【正文】 全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)公用設(shè)備工程師給水工程 主講人：杜茂安 主要內(nèi)容 第一章 給水系統(tǒng)總論 第二章 輸水和配水工程 第三章 取水工程 第四章 給水處理 第五章 水的冷卻和循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理 第一章給水系統(tǒng)總論 一 .給水系統(tǒng)分類、組成及布置 二 .影響給水系統(tǒng)布置的因素 三 .工業(yè)給水系統(tǒng) 一 .用水量定額二 .用水量變化 三 .用水量計(jì)算 一 .給水系統(tǒng)的流量關(guān)系及貯水構(gòu)筑物容積 二 .給水系統(tǒng)的水壓關(guān)系 一 .給水系統(tǒng)分類、組成及布置 給水系統(tǒng)是保證城市、工礦企業(yè)等用水的各項(xiàng)構(gòu)筑物和輸配水管網(wǎng) 組成的系統(tǒng)。 （ 1）按水源種類可分為 1）地表水給水系統(tǒng)（江河、湖泊、蓄水庫(kù)、海洋等） 2）地下水給水系統(tǒng)（淺層地下水、深層地下水、泉水等） （ 2）按供水方式可分為 1）自流供水系統(tǒng)（重力供水） 2）水泵供水系統(tǒng)（壓力供水） 3）混合供水系統(tǒng) （ 3）按使用目的可分為 1)生活給水系統(tǒng) 2）生產(chǎn)給水系統(tǒng) 3）消防給水系統(tǒng) （ 4）按服務(wù)對(duì)象可分為 1）城市給水系統(tǒng) 2）工業(yè)給水系統(tǒng) 在工業(yè)給水系統(tǒng)中按用水方式又可分為直流系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、復(fù)用系統(tǒng)。 給水系統(tǒng)的任務(wù)是從水源取水，按用戶對(duì)水質(zhì)的要求進(jìn)行處 理，然后將水輸送到用水區(qū)域，并按用戶所需的水壓向用戶供 水。給水系統(tǒng)一般有下列工程設(shè)施組成： （ 1）取水構(gòu)筑物 用以從選定的水源（地表水和地下水）取 水。 （ 2）處理構(gòu)筑物 用以將原水處理到符合使用要求。一般集中 布置在水廠內(nèi)。 （ 3）提升泵房 用以將所需的水量提升到符合水用要求的高 度（水壓）。 （ 4）輸水管渠和管網(wǎng) 用以將原水送至水廠和將處理后的水送至用水區(qū)。 （ 5）調(diào)節(jié)構(gòu)筑物 用以貯存和調(diào)節(jié)水量。如：清水池、水塔、 高位水池等。 二 .影響給水系統(tǒng)布置的因素 三 .工業(yè)給水系統(tǒng) （ 1）直流給水系統(tǒng) （ 2）循環(huán)給水系統(tǒng) （ 3）復(fù)用給水系統(tǒng) （ 1）水量平衡的目的和含義 水量平衡的目的是通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝用水要求及其變化規(guī)律的了解，挖掘重復(fù) 利用、循環(huán)使用的潛力，以做到合理用水、節(jié)約用水。 水量平衡的含義是指總用水量和總排水量之間的平衡。 總用水量包括：新鮮水、循環(huán)用水、回用水 總排水量包括：回用水、復(fù) 用水、清潔廢水、污水和廢水。 （ 2）水量平衡圖的繪制和作用 設(shè)計(jì)用水量是城市給水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)年限達(dá)到的用水 量，設(shè)計(jì)年限符合城市總體規(guī)劃，近遠(yuǎn)期結(jié)合，以近為 主。一般近期宜采用 5～ 10年，遠(yuǎn)期宜采用 10～ 20年。 設(shè)計(jì)用水量由下列各項(xiàng)組成： （ 1）綜合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）； （ 2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水； （ 3）消防用水； （ 4）澆灑道路和綠地用水； （ 5）未預(yù)見(jiàn)用水量及管網(wǎng)漏失水量； 一 .用水量定額 （包括居民生活用水和公共建筑用水） 2. 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水 工作人員生活用水包括工業(yè)企業(yè)工作人員車間生活用水和淋浴 用水。工作人員車間生活用水定額一般可采用 30～ 50L/（人 班）， 用水時(shí)間為 8小時(shí)時(shí)變化系數(shù)為 ～ ；淋浴用水根據(jù)車間衛(wèi)生特 征確定，一般可采用 40～ 60L/（人 班），其延續(xù)時(shí)間為 1小時(shí)。 澆灑道路用水量一般可采用 ～ (m2d)。綠化用水量一般可采用 ～ L/(m2d)。 城鎮(zhèn)的未預(yù)見(jiàn)用水量及管網(wǎng)漏失水量可按最高日用水量的 15％～ 25％合 并計(jì)算。 二 .用水量變化 在一年中最高日用水量與平均日用水量的比值為日 變化系數(shù) Kd。 在一天中最高時(shí)用水量于平均時(shí)用水量的比值為時(shí) 變化系數(shù) Kh。 最高日城市綜合用水的時(shí)變化系數(shù)宜采用 ～ ，日變化系數(shù)宜采用 ～ 三 .用水量計(jì)算 用業(yè)生產(chǎn)用水量 Qi=qB(1n) 式中 Qi工業(yè)生產(chǎn)生產(chǎn)用水量， m3/d。 q城市工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量， m3/萬(wàn)元 B城市工業(yè)總產(chǎn)值； n工業(yè)用水重復(fù)利用率。 一 .給水系統(tǒng)的流量關(guān)系及貯水構(gòu)筑物容積 （ 1）取水構(gòu)筑物，一級(jí)泵房，凈水構(gòu)筑物，從水源到水廠的輸水管等，按最高日平均時(shí)流量水廠自用水量計(jì)算： Qh= （ m3/h） 或 Qh= （ m3/h） （ 2）地下水源時(shí)，一級(jí)泵房按最高日平均時(shí)流量計(jì)算 Qh= （ m3/d） （ 3）管網(wǎng)按最高日最高時(shí)流量計(jì)算 Qh= （ m3/h）或 Qh= （ L/s） （ 4）輸水管 1）網(wǎng)前設(shè)有配水廠或水塔，從二級(jí)泵站到配水廠或水塔的輸水管，按二級(jí)泵房大供 水量計(jì)算 2）網(wǎng)中或網(wǎng)后設(shè)有水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的輸水管應(yīng)按最高日最高時(shí)流量減去調(diào)節(jié)構(gòu)筑物 輸入管網(wǎng)的流量計(jì)算 3）輸水管同時(shí)有消防給水任務(wù)時(shí)，應(yīng)分別按包括消防補(bǔ)充水量或消防流量進(jìn)行復(fù)核 （ 5）二級(jí)泵房能力以及清水池和管網(wǎng)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的調(diào)節(jié)容積按照用水量曲線 和擬定的二級(jí)泵房工作曲線確定 Qd—最高日設(shè)計(jì)流量， m3/d。 α水廠自身用水系數(shù)， ～ ，原水含懸浮物較多時(shí)取用大值 T—一級(jí)泵房或水廠每天工作時(shí)間（ h） ,大、中水廠一般為 24h連續(xù)運(yùn)行，小水廠有時(shí) 為 8h或 16h。 Kh—時(shí)變化系數(shù)。 TQd? ?TdQK dh TQK dh （高低水池）有效容積計(jì)算 （ 1）清水池 清水池的主要作用在于調(diào)節(jié)一級(jí)泵站供水和二級(jí)泵站供水之間的流量差值，并貯存 消防用水和水廠生產(chǎn)用水，因此清水池的有效容積為 W=W1+ W2+ W3+ W4 W—清水池的有效容積， m3 W1—調(diào)節(jié)容積， m3。按一、二級(jí)泵房供水曲線確定； W2—消防貯水量， m3。按 2h火災(zāi)延續(xù)時(shí)間計(jì)算； W3—水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等用水， m3。按最高日用水量的 5%～ 10%計(jì) 算； W4—安全貯量， m3。 當(dāng)水廠外無(wú)調(diào)節(jié)水池、在缺乏資料的情況下，水廠清水池容積一般可按水廠最高日用 水量的 10%～ 20%計(jì)算。 清水池應(yīng)有相等的兩座，僅有一座并容積大于 500m3時(shí)應(yīng)分成兩個(gè)。 （ 2）水塔 水塔的作用之一在于調(diào)節(jié)二級(jí)泵站供水和用水量之間的流量差值，并貯存 10分鐘的室 內(nèi)消防水量，因此水塔的有效容積應(yīng)為： W=W1+W2 式中 W—調(diào)節(jié)容積， m3。 W1—調(diào)節(jié)容積， m3。 W2—消防貯水量， m3。按 10min室內(nèi)消防水量計(jì)算。 當(dāng)泵站分級(jí)工作時(shí)，可按最高日用水量的 %～ 3%獲 5%～ 6%計(jì)算，城市大時(shí)取低值。 二 .給水系統(tǒng)的水壓關(guān)系 (1)一級(jí)泵房揚(yáng)程 Hp=H0+hs+hd (m) H0—靜揚(yáng)程，等于水源吸水井最低水位和處理構(gòu)筑物起端最高水 位之差， m。 hs—水泵吸水管、壓水管和泵房?jī)?nèi)的水頭損失， m。 hd—輸水管水頭損失， m (2)無(wú)水塔管網(wǎng)的二級(jí)泵房揚(yáng)程 Hp=Zc+Hc+hs+hc+hn Zc—離泵房遠(yuǎn)或地形高的控制點(diǎn) C地形標(biāo)高與清水池最低水位的高 差， m。 Hc—控制點(diǎn)要求的最小服務(wù)水頭， m。 hs、 hc、 hn—分別表示水泵管路、輸水管和管網(wǎng)中的水頭損失， m, 按最高時(shí)水量計(jì)算 (3)網(wǎng)前水塔管網(wǎng)的水塔高度 Ht=H0+hn(ZtZc) (m) 二級(jí)泵站揚(yáng)程： Hp=Zt+Hi+H0+hc+hs Zt—水塔處地面和清水池最低水位的高差， m。 H0—水塔水柜的有效水深， m。其余符號(hào)意義同上 (4)網(wǎng)后水塔管網(wǎng)，最高用水時(shí)， Hp同無(wú)水塔管網(wǎng)， Ht和網(wǎng)前水塔 管網(wǎng)相同，但控制點(diǎn) C在分界線上最大傳輸時(shí)二級(jí)泵房揚(yáng)程： H?p=Zi+Hi+H0+h?s+h?c+h?n (m) h?s,h?c,h?n分別表示最大傳輸時(shí)，水泵吸水管路、輸水管和管 網(wǎng)的水頭損失（ m） ,按最大傳輸時(shí)流量計(jì)算 Ht=Hc+hn(ZtZc) 式中 Ht—水塔水柜底稿與地面的高度差， m。 Hc—控制點(diǎn) C要求的最小服務(wù)水頭， m。 Hn—按最高時(shí)用水量計(jì)算的從水塔到控制點(diǎn)的管網(wǎng)水頭損失， m。 Zt—設(shè)置水塔處的地面標(biāo)高， m。 Zc—控制點(diǎn) C處的地面標(biāo)高， m。 第二章 輸水和配水工程 一 .管網(wǎng)和輸水管渠的定義 二 .管網(wǎng)和輸水管渠的布置原則 、管徑和水頭損失 一 .概述二 .沿線流量、節(jié)點(diǎn)流量、管段計(jì)算流量 三 .管徑計(jì)算四 .水頭損失計(jì)算 一 .樹(shù)狀網(wǎng)水力計(jì)算 二 .環(huán)狀網(wǎng)水力計(jì)算三 .輸水管渠計(jì)算 一 .分區(qū)給水概念 二 .分區(qū)給水基本形式 、管網(wǎng)附件和附屬構(gòu)筑物 一 .管網(wǎng)和輸水管渠的定義 輸水和配水系統(tǒng)是保證輸水到所有用戶的全部設(shè)施。它 包括：輸水管渠、管網(wǎng)、泵站、水塔和水池等。 二 .管網(wǎng)和輸水管渠的布置原則 管頂埋深的設(shè)計(jì)要求：管道的埋設(shè)深度，應(yīng)根據(jù)冰凍情況、外部荷 載、管材強(qiáng)度以及與其它管道交叉等因素確定。 管徑的設(shè)計(jì)要求：①負(fù)有消防給水任務(wù)管道的最小直徑，不應(yīng)小于 100mm；室外消火栓的間距不應(yīng)大于 120m. ②從管網(wǎng)干管到用戶和消 火栓的分配管管徑至少為 100mm，大城市采用 150200mm。 閥門的設(shè)計(jì)要求：①管網(wǎng)上的閥門間距，不應(yīng)超過(guò) 5個(gè)消火栓的布 置長(zhǎng)度。②在配水管網(wǎng)龍起點(diǎn)和平直端的必要位置，應(yīng)裝設(shè)排（進(jìn)）氣 閥，低處應(yīng)裝設(shè)泄水閥。 集中給水栓的設(shè)計(jì)要求：集中給水站設(shè)置地點(diǎn)，應(yīng)考慮取水方便， 其服務(wù)半徑一般不大于 50m 輸水管渠設(shè)計(jì)要求 ： 定線：①輸水管網(wǎng)定線時(shí)，必須與城市建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，盡量縮短線路 長(zhǎng)度。②選線時(shí)，應(yīng)選擇最佳的地形和地質(zhì)條件，盡量沿現(xiàn)有道路定線， 以便施工和檢修。③減少與鐵路、公路和河流的交叉。④遠(yuǎn)距離輸水時(shí)， 一般情況下往往是加壓和重力輸水兩者的結(jié)合形式。⑤設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)近期同 時(shí)考慮、分期實(shí)施 設(shè)計(jì)流量：①?gòu)乃粗脸擎?zhèn)水廠或工業(yè)企業(yè)自備水廠的輸水管渠的設(shè)計(jì) 流量，應(yīng)按最高日平均時(shí)供水量加自用水量確定。當(dāng)長(zhǎng)距離輸水時(shí)，輸水管 渠的設(shè)計(jì)流量應(yīng)計(jì)入管渠漏失水量。②向管網(wǎng)輸水的管道設(shè)計(jì)流量，當(dāng)管 網(wǎng)內(nèi)有調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)按最高日最高時(shí)用水條件下，有水廠所負(fù)擔(dān)供應(yīng) 的水量確定；當(dāng)無(wú)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)按最高日最高時(shí)供水量確定。③負(fù)有 消防給水任務(wù)的輸水管渠尚應(yīng)包括消防補(bǔ)充流量或消防流量。 條數(shù)及連通管：輸水管渠一般不宜少于兩條，當(dāng)有安全貯水池或其它安 全供水措施時(shí)，也可修建一條輸水干管，輸水干管和連通管管徑及連通管根 數(shù)，應(yīng)按輸水干管任何一段發(fā)生故障時(shí)仍能通過(guò)事故用水量計(jì)算確定。 城鎮(zhèn)的事故水量為設(shè)計(jì)水量的 70%。 附屬設(shè)施：①輸水管道應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置分段和分區(qū)檢修的閥 門。②在輸水管道隆起點(diǎn)和平直段的必要位置上，應(yīng)裝設(shè)排（進(jìn)） 氣閥，低處應(yīng)裝設(shè)進(jìn)水閥。 、管徑和水頭損失 一 .概述 如同管網(wǎng)定線一樣管網(wǎng)的水力計(jì)算也只限于干管 。 二 .沿線流量、節(jié)點(diǎn)流量、管段計(jì)算流量 （ 1）沿線流量