第一章 概论
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第一章概论
加 工 程 序
输 入 装 置
数 控 系 统
伺服系统 机 床 辅助控制装置
反馈系统
数控机床的基本组成
二、数控机床工作原理
1.基本工作原理 1）在数控机床上加工工件时，首先要根据加工零件的图样与工 艺方案，用规定的格式编写程序单，并且记录在程序载体上； 2）把程序载体上的程序通过输入装置输入到数控装置中去； 3）数控装置将输入的程序经过运算处理后，向机床各个坐标的 伺服系统发出信号； 4）伺服系统根据数控装置发出的信号，通过伺服执行机构(如 步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机)，经传动装置 (如滚珠丝杠螺母副等)，驱动机床各运动部件，使机床按规定的 动作顺序、速度和位移量进行工作，从而制造出符合图样要求 的零件。
数控机床的发展过程
第一代；1952～1959年 电子管元件； 第二代：1959年 第三代；1965年 第四代：1970年 第五代：1974年 晶体管元件； 小规模集成电路； 小型计算机 微处理器
第六代：1990年
基于PC机的通用CNC系统
我国是从1958年开始起步的
数控机床主要发展方向
1．高速度、高精度化 2．“开放式” 3．智能化 4．复合化 5．高可靠性 6．多种插补功能 7．人机界面的友好
1．高速度、高精度化
高速化指数控机床的高速切削和高速插补进给，目标是在 保证加工精度的前提下，提高加工速度。这不仅要求数控系统 的处理速度快，同时还要求数控机床具有大功率和大转矩的高 速主轴、高速进给电动机、高性能的刀具、稳定的高频动态刚 度。高精度包括高进给分辨率、高定位精度和重复定位精度、 高动态刚度、高性能闭环交流数字伺服系统等。数控机床由于 装备有新型的数控系统和伺服系统，使机床的分辨率和进给速 度达到0.1μm(24m／min)，lμm(100~240m／min)，现代数控 系统已经逐步由16位CPU过渡到32位CPU。
控制工程基础ppt课件第一章 控制工程基础概论
性理论。 1895年：A. Hurwitz提出赫尔维茨稳定性判据。
1932年：H. Nyquist提出乃奎斯特稳定性判据。 1945年：H. W. Bode提出反馈放大器的 一般设计方法
第一章 概论
1948年：N. Wiener发表《控制论》，标志经典 控制理论基本形成；经典控制理论以传递函数 为基础，主要研究单输入—单输出（SISO）系 统的分析和控制问题；
第一章 概论
根据自动控制理论的内容和发展的不同阶 段，控制理论可分为“经典控制理论”和“现 代控制理论”两大部分。
“经典控制理论”的内容是以传递 函数为基础，以频率法和根轨迹法作 为分析和综合系统基本方法，主要研 究单输入，单输出这类控制系统的分 析和设计问题。
第一章 概论 第一颗人造卫星（苏联，1957年）
机电工业是我国最重要的支柱产业之一 ，而传 统的机电产品正在向机电一体化（Mechatronics） 方向发展。机电一体化产品或系统的显著特点是控 制自动化。
机电控制型产品技术含量高，附加值 大，在国内外市场上具有很强的竞争优势， 形成机电一体化产品发展的主流。当前国 内外机电结合型产品，诸如典型的工业机 器人，数控机床，自动导引车等都广泛地 应用了控制理论。
第一章 概论 勇气号、机遇号火星探测器（美国，2004年）
第一章 概论 土卫六探测器（欧盟，2005年）
第一章 概论 坦普尔1号彗星深度撞击（美国，2005年）
第一章 概论
常娥一号（2007年，中国）
第一章 概论
导弹击中卫星（中国，2007年； 美国，2008年）
第一章 概论
“作为技术科学的控制论，对工程技术、
u2 放大器
ua 控制 电机
n
减 速 器
1932年：H. Nyquist提出乃奎斯特稳定性判据。 1945年：H. W. Bode提出反馈放大器的 一般设计方法
第一章 概论
1948年：N. Wiener发表《控制论》，标志经典 控制理论基本形成；经典控制理论以传递函数 为基础，主要研究单输入—单输出（SISO）系 统的分析和控制问题；
第一章 概论
根据自动控制理论的内容和发展的不同阶 段，控制理论可分为“经典控制理论”和“现 代控制理论”两大部分。
“经典控制理论”的内容是以传递 函数为基础，以频率法和根轨迹法作 为分析和综合系统基本方法，主要研 究单输入，单输出这类控制系统的分 析和设计问题。
第一章 概论 第一颗人造卫星（苏联，1957年）
机电工业是我国最重要的支柱产业之一 ，而传 统的机电产品正在向机电一体化（Mechatronics） 方向发展。机电一体化产品或系统的显著特点是控 制自动化。
机电控制型产品技术含量高，附加值 大，在国内外市场上具有很强的竞争优势， 形成机电一体化产品发展的主流。当前国 内外机电结合型产品，诸如典型的工业机 器人，数控机床，自动导引车等都广泛地 应用了控制理论。
第一章 概论 勇气号、机遇号火星探测器（美国，2004年）
第一章 概论 土卫六探测器（欧盟，2005年）
第一章 概论 坦普尔1号彗星深度撞击（美国，2005年）
第一章 概论
常娥一号（2007年，中国）
第一章 概论
导弹击中卫星（中国，2007年； 美国，2008年）
第一章 概论
“作为技术科学的控制论，对工程技术、
u2 放大器
ua 控制 电机
n
减 速 器
第一章 人因工程学概论
（3）问卷法。是研究者根据研究目的编制一系列问题和项目，以问卷或量表的形式收集被调查者的答案并进行分析的一种方法。
（二）观测法
观测法是研究者通过观察、测定和记录自然情境下发生的现象来认识研究对象的一种方法。这种方法是在不影响事件的情况下进行的，观测者不介入研究对象的活动中，因此能避免对研究对象的影响，可以保证研究的自然性和真实性。
2.人因工程学的兴起时期
这一阶段处于第一次世界大战至第二次世界大战之前。第一次世界大战为工作效率研究提供了重要背景。该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。
自1924年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了长达8年的“霍桑实验”，这是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。实验得到的结论是工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不容忽视的因素。
（四）心理测量法
心理测量法（也叫感觉评价法）是运用人的主观感受对系统的质量、性质等进行评价和判定的一种方法，即人对事物客观量作出主观感觉评价。
心理测量对象可分为两类，一类(A)是对产品或系统的特定质量、性质进行评价，如声压级、照明的照度及亮度、空气的干湿程度等评价；另一类(B)是对产品或系统的整体进行综合评价，如舒适性、使用性、居住性、工作性等。
四、人因工程学有哪些研究方法？
答：（一）调查法
调查法是获取有关研究对象资料的一种基本方法。它具体包括访谈法、考察法和问卷法。
（1）访谈法。是研究者通过询问交谈来收集有关资料的方法。
（2）考察法。通过实地考察，发现现实的人一机一环境系统中存在的问题，为进一步开展分析、实验和模拟提供背景资料。
人体测量学主要研究静态结构性人体测量尺寸数据和动态功能性人体测量数据。
（二）观测法
观测法是研究者通过观察、测定和记录自然情境下发生的现象来认识研究对象的一种方法。这种方法是在不影响事件的情况下进行的，观测者不介入研究对象的活动中，因此能避免对研究对象的影响，可以保证研究的自然性和真实性。
2.人因工程学的兴起时期
这一阶段处于第一次世界大战至第二次世界大战之前。第一次世界大战为工作效率研究提供了重要背景。该阶段主要研究如何减轻疲劳及人对机器的适应问题。
自1924年开始，在美国芝加哥西方电气公司的霍桑工厂进行了长达8年的“霍桑实验”，这是对人的工作效率研究中的一个重要里程碑。实验得到的结论是工作效率不仅受物理的、生理的因素影响，还发现组织因素、工作气氛和人际关系等都是不容忽视的因素。
（四）心理测量法
心理测量法（也叫感觉评价法）是运用人的主观感受对系统的质量、性质等进行评价和判定的一种方法，即人对事物客观量作出主观感觉评价。
心理测量对象可分为两类，一类(A)是对产品或系统的特定质量、性质进行评价，如声压级、照明的照度及亮度、空气的干湿程度等评价；另一类(B)是对产品或系统的整体进行综合评价，如舒适性、使用性、居住性、工作性等。
四、人因工程学有哪些研究方法？
答：（一）调查法
调查法是获取有关研究对象资料的一种基本方法。它具体包括访谈法、考察法和问卷法。
（1）访谈法。是研究者通过询问交谈来收集有关资料的方法。
（2）考察法。通过实地考察，发现现实的人一机一环境系统中存在的问题，为进一步开展分析、实验和模拟提供背景资料。
人体测量学主要研究静态结构性人体测量尺寸数据和动态功能性人体测量数据。
第1章 信息资源概论
5. 按加工处理程度划分
一次信息、二次信息、三次信息 一次信息、二次信息、
6
1.1 信息概述 1.1.3 信息的性质
普遍性 客观性 无限性 相对性 抽象性 动态性
7
1.1 信息概述
依附性 传递性 共享性 转换性 可伪性 增值性
物质
能量
信息
8
1.1 信息概述
1.1.4 信息的功能
信息是宇宙万物有序运行的内在依据； 信息是人类认识世界和改造世界的中介； 信息是维系社会生存与发展的动因； 信息是智慧的源泉，是人类的精神食粮； 信息是管理的灵魂。
22
1.2 信息资源
2. 基于概率的信息度量 信息量的大小取决于信息内容消除人们 信宿） 认识的不确定程度， （ 信宿 ） 认识的不确定程度 ， 消除的不确定 程度大， 则发出的信息量就大； 程度大 ， 则发出的信息量就大 ； 消除的不确 定程度小， 则发出的信息量就小。 定程度小 ， 则发出的信息量就小 。 如果事先 就确切地知道消息的内容， 就确切地知道消息的内容 ， 那么消息中所包 含的信息量就等于零。 含的信息量就等于零。
30
1.3 信息化
（2）日本的信息化建设
1991年，日本宣布成功研制出第五代计算机并行网 络系统。 1992年，日本又开始研制能模拟人的形象思维的第 六代计算机。 1994年，日本通产省和邮政省提出建设全国范围的 信息通信基础设施计划。 此外，日本政府还采取了一系列重大举措，如修改 广播法、取消CATV方面的限制、开放日本广电市场， 实施电子商务推动计划等。
26
1.2 信息资源
（1）R1的计算公式：
R1＝
（2）R2的计算公式：
U1＋U2＋U3＋U4 M
R2＝S1＋S2 V1＋V2＋V3＋V4＋V5＋V6 S1＝ M W1＋W2＋W3＋W4＋W5 S2＝ M
华中科技大学纳米材料第一章——概论
05.10.2020
5
纳米科技（Nano Science and Technology）的首要任务 是通过各种手段，如微细加工技术和扫描探针技术等制备纳 米材料或具有纳米尺度的结构；其次借助许多先进的观察测 量技术与仪器来研究制备纳米材料或纳米尺度结构的各种特 性；最后根据其特殊的性质来进行有关的应用。因此，纳米 材料、纳米加工制造技术以及纳米测量表征技术构成纳米科 技发展的三个非常重要的支撑技术，并奠定了整个纳米科技 发展的基础。
《纳米材料和技术》 Nano Materials and Technology
主 讲： 熊惟皓 教授 Lecturer: Prof. Weihao Xiong
05.10.2020
1
学时（Period） 3Leabharlann 学时 (28学时讲授；4学时实验)
教学要求（Requirement） 本课程从纳米材料的组织结 构、制备方法、性能之间的关系进行研究，着重阐述O维、 一维、二维材纳米料的制备工艺及对材料组织与性能的影 响，并介绍高性能材料制备所涉及的工艺设备。主要通过 讲课及现场教学，对不同维数纳料材料的制备方法及形成 机制有一个较为全面的了解。
05.10.2020
2
课程内容（Content）
第一章 概论 第二章 一维纳米材料及其制备 第三章 纳米薄膜材料及其制备 第四章 纳米块体材料及其制备 第五章 纳米复合材料 第六章 纳米材料的应用
05.10.2020
3
主要参考书（Sources for further reading）
05.10.2020
向上具有宏观尺寸的物质，包括纳米薄膜、纳米涂层等形 态。 三维纳米材料（Three-dimension nano materials）
【第一章】体质健康概论
二、体质评价的内容与指标
指标就是我们正在研究的概念存在的一个标记，是我们 选择的观察对象，它反映我们所要研究的变量。体质指标 是对体质范畴的变异方面的规定性加以具体化。
第一章 体质健康概论
本章导语
健康是一个多维的综合概念，随着人类科学技术的发展， 人类对健康的认识也在不断地深入。本章从体质的不同维 度介绍健康，首先介绍了健康的概念和影响因素，促进健 康的概念、方法与原则，其次介绍了我国医学和体育领域 对体质的界定，以及体质所包含的5个方面（身体形态、身 体机能、身体素质、心理素质、适应能力）的结构构成、 相关概念、测试指标及评价量表，最后将体质健康作为一 个整体概念，对其丰富的内涵做了解析。
第四，从能够明显表现体格健康的几个主要方面提出标 准，诸如体重(适当的体重可表现出良好、合理的营养状 态)、身材、眼睛、牙齿和肌肉等的状态。
二、 影响健康的因素
人的身体、心理和社会适应的健康状况有赖于遗传、环 境、机体和病因等相互之间的平衡关系。
二、 影响健康的因素
(一) 行为和生活方式因素
1行为因素 行为是影响健康的重要因素，几乎所有影响健康因素的 作用都与行为有关。例如吸烟与肺癌、慢性阻塞性肺病、 缺血性心脏病及其他心血管疾病密切相关。酗酒、吸毒、 婚外性行为等不良行为也严重危害人类健康。 2.生活方式 由于生活方式和不良行为可导致慢性非传染性疾病及性 病、艾滋病迅速增加，近年来我国恶性肿瘤、心脑血管疾 病已占总死亡原因的61%。据美国相关机构调查只要有效地 控制行为危险因素，如饮食不合理、缺乏体育锻炼、吸烟、 酗酒和滥用药物等，就能减少40%~70%的早死、l/3的急性 残疾和2/3的慢性残疾发生。
一、健康的概念
(二) 健康的标准
世界卫生组织于1982年提出了10条健康标准。
特种加工
目前我国有多家电加工机床生产厂家，已经可以 满足一般生产需求。存在的问题主要有：
1，机床的精度不高；自动化程度有差距。
2，创新性不高，以仿制为主。
第一章 概论
洛阳理工学院
1.3 特种加工的分类
特种加工的分类还没有明确的规定，一般按能量 来源和作用形式以及加工原理可分为表1-1所示的形式。
第一章 概论
行型孔的最后成形加工，避免了热处理变形。
第一章 概论
洛阳理工学院
特种加工对材料的可加工性和结构工艺性 的影响
2，改变传统的工艺路线。 在传统的钣金零件生产中，板材在折弯前要进行冲孔， 切边等工序，根据孔的形状要设计制造各种模具，周 期较长，且初期投入较大，如果产品设计有了更改， 模具要相应改动。现在激光切割的应用逐渐普遍。使
第一章 概论
洛阳理工学院
机械加工的难题
总结：由于切削加工的加工原理限制，以上问题采用切 削加工难以实现。 切削加工：是用一种硬度高于工件材料的单刃或多刃刀 具在工件表层切去一部分预留量，使工件达到预定的 几何形状，表面质量的过程。
第一章 概论
洛阳理工学院
切削加工的条件
为实现切削过程，必须具备三个条件： 1，工件与刀具之间有相对运动； 2，刀具材料具有一定的切削性能，比如硬度，强度，韧 性，耐磨性，且硬度一般要高于工件材料的硬度； 3，刀具必须具有适当的几何参数。
(1) 不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量 (如电、化学、光、声、热等)去除金属材料。 (2) 加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械 切削力，故加工的难易与工件硬度无关。 (3) 各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成
新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。
如目前的电解电火花加工(ECDM)、超声铣削， 就是 两种加工复合而形成的新加工方法。
第1章 建设法规概论
3.根据规范内容的确定性程序可分： 根据规范内容的确定性程序可分：
（1）确定性规范 ）
指规范的内容明确，结构完整，可以直接适 指规范的内容明确，结构完整， 用的规范。 用的规范。
（2）非确定性规范 ）
指规范没有明确的行为模式或具体的法律后 果，而需要引用其他法律规范来说明或补充 的规范。包括委任性规范和准用性规范。 的规范。包括委任性规范和准用性规范。
1.0.4.法律规范的分类 1.0.4.法律规范的分类
1.按照规范的内容分：
（1）授权性规范
特点：即不强令人们必须做，也不禁止人们不得做。 特点：即不强令人们必须做，也不禁止人们不得做。 人们有行为选择的自由。如选民行使选举权。 人们有行为选择的自由。如选民行使选举权。
（2）命令性规范
特点：规定必须为一定行为的义务。 特点：规定必须为一定行为的义务。如儿童必须完 成义务教育。 成义务教育。
回答： 回答：
建筑工程法律关系的三个构成要素分别是建筑工 建筑工程法律关系的三个构成要素分别是建筑工 程法律关系主体、建筑工程法律关系客体、 程法律关系主体、建筑工程法律关系客体、建筑 工程法律关系内容。 工程法律关系内容。 本案中的建筑工程法律关系主体 建筑工程法律关系主体是美乐漆业有限 本案中的建筑工程法律关系主体是美乐漆业有限 责任公司与洪江市建筑工程第六公司。 责任公司与洪江市建筑工程第六公司。 本案中的建筑工程法律关系客体 建筑工程法律关系客体是美乐漆业有限 本案中的建筑工程法律关系客体是美乐漆业有限 责任公司位于洪江市建国区滨江路170 号的15 170号的 15层 责任公司位于洪江市建国区滨江路 170 号的 15 层 职工宿舍楼。 职工宿舍楼。
案例分析
基本案情： 基本案情： 2002年 12月 2002 年 12 月 ， 美乐漆业有限责任公司筹建 15层职工宿舍楼 层职工宿舍楼， 15 层职工宿舍楼 ， 通过履行正常的招投标 程序， 程序 ， 将该工程委托洪江市建筑工程第六 公司承建。 双方合同约定： 公司承建 。 双方合同约定 ： 洪江市建筑工 程第六公司以包工包料方式承建美乐漆业 有限责任公司位于洪江市建国区滨江路170 有限责任公司位于洪江市建国区滨江路170 号的15 层职工宿舍楼； 15层职工宿舍楼 号的 15 层职工宿舍楼 ； 工程总造价人民币 970万元 万元； 970万元；洪江市建筑工程第六公司应于
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日本的“水俣病”、日本富山县的“骨痛病”
四、排水系统的体制
1、污水的概念与分类： ——在使用过程中受到了不同程度的污染，改变了原来的化
学成分和物理性质的水，叫污水。
生活污水 ----人们日常生活中使用过的水。 按 来 源 分 工业废水 ----在工业生染程度的不同：生产废水和生产污水 按所含主要污染物的化学性质： 按所含主要污染物的化学性质： 主要含无机物的废水 主要含有机物的废水 同时含有机物和无机物的废水 按主要污染物成分：酸性废水、 按主要污染物成分：酸性废水、碱性污水 含铬废水、 含铬废水、含汞废水等
• 污水管道系统设计 • 雨水管道系统设计
重 点
• 合流制管渠系统设计
-----合流制管道的使用条件、 水力计算、改造途径等
• 排水管渠及附属构筑物
-----排水管渠断面形式、接口、基础、附属构筑物等
《排水管网工程》课件
第一章
概 论
土木建筑工程学院
给水排水工程教研室
第一章
概
论
主要内容： 主要内容： • 排水工程的发展历史 • 排水工程的概念及内容 • 城市排水管网系统的作用 • 排水系统的体制 • 排水系统的主要组成部分 • 排水系统的布置形式 • 工业企业排水系统与城市排水系统的关系 • 废水的综合治理和区域排水系统 • 排水系统的设计程序 ▲ 重 点：排水体制及其选择；排水系统的主要组成；排 水系统的布置形式及布置原则；各种布置形式特点；适用条 件，存在问题。 ▲ 难 点：排水系统布置。
一、排水工程的发展历史（续）
——在近代我国排水工程发展缓慢，建国前全国103个 城市建有排水设施，管线总长6034.8km，全国只 有上海、南京建有城市污水处理厂，日处理能力 为4万吨。1921年上海北区污水厂，是我国最早的 活性污泥法水厂。 ——建国后，排水工程事业发展较快，城市下水道普 及率达60%以上。至1995年，全国排水管道总长11 万km，城市污水处理厂838座，日处理能力1645.4 万吨。
截流式合流制 这种系统是在沿河的岸边铺设一条截流干管，同时在截流干管上 设置溢流井，并在下游设置污水处理厂。
晴天和初降雨 时污水 污水处理厂 排入水体或再利用
截流式合流制
当混合污水的流量>截流干管的输水能力时，
部分混合污水 → 水体
特点：比直排式有了较大的改进，但
溢流井
上 游 合 流 管 管 堰 管 流 流 流 截 溢 溢
五、排水系统的组成部分
1、城市生活污水排水系统的组成部分
室内污水管道 系统与设备 室外污水 管道系统 污水泵站或 压力管道 污水处理厂
事故排出口 街坊管道、街道污水管道、附属构筑物等
手盆、便器、 手盆、便器、水 封管、支管、 封管、支管、立 管、出户 管．．．
出水口
接户管、 接户管、小 区支管、 区支管、小 区干管
检查井、 检查井、跌水井 城市支管、干管、 城市支管、干管、 主干管
室内污水管道系统
室外污水管道系统
楼栋 接户管 小区支管
街 坊 管 道 系 统
小区干管
居住小区 支管
干管
街 道 管 道 系 统
污水处 泵站 理厂
五、排水系统的组成部分（续1）
2、工业废水排水系统的组成部分
车间内部管道 系统与设备
二、排水工程的概念与内容
排水工程的概念：
——指为保护环境而建设的一整套用于收集、输送、 处理和利用污水的工程设施
本课程内容
排水工程的内容：
一是污水的收集、输送部分——排水管网 二是污水的处理、利用部分——污水处理
三、排水工程的作用
——保护环境免受污染，使城市免受污水之害 和洪水之灾 ——促进工农业生产，保证城市可持续性发展 ——保护人民的身体健康与正常生活
降水（降雨和降雪）
----大气降水，包括液态降水和固态降水，通常指降雨。
四、排水系统的体制（续1）
2、污水的最终出路有三：
一是排放水体 二是灌溉农田 自然复用 三是重复使用 间接复用 直接复用
直接复用的几种方式
城市给水
排放
生活饮用水系统
城市给水
生活饮用水系统
杂用水系统
杂用水系统
中水处理设施
单幢建筑中水系统 城 市 污 水 回 用 系 统
优点：减轻水体污染， 保护环境
缺点：主干管的管径稍 大，有时埋深偏深，需 要增加污水提升泵站;
适用于：分流制污水管 道系统的布置、区域排 区域排 水系统布置 （2）截流式 ）
六、排水系统的布置形式
地势向水体倾斜较大时，可使干管与等高线及河道基本上平行， 地势向水体倾斜较大时，可使干管与等高线及河道基本上平行， 主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。 主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。
地势向水体适当倾斜时， 地势向水体适当倾斜时，各排水流域的干管可以最短距离沿与 水体垂直相交的方向布置。 水体垂直相交的方向布置。
优点：干管长度短、管径小， 经济，污水排出迅速
缺点：污水未经处理直接排 放，使水体遭受严重污染
适用于：雨水管道系统的布 置 （1）正交式 ）
六、排水系统的布置形式
地势向水体适当倾斜时，沿河岸再敷设主干管， 地势向水体适当倾斜时，沿河岸再敷设主干管，并将各干管的 污水截流送至污水厂。 污水截流送至污水厂。
排入水体或再利用
特点：比较符合环境保护的要 求，但对城市管渠的一次 性投资较大。 适用于新建城市。
完全分流制
不完全分流制 （２）不完全分流制
这种体制只有污水排水系 统，没有完整的雨水排水系统。 各种污水通过污水排水系统送 至污水厂，经过处理后排入水 体；雨水沿道路边沟，地面明 渠和小河，然后进入较大的水 体。 不完全分流制 如城镇的地势适宜，不易积水时，或初建城镇和小区可采用不完全分流 制，先解决污水的排放问题，待城镇进一步发展后，再建雨水排水系统， 完成完全分流制的排水系统。这样可以节省初期投资，有利于城镇的逐步 发展。
四、排水系统的体制（续3）
6．排水体制的选择
（1）从城市规划方面看：
合流制仅有一条管渠系统，对地下建筑相互间的矛盾较小，占地少，施工 方便。分流制管线多，对地下建筑的竖向规划矛盾较大。
（2）从环境保护方面看：
直排式合流制不符合卫生要求，新建的城镇和小区已不再采用； 完全合流制排水系统卫生条件较好，但工程量大，初期投资大，污水厂的运行 管理不便，特别是在我国经济实力还不雄厚的城镇和地区，更是无法采用； 在老城市的改造中，常采用截流式合流制，充分利用原有的排水设施，与直排式 相比，减小了对环境的危害，但仍有部分混合污水通过溢流井直接排入水体。 分流制排水系统的管线多，但卫生条件好，有利于环境保护，虽然初降雨水对水 体有污染，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城镇卫 生的要求，所以在国内外得到推荐应用，而且也是城镇排水系统体制发展的方向； 不完全分流制排水系统，初期投资少，有利于城镇建设的分期发展，在新建城镇 和小区可考虑采用这种体制；半分流制卫生情况比较好，但管渠数量多，建造费 用高，一般仅在地面污染较严重的区域（如某些工厂区等）采用。
（4）从排水系统的管理上看：
合流制管道系统在晴天时只是部分流，流速较低，容易产生沉淀，据经验， 管中的沉淀物易被暴雨水流冲走，这样以来合流制管道系统的维护管理费用可 以降低，但是，流入污水厂的水量变化较大，污水厂运行管理复杂。 分流制管道系统可以保证管内的流速，不致发生沉淀，同时，污水厂的运 行管理也易于控制。
四、排水系统的体制（续3）
排水系统体制的选择，应根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况 和排放标准、原有排水设施、污水处理和利用情况、地形和水体等条件， 在满足环境保护的前提下，全面规划，按近期设计，考虑远期发展，通 过技术经济比较，综合考虑而定。
新建的城镇和小区宜采用分流制和不完全分流制； 老城镇可采用截流式合流制； 在干旱少雨地区；或街道较窄地下设施较多而修建污水和雨水两条管线 有困难的地区，也可考虑采用合流制。
在雨天时，仍有部分混合污水未经处 理而直接排放，成为水体的污染源而 使水体遭受污染。 适用于对老城市的旧合流制的改造
（１）完全分流制
完全分流制
既有污水管道系统，又有雨水管渠系统
生活污水 工业废水 雨水 污水排水系统 雨水排水系统
雨 水 干 管 污 水 干 管 污水主干管 污水处理厂
污水厂 排入水体
排水管网工程
给水排水工程2008级 级 给水排水工程 2011年9月 年 月
土木建筑工程学院
给水排水工程教研室
本课程的主要内容
• 概论
-----排水工程概念、内容、作用、排水体制、排水 系统的布置形式等 -----污水管道的设计步骤及 注意事项、设计举例 -----雨水管道的设计步骤及 注意事项、设计举例
四、排水系统的体制（续3）
（3）从投资方面看：
分流制比合流制高。合流制只敷设一条管渠，其管渠断面尺寸与分流制的雨水 管渠相差不大，管道总投资较分流制低20%～40%，但合流制的泵站和污水厂却比 分流制的造价要高。由于管道工程的投资占给排水工程总投资的70%～80%，所以 总的投资分流制比合流制高。 如果是初建的城镇和小区，初期投资受到限制时，可以考虑采用不完全分流 制，先建污水管道而后建雨水管道系统，以节省初期投资，有利于城镇发展，且 工期短，见效快，随着工程建设的发展，逐步建设雨水排水系统。
中水处理设施 排放
居住小区中水系统
给水厂
生活用水 杂用水 工业用水 污水处理厂
再生水厂
四、排水系统的体制（续2）
3、排水系统体制的概念：
——排水系统对生活污水、工业废水和雨水所采取 的不同排除方式。
4、排水系统体制的分类：
直排式 ——将生活污水、工业废水和雨水混合在同一 合流制 截流式 个管渠内排放的排水系统。 完全分流制 ——将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两 分流制 个以上各自独立的管渠内排除的排水系统。 不完全分流制 排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统。 排除雨水的系统成为雨水排水系统。
四、排水系统的体制
1、污水的概念与分类： ——在使用过程中受到了不同程度的污染，改变了原来的化
学成分和物理性质的水，叫污水。
生活污水 ----人们日常生活中使用过的水。 按 来 源 分 工业废水 ----在工业生染程度的不同：生产废水和生产污水 按所含主要污染物的化学性质： 按所含主要污染物的化学性质： 主要含无机物的废水 主要含有机物的废水 同时含有机物和无机物的废水 按主要污染物成分：酸性废水、 按主要污染物成分：酸性废水、碱性污水 含铬废水、 含铬废水、含汞废水等
• 污水管道系统设计 • 雨水管道系统设计
重 点
• 合流制管渠系统设计
-----合流制管道的使用条件、 水力计算、改造途径等
• 排水管渠及附属构筑物
-----排水管渠断面形式、接口、基础、附属构筑物等
《排水管网工程》课件
第一章
概 论
土木建筑工程学院
给水排水工程教研室
第一章
概
论
主要内容： 主要内容： • 排水工程的发展历史 • 排水工程的概念及内容 • 城市排水管网系统的作用 • 排水系统的体制 • 排水系统的主要组成部分 • 排水系统的布置形式 • 工业企业排水系统与城市排水系统的关系 • 废水的综合治理和区域排水系统 • 排水系统的设计程序 ▲ 重 点：排水体制及其选择；排水系统的主要组成；排 水系统的布置形式及布置原则；各种布置形式特点；适用条 件，存在问题。 ▲ 难 点：排水系统布置。
一、排水工程的发展历史（续）
——在近代我国排水工程发展缓慢，建国前全国103个 城市建有排水设施，管线总长6034.8km，全国只 有上海、南京建有城市污水处理厂，日处理能力 为4万吨。1921年上海北区污水厂，是我国最早的 活性污泥法水厂。 ——建国后，排水工程事业发展较快，城市下水道普 及率达60%以上。至1995年，全国排水管道总长11 万km，城市污水处理厂838座，日处理能力1645.4 万吨。
截流式合流制 这种系统是在沿河的岸边铺设一条截流干管，同时在截流干管上 设置溢流井，并在下游设置污水处理厂。
晴天和初降雨 时污水 污水处理厂 排入水体或再利用
截流式合流制
当混合污水的流量>截流干管的输水能力时，
部分混合污水 → 水体
特点：比直排式有了较大的改进，但
溢流井
上 游 合 流 管 管 堰 管 流 流 流 截 溢 溢
五、排水系统的组成部分
1、城市生活污水排水系统的组成部分
室内污水管道 系统与设备 室外污水 管道系统 污水泵站或 压力管道 污水处理厂
事故排出口 街坊管道、街道污水管道、附属构筑物等
手盆、便器、 手盆、便器、水 封管、支管、 封管、支管、立 管、出户 管．．．
出水口
接户管、 接户管、小 区支管、 区支管、小 区干管
检查井、 检查井、跌水井 城市支管、干管、 城市支管、干管、 主干管
室内污水管道系统
室外污水管道系统
楼栋 接户管 小区支管
街 坊 管 道 系 统
小区干管
居住小区 支管
干管
街 道 管 道 系 统
污水处 泵站 理厂
五、排水系统的组成部分（续1）
2、工业废水排水系统的组成部分
车间内部管道 系统与设备
二、排水工程的概念与内容
排水工程的概念：
——指为保护环境而建设的一整套用于收集、输送、 处理和利用污水的工程设施
本课程内容
排水工程的内容：
一是污水的收集、输送部分——排水管网 二是污水的处理、利用部分——污水处理
三、排水工程的作用
——保护环境免受污染，使城市免受污水之害 和洪水之灾 ——促进工农业生产，保证城市可持续性发展 ——保护人民的身体健康与正常生活
降水（降雨和降雪）
----大气降水，包括液态降水和固态降水，通常指降雨。
四、排水系统的体制（续1）
2、污水的最终出路有三：
一是排放水体 二是灌溉农田 自然复用 三是重复使用 间接复用 直接复用
直接复用的几种方式
城市给水
排放
生活饮用水系统
城市给水
生活饮用水系统
杂用水系统
杂用水系统
中水处理设施
单幢建筑中水系统 城 市 污 水 回 用 系 统
优点：减轻水体污染， 保护环境
缺点：主干管的管径稍 大，有时埋深偏深，需 要增加污水提升泵站;
适用于：分流制污水管 道系统的布置、区域排 区域排 水系统布置 （2）截流式 ）
六、排水系统的布置形式
地势向水体倾斜较大时，可使干管与等高线及河道基本上平行， 地势向水体倾斜较大时，可使干管与等高线及河道基本上平行， 主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。 主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。
地势向水体适当倾斜时， 地势向水体适当倾斜时，各排水流域的干管可以最短距离沿与 水体垂直相交的方向布置。 水体垂直相交的方向布置。
优点：干管长度短、管径小， 经济，污水排出迅速
缺点：污水未经处理直接排 放，使水体遭受严重污染
适用于：雨水管道系统的布 置 （1）正交式 ）
六、排水系统的布置形式
地势向水体适当倾斜时，沿河岸再敷设主干管， 地势向水体适当倾斜时，沿河岸再敷设主干管，并将各干管的 污水截流送至污水厂。 污水截流送至污水厂。
排入水体或再利用
特点：比较符合环境保护的要 求，但对城市管渠的一次 性投资较大。 适用于新建城市。
完全分流制
不完全分流制 （２）不完全分流制
这种体制只有污水排水系 统，没有完整的雨水排水系统。 各种污水通过污水排水系统送 至污水厂，经过处理后排入水 体；雨水沿道路边沟，地面明 渠和小河，然后进入较大的水 体。 不完全分流制 如城镇的地势适宜，不易积水时，或初建城镇和小区可采用不完全分流 制，先解决污水的排放问题，待城镇进一步发展后，再建雨水排水系统， 完成完全分流制的排水系统。这样可以节省初期投资，有利于城镇的逐步 发展。
四、排水系统的体制（续3）
6．排水体制的选择
（1）从城市规划方面看：
合流制仅有一条管渠系统，对地下建筑相互间的矛盾较小，占地少，施工 方便。分流制管线多，对地下建筑的竖向规划矛盾较大。
（2）从环境保护方面看：
直排式合流制不符合卫生要求，新建的城镇和小区已不再采用； 完全合流制排水系统卫生条件较好，但工程量大，初期投资大，污水厂的运行 管理不便，特别是在我国经济实力还不雄厚的城镇和地区，更是无法采用； 在老城市的改造中，常采用截流式合流制，充分利用原有的排水设施，与直排式 相比，减小了对环境的危害，但仍有部分混合污水通过溢流井直接排入水体。 分流制排水系统的管线多，但卫生条件好，有利于环境保护，虽然初降雨水对水 体有污染，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城镇卫 生的要求，所以在国内外得到推荐应用，而且也是城镇排水系统体制发展的方向； 不完全分流制排水系统，初期投资少，有利于城镇建设的分期发展，在新建城镇 和小区可考虑采用这种体制；半分流制卫生情况比较好，但管渠数量多，建造费 用高，一般仅在地面污染较严重的区域（如某些工厂区等）采用。
（4）从排水系统的管理上看：
合流制管道系统在晴天时只是部分流，流速较低，容易产生沉淀，据经验， 管中的沉淀物易被暴雨水流冲走，这样以来合流制管道系统的维护管理费用可 以降低，但是，流入污水厂的水量变化较大，污水厂运行管理复杂。 分流制管道系统可以保证管内的流速，不致发生沉淀，同时，污水厂的运 行管理也易于控制。
四、排水系统的体制（续3）
排水系统体制的选择，应根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况 和排放标准、原有排水设施、污水处理和利用情况、地形和水体等条件， 在满足环境保护的前提下，全面规划，按近期设计，考虑远期发展，通 过技术经济比较，综合考虑而定。
新建的城镇和小区宜采用分流制和不完全分流制； 老城镇可采用截流式合流制； 在干旱少雨地区；或街道较窄地下设施较多而修建污水和雨水两条管线 有困难的地区，也可考虑采用合流制。
在雨天时，仍有部分混合污水未经处 理而直接排放，成为水体的污染源而 使水体遭受污染。 适用于对老城市的旧合流制的改造
（１）完全分流制
完全分流制
既有污水管道系统，又有雨水管渠系统
生活污水 工业废水 雨水 污水排水系统 雨水排水系统
雨 水 干 管 污 水 干 管 污水主干管 污水处理厂
污水厂 排入水体
排水管网工程
给水排水工程2008级 级 给水排水工程 2011年9月 年 月
土木建筑工程学院
给水排水工程教研室
本课程的主要内容
• 概论
-----排水工程概念、内容、作用、排水体制、排水 系统的布置形式等 -----污水管道的设计步骤及 注意事项、设计举例 -----雨水管道的设计步骤及 注意事项、设计举例
四、排水系统的体制（续3）
（3）从投资方面看：
分流制比合流制高。合流制只敷设一条管渠，其管渠断面尺寸与分流制的雨水 管渠相差不大，管道总投资较分流制低20%～40%，但合流制的泵站和污水厂却比 分流制的造价要高。由于管道工程的投资占给排水工程总投资的70%～80%，所以 总的投资分流制比合流制高。 如果是初建的城镇和小区，初期投资受到限制时，可以考虑采用不完全分流 制，先建污水管道而后建雨水管道系统，以节省初期投资，有利于城镇发展，且 工期短，见效快，随着工程建设的发展，逐步建设雨水排水系统。
中水处理设施 排放
居住小区中水系统
给水厂
生活用水 杂用水 工业用水 污水处理厂
再生水厂
四、排水系统的体制（续2）
3、排水系统体制的概念：
——排水系统对生活污水、工业废水和雨水所采取 的不同排除方式。
4、排水系统体制的分类：
直排式 ——将生活污水、工业废水和雨水混合在同一 合流制 截流式 个管渠内排放的排水系统。 完全分流制 ——将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两 分流制 个以上各自独立的管渠内排除的排水系统。 不完全分流制 排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统。 排除雨水的系统成为雨水排水系统。