给排水复习整理要点.pdf

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1、1 第一章 给水排水系统概述 1、我国水环境概况 1、占有量仅占世界人均占有量的1/4 2、时空地域分布不均匀 3、各地区江河水系遭受污染 4、污水处理能力未能跟上 导致结果： 1、影响居民的生活与健康 2、制约国民经济的发展 2、给水排水系统的任务及组成 1、任务 （1）给水系统：满足需要的水质、水量和水压 （2）排水系统：排出废水的收集、输送和处理 2 、组成 （1）水源取水系统：水质及水量要求 （2）给水处理系统：达到国家生活饮用水标准 a. 2007年 7 月 1 日，新修订的生活饮用水卫生标准 正 式 实施。 卫生指标： 35106项 42项常规指标和 64项非常规指标 b.常规处理

2、：反应、絮凝、沉淀、过滤和消毒 c.深化处理：在常规前加生物处理及常规后加生物活性碳过滤 和膜技术处理 （3）给水管网系统：加压输送、输配水系统 加压输送：1 层为 10mH2O,2 层为 12mH2O ， 以后每加一层为4mH2O ； 2 输配水系统：水量、水质和水压 （4）排水管网系统：废水的收集、输送和处理 （5）污水处理系统：物理、化学和生物等方法 （6）排放和重复利用系统：近海排放和回用 第二章 给水管网系统的组成、类型及管网布置原则 1、给水管网系统的组成 取水：管井、取水头部、取水构筑物； 能够获得足够的水量； 净水：反应池、沉淀池、滤池； 保证水量、去除影响使用的杂质； 加压：

3、深井泵站、一泵站、二泵站、中途泵站； 保证水量、提供适当的压力； 输送：输水管、配水管网、明渠； 形成水流通道，维持合理的流速； 调节：清水池、水塔、高地水池、屋顶水箱； 调节取水、净水与用水之间的数量差异， 储备事故及消防用水。 2、配水网的布置形式：树状及环状管网 树状网：呈树枝向供水区延伸 特点：管线长度最短、构造简单、投资较省、安全可靠性差；适用于 中小城市和小型工况企业 环状网：管线连接成环状，当任一管段损坏，可以关闭附近的阀门，进行 检修，不影响供水 特点：管线长度长、造价高、减轻水锤现象的产生、供水安全性较高 3 第三章 给水管网系统设计用水量 1、给水管网系统的设计用水量包括哪

4、些？ 是指设计年限内最高日用水量，包括： （1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）； （2）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）未预见用水量及管网漏失水量。 2、用水量估算的方法有哪些？ 计算方法（ P35） 人均综合指标法 单位用地指标法 年递增率法 用水量分项预估法 规划估算法 3、用水量变化的特性 具有随机性和周期性两个特征。 4、掌握几个概念： d Q、 d Q 、 h Q、 d K、 h K 最高日用水量 Qd ：在设计规定年限内，用水最多的一天所用水量 平均日用水量 d Q：一年内总的用水量除以天数 最高时用水量 Qh:最

5、高日最高时用水量 日变化系数 Kd：最高日用水量与平均日用水量的比值，1.1-1.5 时变化系数 Kh： 最高日最高时用水量与该日平均时用水量的比值，1.2-1.6 4 5、用水量变化曲线图P39 6、用水量的计算 Qd 最高日设计用水量 Q1 居住区综合生活用水量 Q2 生产用水量 Q3 工业企业职工生活和沐浴用水量 Q4 浇洒道路和绿化用水量 Q5 管网漏失水量 Q6 未预见水量 f 自来水普及率， % N1设计期限内规划人口数 q1最高日综合生活用水定额 n每日班数 N2企业每班职工人数 q2企业职工生活用水量定额 N3企业每班职工沐浴人数 企业职工沐浴用水量定额 n1每日街道洒水次数

6、S街道洒水面积 q4街道洒水用水量定额 绿地浇水面积 654321 QQQQQQQ d 日米/ 1000 311 1 qf N Q 日米/ 1000 32322 2 qnNqnN Q )/( 1000 3 441 4 日米 qSSqn Q 2 q S 5 绿地浇水用水量定额 第四章 给水管网系统的水力计算 1、给水管网系统水力计算的任务是什么？ 给水管网水力计算的任务是： 在最高时用水情况下， 计算各管段的流 量；确定各管段的管径和水头损失；进行整个管网的设计计算；确定水泵 扬程和水塔高度；在特殊用水情况下， 对管网管径和水泵扬程进行校核等。 2、给水管网系统简化的方法 忽略：管网中主要起联络

7、作用的管段，由于正常运行时流量很小，对 水力条件的影响很小，计算时可以忽略。 分解：只有一条管段连接的两个管网可分解成两个管网进行计算；管 网末端水流方向确定的部分可分开计算；环状网上接出的树状网分开计 算。 节点合并：距离很近的两个节点计算时可视为一个节点。 3、长度比流量（有效长度） 、面积比流量 （1）长度比流量：假定除大用户的用水量外，其余用水量均匀分布在全 部干管上。 大用户集中用水量总和； 干管计算总长度， 不包括穿越广场、 公园等无建筑物地区的管 线，只有一侧配水的管线，长度按一半计算 （2）面积比流量：长度比流量忽视了沿线供水人数和用水量的差别，与 管段的实际配水量并不一致。

8、4 q 43215 %1210QQQQQ 543216 %128QQQQQQ l QQ q i s i Q l 6 大用户集中用水量总和； 干管供水区计算总面积，用等分角线来划分街区 4、沿线流量 根据比流量可求出这个管网任一管段的沿线流量，即为比流量与所求管段 计算长度或承担供水面积的乘积。 或 5、节点流量 P53例子 3-1 （1）组成：沿线流量、传输流量 沿线流量：沿顺水流方向均匀减小，至管段末端为0 转输流量：沿整个管段流量不变 （2）简化方法及简化原理 简化方法：以变化的沿线流量折算为管段两端节点流出的流量 简化原理： 用一个假想的从管段末端流出的折算流量，使它产生水头损 失与沿线

9、变流量所产生的水头损失相等 （3）折算系数 流量折算系数：依据折算前后水头损失相等核算 （4）任一节点 i 的节点流量 qi等于与该节点相连的各管段的沿线流量ql 总和的一半 6、管网设计流量的分配及管段设计流量 P56例子 3-2 （1）流量分配的原则：节点流量连续性方程 流量连续性方程， 即对任一个节点， 流向该节点的流量必等于流离该 节点的流量， 规定：流离节点管段流量为正，流向节点流量为负 0 ij qqi A QQ q i A i Q A ijsl lqq Aqq Al l q t q 0 ij qqi 7 （2）树状及环状管网流量分配的特点 树状：单向流、管段流量唯一性； 任一管段

10、的流量等于该管段以后 所有节点流量的总和 环状：满足连续性条件的流量分配方案可以有无数多种 7、经济流速、经济管径 经济流速 :在一定年限内管网造价和管理费用之和最小的流速 平均经济流速： 0.6-0.9 （100-400mm ） 0.9-1.4(400mm) 经济管径 (P59) 8、管段水头损失的计算 （1）水力半径的含义R= 断面面积 A/润湿周边 C=d/4 （2）达西公式 P60 hy=lv 2/d j2g Hy 沿程水头损失， m ； 沿程阻力系数； l管道长度， m ； dj管道计算内径， m ； V 管道过水断面平均流速，m/s； g 重力加速度， m/s 2。 （3）沿程水头

11、损失公式的指数形式 海曾- 威廉公式 k= 9、树状管网水力计算 （1）水力计算的步骤 1、计算比流量和各节点流量 （1）长度比流量计算： e e D m n D q klh 852. 1 67.10 C l QQ q i s 8 （2）节点流量计算： 2、计算各管段流量：根据节点流量平衡原理，推算出各管段流量 3、确定控制点（最不利点）及主干线 （1）控制点选择：在保证该点水压达到最小服务水头时，整个管网不会 出现水压不足地区 （2）主干线：确定控制点后，从控制点到二级泵站的管路 4、根据管段流量和经济流速，确定主干管管径 5、计算主干线上各管段的水头损失 实例： P63 （2）控制点及其选

12、择 控制点：地面标高较高，离泵站的距离最远。 控制点选择： 在保证该点水压达到最小服务水头时，整个管网不会出 现水压不足地区 （3）P63 例子 3-3 第五章 排水工程概论 1、排水工程的概念、任务及其内容 为保护环境，现代城镇需要建设一整套工程设施来收集、输送、处理 和处置污水，这种工程设施称为排水工程。 排水工程的基本任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展 和保障人民的健康与正常生活。 排水工程的主要内容是： 收集各种污水并及时输送至适当地点； 将污水妥善处理后排放或再利用。 2、排水体制的概念、排水体制的类型 li qq5. 0 ij ij q DDAq 4 4 2 9 对生活

13、污水、工业废水和降水所采取的不同排除方式所形成的排水系 统，称为排水系统的体制（简称排水体制）。 排水体制一般分为合流制和分流制两种类型。 （1）合流制排水系统：直排式合流制排水系统截流式合流制 排水系统 （2）分流制排水系统：完全分流制排水系统不完全分流制排 水系统 半分流制排水系统 3、排水系统的各种布置形式（以地形为主要因素） 正交式 : 现在城市中仅用于排除雨水 截流式 : 是正交式的发展结果 平行式 : 避免干管坡度及流速过大而使干管受到冲刷 分区式 : 充分利用地形，节省能耗 分散式 : 干管采用辐射式布置 环绕式 : 便于污水的集中处理 4、排水系统的设计步骤、设计内容 设计步骤

14、：收集可靠的基础资料对排水工程规划设计方案进行 比选绘制排水工程规划设计图 设计内容：确定排水区域的界限与排水定额。计算生活污水量、工 业废水量和雨水量。确定排水系统的体制选择污水厂、出水口的位 置及污水处理流程，污泥处置原则等进行排水系统的平面布置绘制 设计与施工图，估算排水工程总预算和经常管理费用等 第六章 污水管道系统设计与计算 1、设计基础资料调查涉及哪些方面？ 1 、有关明确任务的资料： （1）城市和工业企业的总体规划（2）排 水工程总体规划 1 0 2、有关自然因素方面的资料： （1）地形资料 : 初步设计、施工图设计 （2）气象资料 : 气温、降雨（ 3）水文资料 : 流量、流速

15、、水位、洪水情况 （4）地质资料 3、有关工程情况的资料： （1）道路等级、路面宽度及材料（2）地 面建筑物和地铁、人防工程等地下建筑的位置（3）给水、排水、电力电 讯电缆、煤气等各种地下管线的位置（4）本地区建筑材料、管道制品、 机械设备、电力供应、施工力量等方面的情况 2、污水管道系统的设计方案的比较与评价的步骤 方案的技术经济比较： 根据技术经济评价原则和方法，在同等深度下 计算各方案的工程量、 投资以及其它技术经济指标， 然后比较。常用方法： 逐项对比法、综合比较法、综合评分法、两两对比加权评分法。 综合评价与决策： 在上述分析评价的基础上， 对各设计方案的技术经 济、方针政策、社会效

16、益、环境效益等作出总的评价与决策，以确定最佳 方案设计方案。 3、污水设计流量 （1）概念 污水设计流量：污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流 量，采用最大日最大时流量， L/S 。 （2）Kd、Kh、KZ 日变化系数 (Kd): 一年中最大日污水量与平均日污水量的比值。 时变化系数 (Kh): 最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值。 总变化系数 (KZ): 最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。 （3）总变化系数 KZ的求法 理论上： KZ= Kd Kh 实际上有两种做法： 1 1 A. 根据室外排水设计规范（GBJ14-87 ）采用的居住区生活污水量 总变化系数表选

17、用。 B. 按照综合分析得出的总变化系数与平均流量间的关系式求得。 式中： Q 平均日平均时污水量（L/S） 。 当 Q1000 L/S 时，KZ=1.3。 （4）工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量 式中： Q2 工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/S ） ； A1 一般车间最大班职工数（人）； A2 热车间最大班职工数（人）； B1 一般车间职工生活污水量标准（L/ （人班） ； B2 热车间职工生活污水量标准（L/ （人班） ； K1 一般车间生活污水时变化系数； K2 热车间生活污水时变化系数； C1 一般车间最大班使用淋浴的职工人数（人）； C2 热车间最大班使用淋浴的职工人数（

18、人）； D1 一般车间淋浴污水量标准（L/ （人班） ； D2 热车间淋浴污水量标准（L/ （人班） ； T 每班工作时数（h） ；淋浴时间以60min 计。 （5）城市污水设计总流量P174 例子 10-1 Q=1.11.2 （Q1+Q2+Q3+Q4） 注：Q4设为公共建筑生活污水流量 4、何为控制点、如何选择污水管道系统的控制点及控制点竖向标高 （1）控制点：对污水管道的埋深起控制作用的地点 （2）控制点的选择：管道起点、较深工厂污水排出口或低洼地区管 道起点 T 1 2 （3）控制点的竖向标高 : 根据城市总体竖向规划， 保证各点污水能 顺利排出，并留有发展余地；不能因个别控制点而增加整

19、个管道埋深 5、污水管段设计流量 （1）概念 管段设计流量 等于该管段的上游段汇入污水流量加上该管段的收集 污水量。 （2）污水管网的节点流量 污水管网的节点流量是指该点下游的一条管段所连接的用户污水流 量与该节点所接纳的集中污水流量之和。 （3）污水管段本段流量的计算与给水管网节点流量计算区别 沿线流量 : 平均日流量乘以总变化系数 管段分配的本段流量全部加到管段起点作为节点流量 （4）管段设计流量：本段流量、转输流量、集中流量 30321 qKAqqqqQ Z P182 例子 10-2 式中 q1 设计管段的本段设计流量 q2转输流量 q3集中流量 A汇水面积 q0比流量 KZ总变化系数

20、6、水力计算的设计规定 （1）设计原则 : 不冲刷、不淤积、不溢流、通风（2）设计充满度 : 在 设计流量下，污水在管道中的水深和管道直径的比值。（当 H/D=1.0 时称 为满流，当 H/D 0 时，t 增大， F不变， q 减小， Q减小） （3）极限强度理论的内容： 当汇水面积上最远点的雨水达集流点 时，全面积汇流，雨水管渠的流量最大。当降雨历时等于汇水面积上 最远点的雨水达集流点的集流时间时，雨水管道的雨量最大。 5、雨水管渠设计流量：qFQP202雨水管段设计流量的确定 式中： Q雨水设计流量(L/s) 径流系数，其数值小于1； F汇水面积 (ha) q设计暴雨强度(L/(sha)

21、6、降雨历时 t、地面集水时间t1及折减系数 m 引入的原因 降雨历时 t：根据极限强度原理，雨水灌渠的设计降雨历时等于汇流 时间时，雨水流量最大。 因此设计降雨历时为汇水面积最远点的雨水流达 设计断面的时间。 t=t1+mt2 （ t1:地面集水时间t2:管内雨水流行时间 m:折减系数） 地面集水时间 t1：指雨水从汇水面积的最远点流到位于雨水灌渠起始 端点第一个雨水口所需的地面流行时间。室外排水设计规范规定：一 般采用 t1=515min。 1 5 折减系数 m：实际雨水管道中水流并非一直是满流管，导致管道内实 际雨水流行时间大于按满流管计算的流行时间t2 各管段内的“洪峰”流量不会同时出

22、现，下游管段洪峰流量断面上水 位导致上游来水缓慢，使雨水在管段中的实际平均流速小于理论设计流 速，即管内的实际水流时间t2增大 室外排水设计规范 建议：暗管 m=2.0，明渠 m=1.2。在陡坡地区， 暗管 m=1.22.0。 7、合理布置雨水口：雨水口应设置在街道交叉路口的汇水点、低洼处 道路上平均间隔 3080m 应设置一雨水口 8、雨水管渠水力计算 （1）设计充满度： 管道设计充满度按满流考虑明渠超高 0.20m 街道 边沟超高 0.03m （2） 设计流速：最小流速：管道 0.75m/s 明渠0.40m/s 最大流速：管道：金属管道 10m/s 非金属管道 5m/s （3）衔接方式：

23、管顶平接 （4）计算方法：水力计算图或水力计算表（与污水水力计算图 区别点在哪里？） P209表 11-8 （5）雨水管渠的水力计算步骤P205例子 11-1 （6）绘制雨水管渠的平面图和纵剖面图P210 9、人工修建调节池修建位置、布置形式及有效容积的计算 （1）修建位置：在雨水干管中游或接入大流量的管道交汇处，可降 低下游各管段的设计流量； 在进行大规模住宅建设和新城开发的区域，可 解决旧时雨水管渠排水能力不足的问题；在拟建雨水泵站前的适当位置 （2）调节水池常用的布置形式：溢流堰式调节水池：设置在干管 一侧，有进水管和出水管。进水管较高，出水管较低底部流槽式调节 水池： a、当进水量小于

24、出水量时，雨水经设在池最底部的渐缩断面流槽 全部流入下游干管而排走；b、当进水量大于出水量时，池内水位逐渐上 1 6 升， 直到进水量减少至小于下游干管的通过能力时，池内水位才逐渐下降， 至排空为止。 （3）调节池容积的计算： 第八章 合流制排水管网的设计与计算 1、截流式合流制系统的工作特点（晴天、雨天）、布置特点 工作特点：晴天：截流管以非满流将生活污水、工业废水送往污水厂 进行处理。雨天： Qq 时，混合水全部送入污水处理厂；Qq 时， 部分混合水送入污水厂，部分水从溢流井溢出直接进入水体 布置特点：管渠的布置应使所有服务面积上的污废水均能合理地排 入管渠，并以尽可能短的距离坡向水体。沿

25、水体岸边布置与水体平行 的截流干管，在截流干管的适当位置上设置溢流井须合理确定溢流井 的数目和位置， 既要减小对水体的污染， 又要减小截流干管的尺寸及长度 在合适的排水区域内，若雨水可沿地面的街道边沟排泄，合流制排水系 统的上游可只设污水管道 2、溢流井上、下游管段的设计流量 1、第一个溢流井中上游管渠的设计流量： ：生活污水平均流量 ：工业废水最大班平均流量 Qy：雨水设计流量 旱流流量 2、溢流井下游管渠的设计流量： （1）雨水设计流量： Qy ：溢流井下游排水面积上的雨水设计流量 n0 ：截流倍数，溢流时截流的雨水与旱流流量之比。与污水水量、 水质以及总变化系数，水体的卫生要求、水文、气

26、象等有关。 c tQV max 5.1 )1 ( ma x Q：调节池上游干管设计流量（m3/s） 相应于 Qmax 时的设计降雨历时（s） 下游干管设计流量的降低系数 c t yhygs QQQQQQ s Q g Q gsh QQQ 0yhr QQnQ 1 7 （2）溢流井下游管渠的设计流量： 3、截留倍数 n0及其取值影响因素 n0 ：截流倍数，溢流时截流的雨水与旱流流量之比。与污水水量、 水质以及总变化系数，水体的卫生要求、水文、气象等有关。 规范规定取用 15，通常采用 n03。 4、旧合流制改造途径： 1、改合流制为分流制比较彻底的改造方法 2、改直排式合流制为截流式合流制3、对溢流混合污水进行适当处理 4、修建全部处理的污水处理厂 0 0 )1( hyh hhyh QQQn QQQQnQ