课程名称：《给水排水管网系统》第1周，第1次讲摘要授课题目（章、节）第一章给水排水管道系统概论第一节给水排水系统的功能、组成及其工作原理本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，熟悉给水排水系统的组成，各组成部分的功能、给水排水系统工作原理，以及用水量变化情况。【重点】给水排水系统组成及其工作原理；用水量变化。【难点】给水排水系统组成及其工作原理A容第一部分给水排水系统的组成一、给水排水系统定义：为人们生活、生产、市政和消防提供用水和废水排除设施的总称。功能：向各种不同类别的用户供应满足不同需求的水量和水质，同时承担用户排除废水的收集、输送和处理，达到消除废水中污染物质对于人体健康和保护环境的目的。给水系统（watersupplysystem）是保障城市居民、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。根据系统的性质不同有四种分类方法：按水源种类：分地表水（江河湖泊水库海洋等）和地下水（潜水、承压水、泉水等）给水系统：按服务范围：可分为区域给水、城镇给水、工业给水和建筑给水等系统：按供水方式：分为自流系统（重力供水）、水泵供水系统（加压供水）和两者相结合的混合供水系统：按使用目的：分生活给水、生产给水和消防给水系统。排水系统（seweragesystem）：废水收集、处理和排放工程设施。根据性质和来源不同，废水可分为生活污水、工业废水和雨水三类。整个城市给水排水系统参见教材图1.1二、给水排水系统主要功能：（1）水量保障。（2）水质保障。（3）水压保障。三、给水排水系统组成：1）取水系统(水源地、取水设施、提升设备和输水管渠)。2）给水处理系统（饮用水：反应-絮凝-沉淀-过滤-消毒；工业用水：冷却-软化-淡化除盐)。3）给水管网系统(或输配水系统，输水灌渠、配水管网、调压设施、水量调节设施)。4）排水管道系统：污水废水收集输送系统、水量调节池、提升泵、附属构筑物。5）废水处理系统：物理、化学、生物处理的构筑物。6）废水排放系统：收纳水体、排放口、隔离设施、回用设施等第二部分城市用水量及其变化一、用水量的表示（1）城市综合用水量包括：1）综合生活用水量（居民生活用水和公共设施用水)；1
1 课程名称：《给水排水管网系统》 第 1 周，第 1 次讲 摘 要 授课题目（章、节） 第一章 给水排水管道系统概论 第一节 给水排水系统的功能、组成及其工作原理 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】通过本讲课程的学习，熟悉给水排水系统的组成，各组成部分的功能、给水排 水系统工作原理，以及用水量变化情况。 【重 点】给水排水系统组成及其工作原理；用水量变化。 【难 点】给水排水系统组成及其工作原理 内 容 第一部分 给水排水系统的组成 一、给水排水系统 定义：为人们生活、生产、市政和消防提供用水和废水排除设施的总称。 功能：向各种不同类别的用户供应满足不同需求的水量和水质，同时承担用户排 除废水的收集、输送和处理，达到消除废水中污染物质对于人体健康和保护环境的 目的。 给水系统（water supply system）是保障城市居民、工矿企业等用水的各项构筑物 和输配水管网组成的系统。 根据系统的性质不同有四种分类方法： 按水源种类：分地表水(江河湖泊水库海洋等)和地下水(潜水、承压水、泉水等)给水 系统； 按服务范围：可分为区域给水、城镇给水、工业给水和建筑给水等系统； 按供水方式：分为自流系统(重力供水)、水泵供水系统(加压供水)和两者相结合的混 合供水系统； 按使用目的：分生活给水、生产给水和消防给水系统。 排水系统（sewerage system）：废水收集、处理和排放工程设施。 根据性质和来源不同，废水可分为生活污水、工业废水和雨水三类。 整个城市给水排水系统参见教材图 1.1 二、给水排水系统主要功能：（1）水量保障。（2）水质保障。（3）水压保障。 三、给水排水系统组成： 1）取水系统(水源地、取水设施、提升设备和输水管渠)。 2）给水处理系统(饮用水：反应-絮凝-沉淀-过滤-消毒;工业用水：冷却-软化-淡化- 除盐)。 3）给水管网系统(或输配水系统，输水灌渠、配水管网、调压设施、水量调节设施)。 4）排水管道系统：污水废水收集 输送系统、水量调节池、 提升泵、附属构筑物。 5）废水处理系统：物理、化学、生物处理的构筑物。 6）废水排放系统：收纳水体、排放口、隔离设施、回用设施等 第二部分 城市用水量及其变化 一、用水量的表示 （1）城市综合用水量包括：1) 综合生活用水量(居民生活用水和公共设施用水)；
2）工业企业生产用水量和工作人员生活用水量：3）消防用水量；4)市政用水量，主要指浇洒道路和绿地用水量：5）未预见水量及给水管网漏失水量。<室外给水设计规范>GB50013-2006中供水人口计算的生活用水定额和综合生活用水定额P4-5表1.1和表1.2（2）用水量表示方法1)平均日用水量Qad：用水量最多一年内平均每天的用水量2）最高日用水量Qd：用水量最多一年内，用水量最多一天的用水量。m3/d3）最高日平均时用水量Qa/24，m3/h4)最高时用水量Qh：用水量最多一年内用水量最多一天中，用水量最大的一小时的用水量。二、用水量变化的表示用水量变化随着生活习惯/气候和生活节奏变化：假期高于平时，夏季高于冬季，白天高于晚间.城镇人口越少，工业规模越小用水量越低，用水量变化幅度越大1用水量变化系数1）日变化系数Kd一般日变化系数Kd1.1～2.0见表1.3.可知小城镇的Kd更大。2）时变化系数KhQdKa-o2用水量变化曲线：表示一天24h的变化情况P7图和表3.1第三部分给水排水系统工作原理d3Qad给水排水系统中的各组成部分在水量、水质和水压（能量）Ka上有Oh着紧密的联系，必须正确认识和理解他们的相互关系并有效地进行控Kh-Qa/24制和运行调度管理，才能满足用户对水量、水质、和水压的要求，达到QLKh水资源优化利用、降低生产运行成本、满足生产要求、保证产品质量、Oh=24方便人们生活、保护环境、防止灾害等目标。一、给水排水系统的流量关系给水排水系统流量关系如图1-3所示5911930.940元292/Q51%日%0日0198719511-取水系统：2-给水处理系统：3-清水池：4-给水管网系统：5-水塔6-用户：7-排水管道系统：8-调节池：9-均和池：10-污水处理系统Q2=Qd、Q4=Qh取水系统流量Q1、净水厂处理水量Q2、净水厂自用水量q1Q1=Q2+q3 =(1.05~1.1)Qd二级泵站供水量Q3，给水管网调节流量q3最大日最大时用水量Q，给水管网漏水量92二泵供Q3=Q4+q2-q3=Qh+q2-q3用户使用后进入排水系统的流量Q5，未进入排水系统的q4Q5=Q2-q4,进入排水系统的降水和地下水渗入q5，排水系统调节水量q6Q6=Q5+q5-q62
2 2) 工业企业生产用水量和工作人员生活用水量；3) 消防用水量；4) 市政用水量， 主要指浇洒道路和绿地用水量；5) 未预见水量及给水管网漏失水量。<室外给水设 计规范>GB50013-2006 中供水人口计算的生活用水定额和综合生活用水定额 P4-5 表 1.1 和表 1.2 （2）用水量表示方法 1) 平均日用水量 Qad：用水量最多一年内平均每天的用水量 2) 最高日用水量 Qd：用水量最多一年内，用水量最多一天的用水量。m3 /d 3) 最高日平均时用水量 Qd/24，m3 /h 4) 最高时用水量 Qh：用水量最多一年内用水量最多一天中，用水量最大的一小时 的用水量。 二、用水量变化的表示 用水量变化随着生活习惯/气候和生活节奏变化:假期高于平时,夏季高于冬季,白天 高于晚间.城镇人口越少,工业规模越小用水量越低,用水量变化幅度越大. 1 用水量变化系数 1) 日变化系数 Kd 一般日变化系数 Kd 1.1～2.0 见表 1.3,可知小城镇的 Kd更大。 2) 时变化系数 Kh 2 用水量变化曲线: 表示一天 24h 的变化情况 P7 图和表 3.1 第三部分 给水排水系统工作原理 给水排水系统中的各组成部分在水量、水质和水压（能量） 上 有 着紧密的联系，必须正确认识和理解他们的相互关系并有效地进行控 制和运行调度管理，才能满足用户对水量、水质、和水压的要求，达到 水资源优化利用、降低生产运行成本、满足生产要求、保证产品质量、 方便人们生活、保护环境、防止灾害等目标。 一、给水排水系统的流量关系 给水排水系统流量关系如图 1-3 所示 河 流 1-取水系统；2-给水处理系统；3-清水池；4-给水管网系统；5-水塔 6-用户；7-排水管道系统；8- 调节池；9-均和池；10-污水处理系统 Q2=Qd、Q4=Qh 取水系统流量 Q1、净水厂处理水量 Q2、净水厂自用水量 q1 Q1=Q2+q3 =(1.05~1.1)Qd 二级泵站供水量 Q3，给水管网调节流量 q3 最大日最大时用水量 Q ，给水管网漏水量 q2 二泵供 Q3 =Q4+q2- q3= Qh+q2- q3 用户使用后进入排水系统的流量 Q5，未进入排水系统的 q4 Q5=Q2-q4， 进入排水系统的降水和地下水渗入 q5，排水系统调节水量 q6 Q6=Q5+q5-q6 h d h d h h K Q Q Q Q K 24 / 24 d d ad ad d d K Q Q Q Q K
污水处理系统流量Q7=Q6/24，污水处理系统自耗水q7，系统排水量Q8：Q8=Q7-q7水量调节设施：清水池调节给水处理水量与管网用水量之差。水塔、贮水池一一调节二级泵站供水流量和用户用水流量的差额，利用高度送水水塔已经少用调节池、匀和池一一调节排水管网流量和排水处理流量之差，并调节水质。用水量设计：1、取用地表水源时2，取水口、一级泵站的设计流量按最高日平均时计算Q1=αQa/T，T为一泵工作小时数。2、二级泵站设计流量：管网中无水塔时，二泵和管网的设计流量按最高日最高时Qh计算，并在二级泵站内选用多台水泵组合来适应流量变化，二泵每小时供水量=用水量。管网中有水塔时，二泵设计流量按用水量变化曲线拟定，分级供水三级，一般2级，分级供水量可取该级供水时段用水量的平均值。3、什么情况设置水塔当管网要用水量变化较大时（小城市）二泵时常处于最高日最高时用水量，会消耗大量能源，此时应设置水塔。4、已知用水量变化曲线怎样确定二级泵站工作曲线？泵站分级供水（有水塔），各级供水线尽量接近用水线，分级数三级，虽然但每小时供水量+用水量，但泵站日供水总量=最高日用水量Qd。5、清水池调节容积计算（一天内贮存的水量=取用的水量）无水塔时，清水池调节容积=清水池最高水位与最低水位之差。6、清水池容积=调节容积+消防贮水量(2h火灾计）+水厂自用水量+安全贮水量7、水塔调节容积水塔调节容积=水塔最高水位与最低水位之差。8、水塔容积=调节容积+消防贮水量（室内10min消防用水量）二、给水排水系统的水质关系给水排水系统的水质主要表现在三个水质标准和三个水质变化过程。三个标准：a原水水质标准：作为城镇给水水源，水质必须符合国家生活饮用水水源水质标准B给水水质标准：生活饮用水必须达到国家生活饮用水水质卫生标准，工业用水和其他用水必须达到有关行业水质标准或用户特定的水质要求排水水质标准：废水排放，其水质要求应按照国家废水排放水质标准及废水排放受纳水体的承受能力。三个交化：给水处理、用户原水、废水处理三.给水排水系统的水压关系水的机械能：位能、压能和动能，后两者称为测压管水头或水头。给水排水整个过程都与能量有关。给水系统中送水的压力方式：1、全重力供水：高地水源2、一级加压供水：适用情况：1水厂地势较高、2水源地势较高、3原水水质优良4给水处理采用全封闭设施承压处理3、二级加压供水：目前采用最多的供水方式一级加压提升到净水厂，二级加压送入管网并提供用户所需水压3
3 污水处理系统流量 Q7=Q6/24，污水处理系统自耗水 q7， 系统排水量 Q8：Q8=Q7-q7 水量调节设施： 清水池——调节给水处理水量与管网用水量之差。 水塔、贮水池——调节二级泵站供水流量和用户用水流量的差额，利用高度送水水 塔已经少用 调节池、匀和池——调节排水管网流量和排水处理流量之差，并调节水质。 用水量设计： 1、取用地表水源时 2，取水口、一级泵站的设计流量按最高日平均时计算 Q1= αQd/T， T 为一泵工作小时数。 2、二级泵站设计流量：管网中无水塔时，二泵和管网的设计流量按最高日最高时 Qh 计算，并在二级泵站内选用多台水泵组合来适应流量变化，二泵每小时供水量= 用水量。管网中有水塔时，二泵设计流量按用水量变化曲线拟定，分级供水≯三级， 一般 2 级，分级供水量可取该级供水时段用水量的平均值。 3、什么情况设置水塔 当管网要用水量变化较大时(小城市)二泵时常处于最高日最高时用水量，会消耗大 量能源，此时应设置水塔。 4、已知用水量变化曲线怎样确定二级泵站工作曲线？ 泵站分级供水(有水塔)，各级供水线尽量接近用水线，分级数≯三级，虽然但每小 时供水量≠用水量，但泵站日供水总量=最高日用水量 Qd。 5、清水池调节容积计算(一天内贮存的水量=取用的水量) 无水塔时，清水池调节容积=清水池最高水位与最低水位之差。 6、清水池容积=调节容积+消防贮水量(2h 火灾计)+水厂自用水量+安全贮水量 7、水塔调节容积 水塔调节容积=水塔最高水位与最低水位之差。 8、水塔容积=调节容积+消防贮水量(室内 10min 消防用水量) 二、给水排水系统的水质关系 给水排水系统的水质主要表现在三个水质标准和三个水质变化过程。 三个标准：a 原水水质标准：作为城镇给水水源，水质必须符合国家生活饮用水水 源水质标准 B 给水水质标准：生活饮用水必须达到国家生活饮用水水质卫生标准，工业用水和 其他用水必须达到有关行业水质标准或用户特定的水质要求 排水水质标准：废水排放，其水质要求应按照国家废水排放水质标准及废水排放受 纳水体的承受能力。 三个变化：给水处理、用户原水、废水处理 三. 给水排水系统的水压关系 水的机械能：位能、压能和动能，后两者称为测压管水头或水头。给水排水整 个过程都与能量有关。 给水系统中送水的压力方式： 1、全重力供水：高地水源 2、一级加压供水：适用情况：1 水厂地势较高、2 水源地势较高 、3 原水水质优良 4 给水处理采用全封闭设施承压处理 3、二级加压供水：目前采用最多的供水方式 一级加压提升到净水厂，二级加压送 入管网并提供用户所需水压
4、多级加压供水：一是长距离输水需要多级加压提升：二是大型给水系统用水域大或狭长一级加压前段水压偏高排水系统：一般靠地形高差按重力输水，特殊情况下采用压力输水。排水系统提升：埋深较大的情况或局部地势低的地方。排水系统提升有可能需要进行多次。【本讲课程的小结】今天我们学习了给水排水系统的组成，各部分功能以及整个系统的工作原理，了解了用水量变化的表示方法，【本讲课程的作业】1、复习本节所学内容2、某城市最高日用水量为27000m/d，最高日不同时段用水量变化如表，管网中设置水塔，二级泵站分两级供水，从6点到22点为一级，6点到22点为另一级。每级供水量取该时段平均值，绘制用水量变化曲线并计算时变化系数，清水池和水塔调节容积。表1某城市最高日各小时用水量小时2-33~44~55~66~77-80~11~28~99~1010~1111~12用水量（m3）803793813814896965130413261282118112051216小时12-1313-1414-1515-~1616-1717-1818-1919-2020~2121~2222-2323-241195995859用水量（m3）1278121911711172123812691375132013114
4 4、多级加压供水：一是长距离输水需要多级加压提升；二是大型给水系统用水域 大或狭长一级加压前段水压偏高 排水系统：一般靠地形高差按重力输水 ，特殊情况下采用压力输水。 排水系统提升：埋深较大的情况或局部地势低的地方。排水系统提升有可能需要进 行多次。 【本讲课程的小结】今天我们学习了给水排水系统的组成，各部分功能以及整个系 统的工作原理，了解了用水量变化的表示方法。 【本讲课程的作业】 1、 复习本节所学内容 2、 某城市最高日用水量为 27000m3 /d，最高日不同时段用水量变化如表，管网中设 置水塔，二级泵站分两级供水，从 6 点到 22 点为一级，6 点到 22 点为另一级。 每级供水量取该时段平均值，绘制用水量变化曲线并计算时变化系数，清水池 和水塔调节容积
课程名称：《给水排水管网系统》第1周，第2次讲摘要授课题目（章、节）第一章给水排水管道系统概论第二节给水排水管网系统的功能、组成与类型体制本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，熟悉给水排水系统的功能与组成，给水管网系统类型和排水体制。【重点】给水管网系统类型和排水体制。【难］点】给水管网系统类型和排水体制。内容一、给水管网的功能与构成1、功能：水量输送：实现一定水量的位置迁移，满足用水和排水的地点要求；水量调节：采用贮水措施解决供水、用水与排水的水量不平均问题。水压调节：加压、减压调节水压力，满足输水、使用和排放的能量要求。2、构成给水管网系统一般是由输水管（渠）、配水管网、水压调节设施（泵站、减压阅）及水量调节设施（清水池、水塔、高位水池）等构成。12.3426/10.080地表水源给水管道系统示意图1取水构筑物：2一级泵站；3水处理构筑物；4清水池；5二级泵站：6输水管：7管网：8水塔输水管/渠：长距离送水的管/渠，不沿线供水。材质：铸铁管、钢管、钢混管、UPVC(也叫PVC氯乙烯）：输水渠配水管网：供水区内的配水管网。包括：主干管、干管、支管、连接管、分配管及各种附属设施（阀门仪表消火栓）。泵站：多台泵并联组成，克服输水过程管道的摩擦阻力。管网中的泵站包括供水泵站（二级）和加压泵站（三级）水量调节设施：清水池、水塔、贮水池减压设施：减压阀、节流孔板降低局部水压防止水压过高造成漏水、爆裂、水锤破坏。二、给水管网系统类型1.按水源的数目分类（1）单水源给水管网系统：所有用户用水来自一个清水池。企事业单位或小城镇给水管网等小型给水管网（2）多水源给水管网系统：多个净水厂的清水池供给管网用水。用户用水可以来自不同水厂。2．按系统构成方式分类（1）统一给水管网系统：同一管网按相同的压力供应生活、生产、消防各类用水。5
5 课程名称：《给水排水管网系统》 第 1 周，第 2 次讲 摘 要 授课题目（章、节） 第一章 给水排水管道系统概论 第二节 给水排水管网系统的功能、组成与类型体制 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】通过本讲课程的学习，熟悉给水排水系统的功能与组成，给水管网系统类型和 排水体制。 【重 点】给水管网系统类型和排水体制。 【难 点】给水管网系统类型和排水体制。 内 容 一、给水管网的功能与构成 1、功能：水量输送：实现一定水量的位置迁移，满足用水和排水的地点要求； 水量调节：采用贮水措施解决供水、用水与排水的水量不平均问题。 水压调节：加压、减压调节水压力，满足输水、使用和排放的能量要求。 2、构成 给水管网系统一般是由输水管（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、高位水池）等构成。 河 流 地表水源给水管道系统示意图 1 取水构筑物；2 一级泵站；3 水处理构筑物；4 清水池；5 二级泵站；6 输水管；7 管 网；8 水塔 输水管/渠：长距离送水的管/渠，不沿线供水。材质：铸铁管、钢管、钢混管、UPVC(也 叫 PVC 氯乙烯)；输水渠 配水管网：供水区内的配水管网。包括：主干管、干管、支管、连接管、分配管 及各种附属设施（阀门仪表消火栓）。 泵站：多台泵并联组成，克服输水过程管道的摩擦阻力。管网中的泵站包括供水 泵站(二级)和加压泵站(三级) 水量调节设施：清水池、水塔、贮水池 减压设施：减压阀、节流孔板降低局部水压防止水压过高造成漏水、爆裂、水锤 破坏。 二、给水管网系统类型 1．按水源的数目分类 （1）单水源给水管网系统：所有用户用水来自一个清水池。 企事业单位或小城镇给水管网等小型给水管网 （2）多水源给水管网系统 ：多个净水厂的清水池供给管网 用水。用户用水可以来自不同水厂。 2．按系统构成方式分类 （1）统一给水管网系统：同一管网按相同的压力供应生活、生产、消防各类用水