全国勘察设计注册公用设备全国勘察设计注册公用设备 工程师给水工程工程师给水工程 主讲人：杜茂安主要内容第一章 给水系统总论 第二章 输水和配水工程 第三章 取水工程 第四章 给水处理 第五章 水的冷却和循环冷却水水质处理第一章给水系统总论 1.1.给水系统 一.给水系统分类、组成及布置 二.影响给水系统布置的因素 三.工业给水系统 1.2.设计用水量 一.用水量定额二.用水量变化 三.用水量计 算 1.3.给水系统的工作状况 一.给水系统的流量关系及贮水构筑物容积 二.给水系统的水压关系 1.1给水系统 一.给水系统分类、组成及布置 1.给水系统的分类给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网 组成的系统。 （1）按水源种类可分为 1）地表水给水系统（江河、湖泊、蓄水库、海洋等） 2）地下水给水系统（浅层地下水、深层地下水、泉水等） （2）按供水方式可分为 1）自流供水系统（重力供水） 2）水泵供水系统（压力供水） 3）混合供水系统 （3）按使用目的可分为 1)生活给水系统 2）生产给水系统 3）消防给水系统 （4）按服务对象可分为 1）城市给水系统 2）工业给水系统 在工业给水系统中按用水方式又可分为直流系统、循环系统、复用系统 。 2.给水系统的组成给水系统的任务是从水源取水，按用户对水质的要求进行 处 理，然后将水输送到用水区域，并按用户所需的水压向用户供 水。给水系统一般有下列工程设施组成： （1）取水构筑物-用以从选定的水源（地表水和地下水）取 水。 （2）处理构筑物-用以将原水处理到符合使用要求。一般集 中 布置在水厂内。 （3）提升泵房-用以将所需的水量提升到符合水用要求的 高 度（水压）。 （4）输水管渠和管网-用以将原水送至水厂和将处理后的水 送至用水区。 （5）调节构筑物-用以贮存和调节水量。如：清水池、水塔 、 高位水池等。 3.给水系统的布置二.影响给水系统布置的因素 1.城市规划的影响 2.水源的影响 3.地形的影响 三.工业给水系统 1.工业给水系统的类型（1）直流给水系统 （2）循环给水系统 （3）复用给水系统 2.工业用水的水量平衡（1）水量平衡的目的和含义水量平衡的目的是通过对生产工艺用水要求及其变化规律的了解，挖掘重 复 利用、循环使用的潜力，以做到合理用水、节约用水。水量平衡的含义是指总用水量和总排水量之间的平衡。 总用水量包括：新鲜水、循环用水、回用水 总排水量包括：回用水、 复 用水、清洁废水、污水和废水。 （2）水量平衡图的绘制和作用1.2设计用水量 设计用水量是城市给水系统在设计年限达到的用水 量，设计年限符合城市总体规划，近远期结合，以近为 主。一般近期宜采用510年，远期宜采用1020年。设计用水量由下列各项组成： （1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水 ）； （2）工业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；一.用水量定额 1.综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水） 2. 工业企业生产用水和工作人员生活用水工作人员生活用水包括工业企业工作人员车间生活用水和淋浴 用水。工作人员车间生活用水定额一般可采用3050L/（人班）， 用水时间为8小时时变化系数为1.52.5；淋浴用水根据车间卫生特 征确定，一般可采用4060L/（人班），其延续时间为1小时。 3.消防用水 4.浇洒道路和绿地用水浇洒道路用水量一般可采用2.03.0L/(m2d);绿化用水量一般可采用 1.03.0 L/(m2d)。 5.未预见用水量及管网漏失水量城镇的未预见用水量及管网漏失水量可按最高日用水量的1525 合 并计算。二.用水量变化在一年中最高日用水量与平均日用水量的比值为 日 变化系数Kd。在一天中最高时用水量于平均时用水量的比值为 时 变化系数Kh。最高日城市综合用水的时变化系数宜采用1.3 1.6，日变化系数宜采用1.11.5 三.用水量计算用业生产用水量 Qi=qB(1-n) 式中Qi-工业生产生产用水量，m3/d;q-城市工业万元产值用水量，m3/万元B-城市工业总产值；n-工业用水重复利用率。1.3给水系统的工作状况 一.给水系统的流量关系及贮水构筑物容积 1.给水系统各部分设计流量的确定 （1）取水构筑物，一级泵房，净水构筑物，从水源到水厂的输水管等，按最高日平均 时流量水厂自用水量计算：Qh= （m3/h） 或Qh= （m3/h）（2）地下水源时，一级泵房按最高日平均时流量计算Qh= （m3/d） （3）管网按最高日最高时流量计算Qh= （m3/h）或Qh= （L/s） （4）输水管1）网前设有配水厂或水塔，从二级泵站到配水厂或水塔的输水管，按二级泵房大供 水量计算 2）网中或网后设有水量调节构筑物的输水管应按最高日最高时流量减去调节构筑物 输入管网的流量计算3）输水管同时有消防给水任务时，应分别按包括消防补充水量或消防流量进行复核 （5）二级泵房能力以及清水池和管网调节构筑物的调节容积按照用水量曲线 和拟定的二级泵房工作曲线确定Qd最高日设计流量，m3/d; -水厂自身用水系数，1.051.10，原水含悬浮物较多时取用大值T一级泵房或水厂每天工作时间（h）,大、中水厂一般为24h连续运行，小水厂有时 为8h或16h;Kh时变化系数。2.清水池水塔（高低水池）有效容积计算 （1）清水池清水池的主要作用在于调节一级泵站供水和二级泵站供水之间的流量差值，并贮 存 消防用水和水厂生产用水，因此清水池的有效容积为W=W1+ W2+ W3+ W4W清水池的有效容积，m3W1调节容积，m3;按一、二级泵房供水曲线确定；W2消防贮水量，m3;按2h火灾延续时间计算；W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等用水，m3;按最高日用水量的5%10%计 算；W4安全贮量，m3。当水厂外无调节水池、在缺乏资料的情况下，水厂清水池容积一般可按水厂最高 日用 水量的10%20%计算。清水池应有相等的两座，仅有一座并容积大于500m3时应分成两个。 （2）水塔水塔的作用之一在于调节二级泵站供水和用水量之间的流量差值，并贮存10分钟 的室 内消防水量，因此水塔的有效容积应为：W=W1+W2式中W调节容积，m3; W1调节容积，m3; W2消防贮水量，m3;按10min室内消防水量计算。 当泵站分级工作时，可按最高日用水量的2.5%3%获5%6%计算，城市大时取低 值。二.给水系统的水压关系 1.水泵扬程的确定 (1)一级泵房扬程Hp=H0+hs+hd (m)H0静扬程，等于水源吸水井最低水位和处理构筑物起端最高 水位之差，m;hs水泵吸水管、压水管和泵房内的水头损失，m;hd输水管水头损失，m (2)无水塔管网的二级泵房扬程 Hp=Zc+Hc+hs+hc+hnZc离泵房远或地形高的控制点C地形标高与清水池最低水位的 高 差，m;Hc控制点要求的最小服务水头，m;hs、hc、hn分别表示水泵管路、输水管和管网中的水头损失， m,按最高时水量计算 (3)网前水塔管网的水塔高度Ht=H0+hn-(Zt-Zc) (m) 二级泵站扬程：Hp=Zt+Hi+H0+hc+hs Zt水塔处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;其余符号意义同上(4)网后水塔管网，最高用水时，Hp同无水塔管网，Ht和网前水塔 管网相同，但控制点C在分界线上最大传输时二级泵房扬程：Hp=Zi+Hi+H0+hs+hc+hn (m)hs,hc,hn分别表示最大传输时，水泵吸水管路、输水管和管 网的水头损失（m）,按最大传输时流量计算 2.水塔高度的确定Ht=Hc+hn-(Zt-Zc) 式中 Ht水塔水柜底稿与地面的高度差，m;Hc控制点C要求的最小服务水头，m;Hn按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失 ， m; Zt设置水塔处的地面标高，m;Zc控制点C处的地面标高，m。第二章 输水和配水工程 2.1管网和输水管渠布置 一.管网和输水管渠的定义 二.管网和输水管渠的布置原则 2.2管网各管段流量、管径和水头损失 一.概述二.沿线流量、节点流量、管段计算流量 三.管径计算四.水头损失计算 2.3管网水力计算 一.树状网水力计算 二.环状网水力计算三.输水管渠计算 2.4分区给水系统 一.分区给水概念 二.分区给水基本形式 2.5管材、管网附件和附属构筑物 2.6管网方案技术经济比较2.1管网和输水管渠布置 一.管网和输水管渠的定义输水和配水系统是保证输水到所有用户的全部设施。 它 包括：输水管渠、管网、泵站、水塔和水池等。 二.管网和输水管渠的布置原则 1.管网的布置管顶埋深的设计要求：管道的埋设深度，应根据冰冻情况、外部 荷 载、管材强度以及与其它管道交叉等因素确定。管径的设计要求：负有消防给水任务管道的最小直径，不应小 于 100mm；室外消火栓的间距不应大于120m. 从管网干管到用户和 消 火栓的分配管管径至少为100mm，大城市采用150-200mm。阀门的设计要求：管网上的阀门间距，不应超过5个消火栓的 布 置长度。在配水管网龙起点和平直端的必要位置，应装设排（进） 气 阀，低处应装设泄水阀。集中给水栓的设计要求：集中给水站设置地点，应考虑取水方便 ， 其服务半径一般不大于50m2.输水管渠的布置 输水管渠设计要求：定线：输水管网定线时，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线 路 长度。选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线， 以便施工和检修。减少与铁路、公路和河流的交叉。远距离输水时， 一般情况下往往是加压和重力输水两者的结合形式。设计时应远近期同 时考虑、分期实施设计流量：从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输水管渠的设 计 流量，应按最高日平均时供水量加自用水量确定。当长距离输水时，输水 管 渠的设计流量应计入管渠漏失水量。向管网输水的管道设计流量，当管 网内有调节构筑物时，应按最高日最高时用水条件下，有水厂所负担供应 的水量确定；当无调节构筑物时，应按最高日最高时供水量确定。负有 消防给水任务的输水管渠尚应包括消防补充流量或消防流量。条数及连通管：输水管渠一般不宜少于两条，当有安全贮水池或其它 安 全供水措施时，也可修建一条输水干管，输水干管和连通管管径及连通管 根 数，应按输水干管任何一段发生故障时仍能通过事故用水量计算确定。 城镇的事故水量为设计水量的70%。附属设施：输水管道应根据具体情况设置分段和分区检修的阀 门。在输水管道隆起点和平直段的必要位置上，应装设排（进） 气阀，低处应装设进水阀。2.2管网各管段流量、管径和水头损失 一.概述 如同管网定线一样管网的水力计算也只限于干管。 二.沿线流量、节点流量、管段计算流量 1.沿线流量和节点流量 （1）沿线流量qs=式中qs比流量，L/(sm);Q管网设计总用水量（最高日最高时），L/s;q大用户集中于节点的总流量，L/s;l干管总长度，m;不包括穿越广场、公园等无建筑物地区的管线；只 有一侧 配水管线，长度按一半计算。两节点之间的干管段，其沿线流量等于比流量qs乘以管段长度l(m):ql=qsl式中ql沿线流量，L/s;l该管段的长度,m。（2）节点流量 qi=0.5ql 2.管段计算流量单水源的树状网中，每一管段只有唯一的流量，任 意 管段的流量等于该管段下游所有节点流量的总和。环状网的流量分配比较复杂，必须保持每一节