土建工程师给水排水专业初中级技术职务任职资格考试专业与实务备课.doc

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203年湖南长沙土建工程师给水排水专业初中级技术职务任职资格考试专业与实务备课

1、给水系统概论

给水系统的分类：

联系人*小张电*话*133*1955*8605秋秋188*727*2119

按使用目的分：

生活饮用给水、生产给水、和消防给水系统

按服务对象分：

城市给水、城镇给水、和工业给水系统

按水的重复利用次数：

直流系统、循环系统、循序系统

按水源种类分：

地表水源和地下水源给水系统

按供水方式分：

自流系统、水泵供水系统和混合供水系统

给水系统的组成：

取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水和管网、调节构筑物

影响给水系统布置的因素：

城镇规划、水源、地形条件、用户对水质水量水压的要求。

工业给水系统：

有直流、循环、循序三种给水系统。

为做到水的重复利用、循序使用，达到节水目的，须根据企业内各车间对水量和水质的要求，做好水量平衡工作，并绘制水量平衡图。

冷却用水的补充水量不到循环水量的10%。

给水工程的规划与设计原则：

与城市规划相结合

远近结合

安全可靠

优质服务（水质、水量、水压）

经济效益好

2、水量和水质

城市给水系统的设计用水量的组成：

生活用水、生产用水、消防用水

用水量定额：

生活用水量定额（见建筑给排水附录2）

浇洒道路用水量按1~1.5L/m2绿化用水量1.5~2.0L/d.m2

生产用水量按按单位产品或单台设备的用水量计算.

消防用水量按同时发生火灾的次数和一次灭火的用水量确定.

用水量的变化

用水量标准只是一个平均值,在设计时须考虑每日每时的用水量变化,最高日用水量/平均日用水量的比值叫日变化系数Kd（1.1~1.2）,在最高日内,每小时用水量也是变化的,最高时用水量/平均时用水量叫时变化系数Kh（1.3~2.5）

用水量的计算

城镇生活用水量Q1=q*N

工厂生活用水量Q2

生产生活用水量Q3

道路\绿化\公共建筑用水量Q4

最高日用水量10%~20%的未预见水量及管网漏水量

Qd=（1.1~1.2）（Q1+Q2+Q3+Q4）（m3/d）

Qh=KhQd/86.4（L/s）

取水构筑物、一级泵站和水厂一般按最高日的平均时流量再加（5~10%）的水厂自用水量.

（二）取水工程

1、地下取水构筑物

地下水取水构筑物的分类与适用条件

管井、适用于各种岩性、埋深、厚度和多层次的含水层，应用最广泛，常见的管井直径D=500mm,H=200mm以内

大口井、适用于开采浅层地下水，井径一般为5~8m，最大部能超过10米，井深一般在15m以内。

我国大口井多用于开采埋深小于12m。

厚度在5~20m的含水层。

渗渠、即水平铺设在含水层中的集水管，可用于集取浅层地下水，也可铺设在河流、水库等地表水之下或旁边，集取河床地下水或地表渗透水。

通常适用于开采埋藏深度小于2m厚度小于6m的含水层

辐射井、由集水井和若干辐射状的水平或倾斜的集水管组成，分不封底和封底2种情况，前者适用于厚度较大（5~10m）的含水层，后者适用于较薄（5m以内）含水层。

复合井、大口井与管井的组合。

由非完整式大口井和井底以下设有一根至数根管井过滤器所组成。

适用于地下水位较高、厚度较大的含水层。

地下水取水构筑物的设计要求

  一、有防止地面污水和非取水层水渗入的措施；

　　二、过滤器有良好的进水条件，结构坚固，抗腐蚀性强，不易堵塞；

　　三、大口井、渗渠和泉室应有通气措施 ；

　　四、有测量水位的装置。

2、地表水取水构筑物

地表水取水构筑物的类型与选择

按水源分有河流、湖泊、水库、海水取水构筑物；按构造形式分有固定式（岸边式、河床式、斗槽式和活动式（浮船式、缆车式）

地表水取水构筑物防洪标准：

设计最高水位按100年一遇频率确定。

选择：

1、设在水质较好的地点（城镇和工业企业上游的清洁河段，在污水排放口的上游100~150m以上。

2、具有稳定的河床和河岸，靠近主流，有足够水深（不小于2.5~3 米）

3、具有良好的地质、地形及施工条件

4、靠近主要用水地区

5应注意河流上的人工构筑物或天然障碍物

6避免冰凌的影响

7应与河流的综合利用相适应。

湖泊、水库取水构筑物

移动式取水构筑物

浮船式：

优点：

投资少，建设快，易于施工，有较大的适应性和灵活性，能经常取得含沙量较少的表层水

缺点：

管理较麻烦，安全可靠性差

取水位置选择：

1、河岸有适宜的坡度。

2、设在水流平缓和风浪小的地方

3、尽量避开河漫滩和浅滩地段。

缆车式

由泵车、坡道、输水管和牵引设备等组成，优点同上，它比浮船方便，比浮船稳定。

但投资比浮船大，

取水位置选择：

宜在水位变幅较大，涨落速度不大（不超过2m/h），无冰凌和漂浮物较少的河流上采用。

（三）输配水工程

1、管网与输配水管渠布置

给水管网的布置要求

1.给水管网的布置要求

1）按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能。

2）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。

3）管线遍布整个给水服务区内，保证用户可以获得足够的水量和水压。

4）力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量消耗。

2.给水管网的布置形式

1）树枝状管网

树枝状管网的干管与支管的布置犹如树干与树枝的形态。

其主要优点是管材省、投资少、构造简单；缺点是供水可靠性较差，一处损坏则下游各段全部断水，同时各支管尽端易造成“死水”区，在用水低峰管道内水的停留时间较长，水质会恶化。

这种管网布置形式适用于地形狭长、用水量不大、用户分散的地区，或在建设初期采用，后期再按发展形成环状网。

一般情况下，居住区详细规划是不单独选择水源的，而是由邻近的城市主干道下面的城市给水管道供水，街坊只考虑其最经济的入口。

街坊内部的管网布置，通常根据建筑群的布置组成树枝状。

2）环状管网

环状管网指供水干管之间都由另外方向的管道互相连通起来，形成许多闭合的环。

这样每条管都可以由两个方向来水，因此供水安全可靠性大大提高。

一般在大中城市给水系统或供水要求较高时，或者对于不能停水的管网，均应采用环状管网。

环状管网可降低管网中的水头损失，节省动力，管径可稍微减小。

另外，环状管网还能减轻管内水锤的威胁，有利于管网的安全。

环网的管线较长，投资较大，但供水安全可靠。

在实际工作中为了发挥给水管网的输配水能力。

达到既工作安全可靠，又适用经济，常采用树枝状与环状相结合的管网。

如在主要供水区采用环状，在外围周边区域或要求不高而距离水厂又较远的地点，可采用树枝状管网，这样比较经济合理。

管网与输水管渠的定线：

城市给水管网定线是指在城市用水区域的地面上确定各条配水管线的走向、路径和位置，设计时一般只限于管网的干管以及支干管，不包括接入用户的进水管。

干管管径较大，用以输水到各地区。

分配管的作用是从干管取水供给用户和消火栓，管径较小，城市消防流量是决定其最小管径的重要因素。

给水管线一般平行于道路中线敷设在街道下，两侧可支出支管向就近的用户配水，所以，配水管网的形状常与城镇总体规划道路网的形态一致。

城市管网定线取决于城市道路网的平面布置、供水区的地形、水源和网内调节构筑物的位置，街区和用户特别是大用户的分布，河流、铁路、桥梁等的管线障碍物位置等，考虑的要点如下：

定线时，干管延伸方向应和从二级泵站输水到网内水塔（高位水池）、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于管，干管位置应从用水量较大的街区通过。

干管的间距，可根据街区情况，采用500-800m。

从经济上来说，给水管网的布置采用一条干管接出许多支管，形成树状网，费用最省，但从供水可靠性考虑，以布置几条接近平行的干并形成环状网为宜。

在干管和干管之间宜设置垂向联络管使管网形成环状网。

联络管的间距可根据街区的大小考虑在800-1000m左右。

干管一般平行于城市规划道路中线定线，但应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高程，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、铁路以及其他管道的水平净距，均应符合国家标准《室外给水设计规范》（GB50013-2005）和《城市工程管线综合规划规范》（GB50289-98）的有关规定。

考虑了上述要求后，城市管网通常是树状网和若干环组成的环、枝状网相结合的形式，管线大致均匀地分布于整个给水区。

管网中还需安排其他一些管线和附属设备，例如在供水范围内的支路下需敷设分配管，以便把干管的水送到用户和小区内。

考虑到消防和室外消火栓规格的要求，分配支管直径至少为100mm，大城市采用150-200mm，目的是在通过消防流量时，分配支管中的水头损失不致过大，导致火灾地点水压过低。

从水源到水厂或水厂到管网的管道或渠道叫做输水管渠。

其实质性特征是，输水管渠不负责向用户配水。

输水管渠定线就是选择和确定输水管渠线路的走向和具体位置。

输水管渠定线时，应先在地形平面图上初步选定几种可能的线路方案，然后沿线踏勘了解，从投资、施工、管理等方面，对各种线路方案进行技术经济比较后再做决定。

缺乏地形图时，则需在踏勘选线的基础上，进行地形图测量，绘出地形图后在图上推敲拟选的管线路径。

输水管渠定线时，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，线路简短可保证供水安全、减少拆迁、少占农田、减小工程量，有利于施工并节省投资。

应选择最佳的地形和地质条件，最好能全部或部分重力输水；输水管渠应尽量沿现有道路定线，方便施工和管线维护；应尽量减少与铁路、公路和河流的穿越交叉，避免穿越沼泽、岩石、滑坡、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，避免侵蚀性土区以及地质不良地段等，以降低造价和便于维护管理；必须穿越障碍时，需采取有效措施，保证安全供水。

这些是输水管渠定线的基本原则。

为保证安全供水，可以用一条输水管而在用水区附近建造水池进行安全水量存储，或者采用两条输水管。

输水管条数主要根据输水量、事故时须保证的用水量、输水管渠长度、当地有无其他备用水源等情况而定。

供水不许间断时，输水管一般不宜少于两条。

当输水量小、输水管长，或有其他水源可以利用时，可考虑单管输水另加安全水池的方案。

输水管渠的输水方式可分成两类:

第一类是水源的地形低于给水区，例如取用江河水时，需通过泵站加压输水，根据地形高差、管线长度和水管承压能力等情况，还有可能需在输水途中设置加压泵站。

第二类是水源位置高于给水区，例如取用蓄水库水时，可采用重力自流管（渠）输水。

根据水源和给水区的地形高差及地形变化，输水管可以是重力管或压力管。

远距离输水时，地形往往起伏变化较大，采用压力管的较多；重力输水比较经济，管理方便，应优先考虑。

重力管又分成明渠和暗管两种。

暗管定线简单，只要将管线埋在水力坡线以下并且尽量按最短的距离输水即可。

明渠选线比较困难，且输水水质不便于保护。

为避免输水管局部损坏时，输水量降低过多，可在平行的2条或3条输水管之间设置连通管，并安装必要的阀门，以缩小事故检修时断水区段的长度，使输水管线的总输水能力降低不至于过大。

输水管线的坡度没有特殊要求，但应考虑检修时的可排空性。

输水管线有坡度反向的情况时，应在每个管线的凸顶点安装排气阀，在每个管线的下凹低处设置泄水阀。

管线埋深应考虑防冰冻和上部荷载的要求。

2、管段流量、管径和水头损失

沿程流量、

比流量（单位管线长度的流量）与管段长度的乘积。

qL=qsL（L/s）

整个管网的沿线流量总和∑qL=qs∑L（L/s）=Q-∑q

另：

按供水面积计算比流量：

任一管段的沿线流量，等于供水截面积和比流量的乘积。

节点流量：

把沿线流量折算成在管段两端节点流出的流量即节点流量

q=qt+aq