给排水管网系统第五章
5.3 管网环方程组水力分析和计算
5.3 管网环方程组水力分析和计算
（1）基本环能量方程 S2q2n-S5q5n+S6q6n-S8qQ8n=0 S3q3n-S6q6n+S7q7n-S9q9n=0 S2q2(0)n-S5q5(0)n+S6q6(0)n-S8q8(0)n=Δh1(0) S3q3(0)n-S6q6(0)n+S7q7(0)n-S9q9(0)n=Δh2(0)
5.2 单定压节点树状管网水力分析
单定压节点树状管网水力分析
5.2 单定压节点树状管网水力分析
•第一步：逆推法求管段流量
步骤 节点号 1
2
节点流量连续方程 -q9+Q10=0
-q8+Q9=0
管段流量求解 q9=Q10
q8=Q9
管段流量(L/s) q9=11.63
q8=3.67
(10)
(9)
3
4
(8)
q5=60.63 q4=4.48 q3=11.64 q2=88.38 q1=93.75
5.2 单定压节点树状管网水力分析
•根据管段流量计算结果，计算管段流速及压 降。
•管段水头损失采用海曾－威廉公式计算
•泵站扬程按水力特性公式计算：
5.2 单定压节点树状管网水力分析
•第二步：顺推法求定流节点水头
5.1 给水管网水力特性分析
•解环方程的基本思想是：先进行管段流量初 分配，使节点流量连续性条件得到满足，然 后，在保持节点流量连续性不被破坏的条件 下，通过施加环流量，设法使各环的能量方 程得到满足。
5.1 给水管网水力特性分析
（2）解节点方程
•先满足能量方程，后满足流量连续方程。 •以节点水头为未知量，首先拟定各节点水头 初值，通过管段能量方程和管段水力特性式， 可求出各管段流量。
步骤 管段号 管段能量方程 节点水头求解 节点水头(m)
1 2
3
[1] [2]
[3]
H1-H2=h1 H2-H3=h2
H3-H4=h3
H2=H1-h1 H3=H2-h2
H4=H3-h3
H2=45.15 H3=44.54
H4=43.68
4 5
6
[4] [5]
[6]
H4-H5=h4 H3-H6=h5
H6-H7=h6
H5=H4-h4 H6=H3-h5
H7=H6-h6
H5=41.94 H6=42.68
H7=41.94
7
8 9
[7]
[8] [9]
H7-H8=h7
H8-H9=h8 H6-H10=h9
H8=H7-h7
H9=H8-h8 H10=H6-h9
H8=41.00
H9=40.01 H10=38.99
•最后计算各节点自由水压
(7)
-q7+q8+Q8=0
-q6+q7+Q7=0
q7=q8+Q8
q6=q7+Q7
q7=10.74
q6=18.26
5 6 7 8 9
(6) (5) (4) (3) (2)
-q5+q6+q9+Q6=0 -q4+Q5=0 -q3+q4+Q4=0 -q2+q3+q5+Q3=0 -q1+q2+Q2=0
q5=q6+q9+Q6 q4=Q5 q3=q4+Q4 q2=q3+q5+Q3 q1=q2+Q2
5.1 给水管网水力特性分析
•在给水管网水力分析时，若定压节点数R>1， 称为多定压节点管网水力分析问题，若定压 节点数R=1，称单定压节点管网水力分析问 题，定压节点数R＝0是不允许的。 •（2）必须至少有一个定压节点 •若所有节点水头未知，则所有节点的水头值 同时提高或降低一个相同量不影响恒定流基 本方程组的成立，此时恒定流基本方程组无 确定解。
5.3 管网环方程组水力分析和计算
•3）判断各环水头闭合差是否小于最大允许 闭合差，即 均成立， 如果满足，则解环方程组结束，转（7）进行 后续计算，否则继续下步： •4）计算系数矩阵F(0)，其元素按式（5.26） 计算； •5）解线性方程组式（5.25），得环流量；
5.3 管网环方程组水力分析和计算
5.3 管网环方程组水力分析和计算
•此式可以理解为一个环流量的估算式，通过 估算出的环流量，可以减小或消除环水头闭 合差。 •哈代-克罗斯算法又称为水头平差法。
•步骤与牛顿-拉夫森算法基本相同，只是计算 环流量采用水头平差公式，代替解线性方程 组。
5.3 管网环方程组水力分析和计算
•例5.3 •某环状管网如图5.8所示，节点（10）为水 塔，节点水头为94.65m。该节点为水力分析 的定压节点，各管段长度、直径、各节点流 量如图中所标，各节点地面标高如表5.11， 试进行水力分析，计算各管段流量与流速、 各节点水与自由水压（水头损失采用曼宁公 式计算，NM＝0.013）。
5.1.1管段水力特性
•即管段流量与水头之间的关系，可以表示为： •考虑到了管段流量可能为负值的情况，管段 水头损失的方向应与流量方向一致。 •将上式代入管段能量方程组得：
5.1 给水管网水力特性分析
5.1.2管网恒定流方程组求解条件
•(1)节点流量与节点水头必须一个已知一个未知 •若节点水头已知，则节点流量可作为未知量求 解，反之，若节点流量已知，则节点水头可作 为未知量求解。若两者均已知，将导致矛盾方 程组；若两者均未知，将导致方程组不可解。 •已知节点水头而未知节点流量的节点称为定压 节点，管网中定压节点的总数为R；已知节点流 量而未知节点水头的节点称为定流节点，管网 中定流节点总数为N-R。
5.3 管网环方程组水力分析和计算
虚管段能量方程为： H0-HTi=hi=-HTi Ti为定压节点 3）定压节点流量改由虚管段供应，其节点流 量改为零，成为已知量，其节点水头假设 为未知量，因此，不再将它们作为定压节 点，管网成为单定压节点管网。
5.3 管网环方程组水力分析和计算
多定压节点管网虚环的构成
5.2 单定压节点树状管网水力分析
单定压节点树状管网力分析结果
5.3 管网环方程组水力分析和计算
5.3.1恒定流基本方程组的线性变换
5.3 管网环方程组水力分析和计算
环能量方程组的线性化
•对于管网中管段i，给定初始工况点 （ ），对式（5.1）微分得该点的切 线方程： •zi——称为管段阻尼系数
5.3 管网环方程组水力分析和计算
5.3 管网环方程组水力分析和计算
•首先列出组成各环的管段编号，逆时针方向的 管段编号前加负号，以便求闭合差时明确方向， 同时根据管段长度和直径及泵站水力特性（本例 无泵站）计算出管段水力特性参数s和he。 •然后，进行流量初步分配。 •第一次平差计算：根据初分配流量，计算各管 段压降，并计算出各环水头闭合差，判断闭合差 绝对值是否达到允许值。 •第二次平差计算：
5.3 管网环方程组水力分析和计算
5.1 给水管网水力特性分析
•解节点方程的基本思想是：给各定流节点水 头施加一个增量（正值为提高节点水头，负 值为降低节点水头），并设法使各定流节点 流量连续性方程得到满足。 •该方法适合于求解包含较少节点的管网。 •解环方程方法适合求解包含较少环的管网。
5.2 单定压节点树状管网水力分析
单定压节点树状管网水力分析计算步骤
•6）将环流量施加到环内所有管段，得到新 的管段流量，作为新的初值（迭代值），转 第2）步重新计箅，管段流量迭代计算公式为： • ——管段i右边环（沿管段方向行走时） 的环流量，若右边没有环，则取零； • ——管段i左边环（沿管段方向行走时） 的环流量，若左边没有环，则取零。 •7）计算管段压降、流速，用顺推法求各节 点水头，最后计算节点自由水压，计算结束。
•管段流量初分配和环流量
5.1 给水管网水力特性分析
•管段流量初分配，就是拟定各管段流量初值， 使它们满足流量节点连续性条件。 •环流量，就是沿顺时针方向或逆时针方向给 管网中一个环内的每条管段施加一个相同的 流量，由于环流量在节点处流入和流出的量 相等，所以，施加任意环流量都不会改变节 点流量的平衡，即不破坏节点流量连续性条 件。一般规定，顺时针方向的环流量为正、 逆时针方向的环流量为负。
5.3 管网环方程组水力分析和计算
•例5.2
•某给水管网如图5.7所示，节点流量、管段长 度、管段直径、初分配管段流量数据也标注 于图中，节点地面标高见表5.6，节点（8） 为定压节点，已知其节点水头为H8=41.50m， 采用海曾-威廉公式计算水头损失，Cw＝110。 试进行管网水力分析，最大允许闭合差 eh=0.1m，求各管段流量、流速、压降，各节 点水头和自由水压。
5.3 管网环方程组水力分析和计算
•各环水头闭合差计算并判断:
•环水头闭合差不满足要求，需要进行环流量 修正，先求系数矩阵：
5.3 管网环方程组水力分析和计算
哈代-克罗斯算法
•分析系数矩阵F(0)，发现它不但是一个对称正 定矩阵，也是一个主对角优势稀疏矩阵，当L 较大时，其大多数元索为零，主对角元素值 是较大的正值，非主对角的不为零的元素都 是较小（相对主对角元素）的负值，因而， 哈代-克罗斯算法提出，只保留主对角元素， 忽略其他所有元素，则线性方程组可直接按 下式求解：
环能量方程为
根据假设h10=-H7， h11=-H8，
5.3 管网环方程组水力分析和计算
•代入管段水力特性关系式，环能量方程为：
5.3 管网环方程组水力分析和计算
环能量方程组求解
•牛顿-拉夫森算法 •1）拟定满足节点流量连续性方程组的各管 段流量最初值，并给定环水头闭合差的最大 允许值eh（手工计算时一般取eh＝0.1～0.5m， 计算机计算时一般取eh=0.01～0.1m）； •2）由式（5.24）计算各环水头闭台差；
给排水系统运行管理制度(五篇)
给排水系统运行管理制度以下是________公司的给排水系统管理办法，供读者参考。
第1章总则第1条目的为了规范给排水系统设施的检查保养工作，确保给排水设备、设施各项性能完好，特制定本办法。
第2条适用范围本办法适用于物业辖区内给排水设备、设施(含消防供水机组)的维修保养。
第3条管理职责与分工1.物业经理负责审核给排水身背设施维修保养年度计划，并检查该计划的执行情况。
2.工程部主管负责组织制定费排水设备设施维修保养年度计划，并组织日常检查、定期养护工作的实施。
3.特殊情况发生时服务中心负责向有关用户通知停水的情况。
第1章给排水系统日常检查第2章第4条工程部值班人员每日对给排水系统进行认真的巡视检查，每两个小时巡视一次小区内水泵房(包括机房、水池，水箱)，每周巡视一次小区内主供水管上闸阀以及道路上沙井、雨水井。
第5条巡视检查内容如下。
1.泵房有无异常声响或大的震动。
2.电机、控制柜有无异常气味。
3.电机温升是否正常(应不烫手)，变频器散热通道是否顺畅。
4.电压表、电流表指示是否正常，控制柜上的信号灯显示是否正确，控制柜内各元器件是否工作正常。
5.机械水压表与pc上显示的压力是否满足供水压力要求。
6.水池、水箱是否正常。
7.闸阀、法兰连接处是否漏水，水泵是否漏水成线。
8.主供水管上闸阀的井盖、井群是否完好，闸阍是否漏水，标识是否清晰。
9.止回阀、浮球阀、液位控制器是否运行正常。
10.临时接驳用水情况。
11.雨水井、沉沙井、排水井是否有堵塞现象。
第6条工程部值班人员在巡视监控过程中发现给排水设备设施有不正常情况时，应及时采取措施加以解决；处理不了问题，应及时详细地汇报给工程部经理，请求协助解决。
第3章给排水系统定期保养第7条每年的____月____日之前，由工程部制订下一年的给排水设备设施维修保养年度计划并上报物业经理审批。
1.制订给排水设备设施维修保养年度计划的依据。
(1)给排水设备设施的使用频度。
(2)给排水设备设施运行状况(故障隐患)。
给排水概论第五章建筑给水排水工程
5.3.3 建筑雨水排水系统
1、外排水系统 （1）檐沟外排水
一般用于居住建筑，屋面面积比较 小的公共建筑和单跨工业建筑，屋面雨 水汇集到屋顶的檐沟里，然后流入雨落 管，沿雨落管排泄到地下管沟或排到地 面。
5.3.3 建筑雨水排水系统
1、外排水系统 （2）天沟外排水
一般用于排除大型屋面的雨、雪水。 特别是多跨度的厂房屋面，多采用天沟外排水。 所谓天沟，是指屋面上在构造上形成的排水沟，接
居住区由于面积大，人口多，其给排水特点和城市给
排水类同，本节所述的给排水系统主要是针对居住小区和 居住组团的。
居住小区给水排水系统工程是在室内给排水管道和室
外市政给排水管道之间起衔接作用的室外管道工程，是一 项重要的住宅配套工作。
5.5.2居住小区给水系统工程
1、一般居住小区的给水 ➢ 一般居住小区的给水是以城市给水系统作为水源
1.单立管排水系统——多层建筑。 这是利用排水立管本身及其连接的横支管进行气流交换，不
单独设通气立管的系统。 2.双立管排水系统——多层和高层建筑。 排水和通气分别设置的管道系统。 3.三立管排水系统——多层高层建筑。
由一根排污水的立管、一根排废水的立管和一根通气管组成 。
双立管排水系统
单立管排水系统
5.5.1 居住小区概念 居住小区通常是指城镇居民住宅建筑区。按我国《城市
生活居住区规划设计规范》，居民居住区分为三级： 1. 居住组团 这是最基本的居住区单元，一般占地在
10×104m2以下，住户介于300~800户之间，人口在 1000~3000人范围内。 2. 居住小区 由若干居住组团构成，占地在10×104m2~ 20×104m2之间，住户2000~3000户，人口在7000~13000 人之间。 3. 居住区 由若干居住小区组成。
给排水管网系统复习知识点
给排水管网系统复习题污水管道内容排水工程的主要内容：1、污水的分类,污水的最后出路,重复使用的方法及其定义污水可分为生活污水,工业废水和降水;污水最终处置或者是返回到自然水体,土壤、大气或是经过人工处理使其再生为一种资源回到生产过程中,又或者是采取隔离措施;重复使用的方法有：①自然服用：河流即作为给水水源,又接纳沿河城市排放的污水;②间接复用：将城市污水注入地下,补充地下水;③直接复用：将城市污水作为城市饮用水源、工业用水水源、杂用水水源等重复使用;2排水体制义及分类污水的不同排放方式所形成的排水系统,称排水体制,分为合流制和分流制;3、排水系统的主要组成城市污水排水系统的主要组成部分：①室内污水管道系统及设备；②室外污水系统；③污水泵站及压力管道；④污水厂；⑤出水口及事故排出口;工业废水排水系统的主要组成部分：①车间内部管道系统和设备；②厂区管道系统；③污水泵站及压力管道；④废水处理站雨水排水系统的主要组成部分：①建筑物的雨水管道系统和设备；②居住小区或工厂雨水管渠系统；③接到雨水管渠系统；④排洪沟；⑤出水口;4、排水系统的布置形式、特点及其适用范围;①正交布置：干管长度短,管径小,因而经济,污水排出也迅速;氮由于污水未经处理就排放,会使体受到严重污染,影响环境;适用于排出雨水;②截流式布置：在正交布置的前提下,沿河岸在铺设主干管,并将各干管的污水截流送至污水厂,对减轻水体污染,改善和保护环境有重大意义;但因雨天时有部分混合污水写入水体,会造成水体污染;适用于分流制污水处理系统和区域排水系统;③平行式布置：干管与等高线及河道基本平行、主干管与等高线及河道成一定斜角铺设,在地势坡度较大的地区能避免因干管坡度及管内流速过大而使管道受到严重冲刷;适用于地势向河流方向有较大倾斜的地区;④分区布置形式：在地势高低相差很大的地区,高地取得污水靠重力流直接流入污水厂,低地区的污水用水泵抽送至高低区干管或污水厂,充分利用地形排水,节省电力,适用于个别阶梯地形或起伏很大的地区;⑤分散布置：各排水区域有独立的排水系统,干管呈辐射状分布,其干管长度短,管径小,管道埋深可能浅,便于污水灌溉,但污水厂和泵站的数量多,适用于当城市周围有河流或城市中央部分地势高,地势向周围倾斜的地区;⑥环绕式：沿四周布设主干管,将各干管的污水截流送至污水处理厂,是分散布置的发展,适用于建造污水厂用地不足及建造大型污水厂的基建投资和运行管理费用比建小型厂经济的地区;5、区域排水系统的定义：将两个以上城镇地区的污水同意排除和处理的系统;6、基建程序的阶段及主要任务：①可行性研究阶段：论证基建项目在经济上技术上等方面的可行性;②计划任务书阶段:确定基建项目、编制设计文件的主要依据;③设计阶段：设计单位根据上级有关部门批准的计划任务书文件进行设计工作,并编制预算;④组织施工阶段：建设单位采用施工招标或其他形式落实施工工作;⑤竣工验收交付使用阶段：建设项目建成后,竣工验收交付使用时建筑安装施工的最后阶段;7、污水设计流量,日时及总变化系数的定义污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量称为污水设计流量;一年中最大日污水量与平均日污水量的比值成为日变化系数Kd最大日中最大污水量与该日平均污水量的比值称为时变化系数Kh最大日最大时的污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数Kz8、城市污水设计总流量的计算包括：居住区生活污水、工业企业生活污水及淋浴污水、工业废水、地下水渗入及公建污水;9、最大设计充满度的规定,为什么污水按照不满流的规定设计：管径300~400:；350~450:；500~900：；1000:.原因：①污水流量时刻在变化很难计算精确,而且雨水或地下水可能通过检查井盖或管道接口渗入污水管道,因此有必要保留一部分的管道断面,为未预见水量的增长留有余地,避免污水一处妨碍环境卫生;②污水管道内沉积的污泥可能分解出一些有害气体,此外,污水中含有汽油、苯、石油等易燃液体时可能形成爆炸性气体;故需要留出适当的空间,以利于管道的通风,排出有害气体,防止管道爆炸;③便于管道的疏通和维护管理;；10、设计流速及流速范围的规定和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫设计流速;污水管道的最小设计流速定位s,最大设计流速与管道材料有关;金属管道的为10m/s,非金属的为5m/s;11、什么叫不计算管段：根据最小管径在最小设计流速和最大充满度的情况下,能通过的最大流量值进一步估算出设计管段的服务排水面积,若设计管段的服务排水面积小于此值,即直接采用最小管径和相应的最小坡度,而不需进行水力计算,这样的管段称为不计算管段;12、最小设计坡度给定设计充满度下,规定最小管径便可得最小设计坡度;具体规定是,管径200mm的最小设计坡度为,300mm的为;13、覆土厚度和埋设深度覆土厚度是指管道外壁顶部到地面的距离;埋设深度是指管道内壁到地面的距离;污水管道的最小覆土厚度满足三个要求：①必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道；②必须防止管壁因地面荷载而受到破坏；③必须满足街区污水连接管衔接的要求;14、支管的布置形式：低边式布置、周边式布置、穿坊式布置;15、什么是控制点,如何确定控制点的标高在污水排水区域内,对管道系统的埋深起控制作用的地点称为控制点;确定控制点的标高一方面应根据城市的竖向规划,保证排水区域内各点的污水都能够排除,并考虑发展,在埋深上适当留有余地;另一方面,不能因照顾个别控制点而增加整个管道系统的埋深;16、污水泵站的设置地点及分类中途泵站：当管道埋深接近最大埋深时,为提高下游管道的管位而设置的泵站;局部泵站：将低洼地区的污水抽至地势较高地区的管道中,或是将高层建筑地下室、地铁、其他地下建筑的污水抽送至附近管道系统;重点泵站：污水处理厂处理后出水因受收纳水体水位的限制,需要抽升污水;17、管段污水设计流量组成及定义本段流量：从管段沿线街坊流来的污水量;传输流量：从上游管段和旁侧管段流来的污水量;集中流量：从工业企业或其他大型公共建筑物流来的污水量;18、管段衔接的方法及定义水面平接：上游管段终端与下游管段起端的水面标高相同;管顶平接：上游管段终端和下游管段的起端管顶标高相同;19、污水主干管水力计算表;20、降雨量、年降雨量、降雨历时、暴雨强度、汇水面积;降雨量：指降雨的绝对量;年平均降雨量：多年观测所得的各年降雨量的平均值;降雨历时：指连续降雨的时段,可以指一场雨的全部降雨时间;也可以指其中个别的连续时段;暴雨强度：指某一连续降雨时段内的平均降雨量;汇水面积：指雨水管渠汇集雨水的面积;21、暴雨强度公式及其各符号的意义公式：q=167A11+clgP/t+b^nQ：设计暴雨强度,P：设计重现期at：降雨历时min；A1,c,b,n地方参数,根据统计方法进行计算确定;22、雨水管区设计流量计算公式及各符号的意义公式：Q=q·F·ψ径流系数23、径流系数径流量与降水量的比值成为径流系数;径流系数通常采用地面覆盖种类确定的经验数值,若汇水面积是由各种性质的地面覆盖所组成,则按照各地面占用的面积比例,用加权平均法计算而得;24、特殊情况下雨水设计流量的确定;当汇水面积的轮廓不规则,即汇水面积呈畸形增长时,或是汇水面积地形坡度变化较大或汇水面积各部分径流系数由显着差异时,可能发生管道的最大流量不是发生在全部面积参与径流时,而使发生在部分参与径流时;即只有部分雨水流过来;25、雨水管区系统的平面布置特点：①充分利用地形,就近排入水体;②根据城市规划布置雨水管道;③合理布置雨水口,以保证路面雨水排除通畅；④雨水管道采用明渠或暗渠,应结合具体条件确定;⑤设置排洪沟排除涉及地区以外的雨洪径流;26、雨水干管水力计算表27、下述情形应当考虑合流制：①排水区域内有一处或多处水源充沛的水体,其流量和流速都足够大,一定量的混合污水排入水体后对的、水体造成的污染危害程度在允许的范围以内;②街坊和街道的建设比较完善,必须采用暗管渠排除雨水,而街道横断面较窄,管渠的设置位置受到限制时可考虑采用合流制;③地面有一定的坡度倾向于水体,当水体高水位时岸边不受淹没,污水在中途不需要泵汲;28、旱流流量、截流倍数旱流流量：晴天时的设计流量截流倍数：不从溢流井泄出的雨水量与旱流流量的比值29、合流制排水管渠的设计流量Q=n0+1Qf+Q1+Q2；n0：截流倍数,Qf:上游旱流流量,Q1：下游排水面积上的雨水设计流量,Q2：下游生活污水与工业废水之和;30、三种溢流井的简图及各部分的组成：截流槽式溢流井、溢流堰式溢流井、跳跃堰式溢流井;排水工程上册P123~12431、截流式合流干管水力计算表p12632、常用的管渠断面形式：圆形、半椭圆形、马蹄形、拱形矩形、蛋形、矩形、弧形流槽的矩形、带低流槽的矩形、梯形;常用的排水管渠：混凝土管和钢筋混凝土管、陶土管、金属管、浆砖管、石或钢筋混凝土大型管渠、其他管材;33、排水管道接口形式：柔性、刚性、半柔半刚性常用接口方式：水泥砂浆抹带接口、钢丝网水泥砂浆抹带接口,石棉沥青卷材接口、橡胶圈接口、预制套环石棉水泥接口、顶管施工常用的接口形式混凝土内套石棉水泥接口,沥青油毡,石棉水泥接口34、排水管道基础组成：地基、基础、管座常用的管道基础有三种：①砂土基础：包括弧形素土基础及砂垫基础,弧形素土基础适用于无地下水、原土能挖成弧形的干燥土壤,砂垫基础适用于无地下水,岩石或多石土壤;②混凝土枕基：适用于干燥突然中的雨水管道及不太重要的污水支管;③混凝土带型基础：适用于各种潮湿土壤,遗迹地基软硬不均匀的排水管道;35、排水管渠系统附属构筑物：雨水口、连接暗井、溢流井、检查井、跌水井、水封井、倒虹管、冲洗井、防潮门、出水口;简图见于排水工程上册第六章;36、倒虹管及其组成;排水管渠遇到河流、山涧、洼地及低下构筑物等障碍物时,不能按原有的坡度埋设,而是按下凹的折线方式从障碍物下通过,这种管道称为倒虹管,倒虹管由进水井,下行管,平行管,上行管,和出水井等组成;排水工程上册P148.给水管内容给水系统分类1按水源种类：分为地表水江河、湖泊、蓄水库、海洋等和地下水浅层地下水、深层地下水、泉水等给水系统;2按供水方式：分为自流系统重力供水、水泵供水系统压力供水系统和混合供水系统；3按使用目的：分为生活用水、生产给水和消防给水系统；4按服务对象：分为城市给水和工业给水系统；在工业给水中,又分为循环系统和复用系统;2、给水系统组成给水系统由取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管渠和管网、调节构筑物组成; 什么是统一给水、分质给水和分压给水,那种系统目前用得最多统一给水：用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水,称为统一给水系统;目前用的最多分质给水：利用相同或不同水源,经过不同水处理过程和管网后,将不同水质的水供给各类用户分压给水：由同一泵站内的不同水泵分别供水到水压要求高的高压水管和水压要求低的低压水管设计用水量的组成及相关定额和计算设计用水量的组成：1综合生活用水；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未预计水量及管网漏失水量;水塔和清水池容积的计算水塔：W=W1+W2W1 ：调节容积；W2 ：消防贮水量,按10min室内消防用水量计算;清水池：W=W1+W2+W3+W4W1调节容积；W2消防贮水量按2h火灾延续时间计算；W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水,等于最高日用水量的5%--10%；W4安全贮量管网布置用哪两种基本形式,各适合用于何种情况及其优点树状网：适用于小城市和小型工矿企业;树状网的供水可靠性较差,管网中任一段管线损坏时,该管段以后的所有管线就会断水;另外,树状网的末端,用水量小,管中的水流缓慢,甚至停滞不流,水质容易变坏,有出现浑水和红水的可能,但造价低; 环状网：适用于用水保证率较大的地区;这类管网当任一断管网损坏时,可以关闭附近的阀门使其余管线隔开,让后进行检修,水还可以另外从其他管线供应用户,断水的地区可以缩小,从而供水可靠性增加,还可以大大减轻水锤作用产生的危害,但造价高;管网的简化方法有一条管线连接的两管网,可以把连接管断开,分解成两个独立管网；管径较小、互相平行且靠近的管线可考虑合并；省略水利条件影响较小的管线P30什么叫经济流速,如何确定其范围采用优化方法求得流速或管径的最优解,在教学上表现为求一定年限内管网造价和管理费用之和为最小值的流速,管径mm 平均经济流速m/sD=100~400 ~D>400 ~ 什么叫连续性方程,什么是能量方程连续性方程：对任一节点来说,流向该节点的流量必须等于从该节点流出的流量;能量方程：表示管网每一环中各管段的水头损失和等于零的关系分区给水系统根据城市地形特点将整个给水系统分成几区,每区有独立的泵站和管网等,但各区之间有适当的联系,以保证供水可靠性和调节灵活,称为分区给水系统;管网附件和附属构筑物管网附件包括:阀门、止回阀、排气阀和泄水阀、消火栓附属构筑物：阀门井、支墩管网的技术管理1建立技术档案；2检漏和修漏；3水管清垢和防腐蚀；4用户接管的安装、清洗和防冰冻；5管网事故抢修；6检修阀门、消火栓、流速计和水表等;给水管网第一章名词解释给水系统：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给水管网：将经过给水处理后的水送到各个给水区域的全部管道生活用水：日常生活中所用水量消防用水：扑灭火灾所需的水量分质给水：利用相同或不同的水源,经过不同的水处理过程和管网后,将不同水质的水供给各类用户;分压供水：由同一泵站内的不同水泵分别供水到水压要求高的高压管网和水压要求低的低压管网;简答题给水管网在给水系统中的作用：给水管网按照用户的需求将处理后的水送至用户处,起运输作用;简述多水源给水系统的优缺点：优点：便于分期发展给水系统,供水比较可靠,管网内水压比较均匀;缺点：随着水源的增多,设备和管理工作相应增加;简述影响给水系统布置的主要因素;城市规划的影响：给水系统的布置应密切配合城市和工业区的建设规划,做到通盘考虑分期建设,既能及时供应生产、生活和消防用水,又能适应今后发展的需要; 水源的影响：水源种类,水源距给水区的远近及水质条件的不同,会影响到给水系统的布置;地形的影响：地势比较平坦,工业用水量小,对水压无特殊要求时采用统一给水系统,地形起伏较大,采用分区给水系统;说明调节构筑物的作用和类型高地水池,水塔、清水池等类型,用以储存和调节水量;工业给水系统中水的重复利用有何意义工业给水系统中水的重复利用不仅是解决城市水资源缺乏的一种措施,还可以提高环境效益,减少使城市水体污染的废水量,同时能节省工业给水的投资,对水量大的企业具有重大意义;何谓水量平衡水量平衡是冷却用水量和损耗水量、循环用水量补充水量以及排水量保持平衡工业用水中,做水量平衡的目的,以及可采取的途径目的是达到合理用水;途径有改革生产工艺,减少耗水量,或是提高重复利用率,增大回用水量,以相应减少排水量;由高地水库供水给城市,如按水源和供水方式考虑,应属于地表水自流给水系统;给水系统中投资最大的一部分是输配水系统是投资最大的部分,因为输水管渠和管网都埋设于地下,施工难度较给水系统其他部分来说,都要大,且管材也不便宜,而泵站和调节构筑物等都需要定期进行维护检修,其基建费用也很大;给水系统是否必须包括取水构筑物,水处理构筑物,泵站,输水管和管网,调节构筑物等,哪种情况可省其中一部分设施;并不一定要包括全部;当区域的地势起伏较大,自来水厂建在高地的时候,可完全由重力流供水,不需要泵站加压,若区域用水比较均匀时可以省去水塔;水源对给水系统布置有哪些影响;任何城市都会因水源种类、水源距给水区的远近、水质条件的不同,影响到给水系统的布置;当地如有丰富的地下水,则可在城市上游或就在给水区内开凿管井和大口井,井水经消毒后由泵站加压送入管网,供用户使用;水源处于适当的高程,能借助重力输水,可省去一级泵站或二级泵站;城市附近山上有泉水时,建造泉室供水的给水系统最为经济简单;取用蓄水库水时,也可能利用高程以重力输水,熟睡能量费用可以节省;以地表水为水源时,需从上游取水,并对其进行水处理后才能成为饮用水;城市附近的水源丰富时可以考虑建成多水源给水系统;工业给水有哪些系统,适用于哪些情况循环给水系统：使用过的水经过适当处理后再行回用,为了节约工业供水,并有一定水处理能力的工业企业可使用;复用给水系统：按照各车间对水质的要求将水顺序重复利用,车间排出的水可不经过处理或略加处理就可供其他车间使用时;工业用水量平衡图如何测定和绘制,水量平衡图起什么作用进行工业企业水量平衡测定工作时,先查明水源水质和取水量,各用水部门的工艺过程和设备,现有计量仪表的状况,测定每台设备的用水量、耗水量、排水量、水温等,按厂区给水排水管网图核对,对于老的工业企业还应测定管道和阀门的漏水量;根据测定结果绘制出水量平衡图利用水量平衡图便可了解工厂用水现状,采取节约用水措施,健全工业用水计量仪表,减少排水量,合理利用水资源以及对厂区给水排水管道的设计都有很大的用处;第二章设计用水量名词解释：生活用水量标准：包括居民家庭、浴室、学校、影剧院、医院等的生活及饮用水量;与地区、设备水平、生活习惯、供水方式、等有关;一般按每人每日所需的生活用水量确定;最高日用水量：在设计规定的年限内,用水最多的一日的用水量;最高时用水量：一天内用水最高一小时内的用水量;日变化系数：一年中,最高日用水量与平均日用水量的比值;时变化系数Kh：最高一小时用水量与平均时用水量的比值;用水量变化曲线：横坐标为时间,纵坐标为占最高日用水量百分数的曲线,表现了当天用水量的变化;简答题：设计城市给水系统时应考虑哪些用水量;综合生活用水、工业企业生产用水和工作人员生活用水,消防用水、浇洒道路和绿地用水、未预计水量及管网漏失水量;居住区生活用水量定额是按哪些条件制定的城市规划、工业企业生产情况、居民生活条件和气象条件等,结合现状用水调查资料分析,进行远近期水量预测;影响生活用水量的主要因素有哪些主要有生活习惯、气候变化、一天的时间变化等城市大小和消防流量的关系如何;城市越大,其发生火灾的次数会越多,历时也越长,所谓的消防流量也越大;怎样估计工业生产用水量Q4=q·B1-n m3/d,其中,q城市工业万元产值用水量,单位立方米/万元；B：城市工业总产值,万元；n：工业用水重复利用率;工业企业为什么要提高水的重复利用率用水量变化曲线对给水工程有什么知道意义利用用水量变化曲线可以了解一天众各时段的用水量,适当调整工业生产工艺,设备能力和供水量,获得最大的经济效益;给水系统设计时,用水定额有什么作用用水量定额是确定设计用水量的主要依据,它可影响给水系统想应设备的规模工程投资、工程扩建的期限,今后水量的保证等方面;工业用水正常是指工业企业在生产过程中,用于冷却、空调、制造、加工、净化和洗涤方面的用水;对于新设计的给水工程,用水量变化规律如何确定对于新设计的给水工程,用水量变化规律只能按该工程所在地区的气候、人口、居住条件、工艺生产工艺、设备能力、产值等情况,参考附近城市的实际资料确定;给水系统的工作情况管网控制点：管网中控制水压的点简答题如何确定有水塔和无水塔时的清水池调节容积有水塔时,清水池的调节容积等于每一时段二级泵站供水量与一级泵站供水量之差的累加正值无水塔时,清水池的调节容积等于每一时段用水量与一级泵站供水量之差的累加正值;取用地表水源时,取水口、水处理构筑物、泵站和管网按什么流量设计取水口、水处理构筑物、一级泵站按最高日平均时流量计算;管网中有水塔或高地水池时,二级泵站和管网按最高日最高时流量计算,管网内设有水塔或高地水池时,二级泵站的设计流量按用水量变化曲线。
给水排水管网系统课件
给水排水管网系统课件一、引言给水排水管网系统是城市基础设施中至关重要的一部分，它涉及到城市居民的日常生活用水和废水排放。
本课件旨在介绍给水排水管网系统的基本概念、组成部分、设计原则和运维管理等方面的知识，以便学习者对该系统有一个全面的了解。
二、系统概述1. 给水管网系统给水管网系统是将水源地的水经过处理后，通过管道输送到城市各个用户的系统。
它包括水源地、水处理厂、输水管道、水塔、水泵站等组成部分。
2. 排水管网系统排水管网系统是将城市居民产生的废水经过收集、处理后排放到污水处理厂的系统。
它包括污水管道、检查井、污水泵站、污水处理厂等组成部分。
三、系统设计原则1. 给水管网系统设计原则(1) 水源充足可靠：确保水源的稳定供应，避免用户用水不足的情况发生。
(2) 压力稳定合理：保证给水管道中的水压稳定，以满足用户的正常用水需求。
(3) 管道布局合理：根据城市用水需求和地理条件，合理布置管道，降低输水阻力。
(4) 防止污染交叉：采用适当的阀门和设备，防止给水管道与污水管道交叉污染。
2. 排水管网系统设计原则(1) 正确计算流量：根据城市居民的生活、工业用水量等因素，合理计算排水管道的流量。
(2) 正确选择管材：根据排水管道的使用环境和排水水质，选择合适的管材，以确保管道的耐腐蚀性和使用寿命。
(3) 合理设置检查井：设置足够数量的检查井，以便检查和维修排水管道。
(4) 合理设置泵站：根据排水管道的高度差和流量要求，合理设置污水泵站，以确保废水能够顺利地流入污水处理厂。
四、系统组成部分1. 给水管网系统组成部分(1) 水源地：包括河流、湖泊、水库等，作为城市供水的水源。
(2) 水处理厂：对水源进行净化、消毒等处理，以确保水质符合卫生标准。
(3) 输水管道：将经过处理的水输送到城市各个用户。
(4) 水塔：储存处理后的水，以应对高峰用水时的需求。
(5) 水泵站：负责将水从水源地或水塔抽送到输水管道中。
2. 排水管网系统组成部分(1) 污水管道：将城市居民产生的废水收集并输送到污水处理厂。
给排水管网系统第五章
5.1 给水管网水力特性分析
•解环方程的基本思想是：先进行管段流量初 分配，使节点流量连续性条件得到满足，然 后，在保持节点流量连续性不被破坏的条件 下，通过施加环流量，设法使各环的能量方 程得到满足。
5.1 给水管网水力特性分析
（2）解节点方程
•先满足能量方程，后满足流量连续方程。 •以节点水头为未知量，首先拟定各节点水头 初值，通过管段能量方程和管段水力特性式， 可求出各管段流量。
5.1 给水管网水力特性分析
•解节点方程的基本思想是：给各定流节点水 头施加一个增量（正值为提高节点水头，负 值为降低节点水头），并设法使各定流节点 流量连续性方程得到满足。 •该方法适合于求解包含较少节点的管网。 •解环方程方法适合求解包含较少环的管网。
5.2 单定压节点树状管网水力分析
单定压节点树状管网水力分析计算步骤
5.3 管网环方程组水力分析和计算
F1(0,0)=Δh1(0) F2(0,0)=Δh2(0)
5.3 管网环方程组水力分析和计算
5.3 管网环方程组水力分析和计算
上式改写为矩阵形式如下
5.3 管网环方程组水力分析和计算
式(5.8)求偏微分得：
5.3 管网环方程组水力分析和计算 在初值点Δq1(0)=0， Δq2(0)=0处
步骤 管段号 管段能量方程 节点水头求解 节点水头(m)
1 2
3
[1] [2]
[3]
H1-H2=h1 H2-H3=h2
H3-H4=h3
H2=H1-h1 H3=H2-h2
H4=H3-h3
H2=45.15 H3=44.54
H4=43.68
4 5
6
[4] [5]
[6]
H4-H5=h4 H3-H6=h5
给排水污水管网课程设计
给排水污水管网课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握给排水污水管网的基本概念、组成及工作原理。
2. 学生能了解给排水污水管网的设计原则、流程及主要参数。
3. 学生能掌握给排水污水管网系统的维护与管理方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决实际给排水污水管网系统中的问题。
2. 学生能够设计简单的给排水污水管网，并对其进行优化。
3. 学生能够运用计算机软件进行给排水污水管网系统的模拟与分析。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到给排水污水管网在环境保护和资源利用方面的重要性，增强环保意识。
2. 学生能够培养对给排水污水管网工程建设的兴趣，激发学习热情。
3. 学生能够树立正确的工程观念，关注社会发展，积极参与给排水污水管网相关领域的创新与进步。
课程性质：本课程为工程专业基础课程，旨在让学生掌握给排水污水管网的基本理论、设计方法和实践技能。
学生特点：学生处于大学本科阶段，具备一定的专业知识基础，思维活跃，具备较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的分析、设计及创新能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为未来从事相关工作奠定坚实基础。
二、教学内容1. 给排水污水管网基本概念：包括给水管网的分类、功能及组成，污水管网的基本构成及作用。
教材章节：第一章 给排水污水管网概述2. 给排水污水管网的设计原则与流程：介绍设计原则、设计流程及主要技术参数。
教材章节：第二章 给排水污水管网设计原理3. 给排水污水管网系统的主要组成部分及工作原理：详细讲解管网中的泵站、管道、阀门等设施的工作原理。
教材章节：第三章 给排水污水管网系统组成4. 给排水污水管网的设计计算：介绍设计计算方法，包括流量计算、管网水力计算等。
教材章节：第四章 给排水污水管网设计计算5. 给排水污水管网施工与维护：讲解管网施工技术、施工管理及管网维护方法。
教材章节：第五章 给排水污水管网施工与维护6. 计算机辅助给排水污水管网设计：介绍计算机软件在给排水污水管网设计中的应用。
给水排水管道系统
1.1.4.1、给水排水系统的流量关系
给水排水系统流量关系如图1-3所示
河 流
图1-3 给水排水系统流量关系示意图 1-取水系统；2-给水处理系统；3-清水池；4-给水管网系统；5-水塔 6-用户；7-排水管道系统；8-调节池；9-均和池；10-污水处理系统
1.1.4.2、给水排水系统的水质关系
给水排水管道系统
第1章 给水排水管道系统概论 第2章 管网工程规划 第3章 水力计算基础 第4章 给水管道设计用水量 第5章 给水系统的工作状况 第6章 给水工程设计 第7章 给水管道材料与附件 第8章 污水管道系统的设计计算
第9章Байду номын сангаас雨水管渠的设计计算
第10章 排水管渠材料及附属构筑物 第11章 给水排水管道系统的技术管理和维护
1.3 给水管网系统
1.3.1、给水管网系统的组成 给水管网系统一般是由输水管（渠）、配 水管网、水压调节设施（泵站、减压阀）及 水量调节设施（清水池、水塔、高位水池） 等构成。如图1-4所示。
河 流
图1-4（a） 地表水源给水管道系统示意图 1-取水构筑物；2-一级泵站；3-水处理构筑物； 4-清水池；5-二级泵站；6-输水管； 7-管网；8-水塔
河流
图1-9 串联分区给水管网系统 a-高区；b-低区；1-净水厂；2-水塔；3-加压泵站
3．按输水方式分类
（1）重力输水：水源处地势较高，清水池中的水依
靠重力 进入管网系统，无动力消
耗，教经济。 （2）压力输水：依靠泵站加压输水。
1.4 排水管道系统
1.4.1、排水管道系统的组成 排水管道系统一般由废水收集设施、排水管 道、水量调节池、提升泵站、废水输水管 （渠）和排放口等组成。如图1-10所示。
第五章 建筑给水排水系统
４ ．汽水混合加热器：将清洁的蒸汽通过喷 射器送入冷水箱中，使汽水充分混合而加 热水。其热效率高，设备简单，噪音大
二、热水管道的布置
布臵： 1．满足热水供应的前提下，力求管路简短， 使用方便，利用维护。 2．与冷水管平行敷设，且在冷水管之上（热 气上升，冷气下降）以免热，冷相互干扰。 3．通常为明装，若要暗装，管槽应尽量在器 具下方。 4．不能用自然补偿来平衡时，应设臵补偿器， 如波纹管，拐弯，Π形管，S弯等。
3．热水供应的方式（根据建筑物的性质，供 水要求，建筑高度，热源情况来定。 按加热方式分：直接－间接加热法（热源， 热交换器） 按管网布臵形式：上行下给式（横干管在立 管上方）－下行上给式（与自来水相同） 按循环情况：无循环，半循环（对于定时供 应热水的系统，在供水前半小时用循环泵 使干管中的水循环，以减小排放管路中冷 水的时间），全循环（管路中一直是热水） （如图）
1、与室外给排水工程的关系
水源
一泵站
净水厂
二泵站
室外给水管网
建筑给水排水
水源
污水处理厂
污水泵站
室外排水管网
2、与其他专业的关系
建筑、结构、水、暖、电、通讯等专业协调、 配合。
• 给水系统的分类和组成 一、建筑内给水系统的分类
5.1 建筑内部给水系统
1.生活给水系统 ——供给人们饮用、盥洗、沐浴、 烹饪用水。 1）生活饮用水系统 2）杂用水系统 目前国内通常将饮用水与杂用水系统合为一， 统称生活给水系统。 特点：(1)用水量不均匀 (2)水质应达《生活饮用水卫生标准》
三、管道的防护
1.防腐： 钢管外防腐——刷油法；防腐层。 铸铁管——埋地外表一律刷沥青防腐 明装刷樟丹及银粉 内防腐——输送具有腐蚀性液体时，除用耐腐 蚀管道外，也可将钢管或铸铁管内壁 涂衬防腐材料。 2.防冻 ： 寒冷地区屋顶水箱，冬季不采暖的室内管道，设于 门厅、过道处的管道应采取保温措施。 3.防结露： 防结露措施——防潮绝缘层。
第五章 给排水、采暖工程计量与计价2
• (4)管道支架制作安装 • 管道支架制作和安装定额按一般管架编制。型
钢支架套用一般支架定额。
• 支架定额中已包括制作和安装用的螺栓，螺母 和垫片部应另行计算。
• 管道支架制作安装，室内管道DN32以内的定 额已包括在内，不再计算，DN32以上的按图示尺 寸以“100kg”扩为单位计量。
• 水平管道支架间距同给水设置方法， • 垂直管道支架可按楼层每层设置1个。 • 计算公式如下:
• 5. 4. 3 供暖设备与器具及附件安装
• 1、工程量计算
• (1)散热器
• ①铸铁散热器。长翼、圆翼、柱型铸铁散热器 组成安装均以“片”为单位计算。
• ②光排管散热器制作安装按光排管的长度以 “单管延长米”为单位计算，联管作为计价材料 已列人定额，其长度不得计人工程量内。
柱型铸铁散热器
• ③钢制散热器安装。
• a.单管顺流。 • 图5一8是单管顺流式立、支管安装示意图。 • 计算示例如表5一5所示(立管与干管有一段距离)。
• b.双管式。 • 图5一9所示是双管式立、支管安装示意图。 • 计算示例如表5一6所示。
给水管 回水管
• ②支管工程量计算。
• 连接立管与散热器进、出口的水平管段称为采暖 管道系统中的水平支管。
• 水平支管的计算是比较复杂的，在采暖系统中， 由于各房间散热器的大小不同、立管和散热器的安 装位置不同，水平支管的计算也不同。为了使计算 长度尽可能接近实际安装长度，水平支管的计算一 般应按建筑平面图上各房间的细部尺寸，结合立管 及散热器的安装位置分别进行。下面就双立管式中 几种常见的布置形式计算支管工程量。
• 按水在系统内循环的动力不同，可分为自然循环 系统(靠水的重度差进行循环)和机械循环系统(靠水 泵力进行循环)两种。
给水排水管网系统（第三版）答案
给水排水管网系统（第三版）答案给水排水管网系统第一章给水排水管网系统概论1、给排水系统功能有哪些？请分类说明。
①水量保障向指定用水点及时可靠提供满足用户需求的用水量，将排出的废水与雨收集输送到指定地点；②水质保障向指定用水点提供符合质量要求的水及按有关水质标准将废水排入受纳水体；③水压保障为用户提供符合标准的用水压力，同时使排水系统具有足够的高程和压力，顺利排水；2、给水的用途有哪几类？分別列举各类用水实例。
有生活用水、工业生产用水和市政消防用水。
生活用水有：居民生活用水（如家里的饮用、洗涤用水）、公共设施用水（如学校、医院用水）、工业企业生活用水（如企业区工人饮用、洗涤用水）；工业生产用水有：产品用水（如制作酸奶饮料的用水）、工艺用水（如水作为溶剂）、辅助用水（如冷却锅炉用水）；市政消防用水有道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防用水。
3、废水有哪些类型？分别列举各类用水实例。
按所接纳废水的来源分：生活污水、工业废水和雨水。
生活污水：居民生活所造成的废水和工业企业中的生活污水，如洗菜水、冲厕产生的水；工业废水：如乳制废水；雨水：如下雪、下雨产生的水。
4、给水排水系统由哪些子系统组成？各子系统包含哪些设施。
①原水取水系统包括：水源地、取水设施、提升设备和输水管渠等；②给水处理系统包括：各种采用物理化学生物等方法的水质处理设备和构筑物；③给水官网系统包括：输水管渠、配水管网、水压调节设施及水量调节设施等；④排水管网系统包括：污废水收集与输送管渠、水量调节池、提升泵等；⑤废水处理系统包括：各种采用物理化学、生物等方法的水质净化设备和构筑物；⑥排放和重复利用系统包括：废水收纳体和最终处置设施如排放口等。
5、给水排水系统各部分流量是否相同？若不同，是如何调节的？因为用水量和排水量是随时间变化的，所以各子系统一时间内流量不相同，一般是由一些构筑物或设施来调节，比如清水池调节给水处理流量与管网中的用水量之差，调节池和均合池用于调节排水官网流量和排水处理流量之差。