1、第第1 1章章 給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)概論給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)概論1.1 1.1 給水排水系統(tǒng)的功能和組成給水排水系統(tǒng)的功能和組成一、給水排水系統(tǒng)定義及分類一、給水排水系統(tǒng)定義及分類1、給水排水系統(tǒng)定義（1）給水系統(tǒng) 保證用水對象獲得所需水質、水壓和水量的一整套構筑物、設備和管路系統(tǒng)的總和。 用水對象：生產(chǎn)設備、生活設施、消防設備 構筑物：取水頭部、反應池、沉淀池、濾 池、清水池、送水泵房、水塔等 設備：加壓設備、控制設備、計量設備 管路系統(tǒng)：輸水管道、配水管網(wǎng) 給水系統(tǒng)由取水設施（從充足的水源取水），一級泵站，原水輸水管道，水廠（包括水處理構筑物，清水池），二級泵站（或送水泵站），清水輸水管道，管網(wǎng)，

2、調節(jié)構筑物（水塔）等組成。水水 源源取取 水水 構構 筑筑 物物一一 級級 泵泵 站站凈凈 水水 構構 筑筑 物物清清 水水 池池二二 級級 泵泵 站站輸輸 配配 水水 管管 網(wǎng)網(wǎng)用用 戶戶水水 塔塔高地水池高地水池（2）排水系統(tǒng) 排水的收集、輸送、處理和排放等設施以一定方式組合成的總體，稱為排水系統(tǒng)。通常，排水系統(tǒng)是由城市生活污水排水系統(tǒng)、工業(yè)廢水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)組成。城市生活污水排水系統(tǒng)和工業(yè)廢水排水系統(tǒng)一般可以合并為城市污水排水系統(tǒng)。各排水系統(tǒng)組成：污廢水收集設施，排水管網(wǎng)，污水處理廠，排入水體。排水系統(tǒng)的任務：收集、輸送污水和雨水。城市污水排水系統(tǒng)的組成部分室內污水管道系統(tǒng)與設備

3、室外污水管道系統(tǒng)污水處理廠出水口事故排出口污水泵站或壓力管道手盆、便器、水封管、立管、出戶管街坊管道、街道污水管道、附屬構筑物等雨水收集系統(tǒng)與設備街坊或廠區(qū)雨水管道系統(tǒng)街道雨水管道系統(tǒng)出水口排洪溝雨水泵站雨水口、天溝、雨水斗雨水排水系統(tǒng)的組成部分2 2、分類：、分類：（1）給水分類 按照用途分： 居民生活用水 水質要求 生活用水 公共設施用水 差不多 工業(yè)企業(yè)、生活用水 產(chǎn)品用水 水質要求差異大 ，給水 生產(chǎn)用水 工藝用水 據(jù)工藝不同而不同 輔助用水 道路清洗用水 現(xiàn)在為了 市政消防用水 綠化澆灌用水 節(jié)水采用 公共清潔衛(wèi)生用水 中水系統(tǒng) 消防用水按水源分： 地表水源給水系統(tǒng) 地下水源給水系統(tǒng)

4、按動力分： 自流給水系統(tǒng) 加壓給水系統(tǒng)按對象分： 城鎮(zhèn)給水系統(tǒng) 工業(yè)給水系統(tǒng)（2）污水分類）污水分類A 雨水分為 一般雨水： 初期雨水：主要含有有機物和懸浮物 居民生活污水： 生活污水 B 城市污水 工業(yè)企業(yè)中生活污水 工業(yè)廢水： 工業(yè)廢水 工業(yè)污水： 其特點是：水質較接近生活污水（如食品工業(yè)污水）；含有無機物；含大量有毒有害物質含大量有機污染物病原水體,受污染嚴重，是廢水處理重點。水質污染較 輕，簡單處理后可循環(huán)利用如冷卻水（溫度變化),洗滌用水（輕微水質污染）污染較嚴重，必須嚴格處理。（如印染廢水，焦化廢水等等）二、給排水系統(tǒng)功能二、給排水系統(tǒng)功能1、水量保障（1）滿足用戶需求的用水量;（

5、2）收集用戶排出的廢水、雨水，及時輸送到指定的地點;2、水質保障（1）供給用戶的水要滿足質量要求飲用水標準; （2）按有關水質標準將廢水排入水體。如處理廠出水要滿足排放標準;為保障水質采取的措施如下：為保障水質采取的措施如下：（1）合適的給水處理，使水質達到或超過用水質量要求。如飲用水衛(wèi)生標準中規(guī)定：色度15度；渾濁度3度；pH6.58.5;細菌指標100個/ml；總大腸桿菌3個/l。（2）設計運行管理中，控制貯水，輸配水水質變化。如控制管網(wǎng)中余氯含量，防止管網(wǎng)末梢水質變壞，管網(wǎng)末梢水余氯量0.05mg/l。（3）污水處理達到排放要求，保護環(huán)境不受污染。如污水綜合排放標準規(guī)定污水處理廠排入類水

6、域中要求：懸浮物20mg/l，BOD520mg/l，COD60mg/l 。3、水壓保障：滿足用戶水壓要求、水壓保障：滿足用戶水壓要求 適用適用：地形高差大的地方利用 重力輸送 地形高差形成的重力提供水壓給水輸送 適用適用：平坦地區(qū) 壓力輸送 一般采用水泵加壓，利用水泵 的揚程提供水壓。但是壓力增 加不宜過大，否則爆管。 一般采用重力輸送 必要時用水泵提升高程： 如管道埋深大時，要提升，因為埋深排水輸送 大，開挖量大，投資大，費用高。 可以采用跌水消能： 如當上下游高程相差較大時設跌水井。三、給排水系統(tǒng)組成三、給排水系統(tǒng)組成如圖1.2示意1、水源取水系統(tǒng)包括、水源取水系統(tǒng)包括（1）水資源：包括地

7、表水（江，河，湖，海，水庫），地下水（包括潛層水，承壓層），復用水（2）取水設施：管井、取水頭部、取水構筑物；能夠獲得足夠的水量；（3）提升設備：從一級泵站到水處理廠（4）輸水管渠2、給水處理系統(tǒng)、給水處理系統(tǒng)生活飲用水處理包括：反應，沉淀，過濾，消毒；保證水量、去除影響使用的雜質。工業(yè)用水處理包括：冷卻，軟化，淡化，除鹽等3、給水管網(wǎng)系統(tǒng)、給水管網(wǎng)系統(tǒng)（1）輸水管渠：從二級泵站到配水管網(wǎng)（2）配水管網(wǎng)（3）調壓設施：泵站，減壓閥；（4）水量調節(jié)設施：水塔，清水池4、排水管網(wǎng)組成、排水管網(wǎng)組成（1）污廢水收集設施（2）輸送管渠（3）水量調節(jié)設施：可以在污水處理廠前或雨水排除口前。（4）提升泵站

8、（5）附屬構筑物：如檢查井，跌水井，水封井，雨水口等。5、廢水處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)廢水處理工藝各有不同物理方法：格柵，沉淀，氣浮，曝氣等?；瘜W方法：中和，氧化等生物方法：活性污泥法，生物膜法，生物濾池，氧化溝等。6、排放和重復利用系統(tǒng)、排放和重復利用系統(tǒng)排放口等，稀釋擴散設施（污水排海）等。附：排水管道的發(fā)展歷史河南省淮陽的古城下，發(fā)掘出公元前2800年埋下 的陶制排水管，比公元前2500年埃及發(fā)現(xiàn)的排水溝 早300年河北省易縣出土了戰(zhàn)國后期的圓形陶制排水管陜西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宮內出 現(xiàn)了明渠和暗渠相結合的排水系統(tǒng)唐代長安建造了較為完整的雨水排水系統(tǒng)江蘇揚州發(fā)現(xiàn)了唐代建造的

9、多功能的排水渠明、清時代的北京城，排水管渠系統(tǒng)比較發(fā)達 排水管道的發(fā)展歷史（續(xù)）在近代我國排水工程發(fā)展緩慢，建國前全國103個 城市建有排水設施，管線總長6034.8km，全國只 有上海、南京建有城市污水處理廠，日處理能力 為4萬噸。1921年上海北區(qū)污水廠，是我國最早的 活性污泥法水廠。建國后，排水工程事業(yè)發(fā)展較快，城市下水道普 及率達60%以上。至1995年，全國排水管道總長11 萬km，城市污水處理廠838座，日處理能力1645.4 萬噸。西安西郊阿房宮遺址附近驚現(xiàn)戰(zhàn)國秦時期的陶制排水管道 1.2 給水排水系統(tǒng)工作原理給水排水系統(tǒng)工作原理 授課內容： 通過上述講述，我們了解了給排水系統(tǒng)各

10、組成部分相互聯(lián)系。那么幾個部分是如何協(xié)調工作，使整個系統(tǒng)既能滿足用戶對水質，水量，水壓的要求，又能優(yōu)化利用水資源，滿足要求，保護環(huán)境的？ 在這一節(jié)中，我們了解上述各組成部分及整個系統(tǒng)是如何工作的，其工作原理是什么。取水系統(tǒng)取水系統(tǒng)給水處理系統(tǒng)給水處理系統(tǒng) 清水池清水池給水管網(wǎng)系統(tǒng)給水管網(wǎng)系統(tǒng)用戶用戶排水管網(wǎng)系統(tǒng)排水管網(wǎng)系統(tǒng)均和池均和池排水處理系統(tǒng)排水處理系統(tǒng)一、給排水系統(tǒng)流量關系Q1Q2調節(jié)池調節(jié)池排放或者回用排放或者回用Q3Q4Q5Q6Q7Q8調節(jié)池調節(jié)池q3q6q1q7q2q5q4給水處理系統(tǒng)給水處理系統(tǒng) 排放或者回用排放或者回用排放或者回用排放或者回用排水處理系統(tǒng)排水處理系統(tǒng)均和池均和池

11、排水管網(wǎng)系統(tǒng)排水管網(wǎng)系統(tǒng)調節(jié)池調節(jié)池q1：給水處理系統(tǒng)自用水；q2：給水管網(wǎng)系統(tǒng)漏失水量q3: 給水管網(wǎng)系統(tǒng)水量調節(jié)q4：用戶使用后未進入排水 系統(tǒng)的水量q5：進入排水管網(wǎng)系統(tǒng)的降 水或滲入的地下水q6：排水管網(wǎng)水量調節(jié)q7：排水處理系統(tǒng)自耗水調節(jié)設施介紹調節(jié)設施介紹1 1、給水調節(jié)設施、給水調節(jié)設施清水池：清水池： 調節(jié)給水處理產(chǎn)水量與管網(wǎng)用水量之 差。其容積根據(jù)一、二級泵站供水量曲 線定。一、二級泵站每小時供水量相接 近，清水池體積V清可以減小，水塔體積 V塔增加；二級泵站每小時供水量管網(wǎng) 用水量時，V塔減小，V清增加水塔：水塔： 一般大型系統(tǒng)不建，其調節(jié)能力小，投資大2、排水調節(jié)設施、排

12、水調節(jié)設施調節(jié)池調節(jié)池 ：調節(jié)排水管網(wǎng)流量與排水處理流量之差 均和池：均和池：均和水質，降低因污染物隨時間變化造成 的處理困難。 二、給排水系統(tǒng)水質關系二、給排水系統(tǒng)水質關系1、三個水質標準、三個水質標準（1）原水水質標準： 作為給水水源，其水質必須符合國家生活飲用水水源水質標準。例如地面類水體中CODcr15mg/l以下，BOD53mg/l等。（2）給水水質標準：符合國家生活飲用水水質衛(wèi)生規(guī)范；工業(yè)用水符合行業(yè)標準或用戶水質要求。（3）排放水質標準：按國家廢水排放水質標準及受納水體承受能力定。 2、三個水質變化過程（1）給水處理：水質得到凈化（2）用戶用水：水質受到污染（3）廢水處理：去除污

13、物，達到排放水質要求三、給排水系統(tǒng)水壓關系 位能Z 為測壓管水頭水的機械能H 壓能 動能1、給水系統(tǒng)中水輸送的壓力方式（1）全重力供水適用于水源地勢高的地方，如高位水庫等。 重力自流 重力輸水管原水 水廠處理 管網(wǎng) 用戶 這種方式完全利用原水的位能克服能量損失，滿足用戶水壓要求。當壓力太大時，可以用減壓閥調節(jié)。 （2）一級加壓供水重力輸水水源 一級泵站提升 水廠 用戶 水源地勢較高 原水水質良好，無需處理 給水處理過程全封閉設施（無瀉壓）水源 水廠 二級泵站 用戶 重力輸水 水源 加壓泵站 用戶 水廠地勢較高水源 一級泵站提升 水廠(承壓) 用戶（3）二級加壓供水 是采用最多的給水方式。其中二

14、級泵站的目的是提供清水在輸水管與管網(wǎng)中流動所需能量，滿足用戶水質要求。一級泵站的目的是取水，提供原水輸送及處理過程中的能量要求。 水源 一級泵站提升 水廠 二級泵站管網(wǎng) 用戶（4）多級加壓給水長距離輸水時，適用于水源離水廠較遠或水廠離用水區(qū)域很遠時，大型給水系統(tǒng)用水區(qū)域很大，或用水區(qū)域窄長型。一級加壓不經(jīng)濟或前端水壓偏高。 2、排水系統(tǒng)水輸送方式（1）排水管網(wǎng)通常利用地形，重力輸水，當管渠埋深太大時，采用排水提升泵站進行提升。（2）處理和排放過程中 處理廠地勢低： 均和池 處理設施 排放或復用 重力 提升 處理廠地勢高： 均和池 處理設施 排放或復用 提升 重力均和池 處理設施 排放或復用 提

15、升 提升更多情況： 1.3 1.3 給排水管網(wǎng)系統(tǒng)功能和組成給排水管網(wǎng)系統(tǒng)功能和組成一、給排水管網(wǎng)系統(tǒng)功能和特點1、功能：（1）水量輸送：實現(xiàn)一定水量的位置遷移，滿足用水與排水地點要求；（2）水量調節(jié)：采用貯水措施解決供水、用水與排水的水量不均問題；（3）水壓調節(jié)：采用加壓或減壓措施調節(jié)水的壓力，滿足水輸送、使用和排放的能量要求。給水管網(wǎng)系統(tǒng)承擔供水的輸送、分配、壓力調節(jié)（壓力、減壓）和數(shù)量調節(jié)作用。排水管網(wǎng)系統(tǒng)承擔污廢水收集、輸送、高程或壓力調節(jié)和數(shù)量調節(jié)任務。2、特點（1）一般性特點：分散性，連通性，傳輸性，擴展性。（2）自身特點： 隱蔽性強，出現(xiàn)問題不易發(fā)現(xiàn) 外部干擾因素多 容易發(fā)生事故

16、 基建投資費用大 擴建改建頻繁二、給水管網(wǎng)系統(tǒng)的構成二、給水管網(wǎng)系統(tǒng)的構成給水管網(wǎng)系統(tǒng)的組成：輸水管（渠）配水管網(wǎng)泵站水量調節(jié)設施輸水管（渠）是指在較長距離內輸送水量的管道或渠道。配水管網(wǎng)是指分布在供水區(qū)域內的配水管道網(wǎng)絡。泵站是輸配水系統(tǒng)中的加壓設施，一般由多臺水泵并聯(lián)組成。水量調節(jié)設施包括清水池、水塔和高地水池等。1 1、輸水管渠、輸水管渠（1）定義：是指在較長距離內輸送水量的管道或渠道，輸水管渠一般不沿線向外供水。（2）材料：常見的輸水管道材料：鑄鐵管，鋼管，鋼筋混凝土管，PVC-U管等。 常見的輸水管渠材料：一般由磚、砂、石、混凝土等材料砌筑。（3）敷設：由于輸水管發(fā)生事故將對供水產(chǎn)生

17、較大影響，所以較長距離輸水管一般敷設成兩條并行管線，并在中間的一些適當?shù)攸c分段連通和安裝切換閥門。輸水管道安裝京密引水渠輸水渠道2 2、配水管網(wǎng)：、配水管網(wǎng)：（1）定義：是指分布在供水區(qū)域內的配水管道網(wǎng)絡。（2）功能：將來自于集中點的水量分配輸送到整個供水區(qū)域，使用戶能從近處接管用水（3）組成：主干管，干管，支管，連接管，分配管等，以及消火栓，閥門（閘閥，排氣閥，泄水閥），檢測儀表（壓力，流量。水質檢測）等附屬設施。3 3、水壓調節(jié)設施、水壓調節(jié)設施（泵站，減壓閥）4 4、水量調節(jié)設施、水量調節(jié)設施（清水池，水塔，高位水池）泵站泵站清水池水塔三、排水管網(wǎng)系統(tǒng)的構成三、排水管網(wǎng)系統(tǒng)的構成1、廢水

18、收集設施： 排水支管用戶廢水 窨井 排水管道 雨水口雨水 雨水排水支管2、排水管網(wǎng)：污水用非滿流設計；雨水用滿流設計。3、水量調節(jié)池：調節(jié)排水管網(wǎng)流量與處理水量差值；貯存短時間排水量；均和水質衛(wèi)生設備和廚房設備、存水彎（水封）、支管、豎管、出流管室內污水管道系統(tǒng)及設備 居住小區(qū)管道系統(tǒng)街道污水管道系統(tǒng)管道系統(tǒng)上的附屬構筑物室外污水管道系統(tǒng) 居住小區(qū)管道系統(tǒng)管道系統(tǒng)上的附屬構筑物-窨井4、提升泵站5、廢水輸水管渠：污水處理廠遠離市區(qū)或排放口遠離水處理廠時，要采用6、廢水排放口：排放方式有兩種岸邊式排放口：優(yōu)點式防止沖刷能力強分散式排放口：優(yōu)點是廢水與水體均勻混合污水泵站廢水排放口管道系統(tǒng)上的附屬

19、構筑物-跌水井管道系統(tǒng)上的附屬構筑物-溢流井管道系統(tǒng)上的附屬構筑物-倒虹管1.4 給排水管網(wǎng)系統(tǒng)類型與體制給排水管網(wǎng)系統(tǒng)類型與體制一、給水管網(wǎng)系統(tǒng)類型一、給水管網(wǎng)系統(tǒng)類型1、按水源數(shù)目分：（1）單水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)：適用于較小的管網(wǎng)系統(tǒng)（2）多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)：適用于較大的管網(wǎng)系統(tǒng)；管理復雜程度高2、按輸水方式分類：（1）重力輸水管網(wǎng)系統(tǒng)：無動力消耗，運行經(jīng)濟；（2）壓力輸水管網(wǎng)系統(tǒng)：需要動力消耗；3、按系統(tǒng)構成方式分類（1）統(tǒng)一給水管網(wǎng)系統(tǒng)：相同的水質、水壓。優(yōu)點：是管網(wǎng)簡單，管理方便，處理費用低；缺點：是水量浪費嚴重；（2）分區(qū)（或分壓）給水管網(wǎng)系統(tǒng)：根據(jù)地形不同，水壓不同優(yōu)點：處理費用低，

20、管網(wǎng)簡單，運行費用低；缺點：管理復雜（3）分質給水管網(wǎng)系統(tǒng)：水壓相同或不同，水質不同，將生產(chǎn)水將生活水分開輸送。優(yōu)點：滿足不同要求；缺點：投資大，管理復雜給水管網(wǎng)的類型：統(tǒng)一給水系統(tǒng)分質給水系統(tǒng)分壓給水系統(tǒng)分區(qū)給水系統(tǒng)區(qū)域給水系統(tǒng)工業(yè)給水系統(tǒng)用同一管網(wǎng)供給生活、生產(chǎn)和消防等用水到用戶的給水系統(tǒng)。特點：系統(tǒng)簡單，管理方便。適用范圍：用水集中、地形平坦、建筑物層數(shù)和給水要求相近的地區(qū)。用不同的管網(wǎng)輸送不同水質的水到用戶的給水系統(tǒng)。適用范圍：用戶對水質有不同要求，同時水量較大。城市地形高差較大或用戶對水壓要求不同時，采用不同壓力的給水系統(tǒng)，或局部加壓系統(tǒng)。將整個給水范圍分成不同的區(qū)域，每區(qū)有泵站和管

21、網(wǎng)等，各區(qū)之間有適當?shù)穆?lián)系，以保證供水可靠和調度靈活。分質給水系統(tǒng)分壓給水系統(tǒng)由于水源等因素，需同時考慮向幾個城鎮(zhèn)或工業(yè)區(qū)供水的大范圍的給水系統(tǒng)。循環(huán)給水系統(tǒng)：使用過的水處理后自循環(huán)回用。循序給水系統(tǒng)：根據(jù)各車間對水溫、水質的不同要求，將水按順序重復利用。排水體制的概念：排水系統(tǒng)對生活污水、工業(yè)廢水和雨水所采取的不同排除方式。排水體制的分類：合流制分流制將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個管渠內排放的排水系統(tǒng)。直排式截流式將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內排除的排水系統(tǒng)。排除生活污水、工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱為污水排水系統(tǒng)。排除雨水的系統(tǒng)成為雨水排水系統(tǒng)。完全分流制不完全

22、分流制二、排水管網(wǎng)系統(tǒng)的體制二、排水管網(wǎng)系統(tǒng)的體制1、合流制排水系統(tǒng)污水和雨水由一根管道收集，管道造價節(jié)約投資約2040，但是泵站和處理廠造價高。（1）全部污水和雨水都處理 污水處理廠負擔重（2）截流式合流制排水系統(tǒng) 沿河設截流溝道 晴天時，所有污水都處理 降雨初期，所有合流污水都處理 下雨后期，部分合流水處理 適用于：舊城市排水系統(tǒng)的改造。 優(yōu)點：簡單易行，節(jié)省投資。 缺點：污水廠管理困難（3）直排式合流制排水系統(tǒng)：全部雨水、污水都不處理，直排入受納水體 適用于：受納水體非常大，擴散稀釋條件比較好的情況下若截流系數(shù)若截流系數(shù)n2，晴天污水量為晴天污水量為Q;雨雨天截流雨水量為天截流雨水量為2Q；則處理量；則處理量Q（12）Q。2、分流制排水系統(tǒng)污水和雨水分別用不同管道收集輸送。（1）完全分流制：由污水排水及雨水排水系統(tǒng)缺點：初期雨水無法處理，雨水直排（2）不完全分流制：具有污水排水系統(tǒng)，雨水自然排放。適用于經(jīng)濟不太好，有豐富河網(wǎng)，地形有一定坡度的城鎮(zhèn)（3）半分流制：污水全部處理，初期雨水處理優(yōu)點：污水全部處理，初期雨水處理缺點：污水廠運行要求高，造價昂