给排水复习整理要点.docx
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给排水复习整理要点
第一章给水排水系统概述
1、我国水环境概况
1、占有量仅占世界人均占有量的1/4
2、时空地域分布不均匀
3、各地区江河水系遭受污染
4、污水处理能力未能跟上
导致结果：
1、影响居民的生活与健康
2、制约国民经济的发展
2、给水排水系统的任务及组成
1、任务
（1）给水系统：
满足需要的水质、水量和水压
（2）排水系统：
排出废水的收集、输送和处理
2、组成
（1）水源取水系统：
水质及水量要求
（2）给水处理系统：
达到国家生活饮用水标准
a.2007年7月1日，新修订的《生活饮用水卫生标准》正式实施。
卫生指标：
35→106项
42项常规指标和64项非常规指标
b.常规处理：
反应、絮凝、沉淀、过滤和消毒
c.深化处理：
在常规前加生物处理及常规后加生物活性碳过滤和膜技术处理
（3）给水管网系统：
加压输送、输配水系统
加压输送：
1层为10mH2O,2层为12mH2O，以后每加一层为4mH2O；
输配水系统：
水量、水质和水压
（4）排水管网系统：
废水的收集、输送和处理
（5）污水处理系统：
物理、化学和生物等方法
（6）排放和重复利用系统：
近海排放和回用
第二章给水管网系统的组成、类型及管网布置原则
1、给水管网系统的组成
取水：
管井、取水头部、取水构筑物；
能够获得足够的水量；
净水：
反应池、沉淀池、滤池；
保证水量、去除影响使用的杂质；
加压：
深井泵站、一泵站、二泵站、中途泵站；
保证水量、提供适当的压力；
输送：
输水管、配水管网、明渠；
形成水流通道，维持合理的流速；
调节：
清水池、水塔、高地水池、屋顶水箱；
调节取水、净水与用水之间的数量差异，
储备事故及消防用水。
2、配水网的布置形式：
树状及环状管网
树状网：
呈树枝向供水区延伸
特点：
管线长度最短、构造简单、投资较省、安全可靠性差；适用于中小城市和小型工况企业
环状网：
管线连接成环状，当任一管段损坏，可以关闭附近的阀门，进行检修，不影响供水
特点：
管线长度长、造价高、减轻水锤现象的产生、供水安全性较高
第三章给水管网系统设计用水量
1、给水管网系统的设计用水量包括哪些？
是指设计年限内最高日用水量，包括：
（1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；
（2）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。
2、用水量估算的方法有哪些？
计算方法（P35）
①人均综合指标法
②单位用地指标法
③年递增率法
④用水量分项预估法
⑤规划估算法
3、用水量变化的特性
具有随机性和周期性两个特征。
4、掌握几个概念：
、
、
、
、
最高日用水量Qd：
在设计规定年限内，用水最多的一天所用水量
平均日用水量
：
一年内总的用水量除以天数
最高时用水量Qh:
最高日最高时用水量
日变化系数Kd：
最高日用水量与平均日用水量的比值，1.1-1.5
时变化系数Kh：
最高日最高时用水量与该日平均时用水量的比值，1.2-1.6
5、用水量变化曲线图P39
6、用水量的计算
Qd——最高日设计用水量
Q1——居住区综合生活用水量
Q2——生产用水量
Q3——工业企业职工生活和沐浴用水量
Q4——浇洒道路和绿化用水量
Q5——管网漏失水量
Q6——未预见水量
f——自来水普及率，%
N1——设计期限内规划人口数
q1——最高日综合生活用水定额
n——每日班数
N2——企业每班职工人数
q2——企业职工生活用水量定额
N3——企业每班职工沐浴人数
——企业职工沐浴用水量定额
n1——每日街道洒水次数
S——街道洒水面积
q4——街道洒水用水量定额
——绿地浇水面积
——绿地浇水用水量定额
第四章给水管网系统的水力计算
1、给水管网系统水力计算的任务是什么？
给水管网水力计算的任务是：
在最高时用水情况下，计算各管段的流量；确定各管段的管径和水头损失；进行整个管网的设计计算；确定水泵扬程和水塔高度；在特殊用水情况下，对管网管径和水泵扬程进行校核等。
2、给水管网系统简化的方法
忽略：
管网中主要起联络作用的管段，由于正常运行时流量很小，对水力条件的影响很小，计算时可以忽略。
分解：
只有一条管段连接的两个管网可分解成两个管网进行计算；管网末端水流方向确定的部分可分开计算；环状网上接出的树状网分开计算。
节点合并：
距离很近的两个节点计算时可视为一个节点。
3、长度比流量（有效长度）、面积比流量
（1）长度比流量：
假定除大用户的用水量外，其余用水量均匀分布在全部干管上。
——大用户集中用水量总和；
——干管计算总长度，不包括穿越广场、公园等无建筑物地区的管线，只有一侧配水的管线，长度按一半计算
（2）面积比流量：
长度比流量忽视了沿线供水人数和用水量的差别，与管段的实际配水量并不一致。
——大用户集中用水量总和；
——干管供水区计算总面积，用等分角线来划分街区
4、沿线流量
根据比流量可求出这个管网任一管段的沿线流量，即为比流量与所求管段计算长度或承担供水面积的乘积。
或
5、节点流量P53例子3-1
（1）组成：
沿线流量、传输流量
①沿线流量：
沿顺水流方向均匀减小，至管段末端为0
②转输流量：
沿整个管段流量不变
（2）简化方法及简化原理
①简化方法：
以变化的沿线流量折算为管段两端节点流出的流量
②简化原理：
用一个假想的从管段末端流出的折算流量，使它产生水头损失与沿线变流量所产生的水头损失相等
（3）折算系数
流量折算系数
：
依据折算前后水头损失相等核算
（4）任一节点i的节点流量qi等于与该节点相连的各管段的沿线流量ql总和的一半
6、管网设计流量的分配及管段设计流量P56例子3-2
（1）流量分配的原则：
节点流量连续性方程
流量连续性方程，即对任一个节点，流向该节点的流量必等于流离该节点的流量，
规定：
流离节点管段流量为正，流向节点流量为负
（2）树状及环状管网流量分配的特点
树状：
单向流、管段流量唯一性；任一管段的流量等于该管段以后所有节点流量的总和
环状：
满足连续性条件的流量分配方案可以有无数多种
7、
经济流速、经济管径
经济流速:
在一定年限内管网造价和管理费用之和最小的流速
平均经济流速：
0.6-0.9（100-400mm）0.9-1.4（>400mm）
经济管径（P59）
8、管段水头损失的计算
（1）水力半径的含义R=断面面积A/润湿周边C=d/4
（2）达西公式P60hy=λlv2/dj2g
Hy——沿程水头损失，m；
λ——沿程阻力系数；
l——管道长度，m；
dj——管道计算内径，m；
V——管道过水断面平均流速，m/s；
g——重力加速度，m/s2。
（3）沿程水头损失公式的指数形式
海曾-威廉公式k=
9、树状管网水力计算
（1）水力计算的步骤
1、计算比流量和各节点流量
（1）长度比流量计算：
（2）节点流量计算：
2、计算各管段流量：
根据节点流量平衡原理，推算出各管段流量
3、确定控制点（最不利点）及主干线
（1）控制点选择：
在保证该点水压达到最小服务水头时，整个管网不会出现水压不足地区
（2）主干线：
确定控制点后，从控制点到二级泵站的管路
4、根据管段流量和经济流速，确定主干管管径
5、计算主干线上各管段的水头损失
实例：
P63
（2）控制点及其选择
控制点：
地面标高较高，离泵站的距离最远。
控制点选择：
在保证该点水压达到最小服务水头时，整个管网不会出现水压不足地区
（3）P63例子3-3
第五章排水工程概论
1、排水工程的概念、任务及其内容
为保护环境，现代城镇需要建设一整套工程设施来收集、输送、处理和处置污水，这种工程设施称为排水工程。
排水工程的基本任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。
排水工程的主要内容是：
①收集各种污水并及时输送至适当地点；②将污水妥善处理后排放或再利用。
2、排水体制的概念、排水体制的类型
对生活污水、工业废水和降水所采取的不同排除方式所形成的排水系统，称为排水系统的体制（简称排水体制）。
排水体制一般分为合流制和分流制两种类型。
（1）合流制排水系统：
①直排式合流制排水系统②截流式合流制排水系统
（2）分流制排水系统：
①完全分流制排水系统②不完全分流制排水系统③半分流制排水系统
3、排水系统的各种布置形式（以地形为主要因素）
正交式:
现在城市中仅用于排除雨水
截流式:
是正交式的发展结果
平行式:
避免干管坡度及流速过大而使干管受到冲刷
分区式:
充分利用地形，节省能耗
分散式:
干管采用辐射式布置
环绕式:
便于污水的集中处理
4、排水系统的设计步骤、设计内容
设计步骤：
①收集可靠的基础资料②对排水工程规划设计方案进行比选③绘制排水工程规划设计图
设计内容：
①确定排水区域的界限与排水定额。
计算生活污水量、工业废水量和雨水量。
②确定排水系统的体制③选择污水厂、出水口的位置及污水处理流程，污泥处置原则等④进行排水系统的平面布置⑤绘制设计与施工图，估算排水工程总预算和经常管理费用等
第六章污水管道系统设计与计算
1、设计基础资料调查涉及哪些方面？
1、有关明确任务的资料：
（1）城市和工业企业的总体规划
（2）排水工程总体规划
2、有关自然因素方面的资料：
（1）地形资料:
初步设计、施工图设计
（2）气象资料:
气温、降雨（3）水文资料:
流量、流速、水位、洪水情况（4）地质资料
3、有关工程情况的资料：
（1）道路等级、路面宽度及材料
（2）地面建筑物和地铁、人防工程等地下建筑的位置（3）给水、排水、电力电讯电缆、煤气等各种地下管线的位置（4）本地区建筑材料、管道制品、机械设备、电力供应、施工力量等方面的情况
2、污水管道系统的设计方案的比较与评价的步骤
方案的技术经济比较：
根据技术经济评价原则和方法，在同等深度下计算各方案的工程量、投资以及其它技术经济指标，然后比较。
常用方法：
逐项对比法、综合比较法、综合评分法、两两对比加权评分法。
综合评价与决策：
在上述分析评价的基础上，对各设计方案的技术经济、方针政策、社会效益、环境效益等作出总的评价与决策，以确定最佳方案—设计方案。
3、污水设计流量
（1）概念
污水设计流量：
污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量，采用最大日最大时流量，L/S。
（2）Kd、Kh、KZ
日变化系数（Kd）:
一年中最大日污水量与平均日污水量的比值。
时变化系数（Kh）:
最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值。
总变化系数（KZ）:
最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。
（3）总变化系数KZ的求法
理论上：
KZ=Kd×Kh
实际上有两种做法：
A.根据《室外排水设计规范》（GBJ14-87）采用的居住区生活污水量总变化系数表选用。
B.按照综合分析得出的总变化系数与平均流量间的关系式求得。
式中：
Q——平均日平均时污水量（L/S）。
当Q<5L/S时，KZ=2.3，Q>1000L/S时，KZ=1.3。
（4）工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量
T
式中：
Q2——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/S）；
A1——一般车间最大班职工数（人）；
A2——热车间最大班职工数（人）；
B1——一般车间职工生活污水量标准（L/（人·班））；
B2——热车间职工生活污水量标准（L/（人·班））；
K1——一般车间生活污水时变化系数；
K2——热车间生活污水时变化系数；
C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；
C2——热车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；
D1——一般车间淋浴污水量标准（L/（人·班））；
D2——热车间淋浴污水量标准（L/（人·班））；
T——每班工作时数（h）；淋浴时间以60min计。
（5）城市污水设计总流量P174例子10-1
Q=1.1~1.2（Q1+Q2+Q3+Q4）注：
Q4设为公共建筑生活污水流量
4、何为控制点、如何选择污水管道系统的控制点及控制点竖向标高
（1）控制点：
对污水管道的埋深起控制作用的地点
（2）控制点的选择：
管道起点、较深工厂污水排出口或低洼地区管道起点
（3）控制点的竖向标高:
①根据城市总体竖向规划，保证各点污水能顺利排出，并留有发展余地；②不能因个别控制点而增加整个管道埋深
5、污水管段设计流量
（1）概念
管段设计流量等于该管段的上游段汇入污水流量加上该管段的收集污水量。
（2）污水管网的节点流量
污水管网的节点流量是指该点下游的一条管段所连接的用户污水流量与该节点所接纳的集中污水流量之和。
（3）污水管段本段流量的计算与给水管网节点流量计算区别
①沿线流量:
平均日流量乘以总变化系数
②管段分配的本段流量全部加到管段起点作为节点流量
（4）管段设计流量：
本段流量、转输流量、集中流量
P182例子10-2
式中q1—设计管段的本段设计流量
q2—转输流量
q3—集中流量
A—汇水面积
q0—比流量
KZ—总变化系数
6、水力计算的设计规定
（1）设计原则:
不冲刷、不淤积、不溢流、通风
（2）设计充满度:
在设计流量下，污水在管道中的水深和管道直径的比值。
（当H/D=1.0时称为满流，当H/D<1.0称为非满流。
我国《室外排水设计规范》规定，污水管道按照非满流进行设计。
）（3）设计流速：
与设计流量、设计充满度相应的水流平均流速。
（最小流速：
保证管内不致发生淤积的流速
≥0.6m/s最大流速：
保证管道不被冲刷损坏的流速≤10m/s（金属管道）
≤5m/s（非金属管道））（4）最小设计坡度：
相应于管道内流速为最小流速的管道坡度（实际上是保证管道不发生淤积时的坡度。
最小设计坡度与水力半径有关。
不同的管径，水力半径不同，最小设计坡度也不同。
）
（5）埋深：
管道内壁底到地面的距离。
（6）衔接方式：
水面平接
、水面平接
7、污水管道水力计算
（1）进行水力计算的目的：
合理的、经济的选择管道的断面尺寸、坡度和埋深。
（2）水力计算的方法：
水力计算图或水力计算表
（3）水力计算的步骤P186例子10-3：
①确定设计管段的起迄点②计算设计管段的设计流量③确定设计管段的直径、坡度及管底标高
（4）绘制污水管道平面图和纵剖面图P190
第七章雨水管渠系统的设计与计算
1、雨水管渠系统的任务：
及时地汇集并排出暴雨形成的地面径流，以保证城市人民的生命财产安全及工农业生产正常进行，达到既合理又经济的要求
2、雨量分析的目的：
确定降雨历时、暴雨强度与降雨重现期之间的关系，以此作为雨水设计管渠设计的依据，估算排水管渠断面的尺寸。
工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积表示q（L/ha‧s）。
3、暴雨强度及暴雨强度公式
暴雨强度：
暴雨强度公式：
q:
设计暴雨强度（L/s•ha）P:
设计重现期（a）
t：
降雨历时（min）A1、c、b、n：
地方参数
4、极限强度法（假设条件、原理、内容）
（1）假设条件：
①降雨在整个汇水面积上的分布是均匀的②降雨强度在选定的降雨时段内均匀不变③汇水面积随集流时间增长的速度为常数
（2）极限强度法原理：
①承认降雨强度随降雨历时的增长而减小的规律性②汇水面积的增长与降雨历时成正比③汇水面积随降雨历时的增长较降雨强度随降雨历时增长而减小的速度更快（当t<τ0时，部分汇流。
t增大，q减小，F增大，Q增大；当t=τ0时，全面积汇流；当t>τ0时，t增大，F不变，q减小，Q减小）
（3）极限强度理论的内容：
①当汇水面积上最远点的雨水达集流点时，全面积汇流，雨水管渠的流量最大。
②当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水达集流点的集流时间时，雨水管道的雨量最大。
5、雨水管渠设计流量：
P202雨水管段设计流量的确定
式中：
Q——雨水设计流量（L/s）
Ψ——径流系数，其数值小于1；
F——汇水面积（ha）
q——设计暴雨强度（L/（s·ha））
6、降雨历时t、地面集水时间t1及折减系数m引入的原因
降雨历时t：
根据极限强度原理，雨水灌渠的设计降雨历时等于汇流时间时，雨水流量最大。
因此设计降雨历时为汇水面积最远点的雨水流达设计断面的时间。
t=t1+mt2（t1:
地面集水时间t2:
管内雨水流行时间
m:
折减系数）
地面集水时间t1：
指雨水从汇水面积的最远点流到位于雨水灌渠起始端点第一个雨水口所需的地面流行时间。
《室外排水设计规范》规定：
一般采用t1=5～15min。
折减系数m：
实际雨水管道中水流并非一直是满流管，导致管道内实际雨水流行时间大于按满流管计算的流行时间t2
各管段内的“洪峰”流量不会同时出现，下游管段洪峰流量断面上水位导致上游来水缓慢，使雨水在管段中的实际平均流速小于理论设计流速，即管内的实际水流时间t2增大
《室外排水设计规范》建议：
暗管m=2.0，明渠m=1.2。
在陡坡地区，暗管m=1.2~2.0。
7、合理布置雨水口：
①雨水口应设置在街道交叉路口的汇水点、低洼处②道路上平均间隔30～80m应设置一雨水口
8、雨水管渠水力计算
（1）设计充满度：
管道设计充满度按满流考虑明渠超高≥0.20m街道边沟超高≥0.03m
（2）设计流速：
最小流速：
管道≥0.75m/s明渠≥0.40m/s
最大流速：
管道：
金属管道≤10m/s非金属管道≤5m/s（3）衔接方式：
管顶平接（4）计算方法：
水力计算图或水力计算表（与污水水力计算图区别点在哪里？
）P209表11-8
（5）雨水管渠的水力计算步骤P205例子11-1
（6）绘制雨水管渠的平面图和纵剖面图P210
9、人工修建调节池修建位置、布置形式及有效容积的计算
（1）修建位置：
在雨水干管中游或接入大流量的管道交汇处，可降低下游各管段的设计流量；在进行大规模住宅建设和新城开发的区域，可解决旧时雨水管渠排水能力不足的问题；在拟建雨水泵站前的适当位置
（2）调节水池常用的布置形式：
①溢流堰式调节水池：
设置在干管一侧，有进水管和出水管。
进水管较高，出水管较低②底部流槽式调节水池：
a、当进水量小于出水量时，雨水经设在池最底部的渐缩断面流槽全部流入下游干管而排走；b、当进水量大于出水量时，池内水位逐渐上
升，直到进水量减少至小于下游干管的通过能力时，池内水位才逐渐下降，至排空为止。
：
调节池上游干管设计流量（m3/s）
相应于Qmax时的设计降雨历时（s）
下游干管设计流量的降低系数
（3）调节池容积的计算：
第八章合流制排水管网的设计与计算
答：
水分和氧气是使铁容易生锈的原因。
1、截流式合流制系统的工作特点（晴天、雨天）、布置特点
工作特点：
晴天：
截流管以非满流将生活污水、工业废水送往污水厂进行处理。
雨天：
Q≤q时，混合水全部送入污水处理厂；Q≥q时，部分混合水送入污水厂，部分水从溢流井溢出直接进入水体
8、我们把铁钉一半浸在水里，一半暴露在空气中，过几天我们发现铁钉在空气中的部分已经生锈，在水中的部分没有生锈。
通过实验，我们得出铁生锈与空气有关。
布置特点：
①管渠的布置应使所有服务面积上的污废水均能合理地排入管渠，并以尽可能短的距离坡向水体。
②沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，在截流干管的适当位置上设置溢流井③须合理确定溢流井的数目和位置，既要减小对水体的污染，又要减小截流干管的尺寸及长度
④在合适的排水区域内，若雨水可沿地面的街道边沟排泄，合流制排水系统的上游可只设污水管道
2、
3、答：
燃烧的蜡烛变得越来越短，发光发热并伴有气体生成。
溢流井上、下游管段的设计流量
19、阳光、空气、水、土壤、岩石、植物、动物……构成了我们周围的环境。
我们人类也是环境中的一部分，我们都生活在一不定的环境之中。
人与自然和谐相处，共同发展，是我们共同的责任。
1、第一个溢流井中上游管渠的设计流量：
：
生活污水平均流量
：
工业废水最大班平均流量
Qy：
雨水设计流量
2、你知道日食的形成过程吗？
—旱流流量
2、溢流井下游管渠的设计流量：
（1）雨水设计流量：
Qy’：
溢流井下游排水面积上的雨水设计流量
n0：
截流倍数，溢流时截流的雨水与旱流流量之比。
与污水水量、水质以及总变化系数，水体的卫生要求、水文、气象等有关。
（2）溢流井下游管渠的设计流量：
二、问答题：
第四单元环境和我们
3、截留倍数n0及其取值影响因素
3、除了我们日常生活产生的家庭垃圾外，工厂、学校、医院、建筑工地等每天也在产生大量的垃圾。
n0：
截流倍数，溢流时截流的雨水与旱流流量之比。
与污水水量、水质以及总变化系数，水体的卫生要求、水文、气象等有关。
2、人们通常处理垃圾的方法有填埋或焚烧。
规范规定取用1～5，通常采用n0＝3。
4、旧合流制改造途径：
1、改合流制为分流制－比较彻底的改造方法
缺点：
不仅消耗大量电能，留下残余物，如果控制不好，还会产生有毒物质，造成二次污染。
2、改直排式合流制为截流式合流制3、对溢流混合污水进行适当处理
4、修建全部处理的污水处理厂
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