响：①水源挑选、给水系统布置和水源卫生防护地带的决定，都应以城市和工业区的建设计划为基础。②由城市计划人口数,房屋建造等，得出囫囵给水工程的设计水量。③由工业布局，得知生产用水量分布及其要求。④由水利、水文、地质等资料，决定水源和取水构筑物位置。⑤由城市功能分区及用户对水量、水质和水压的要求，选定水厂和输配水系统的位置。⑥由城市地形和供水压力，以及用户对水质的要求，决定是否分系统给水。水源的影响：主要包括水源种类、水源距给水区的远近、水质条件等方面。地表水源：水处理复杂。地下水源：水处理容易。高位水源：重力供水。水源丰盛：多水源给水。水源缺乏：跨流域、远距离取水。地形的影响：中小城市如地形比较崎岖，工业用水量小、对水压无异常要求时，可用统一给水系统。大中城市被河流分隔时，两岸工业和居民用水先各自组成给水系统，再成为多水源的给水系统。取用地下水时，可能考虑到就近凿井取水的原则，而采用分地区供水的系统。地形起伏较大的城市，可采用分区给水或局部加压的给水系统。工业给水系统工业用水常由城市管网供养。而且不同的工业企业的用水量以及对水质的要求有很大不同。有些工业企业用水量大，但对水质要求不高；有些工业企业用水量小，但水质要求远高于生活饮用水。工业用水量约占城市用水量的一半以上，因此要尽量重复利用。工业给水系统的类型：循环给水系统和复用给水系统。我国工业用水的重复利用率较低，惟独50~60%。需改进工艺和设备，采用循环或复用给水系统，提高工业用水重复利用率，节约用水。工业用水的水量平衡水量平衡是指冷却用水量和耗水量、循环回用水量、补充水量以及排水量保持平衡。水量平衡的目的是达到合理用水。通过改进生产工艺，减少耗水量，提高重复利用率，增大回用水量，以相应减少排水量。总用水量=总排水量总用水量：包括清新水、循环冷却水和回用水总排水量：包括生产废水和生产污水、冷却回水(工厂或车间内部)和重复用水(工厂或车间之间)。冷却塔进水量(冷却回水量+补充水量)＝冷却塔出水量(循环冷却水量)＋冷却水损耗量冷却水损耗量＝循环冷却水量×损耗百分数（冷却水损耗量包括包括蒸发和排污水量，水量耗损率可取循环水量的6%。）补充水量＝循环冷却水量－冷却回水量＋损耗水量设计用水量设计用水量的组成①综合生活用水：包括居民生活用水和公共建造及设施用水。居民生活用水指城市中居民的饮用、烹调、洗涤、冲厕、洗澡等日常生活用水；公共建造及设施用水包括娱乐场所、宾馆、浴室、商业、小学和机关办公楼等用水。②工业企业生产用水和工作人员生活用水。③消防用水。④浇洒道路和绿地用水。⑤未预计水量及管网漏失水量。用水量定额指设计年限内达到的用水水平，是决定设计用水量的主要根据。用水量变化生活用水量随生活习惯和蔼候变化：假期比平日高，夏季比冬季用水多；在一日内，清晨起床后和晚饭前后用水量最多。工业冷却用水量随气温暖水温而变化，夏季多于冬季。空调用水量(调节室温暖湿度)在高温时节大(5~9月使用)。其它工业用水量比较均衡。用水量定额是一个平均值，在设计时须考虑每日、每时的用水量变化。最高日用水量：在设计规定的年限内，用水最多一日的用水量，普通用以决定给水系统中各类设施的规模。日变化系数(Kd)：在一年中，最高日用水量与平均日用水量的比值。Kd与地理位置、气候、生活习惯和室内给排水设施程度有关。Kd值约为1.1~1.5。时变化系数(Kh)：最高一小时用水量与平均时用水量的比值。Kh值在1.3~1.6之间，大中城市的用水比较匀称，Kh值较小，可取下限，小城市可取上限或适当加大。用水量计算城市或居住区的最高日生活用水量：工业生产用水量：工业企业职工的生活用水和淋浴用水量：浇洒道路和大面积绿化所需的水量：未预见水量和管网漏失水量：消防用水量：Q6=q6f最高日设计用水量最高时设计用水量：给水系统的工作情况取水构筑物、一级泵站的设计流量取水构筑物、一级泵站及水厂的设计流量，都按最高日用水量(Qd)举行设计。二级泵站、水塔（高地水池）、管网的设计流量二级泵站、从泵站到管网的输水管、管网和水塔等的计算流量，应按照用水量变化曲线和二级泵站工作曲线决定。二级泵站的设计流量也与管网中是否设置水塔或高地水池有关。不设水塔的二级泵站、输水管和管网的设计流量都按最高日最高时用水量计算。设有水塔二级泵站、从泵站到管网的输水管、管网和水塔等的计算流量：水塔能调节水泵供水和用水之间的流量差。二级泵站的设计流量采用分级供水，分级数不多于三级。各级的设计供水线尽量与用水线临近,以减小水塔的调节容积,相应的泵站工作的分级数或水泵机组数可能增强；每级供水应能挑选到合适的泵型。二级泵站每小时供水量可以不等于用户每小时的用水量。但设计的最高日泵站的总供水量应等于最高日用户总用水量。(即满意最大日用水要求)。供水量高于用水量时,多余的水可进入水塔(或高地水池)内储藏;供水量低于用水量时,水塔供水以补充水泵供水的不足。输水管和管网的设计流量视水塔的位置而定：①管网起端设水塔（高地水池）：泵站到水塔的输水管直径按泵站分级工作线的最大一级供水量计算；管网仍按最高日最高时用水量设计。设计水量应按二级泵站的供水线最大一级供水量决定。②管网末端设水塔（高地水池）：泵站到管网的输水管的设计流量应按最高日最高时流量减去水塔（高地水池）输入管网的流量计算；管网仍按最高日最高时用水量设计。清水池设在一级泵站(匀称供水)和二级泵站(分级供水)之间，用以调节两者供水量的差额。清水池的调节容积应等于A或B的面积；即累计储藏的水量等于累计取用的水量。水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的作用：调节泵站供水量和用水量之间的流量差值。清水池的调节容积由一、二级泵站供水量曲线决定；水塔容积由二级泵站供水线和用水量曲线决定。当一级泵站和二级泵站每小时供水量相临近时，清水池的调节容积可以减小，但是为了调节二级泵站供水量和用水量之间的差额，水塔的容积将会增大。倘若二级泵站每小时供水量越临近用水量，水塔的容积越小，但清水池的容积将增强。给水系统必须具有一定的水压，以保证给水送至用户。城市给水管网的最小服务水头：地面(1层)10m，2层12m，2层以上每层增强4m。个别高层建造物或高地上的建造物可单独设置局部加压设备。控制点：管网中控制水压的点。这一点往往位于离二级泵站最远或地形最高的点，只要该点的压力在最高用水量时可以达到最小服务水头的要求，囫囵管网就不会存在低压区。管网和输水管渠布置输水和配水系统的组成输水和配水系统是保证输水到给水区内并且配水到所实用户的所有设施。它包括：输水管渠、配水管网、泵站、水塔和水池等。对输水和配水系统的总要求是，供养用户所需的水量，保证配水管网充足的水压，保证不间断给水。给水管网的布置要求按照城市计划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充足的发展余地；管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小；管线遍布在囫囵给水区内，保证用户有充足的水量和水压；力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。给水管网布置形式(1)树状网：适用于小城市和小型工矿企业，这类管网从水厂泵站或水塔到用户的管线布置成树枝状。供水可靠性较差。一处管线损坏,其后所有管线断水。在树状网的末端，用水量很小，管中的水流缓慢，水质容易变坏，有浮上浑水和红水的可能。(2)环状网：管线衔接成环状，这类管网当任一段管线损坏时，可以关闭附近的阀门使和其余管线隔开，举行检修，不影响其它管线供水，供水可靠性增强。环状网可以大大减轻因水锤作用产生的危害。环状网的造价显然地比树状网为高。城市给水管网定线城市给水管网定线是指在地形平面图上决定管线的走向和位置。定线时一股只限于管网的干管以及干管之间的衔接管，不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。城市管网定线取决于平面布置，供水区的地形，水源和调节水池位置，街区和用户异常是大用户的分布，河流、铁路、桥梁等的位置等。定线要点：①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，干管位置应从较大的街区通过，干管间距500~800m。②干管和干管之间的衔接管使管网形成了环状网。衔接管的作用在于局部管线损坏时，可以通过它更新分配流量，从而缩小断水范围，较可靠地保证供水。衔接管间距800~1000m。③干管普通按城市计划道路定线，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艰难。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，给水管线和建造物、铁路以及其它管道的水平净距，均应参照有关规定。④管网中还须安顿其他一些管线和附属设备。工业企业管网管网布置特点：合用管网：生活用水与生产用水的水质和水量要求相同。分建管网：生活用水与生产用水的水质和水量要求不同。消防用水由生活或生产给水管网供养，不单独设管网。管网布置的布置形式：树状网：管网只供养生产车间、仓库和辅助设施的生活用水。环状网：生活和消防用水合并的管网。不能断水企业的生产用水管网；到个别距离较远的车间可用双管代替。多数情况下，生产用水管网采用环状网、双管、树状网的结合形式。管网定线：管网定线的原则是以最短的管线到达用水量最大的车间。定线和计算时，要考虑所有管线情况。输水管渠输水管渠是指从水源到水厂或水厂到相距较远管网的管、渠。输水管渠类型：压力管渠、无压管渠。输水管渠定线主意：由现有的或测绘的地形图初步选则定线计划；举行现场沿线踏勘；从投资、施工和管理等方面，对各种计划举行经济技术比较后决定总算计划。输水管渠定线原则①与城市建设计划相结合，尽量缩短线路长度，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全；②挑选最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以使施工和检修；③减少与铁路、马路和河流的交错；避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水吞没与冲刷地区，以降低造价和便于管理。④碰到山嘴、山谷、山岳等障碍物以及穿越河流和干沟时，应从降低造价和便于管理方面考虑采取绕过(山嘴、山谷、山岳)，还是开凿(山嘴、隧洞)，还是使用倒虹管、过河管等。⑤采取绕道或有效措施穿过，避免工程地质不良地段或其他障碍物。输水管渠的设置输水管渠的条数：一条输水管渠加用水区调节水池，或者两条输水管渠,并且每隔一定距离设衔接管连通。输水管渠条数要按照输水量、事故时需保证的用水量、输水管渠长度、当地有无其他水源和用水量增长情况而定。当输水量小、输水管长、或有其他水源可以利用时，可考虑单管渠输水另加调节水池的计划。供水不许间断时，输水管渠普通不宜少于两条。输水干管和连通管管径及连通管根数，应按输水干管任何一段发生保障时仍能通过事故用水量计算决定。城镇的事故水量为设计水量的70%，工业企业的事故水量按有关工艺要求决定。当负有消防给水任务时，还应包括消防水量。输水方式：按照水源和给水区的地形高差及地形变化，输水管渠可以是重力式或压力式。水源低于给水区(例如取用江河水时)，需要采用泵站加压输水，按照地形高差、管线长度和水管承压能力等情况，偶尔需在输水途中再设置加压泵站。水源位置高于给水区(例如取用蓄水库水时)，有可能采用重力管渠输水。重力管渠的定线比较容易，可敷设在水力坡线以下并且尽量按最短的距离供水。远距离输水时，地形往在有起有伏，采用压力式的较多。远距离输水时，普通情况往往是加压和重力输水两者的结合形式。偶尔固然水源低于给水区，但个别地段也可借重力自流输水；水源高于给水区时，个别地段也有可能采用加压输水。输水管渠的附属构筑物及排气和放空设置：为避免输水管渠局部损坏时，输水量降低过多，可在平行的2条或3条输水管渠之间设置衔接管，并装置须要的阀门，以缩小事故检修时的断水范围。输水管的最小坡度应大于1:5D(D为管径,mm)。输水管线坡度小于1:1000时，应每隔0.5~1km装置排气阀。在崎岖地区，埋管时应人为地做成升高和下降的坡度，以便在管坡顶点设排气阀，管坡低处设泄水阀。排气阀普通以每公里设一个为宜，在管线起伏处应适当增设。管线埋深按当地条件决定,在严寒地区敷设的管线应注重防冻。管段流量、管径和水头损失管网计算的课题在给水工程总投资中，输水管渠和管网所占费用(包括管道、阀门、附属设施等)约占70%~80%。新建和扩建的城市管网按最高时用水量计算。对多种计划举行管网计算，可得到最佳给水管网计划。管网计算步骤：①求沿线流量和节点流量；②求管段计算流量；③决定各管段的管径和水头损失；④举行管网水力计算或技术经济计算；⑤决定水塔高度和水泵扬程。管网简化主意管网分解：两管网由一条或两条管线衔接，可把衔接线断开，分解成两个管网。管线合并：管径较小、互相平行且逼近的管线。管线省略：水力条件影响较小、管径相对较小的管线。管网计算术语节点：有扩散流量进出、管道合并或分叉以及边界条件发生变化的地点，包括水源节点(泵站、水塔)、管线交接点、两管段交点。管段：两个相邻节点之间的管道。管线：顺序相连的若干管段。环：起点与尽头重合的管线。基环：不包含其它环的环。大环：包含两个或两个以上基环的环。比流量qs：假定用水量匀称分布在所有干管上，由此算出干管线单位长度的流量。or式中，qs:比流量;Q:管网总用水量;Σq:大用户扩散用水量总和;Σl:干管总长度;ql:沿线流量;l:管段长度；A：供水面积。沿线流量ql：指供养该管段两侧用户所需流量，即本管段沿程配水产生的流量，顺水流方向逐渐减小。or转输流量qt：通过该管段输送到下游管段的流量，沿囫囵管段不变。节点流量节点流量：从沿线流量折算得出的,并且假设是在节点扩散流出的流量。计算主意：将沿线流量按适当比例分配到两个节点上，转换成从两个节点流出的流量，就成为节点流量。沿线流量转换成节点流量的原则：管段的水头损失相同，即求出一个沿线不变的折算流量q，使它产生的水头损失等于实际上沿管线变化的流量。折算系数α：通常取0.5。任一节点i的节点流量等于与该节点相连各管段的沿线流量qi总和的一半，即。工业企业等大用户的流量或用水量大的车间流量可直接作为节点流量。管网图上的流量主要表示为由沿线流量折算的节点流量和大用户的扩散流量。P34例题单水源的树状网的流量分配树状管网的管段流量具有唯一性,任一管段的流量等于该段以后所有节点流量的总和。环状网的流量分配任一节点的流量包括节点流量、流向和流离该节点管段流量。分配流量应保持每一节点的水流延续性，满意节点流量平衡，即流向任一节点的流量等于流离该节点的流量，。在流量分配时，使环状网中某些管段的流量为零，即将环状网改成树状网，才干得到最经济的流量分配，但是树状网并不能保证可靠供水。环状网流量分配时，应同时照顾经济性和可靠性，即在满意可靠性的要求下，力求管网最为经济。经济性是指流量分配后得到的管径，应使一定年限内的管网建造费用和管理费用为最小。可靠性是指能向用户不间断地供水，并且保证应有的水量、水压和水质。环状网流量分配步骤：①按照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定囫囵管网的控制点。控制点是管网正常工作时和事故时必须保证所需水压的点，普通选在给水区内离二级泵站最远或地形较高之处）。②从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线。这些平行干管中尽可能匀称地分配流量，并且符合水流延续性(满意节点流量平衡)的条件。这样，当其中一条干管损坏、流量由其它干管转输时，不会使这些干管中的流量增强过多。③和干管线垂直的衔接管可分配较少的流量。衔接管的作用主要是交流平行干管之间的流量，偶尔起一些输水作用、偶尔只是就近供水到用户，平时流量普通不大、惟独在干管损坏时才转输较大的流量。管径计算管径计算管段的直径应按分配后的流量决定。水流速度的挑选：①从技术上考虑，水流的最大速度应不超过2.5~3.0m/s(防止水锤)，最小速度不得小于0.6m/s(防止沉积)。②从经济上考虑，较大的水流速度可减小管道直径，降低工程造价；但因为水流速度大而会导致水头损失增强，从而加大运行的动力费用。③合理的流速应该使得在一定年限（投资偿还期）内管网造价与运行费用之和最小。平均经济流速：管径D=100～400mm，平均经济流速0.6～0.9m/s；管径D≥400mm，平均经济流速0.9～1.4m/s水头损失计算匀称流基本公式：由得式中，C：谢才系数,m1/2·s；i：水力坡度；R：水力半径,m；λ：阻力系数，管段的沿程水头损失：式中，a：比阻，；q：流量；l：管段长度；s：水管摩阻，s=al。水头损失普通公式：当n=2时,h=alq2=sq2。给水管的水流流态分为三种情况：①阻力平方区，此时比阻a值仅和管径及水管内壁粗糙度有关，而和Re数无关，例如旧铸铁管和旧钢管在流速v≥1.2m/s时或金属管内壁无异常防腐措施时，就属于这种情况；②过渡区，此时，比阻a值和管径、水管内壁粗糙度以及Re数有关，例如旧铸铁管和旧钢管在流速。v<1.2m/s时．以及石棉水泥管在各种流速时的情况；③水力光洁区，此时比阻a值和管径及Re数有关，但和水管内壁粗糙度无关，例如应用塑料管和玻璃管时。管网计算基础方程管网计算目的：求出各水源节点（如泵站、水塔等）的供水量、各管段中的流量和管径以及所有节点的水压。管网计算基础方程：环状管网：Ｐ=Ｊ+Ｌ-1树状管网：Ｐ=Ｊ-1式中，Ｐ:管段数;Ｊ:节点数;Ｌ:基环数管网水力计算树状管网计算

某城市供水区用水人口5万人，最高日用水量定额为150Ｌ/(人·ｄ)，要求最小服务水头为16ｍ。节点４接某工厂，工业用水量为400ｍ3/ｄ，两班制，匀称使用。城市地形崎岖，地面标高为5.00ｍ。1．计算总用水量设计最高日生活用水量：50000×0.15＝7500m3/d＝86.81L工业用水量：400÷16＝25m3/h＝6.94L管段管段长度(m)沿线流量（L/s）0～1300300×0.0358＝10.741～2150150×0.0358＝5.372～3250250×0.0358＝8.951～4450450×0.0358＝16.114～8650650×0.0358＝23.274～5230230×0.0358＝8.235～6190190×0.0358＝6.806～7205205×0.0358＝7.34合计242586.81总水量为：ΣQ＝86.81＋6.94＝93.75L/s2．计算管线总长度ΣL＝2425m，其中水塔到节点0的管段两侧无用户不计入。3．计算比流量qs=(Q-Σq)/ΣL=(93.75-6.94)÷2425＝0.0358L/s4．计算沿线流量计算结果见右图。5．计算节点流量节点节点流量（L/s）00~10.5×10.74＝5.3710~1,1~2,1~40.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.1121~2,2~30.5×(5.37+8.95)＝7.1632~30.5×8.95＝4.4841~4,4~8,4~50.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.8054~5,5~60.5×(8.23+6.80)＝7.5265~6,6~70.5×(6.80+7.34)＝7.0776~70.5×7.34＝3.6784~80.5×23.27＝11.63合计

86.816．干管管段的水力计算管径（mm）平均经济流速（m/s）D=100～4000.6～0.9D≥4000.9～1.4(1)选定节点8为控制点，按经济流速决定管径(见右表)。(2)水头损失由下式计算或查表5-2，表5-3计算。(舍维列夫公式)管段流量

(L/s)流速

(m/s)管径

(mm)管长

(m)水头损失

(m)水塔～093.750.754006001.270～188.380.704003000.561～460.630.863004501.754～811.630.661506503.95Σh=7.53节点水压标高最小服务水头地面标高节点416.005.003.9524.95节点124.951.7526.70节点026.700.5627.26水塔27.261.2728.537．支管水力计算(1)各支线允许水头损失为两节点的高程差与管线长度的比值，支线各管段水头损失之和不得大于允许水头损失。管段起端水位(m)终端水位(m)允许水头损失(m)管长(m)平均水力坡度1~326.7021.005.704000.014254~724.9521.003.956250.00632(2)各支管的水力计算主意同干管计算。管段流量(L/s)管径(mm)水力坡度水头损失(m)1～211.64150(100)0.006171.85(16.8)2～34.481000.008292.074～518.26200(150)0.003370.64(3.46)5～610.741500.006311.456～73.671000.005811.198．决定水塔高度和水泵扬程(1)水塔高度(水柜底到地面高度)：(2)水泵扬程（需要按照水塔的水深、吸水井最低水位标高、水泵吸水管路和压水管水头损失计算决定）：环状网计算：哈代-克罗斯法——水头平差法计算步骤：①按照延续性条件初步分配管段流量；②计算各管段的水头损失；③以顺时针方向为正，逆时针方向为负，计算各环的水头损失闭合差；④计算各管段的水头损失sijqij和每一环的水头损失Σsijqij；⑤计算各环的校正流量；⑥将管段流量加上校正流量重新计算水头损失，直到最大闭合差小于允许误差为止。（1）水头损失闭合差Δhi图中的qi-j为管段初步分配流量，Δh>0，需举行流量校正，详细主意是在初步分配流量中加一个环校正流量Δq，使水头损失闭合差Δh=0，注：对于2-5管段同时受环Ⅰ和环Ⅱ的环校正流量。规定顺时针方向为正，逆时针方向为负。（2）环校正流量Δqi将二项式展开，忽略相邻环校正流量和二阶微量的影响。（3）一次校正流量各管段的一次校正流量为初步分配流量qij与环校正流量Δqi的代数和。（4）核算水头损失闭合差由一次校正流量计算各环的水头损失闭合差，若小于允许值(<0.5m)，则满意要求，计算完毕；若大于允许值，须重复同样步骤计算，直至水头损失闭合差小于允许值为止。（5）校正流量即为设计流量。（6）其他计算同树状管网计算。内容包括：①选定控制点；②按经济流速决定管径；③由舍维列夫公式计算或查表5-2，表5-3计算水头损失；④计算各管段两节点的高程差（hij=li）；⑤决定水塔高度和水泵扬程。P55例题最大闭合差的环校正法最大闭合差校正法就是在每次平差时挑选闭合差最大的环举行平差。而不是对每一个环举行平差，因此，最大闭合差校正法可使计算工作量减小。最大闭合差校正法：①计算每个环的水头损失闭合差Δhi，顺时针方向为正，逆时针方向为负；②将相同方向的Δhi合并；③决定最大闭合差，宛若所示的虚线表示的大环；④仅对大环举行流量校正，其主意同上。管网平差过程中，任一环的校正流量都会对相邻环产生影响。普通说来，闭合差越大校正流量越大，对邻环的影响也就越大。对闭合差方向相同的邻环会加大其闭合差，对闭合差方向相反的相邻环则会缩小闭合差。最大闭合差可以是最大基环的闭合差，可以是闭合差方向相同的几个基环连成的大环闭合差。调节流量后，大环闭合差将减小，相应地大环内各基环的闭合差同时减小；并且与大环相邻的方向相反闭合差也同时减小。多水源管网计算多水源给水管网的平差，只需将S个水源节点用一个虚节点相衔接，构成一个含有S-1个虚环的单水源给水系统。水源节点与虚节点相衔接的管段称为虚管段，虚管段中的流量等于水源节点的供水量，管段流量方向是从虚节点流向水源节点。虚管段的水头损失等于各水源节点水压，方向是水源节点指向虚节点。管网计算时的水泵特性方程水泵高效区的流量与扬程之间的关系可用二次曲线模拟。由不同流量所对应的扬程可求出水泵摩阻s：流量为零时的扬程Hb可表示为：水泵的流量和扬程的挑选，需保证水泵处于高效区。管网流量和水压的核算管网的管径和水泵扬程是按设计年限内最高日最高时的用水量和水压举行计算。但在实际过程中，还存在其它用水量(如消防、最大转输和发生事故时的用水量)。因此需要举行消防、最大转输和发生事故时的流量和水压核算，以确保经济合理地供水。通过核算，可能需将个别管段的直径适当放大，或另选合适的水泵。（1）消防时的流量和压力核算消防时的管网核算是以最高时用水量决定的管径为基础，然后按最高用水时另行增强消防时的流量举行流量分配。水量核算：在控制点另外增强一个扩散的消防流量，即节点流量等于最大用水小时节点流量加消防流量。按照城镇和各类建造的规模，决定同一时光发生的火灾次数以及一次灭火用水量。按照满意最不利条件的原则，将着火点放在控制点及远离泵站的大用户处。水压核算：水泵扬程满意最不利消火栓处水压10mH2O。水泵扬程按最高用水量决定后普通不作改变。消防时，管网流量增大，水头损失增强，可通过放大个别管径以减小水头损失，或增设消防水泵。（2）最大转输时的流量和压力核算设置对置水塔的管网，在最高用水时，由水泵和水塔同时供水，此时水塔的高度必然高于控制点(位于对置水塔的供水分界线上)的自由水头。当最大转输流量时，水泵必须能供水到水塔，因此这种管网还应按最大转输时流量来核算。最大转输时节点流量：水泵扬程满意水塔最高水位。 （3）事故时的流量和压力核算管网主要管线损坏时必须检修，在检修时光内供水量允许减少，普通按最不利管道损坏而需断水检修的条件，核算事故时的流量和压力是否符合要求。事故时的节点流量等于最高用水量的70%。按70%Qh重新分配流量，重新举行计算。水泵扬程满意最小服务水头。输水管渠计算输水管渠计算的任务：决定管径和水头损失。从水源到城市水厂的输水管渠设计流量，应按最高日平均时供水量加自用水量决定。当远距离输水时，还应计入管渠漏失水量。管网内有调节构筑物时，需考虑其用水量。供养消防用水时，应包括消防补充流量或消防流量。决定大型输水管的尺寸时，应考虑详细埋设条件、所用材料、附属构筑物数量和特点、输水管渠条数等。平行工作的管渠条数，应从可靠性和建造费用来比较。用一条管渠输水，则发生事故时，在修复期内会彻低停水；增强平行管渠数，则当其中一条损坏时，固然可以提高事故时的供水量，但是建造费用将增强。重力供水时的压力输水管渠计算（水源在高地，水位高差充足）已知输水量为Q，水位差H=Z-Z0(位置水头)，平行敷设直径和长度相同的输水管线n条，每条管线的流量为Q/n。系统水头损失：（s:每条管线的摩阻）当一条管线损坏时，平行的输水管线为n-１条事故时水头损失：s=al,a=64/(π2C2D5),a不变,l不变,故s=s重力输水系统的位置水头H已定，正常和事故时的水头损失都应等于位置水头，即h=ha=Z-Z0，故事故时流量：平行敷设两条彼此自立的输水管，若一条管线损坏时，a=0.5,不能保证不间断供水(城市的事故用水量规定为设计水量的70%)。若要保证70%的设计流量，需要平行布置四条输水管。a=(4-3)/4=0.75实际情况是在平行管线之间用衔接管相接。设平行输水管线数为2，衔接管线数为2，输水管由两条衔接管均分为三段，每一段的摩阻为s。正常时水头损失：事故时水头损失：由h=ha得设平行输水管线数为2，衔接管线数为n，输水管由两条衔接管均分为n+1段，每一段的摩阻为s。n12341020a0.6320.7070.7560.7910.8770.933由h=ha得水泵供水时的压力输水管渠计算水泵供水时，流量Q受到水泵扬程的影响，而输水量的变化也会影响输水管起点的水压。(1)水泵供水的实际流量可由水泵特性曲线和输水管特性曲线求出。正常时输水管特性曲线：水泵特性曲线：(2)输水管用n-1条衔接管等分成n段,其中任一管段发生故障时。故障时输水管特性曲线：(3)求解正常时的输水管流量（即求b点的流量）(4)求解故障时的输水管流量（即求a点的流量）(5)故障时和正常时的流量比(6)按事故用水量时设计用水量的70%,即a=0.7的要求，所需分段数n分区给水系统分区给水分区给水是按照城市地形特点将囫囵给水系统分成几区，每区有自立的泵站和管网。各区之间用应急管道连通，以保证供水可靠和调度灵便。分区给水的技术缘故：均衡管网水压，实现管网低压供水，从而减少漏失水量并避免管道及附件的损坏。分区给水的经济缘故：降低供水能量费用。给水区很大、地形高差显著、或远距离输水时，都有可能考虑分区给水问题。分区的形式：并联分区和串联分区。并联分区：给水区地形起伏、高差很大时采用。泵站共用,由低压水泵和高压水泵分离向高区和低区供水。管理方便,安全性高。输水管道较长，造价增强；高区逼近水源处的压力大，需耐高压管材。串联分区：城区面积大、管线延伸长，水头损失过大的情况采用。泵站分建，高区水泵从低区末端的贮水池取水。进入贮水池前的自由水头被奢侈，贮水池容积较大，安全性较差。重力输水管分区：防止水管承受压力过高时。分段建造水池，以降低管网的水压，保证工作正常。管网中最高水压受管材和接口的限制，水压最好不超过490~590kPa(50~60mH2O)地形高差ΔZ大，供水距离长，导致供水最高水压过大。从控制点起，管网的水压逐步高于实际所需的水压(Δh)，多余的水压造成能量奢侈。采取分区给水，可减小水压，降低能量奢侈。输水管的供水能量分析1.未分区(扩散)给水时泵站供水能量：（1）未分区给水时泵站供水能量组成分析：①保证最小服务水头所需的能量：②克服水管摩阻所需的能量：第二部分能量E2消耗于输水过程不可避免的水管摩阻。为了降低这部分能量，必须减小hij其措施是适当放大管径，所以并不是一种经济的解决主意。③未利用的能量：第三部分能量E3未能有效利用，属于奢侈的能量，这是扩散给水系统无法避免的缺点，因为泵站必须将所有流量按最远或位置最高处用户所需的水压输送。也就是说，上述三部分能量中，只能降低E3。（2）未分区给水时泵站供水能量分析图：（3）未分区给水时能量利用率扩散(未分区)给水系统中供水能量利用的程度，可用必须消耗的能量占总能量的比例来表示，称为能量利用率：从上式看出，为了提高输水能量利用率，惟独设法降低E3值，这就是从经济上考虑管网分区的缘故。2.分区给水时泵站供水能量在节点3处设加泵站，将输水管分成两区，泵站5只须满意节点3处的最小服务水头。（1）分区后未利用的能量的减少值ΔE3将管网分为2个区别区后减少了部分未利用能量，下图中黄色部分。（2）分区后供水能量分析图（3）分区供水实例当一条输水管的管径和流量相同时，即沿线无流量分出时，分区后非但不能降低能量费用，甚至基建和设备费反而增强，管理也趋于复杂。惟独在输水距离远、管内的水压过高，才考虑分区。下图为位于平地上的输水管线能量分配图，沿线各点的流量分配不匀称，从能量图上可以找出最大可能节约的能量为0AB3矩形面积。因此加压泵站可考虑设在节点3处，节点3将输水管分成两区。管网的供水能量分析系统假定给水区地形从泵站起匀称升高，全区用水量匀称，要求的最小服务水头相同。设管网的总水头损失为∑h,泵站吸水井水面和控制点地面高差为△Z。（1）未分区时泵站流量：Q扬程：Hp=△Z+H+∑h（2）等分为两区时第一区水泵扬程HI=△Z/2+H+∑h/2省略H得：HI=△Z/2+∑h/2第二区水泵扬程第二区泵站能利用第一区水压H时，HII+H=△Z/2+H+∑h/2则HII=△Z/2+∑h/2（3）管网分区供水能量分析图E=QHp保证最小服务水头所需能量E1=(△Z+H)Q/2克服水管摩阻所需的能量E2=(Q/2)∑h剩余部分即为未利用能量E3=(△Z+H+∑h)Q/2等分成两区所节约的能量分成相等的两区时，可使奢侈的能量减到最少。分区给水系统的设计为使管网水压不超出水管所能承受的压力，以及减少无形的能量奢侈，可采用分区给水。管网分区后，将增强管网系统的造价，因此须举行技术上和经济上的比较。如所节约的能量费用多于所增强的造价，则可考虑分区给水。在分区给水系统中，可以采用高地水池或水塔作为水量调节设备。容量相同时，高地水池的造价比水塔便宜。分区的特点并联分区：优点：各区用水由同一泵站供养，供水比较可靠，管理也较方便，囫囵给水系统的工作情况较为容易，设计条件易与实际情况一致。缺点：增强输水管造价。串联分区：优点：输水管长度较短，可用扬程较低的水泵和低压管。缺点：不够安全可靠，低区事故影响高区供水；增强泵站的造价和管理费用。分区的形式（1）城市地形的影响：城市狭长发展时：采用并联分区较宜，因增强的输水管长度不多，可是高、低两区的泵站可以扩散管理。城市垂直于等高线方向延伸时：采用串联分区更为相宜。（2）水厂位置的影响：水厂逼近高区时：采用并联分区较宜。水厂远离高区时：采用串联分区更为相宜，以免到高区的输水管过长，增强造价。水管、管网附件和附属构筑物水管性能要求密闭性能好。减少水量漏失，降低产销差率，避免管网检修时外界污水渗入，保证管网有效而经济地工作。强度高。可以承受各种内外荷载。化学稳定性好。管道内壁具有耐腐蚀性，不会受到水中各种物质的侵蚀，同时也不会向水中析出有毒有害物质。水力条件好。内壁光洁、不易结垢、水头损失小。施工维修方便。水管接口施工简便，可靠。尽可能缩短维修所造成的停水时光。建设投资省。管网建设费用占总费用的50%~70%，管材的价格占管道综合工程50%以上。使用寿命长。管网扩建对城市交通、环境产生很大影响，普通按永远性工程设施举行设计。水管的种类（管材挑选取决于水压、荷载、埋管条件及供养情况）金属管铸铁管CIP灰口铸铁管GCIP

(延续铸铁管)离心灰口铸铁管半延续灰口铸铁管稀土铸铁管中小口径延性铸铁管DCIP(球墨铸铁管)退火球墨铸铁管铸态球墨铸铁管中小口径钢管SP焊接钢管直缝焊接钢管螺旋焊接钢管大口径无缝钢管不锈钢管中小口径镀锌钢管钢塑复合管小口径有色金属管铜管铝管小口径非金属管水泥压力管石棉水泥管ACP现已不推广使用预应力管PCP管芯缠丝预应力管(三阶段管)振动挤压预应力管(一阶段管)钢筒预应力管PCCP大中口径自应力管SSCP在小城镇及农村用于中小口径管道塑料管热塑性塑料管硬聚氯乙烯管UPVC中小口径高密度聚乙烯管HDPE聚乙烯夹铝复合管HAH交联聚乙烯管PEX聚丙烯管PP聚丁烯管PB尼龙管PA小口径丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚工程塑料管ABS水厂投加氯及净水剂热固性塑料管玻璃纤维增强树脂塑料管

或玻璃钢管GRP离心浇铸成型法大口径玻璃纤维缠绕法（1）延续铸铁管性能特点：①有较强的耐腐蚀性；②质地较脆,抗冲击和抗震能力较差；③分量较大,口径小；④常发生接口漏水,水管断裂和爆管事故。在供水工程中基本不再采用。接口形式：①承插式：接口时施工棘手,劳动强度大。适用于埋地管线。②法兰式：接口严密,检修方便。衔接泵站内或水塔进出水管。标准管件:用于转弯、分支、直径变化和衔接其它附属设备。（2）球墨铸铁管球墨(延性)铸铁管发明主意：用低硫、低磷的优质铸铁熔炼后，经球化处理，使其中的碳以球状游离石墨的形式存在，消除了片状石墨引起的金属晶体延续性被割断的缺陷。性能：保留了铸铁的铸造性、耐腐蚀性，又增强了抗拉性、延伸性、弯曲性和耐冲击性。①机械性能好，其强度是灰铸铁管的多倍。②抗腐蚀性能远高于钢管，是理想的管材。③球墨铸铁管的分量较轻。④很少发生爆管、渗水和漏水现象，可以减少管网漏损率和管网维修费用。接口形式：推入式楔性胶圈柔性接口和法兰式接口。（3）钢管类型：直缝焊接钢管、螺旋焊接钢管、无缝钢管、不锈钢管、镀锌钢管、钢塑复合管等。性能特点：①耐高压、耐振动；②刚度小，易变形，承受外荷载的稳定性差；③耐腐蚀性差，管壁内外都需有防腐措施，钢管衬里及外防腐成本高，须要时还需作阴极保护，因此造价较高；④分量较轻、单管的长度大和接口方便。通常只用在管径大和水压高，地质地形复杂地区。接口形式：焊接或法兰接口。大口径钢管通常选用A3沉着钢钢板焊制作，对复杂地形适应性强。施工过程中焊接工作量大，有缺陷的焊缝会浮上应力扩散，浮上爆裂事故。镀锌钢管存在锈蚀问题，影响水质和使用年限，已经停止在饮用水方面的应用，主要用于消火栓和自动喷水灭火系统。生活用水采用的镀锌钢管为内衬聚乙烯或聚丙烯的镀锌钢管。镀锌钢管衬塑有两种方式，一种是内部衬涂聚乙烯，另一种是在薄镀锌钢管内部挤压聚乙烯管。前一种方式涂衬层既不容易粘牢，也不容易衬匀；后一种方式效果较好，钢塑复合管的衔接管件内部，也都衬有聚乙烯。（4）预应力钢筋混凝土管预应力钢筋混凝土管是通过机械张拉钢筋产生预应力的。预应力钢筋混凝土管类型：管芯缠丝预应力管(三阶段管)､振动挤压预应力管(一阶段管)､钢筒预应力管(PCCP)。钢筒预应力管是钢筒与混凝土的复合管，管芯为混凝土，在管芯外壁或中部埋入厚1.5mm的钢筒，采用机械张拉在管芯上缠绕一层或两层施加环向预应力的高强度钢丝，然后在外部喷水泥砂浆保护层。预应力钢筋混凝土管造价低，抗震性能强，管壁光洁，水力条件好，耐腐蚀，爆管率低，具有良好的抗渗性和耐久性。分量大，不便于运输和安装。（5）自应力钢筋混凝土管自应力钢筋混凝土管是利用自应力水泥的膨胀力张拉钢筋而产生预应力的。相宜较小管径。自应力管用425号或525号普通硅酸盐水泥，按适当比例加工制成，所用钢筋为低碳冷拨钢丝或钢丝网，规格普通在100～600mm之间，强度较低，容易浮上二次膨胀及横向断裂，工艺容易，制管成本较低，在小城镇及农村供水系统中使用较普遍。衔接形式：采用橡胶圈密封的承插字母口，施工安装比较容易。水泥管材的缺点：①水泥工业对环境造成的污染严重，生产加工能耗高，奢侈资源。②分量大、不便于运输、施工复杂、工程周期长。③衔接质量低、易泄漏（PCCP管除外）。④与塑料管道相比，水泥管道光洁度较差，可能在内壁滋生细菌，影响水质。⑤寿命短，水泥管抗腐蚀性差。（6）塑料管塑料管类型：硬聚氯乙烯管(UPVC)､聚乙烯管(PE)､高密度聚乙烯管(HDPE)､中密度聚乙烯管(MDPE)､低密度聚乙烯管(LDPE)､聚乙烯夹铝复合管(HAH)､交联聚乙烯管(PEX)､聚丙烯管(PP)､聚丁烯管(PB)､工程塑料管(ABS)。塑料给水管发明能耗低(以长度计，仅为金属管道的18.7％)、内表面光洁、水力条件优越、不生锈、不结垢、水质卫生、没有管道二次污染、分量轻、加工和接口方便、安装劳动强度低、节约综合施工费用。管材强度低、对基础及回填土要求较高、膨胀系数较大、需考虑温度补偿措施、抗紫外线能力较弱、存在应变腐蚀问题（以蠕变系数来表示）。热塑性塑料：热塑性塑料指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复举行。日常生活中使用的大部分塑料属于这个范畴。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动,冷却变硬的过程是物理变化。热塑性塑料的突出缺点是强度和刚度较低。热塑性塑料可分为泛用塑料、泛用工程塑料、高性能工程塑料等三类。热塑性塑料有：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)(PMMA)、尼龙(Nylon)(锦纶)[尼龙66(聚己二酰己二胺)、尼龙6(为聚酰胺6)]、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(特富龙,PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶)(PET，PETE)、丙烯酸类塑料、聚砜、聚苯醚、氯化聚醚等。增强热塑性塑料管：一类以提高抗内压能力为目标。三层结构，内外层是各种热塑性塑料，中间层是增强材料（各种纤维或金属）。称为增强热塑性塑料管(ReinforcedThermoplasticPipes,RTP)。另一类不仅要求提高抗内压，而且要求提高抗外压。多层结构（5层以上），除了各种热塑性塑料层以外，分离有抗内压，抗外压和实现其他功能的层。称为挠性管(FlexiblePipe,FP)。热固性塑料:热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、环氧塑料等。热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。正是借助这种特性举行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下弥漫型腔，进而固化成为决定形状和尺寸的制品。热固性塑料主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料，最常用的应该是炒锅锅把手和高低压电器。常用的热固性塑料品种有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯等。热固性塑料类型：甲醛交联型：酚醛塑料、氨基塑料(如脲－甲醛－三聚氰胺－甲醛等)；其他交联型：不饱和聚酯、环氧树脂、邻苯二甲二烯丙酯树脂等。（7）玻璃钢管热固性塑料管通常是指玻纤维增强树脂塑料管(GlassReforcedPlastics,GRP)，又称玻璃钢管。玻璃钢管的特点是强度较高,分量轻,耐腐蚀,不结垢,内壁光洁,阻力小,在相同管径、相同流量条件下,比金属管道和混凝土管道水头损失小,节约能耗。玻璃钢管生产工艺复杂，价格较高，相对而言管壁薄，属于柔性管道，对基础与回填要求较高，也存在应变腐蚀问题。PCCP管与钢管比较：①壁厚远大于钢管，刚性强，能承受较大的外荷载，对基础及回填土要求不高；②采用钢制承插口柔性衔接，可边开挖、边安装、边试压、边覆土，施工快捷；③有1～3°的借转角，适应于软土地区因为基础处理不匀称而产生的不匀称沉降；④内壁表面光洁，水头损失小；⑤耐腐蚀性好，寿命普通可达60a以上；⑥管线综合造价和维修费用低；⑦可节约钢材40%～70%。PCCP管与普通预应力混凝土管相比：①PCCP管的抗渗性能由内置的焊接钢筒保证，普通预应力混凝土管的抗渗能力取决于混凝土的密实性；②PCCP管采用钢制承插口，可以保证工作面间隙差≤1.6mm，而普通预应力混凝土管承插口工作面间隙差≤12mm，其水密性和耐久性都不如PCCP管；③施工过程中可利用钢制承插口采用多种形式的限制性接头或现场焊接接头，减少因需平衡推力而设置止推挡墩的费用。阀门阀门是流体管路的控制装置，其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路的设备的正常运行。阀门的分类：①按作用和用途分类：截断类、止回类、安全类、调节类、分流类和异常用途类；②按结构特征分类：截门形、旋塞和球形、闸门形、旋启形、蝶形和滑阀形；③按衔接主意分类：螺纹衔接、法兰衔接、焊接衔接、卡箍衔接、卡套衔接和对夹衔接；④按驱动方式分类：自动阀、电动阀、气动阀、液动阀和手动阀。此外，按公称压力、工作温度、法体材料和开关方向，还可分成不同类型。阀门类型：(1)截断类：接通或截断管路中的介质。如闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、针型阀、隔膜阀等。(2)止回类：防止管路中的介质倒流、防止泵及驱动电机反转，以及容器介质的泄漏。如止回阀(单向阀或逆止阀)，止回阀属于一种自动阀门。(3)安全类：防止管路或装置中的介质压力超过规定数值，从而达到安全保护的目的。如安全阀、防爆阀、事故阀等。(4)调节类：调节介质的压力、流量等参数，如调节阀、节流阀和减压阀。(5)分流类：分配、分离或混合管路中的介质，如分配阀、三通阀、疏水阀。(6)异常用途类：如清管阀、放空阀、排污阀、排气阀等。排气阀是管道系统中必不可少的辅助元件，广泛应用于锅炉、空调、石油天然气、给排水管道中。往往安装在制高点或弯头等处，排除管道中多余气体、提高管道路使用效率及降低能耗。闸阀关闭件(闸板)由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动的阀门。闸阀具有流体阻力小、开闭所需外力较小、介质的流向不受限制等优点；形状尺寸和开启高度都较大、安装所需空间较大、水中有杂质落入阀座后阀不能关闭严密、关闭过程中密封面间的相对摩擦容易引起擦伤现象。蝶阀蝶阀是指启闭件(蝶板)绕固定轴旋转的阀门。蝶阀具有操作力矩小、开闭时光短、安装空间小、分量轻等优点；蝶阀的主要缺点是蝶板占领一定的过水断面，增大水头损失，且易挂积杂物和纤维。截止阀截止阀是关闭件(阀瓣)沿阀座中央线移动的阀门。截止阀在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨；开启高度小；通常惟独一个密封面，发明工艺好，便于维修。截止阀使用较为普遍，但因为开闭力矩较大，结构长度较长，普通公称通径都限制在DN≤200mm以下。截止阀的流体阻力损失较大。因而限制了截止阀更广泛的使用。止回阀依赖介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门。按照启闭件动作方式不同可分为：旋启式止回阀、升降式止回阀、消声止回阀和缓闭止回阀。球阀关闭件(球体)绕阀体中央线作旋转来达到开启、关闭的阀门，用来做切断、分配和改变介质的流动方向。球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门，适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。球阀具有以下优点：流体阻力小；结构容易、体积小、分量轻；紧密可靠；操作方便；开闭疾驰，便于远距离的控制，维修方便；在全开或全闭时，不会引起阀门密封面的侵蚀。旋塞阀关闭件(塞子)绕阀体中央线旋转来达到开启和关闭的阀门。用作切断、分配和改变介质流动方向的。旋塞阀是历史上最早被人们采用的阀件。因为结构容易，开闭疾驰（塞子旋转四分之一圈就能完成开闭动作），操作方便，流体阻力小，至今仍被广泛使用。目前主要用于低压，小口径和介质温度不高的情况下。排气阀用来排除集积在管中的空气，以提高管线的使用效率。在间歇性使用的给水管网末端和最高点、给水管网有显然起伏可能积聚空气的管段的峰点应设置自动排气阀。使管线投产时或检修后通水时，管内空气可经此阀排除，平时用以排出从水中释出的气体。泄水阀泄水阀的作用是排除水管中的沉淀物以及检修时放空水管内的存水。在输水管道和配水管网低处和平直段的须要位置上应装设泄水阀。排放出的水可排入水体、沟管、泄水井。消火拴安装在给水管网上，向火场供水的带有阀门的标准接口。地上消火栓：地上消火栓部分露出地面，目标显然、易于寻找、出水操作方便，适应于气温较高地区，但容易冻结、易损坏，有些场合妨碍交通，容易被车辆意外撞坏，影响市容。地上消火栓有SS100和SS150两种型号。SS100消火栓的公称通径为100mm，一个100mm的出水口，两个65mm的出水口。SS150消火栓的公称通径为150mm，一个150mm的出水口，两个65mm或80mm的出水口。地下式消火栓：地下式消火栓蕴藏性强，不影响城市美观，受破坏情况少，严寒地带可防冻，适用于较严寒地区。但目标不显然，寻找、操作和维修都不方便，容易被建造和停放的车辆等埋、占、压，要求在地下消火栓旁设置显然标志。地下式消火栓普通需要与消火栓衔接器配套使用。消火栓衔接器主要由本体、闸体、迅速接头等零部件组成，其材质为铸造铝合金。地下消火栓有两种型号，SX65和SX100。阀门井用于安装管网中的阀门及管道附件阀门井的平面尺寸，应满意阀门操作和安装拆卸各种附件所需的最小尺寸。井深由水管埋设深度决定。井底到水管承口或法兰盘底的距离至少为0.10m，法兰盘和井壁的距离宜大于0.15m，从承口外缘到井壁的距离应在0.30m以上，以便于接口施工。阀门井有圆形与方形两种，普通采用砖砌，也可用石砌或钢筋混凝土建造。支墩承插式接口的管线，在弯管处、三通处、水管尽端的盖板上以及缩管处，都会产生拉力，接口可能因此松动脱节而使管线漏水。因此在这些部位须设置支墩以承受拉力和防止事故。当管径小于300mm或转弯角度小于10°且水压力不超过980kPa时，因接口本身足以承受拉力，可不设支墩。管道穿越障碍物措施穿越暂时铁路或普通马路，可不设套管，但应将接口放在两股道之间。穿越较重要的铁路或交通频繁的马路，须放在套管内，大开挖施工套管比给水管直径大300mm；顶管法施工时应比给水管直径大600mm。穿越铁路或马路时，管顶应在铁轨底或马路路面以下1.2m左右，两端应设检查井，井内设阀门或排水管等。管线穿越河川山谷时，可利用现有桥梁架设水管，或敷设倒虹管，或建造水管桥，钢管过河时，也可设为拱管。水塔水塔普通采用钢筋混凝土或砖石等建造，主要由水柜、塔架、管道和基础组成。进、出水管可以合用，也可分离设置。为防止水柜溢水和将柜内存水放空，须设置溢水管和排水管，管径可和进、出水管相同。溢水管上不设阀门。排水管从水柜底接出，管上设阀门，并接到溢水管上。水池类型：钢筋混凝土水池、预应力钢筋混凝土水池和砖石水池。形态：圆形或矩形。构造：进水管、出水管、溢水管、排水管、检修孔、通风孔。进水管和出水管安装位置应保证池内水流的循环。溢水管的管径和进水管相同，管端有喇叭口、管上不设阀门。排水管(放空管)接在集水坑内,管径普通按2h内将池水放空计算。容积在1000m3管道接口钢管：焊接、法兰衔接、承插衔接；铸铁管：法兰衔接、承插衔接；混凝土管：普通采用承插衔接；塑料管：法兰衔接、承插衔接、溶剂粘结、热熔或电熔衔接。管材、管件的接口原则上不推荐刚性接口，在爆管抢修中，也尽量安装柔性迅速抢修接头。取水工程概论水资源概念广义概念（从地学、水文学和蔼象学角度来定义）：广义的水资源指包括海洋、地下水、冰川、湖泊、土壤水、河川径流、大气等在内的各种水体。全球广义的水资源总量约为：1.4×1018m3。海水占总水资源的97.2%；淡水占总水资源2.8%。极地和高山地区的冰体占淡水资源的68.7%；河流、湖泊等地表水占淡水资源的0.3％；地下水占淡水资源的狭义概念（从生态环境与水资源综合开辟利用角度来定义）：狭义的水资源指广义水资源范围内逐年可以得到恢复更新的那一部分淡水。全球狭义的水资源总量约为：4.7×1013m3工程概念（从城市和工业给水及农田水利工程角度来定义）：工程概念的水资源仅指上述狭义水资源范围内可以恢复更新的淡水量中，在一定技术经济条件下，可以为人们所用的那一部分水以及少量被用于冷却的海水。当提到水资源数量不足时，往往指的是工程概念的水资源，即可以被人们取用的那一部分水。一些水资源因受污染，而不能被利用。造成缺水的三种缘故：资源性缺水。因为气候和地理位置等天然缘故所导致。污染性缺水。水资源丰盛但污染严重而不能利用。管理性缺水。因为不合理开辟利用和水的奢侈所造成。取水工程任务和研究内容取水工程任务：从水源取水，并送至水厂或用户。取水工程研究内容：①给水水源。各种天然水体存在形式，运动变化逻辑，作为给水水源的可能性，以及作为供水目的而举行的水源勘察、计划、调节治理与卫生防护等问题。②取水构筑物。各种水源的挑选和利用,从各种水源取水的主意,各种取水构筑物的构造形式,设计计算、施工主意和运行管理等。给水水源地下水源：潜水(无压地下水)、自流水(承压地下水)和泉水。地表水源：江河、湖泊、水库和海水。地下水源的特点：水质澄清、水温稳定、分布面广。径流量较小，有的矿化度和硬度较高，部分地区可能浮上矿化度很高或其他物质如铁、锰、氟、氯化物、硫酸盐、各种重金属或硫化氢的含量较高的情况。采用地下水源的优点：①取水构筑物构造容易，便于施工和运行管理；②水处理工艺比地表水容易，处理构筑物投资和运行费用较省；③便于逼近用户建立水源，降低给水系统(异常是输水管和管网)投资，节约输水费用，提高给水系统的安全可靠性；④便于分期修建；⑤便于建立卫生防护区。地表水源的特点：①浊度较高，水温变幅大，有机物和细菌含量高，偶尔还有较高的色度，易受到污染。②水源流量较大，水量充沛，常能满意大量用水的需求。③矿化度和硬度低，含铁锰量等较低。④水质水量有显然的时节性。⑤采用地表水源时，在地形、地质、水文、卫生防护等方面均较复杂。我国华东、中南、西南河网发达的地区普遍以地表水为水源。水源挑选要求：①所选水源应该水质良好且稳定、水量充沛，并能持续开辟利用。②易于举行卫生防护；逼近主要用水区域；具有良好的取水构筑物施工条件。③有利于水资源的综合利用和开辟，处理好与农业、水力发电、水产、旅游等方面的关系。④符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水的水源，地下水作为工业企业生产用水水源时，用水量不宜过大。⑤采用地表水源时，须先考虑自天然河道取水，取水量不大于该河流枯水期的可取水量(可取水量普通占枯水流量的15%~25%)。⑥某些沿海城市的潮汐河流，采用蓄淡避咸措施，即当河水含盐量高时取集水库水，含盐量低时，直接取用河水。⑦对于水资源不丰盛的地区，采用地下水源和地表水源相结合，扩散和凝聚相结合的多水源供水以及分质供水。普通工业用水采用地表水源，饮用水采用地下水源。⑧人工回灌地下水是合理开采和利用地下水源的措施之一。地下水取水构筑物基本术语透水层：也称含水层，是指由卵石层、砂层和石灰岩层等组成的岩层。其组织松散，具有众多互相连通的孔隙，透水性能较好，水能在其中渗透举行流动。不透水层：也称隔水层，是指由粘土和花岗岩等组成的岩层，其结构紧密，透水性极差甚至不透水。地层构造往往由透水层和不透水层彼此相间构成，其厚度和分布范围随地区而异。潜水：埋藏在地面下第一个隔水层上的地下水叫潜水。潜水有一个自由水面。潜水主要靠雨水和河流等地表水下渗而补给。多雨时节，潜水面升高，干旱时节，潜水面下降。地表水和潜水互相补给。地表水位高于潜水面时，地表水补给地下潜水，相反则潜水补给地表水。我国西北地区气候干旱，潜水埋藏较深，约达50~80m；南方潜水埋深较浅，普通在3~5m以内。层间水：两个不透水层间的水叫层间水。在同一地区，可同时存在几个层间水或含水层。无压含水层：层间水存在自由水面，称无压含水层。承压含水层：层间水有压力，称承压含水层。自流水：打井时，若承压含水层中的水喷出地面，叫自流水。泉水：在适当地形下，在某一出口处涌出的地下水叫泉水。泉水分自流泉和潜水泉两种，自流泉由承压地下水补给，泉水涌水量稳定，水质好。地下径流：地下水在松散岩层中流动称地下径流。补给区：地下水的补给范围叫补给区。抽取井水时，补给区内的地下水都向水井方向流动。地下水流动条件：岩层透水性，以渗透系数表达。水位差，以水力坡度表达。地下水流速决定于地层渗透系数和水力坡度。地下水的流态：稳定流和非稳定流；平面流和空间流；层流与紊流或混合流。地下水取水构筑物类型（取决于含水层的厚度及水位深度）管井：由凿井机械开凿，用于开采深层地下水。管井深度普通在200m以内，最大深度可达1000m以上。大口井：由人工开挖或沉井法施工，用于取集浅层地下水，地下水埋深通常小于12m，含水层厚度5~20m。辐射井：由集水井和若干水平铺设的辐射形集水管组成。用于取集含水层厚度较薄的地下水。复合井：复合井是上部大口井与下部管井的组合。用于地下水位较高、厚度较大的含水层。渗渠：壁上开孔，用于取集含水层厚度4~6m、水位深度小于2m的浅层地下水，以及河床地下水或地表渗透水。管井管井的井壁为管状，含水层中进水部分采用填砾过滤器以防漏砂及阻塞。管井的直径普通为50~1000mm,井深可达1000m以上。常见的管井直径多为小于500mm,井深在200m以内。管井施工方便，适应性强，应用范围广，能用于各种岩性、埋深、含水层厚度和多层次含水层的取水工程。按其过滤器是否贯通囫囵含水层,可分为残破井和非残破井。多个含水层可用多层过滤器管井。当抽取结构稳定的岩溶裂隙水时,管井可不装井壁管和过滤器。管井构造：(1)井室：井室是用以安装水泵、控制柜等设备,保持井口免受污染和举行维护管理的场所。井室应有一定的采光、采暖、通风、防水和防潮设施。井室类型：深井泵房、深井潜水泵房和卧式泵房。井口应高出地面0.3~0.5m。井口普通用粘土或水泥等不透水材料封闭。抽水设备：深井泵、潜水深井泵和卧式水泵等。(2)井壁管：井壁管用于加固井壁、隔离水质不良的或水头较低的含水层。井壁管应有充足的强度，内壁平整光洁，轴线不弯曲，便于设备安装和管井清洗。井壁管材料:钢管、铸铁管、钢筋混凝土管。钢管可用于随意井深的管井；铸铁管适用于井深小于250m的管井；钢筋混凝土管适用于井深小于150m的管井。井壁管内径应比水泵设备的外径大100mm。分段钻进法与不分段钻进法的井壁管构造有所不同。③过滤器：安装与含水层，用以集水和保持填砾与含水层的稳定。(3)过滤器：应有充足的强度和良好的透水性。过滤器的类型：①填砾过滤器：包括钢筋骨架过滤器、圆孔或条孔过滤器、缠丝过滤器和包网过滤器。②砾石水泥过滤器：取材容易、制作方便、价格低廉，但强度较低、分量大、易阻塞。(4)沉淀管：接在过滤器的下面，用以沉淀进入井内的仔细砂粒和自地下水中析出的沉淀物。沉淀管的长度2~10m,井深<10m,长度取2m;井深>90m,长度取10m。在稳定的裂隙和岩溶基岩地层取水时，可不设过滤器。管井施工钻凿井孔钻凿井孔管井验收粘土封闭冲孔换浆物探测井井管安装围填砾料抽水实验洗井钻凿井孔：①冲击钻进法：利用钻头对地层的冲击力钻凿井孔。仅适用于松散岩层。机械设备容易，效率低，速度慢。②回转钻进法：利用钻头旋转对地层的切削、挤压、研磨破碎作用钻凿井孔。既适用于松散岩层，也适用于基岩。机械设备较复杂，效率高，速度快。回转钻进方式：正循环回转钻进、反循环回转钻进和岩心回转钻进。回转钻进过程：钻机的动力通过传动装置使转盘旋转，带动主钻杆旋转，主钻杆接钻杆，钻杆接钻头，从而使钻头旋转切削地层。当钻进一个主钻杆深度后，由钻机的卷扬机提起钻具，将钻杆用卡盘卡在井口，取下主钻杆，接一根钻杆，再接上主钻杆，继续钻进，如此反复举行，直至设计井深。钻头过程中，高压泥浆泵把用粘土调制成的含砂量极低的泥浆经胶管、提引龙头、钻杆腹腔向下喷射至工作面，起到冷却钻头、润滑钻具的作用，同时将被切削下来的岩土碎屑混合在一起，沿着井孔与钻杆之间的环形空间升高至地面，流入泥浆池。地层被钻成井孔后，破坏了原始应力平衡状态，在侧压力作用下可导致井壁坍塌，因钻进中泥浆一直灌满井孔，比重较大，可平衡地层侧压力、防止井壁坍塌。物探测井：井孔打成后，还需了解控制地层结构，含水层与隔水层的深度、厚度，地下水的矿化度(总合盐量)和咸、淡水分界面，为井管安装、填砾和粘土封闭提供可靠资料。取水工程通常采用电法勘探测井，其基本原理是：不同地层的导电性能差异很大，利用电测仪器测得反映各地层导电性能的物理参数，就可以反推各地层的性质。冲孔换浆：井孔打成后，在井孔中仍弥漫着泥浆，泥浆稠度较大，含有大量泥质，无法安装井管、填砾和粘土封闭，也会给洗井带来艰难。在下管前必须将井孔中的泥浆换成清水。将不带钻头的钻杆放入井底，用泥浆泵汲取清水打入井中，将泥浆换出，至井孔中全为清水力止。清水护壁作用不如泥浆好，有可能造成井壁局部坍塌，要尽量缩短冲孔时光，换浆完毕赶紧下管。井管安装：井管安装的顺序为沉淀管→过滤器→井壁管，下管前应按照凿井和电测井资料，决定过滤器的长度和安装位置。井管安装必须保证井管顺直，接口结实，过滤器安装到位。下管普通有两种主意：吊装法、浮板法和托盘法。吊装法适用于拉力大、分量相对轻的井管安装。浮板法适用于长度大，分量大的井管安装。托盘法适用于不能承受拉力的非金属井管安装。填砾和粘土封闭：填砾应以坚实、圆滑砾石为主，并应按设计要求的粒径举行筛选。填砾过程要匀称、延续，避免阻塞，并随时测量砾面高度。砾料填完后、一定要计算所填砾料的总体积，普通情况下，围填砾料的总体积应等于或大于井管与孔壁之间环形空间的体积。粘土封闭普通采用球直径为25mm的粘土球，围填过程同样要求匀称、延续，填至井口时，应举行夯实。洗井：洗井目的是消除井孔及周围含水层中的泥浆和井壁上的泥浆壁，冲洗出含水层中部分细小颗粒，形整天然反滤层。洗井主意：水泵洗井法、活塞洗井法、压缩空气洗井法和联合洗井法。洗井要求：中、细砂地层出水含砂量在1/200000以下，粗砂地层出水含砂量在1/500000以下。抽水实验：目的：测定管井的出水量，了解出水量与水位降临的关系，为挑选、安装抽水设备提供根据；取样举行分析，评价管井水质。主意步骤：记录静水位，开启抽水设备，使抽水量达到设计出水量，动水位稳定后记录水位降临值，绘制出水量与水位降临关系曲线。管井验收资料：管井施工说明书：管井地质柱状图，过滤器和填砾规格，井位的座标及井口的绝对标高，抽水实验记录，水的化学及细菌分析资料，过滤器安装、填砾、外围封闭施工记录；管井使用说明书：最大开采量和选用抽水设备的型号规格，使用维护注重事项；钻进中的岩样：名称、厚度、埋藏深度。井群系统在规模较大的地下水取水工程中，常由很大取水井(管井或大口井)组成一个井群系统。井群类型：（1）自流井井群：承压含水层的静水位高于地表，可以用管道直接汇集至清水池、加压泵站或给水管网。（2）虹吸式井群：适用于静水位临近地面的含水层。（3）卧式泵井群：适用于静水位临近地面且水位降临较小的含水层。（4）深井泵井群：适用于各类含水层。井群互阻概念：在水位降临值不变的条件下，共同工作时，各井的出水量小于各井单独工作时的出水量；在出水量不变的条件下，共同工作时，各井的水位降临值大于各井单独工作时的水位降临值。分段取水的概念：在水位降临和出水量一定的情况下，对大厚度含水层抽水，过滤器只在有效长度范围内起作用，只能对一定厚度的含水层抽水。受抽水影响的含水层厚度称含水层的有效带。在有效带范围以外的含水层中，地下水基本上不向水井流动。在有效带以外含水层中另设过滤器，采取垂直分段开采，可充足利用含水层。大口井大口井用于开采含水层埋深小于12m，厚度5~20m的地下水，口径5~8m，井深≤15m。残破井惟独井壁进水，适用于颗粒粗、厚度薄(5~8m)、埋深浅的含水层。不残破大口井，井壁和井底均可进水，含水层厚度＞10m。大口井构造容易、取材容易、施工方便、使用年限长、容积大能起水量调节作用；但深度较浅，对水位变化适应性差。大口井构造：(1)井筒：井筒通常为圆筒形，用钢筋混凝土或砖、石做成，用以加固井壁和隔离不良水质的含水层。钢筋混凝土井筒用于沉井法施工，井筒最下端设刃脚，刃脚外缘凸出井筒5~10cm，用以在井筒下沉时切削土层，减少摩擦力。砖石结构的井筒和进水孔井壁、透水井壁，也需加用钢筋混凝土刃脚，刃脚高度不小于1.2m。圆形受力条件好，节约材料，采用阶梯圆形井筒可减小下沉时的摩擦力。(2)井口：井口高出地表0.5m以上，并在井口周边修建宽度为1.5m的排水坡，以避免地表污水从井口或沿井壁侵入，污染地下水。如笼罩层系透水层，排水坡下面还应填以厚度不小于1.5m的夯实粘土层。井口以上部分可与泵站合建，工艺布置要求与普通泵站相同；也可与泵站分建，只设井盖，井盖上部设有人孔和通风管。在低洼地区及河滩上的大口井应用密封盖板，以防洪水冲刷和吞没人孔。(3)进水部分：进水部分包括井壁进水和井底反滤层。井壁进水方式：进水孔和透水壁进水。井壁