1、1给排水科学与工程概论2第1章 “给排水科学与工程”学科与水工业n“给水排水工程”与“给排水科学与工程”的关系n水的循环n水的良性社会循环与水资源的可持续利用n缓解水资源危机的有效途径n水的社会循环的工程设施n给水排水工程专业的基本内容n21世纪的朝阳产业水工业精品资料4 你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？ 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ 教师的教鞭 “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ” “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”51.1 “给水排水工程”与“给排水科学与工程”的关系n我国给水排水学
2、科发展的几个历史过程n1、20世纪50年代初，我国成立了给水排水工程学科。n特点：主要解决城市用水量问题与排水量问题n2、建国后的前30年，我国实行“先生产、后生活”的方针，给水排水被纳入生活类。n特点：发展缓慢，大大滞后于国民经济的发展。6n3、80年代以后“改革开放”国民经济快速发展，人们对水的需求成倍的增长。n特点：污染治理滞后，水环境污染日益严重。给水排水工程学科依旧发展缓慢。n4、80年代后期，水资源短缺与水环境污染达到危机的程度，已成为我国社会经济发展的重要制约因素。n特点：给水排水工程技术不仅在水量方面有了相应发展。解决水质问题成为主要矛盾。给水排水工程学科有了质的飞跃。7n给排
3、水科学与工程专业是给水排水工程专业的新命名81.2 水的循环n 水的自然循环n水的循环 n 水的社会循环9 n n n n n n n n 风太阳n雨雪蒸发河湖云n蒸腾n地表径流n地下渗流n蒸腾n冰雪n植被101.2.2 水的社会循环 生活商业城市收集工业农业给 水新陈代谢废 水人处理处置灌溉水体产品用水、用水工艺、冷却用水等良性循环非良性循环11n水的社会循环：人们为了生活和生产的需要，由天然水体取水，经适当处理后，供人们生活和生产使用，用过的水又排回天然水体。121.2.3 水的良性社会循环与水资源的可持续利用一、水的良性社会循环n水体的自净n水的良性社会循环：对城市污水和工业废水进行处理
4、，使其排入水体不会造成污染，从而实现水资源的可持续性利用。13生活商业城市收集工业农业给 水新陈代谢废 水人处理处置灌溉水体产品用水、用水工艺、冷却用水等良性循环非良性循环141.3 缓解水资源危机的有效途径n目前，我国用水存在的问题。n缓解水资源危机的有效途径。n水的社会循环的工程设施。151.3.1 目前，我国用水存在的问题n1、水资源紧缺与用水效率不高。n农业灌溉：水的利用系数约为0.45，发达国家为 0.7甚至0.8n工业用水：水的重复利用率仅为30%40%，甚至更低，而发达国家为75%85%。n2、用水大量浪费n生活用水：跑、冒、滴、漏严重，15%25%161.3.2 缓解水资源危机
5、的有效途径n1、节水：n n n节水的优点:n可减少从天然水体的取水量，缓解水资源危机n减少供水和给水处理费用n减少排水和污、废水的处理费用n节水、提高用水效率、杜绝浪费，是缓解水资源危机的首要任务。杜绝浪费提高用水效率节水工业节水农业17n2、多渠道开源 n城市污水回用于农业灌溉n推行高效节水农业和现代旱地农业n大量发展海水利用n充分利用雨水 远距离调水181.4 水的社会循环的工程设施n水资源的保护和利用n取水工程n水泵站n给水处理厂 污水排水系统n调贮构筑物 污水处理厂n输配水系统 雨水排水系统n建筑水工程 城区防洪n工业水工程 农业水工程191.5 给水排水工程专业的基本内容水源 取水
6、构筑物 一级泵站 n 给水处理厂 二级泵站 城市给水系统 n 输配水系统 n n建筑给水管网 用水设备 n建筑排水管网 建筑给排水系统n城市污水管网 n污水泵站 污水处理厂 水体 城市排水系统 城市雨水管网 水体201.6 21世纪的朝阳产业水工业n水工业的概念：n水经采集、生产、加工、供应、销售、回收、再生，最后回归自然。n城市水工程学科是水工业的主干学科。21水工业的组成n运营业n工程建设业n设备制造业n知识产业22第二章 水资源的保护与利用n水资源n水的自然循环与社会循环n中国的水资源状况n水资源的开发利用工程n水资源的保护与管理232.1 水资源n2.1.1水资源的含义与特性n1、水资
7、源的含义n 广义：地球上所有的水。n 狭义：目前的社会条件下可被人类直接开发利用的水。技术上可行，经济上合理，不影响地球生态,水质达到一定的标准24n自然界的水必须满足三个前提时才被称为水资源n1、可使用性n2、可获得性n3、天然性25n水资源：在现有的技术、经济条件下能够获得的、并可作为人类生产资料的天然资源n陆地上可供生产、生活直接利用的江河、湖沼以及部分储存在地下的淡水资源，即“可利用的水资源。n水资源：一定区域内逐年可以恢复更新的淡水量。262、水资源的特征性n1）、流动性与溶解性n2）、再生性与有限性n3）、时空分布上的不均匀性n4）、社会性与商品性272.1.2、地球上的水资源n1
8、、地球上的总水量n地球的表面积约为5.1亿km2，其中海洋面积为3.61亿km2，严格地讲，地球是一个水球。n海洋、咸水湖等咸水为14.21亿km3 ，占97.3%。n淡水0.39 亿km3 ，占2.7%。其中有77.2%储存在极地和冰川中。282、淡水资源n液态淡水n固态淡水：占全球淡水资源量的70%。n气态淡水293、径流资源n世界水资源量指全球河流入海径流量。304、海水资源及水能资源n海洋是地球上最大的水体，海洋水占地球上总水量的97%。312.2水的循环n1、水的自然循环n1）水循环风太阳n雨雪蒸发河湖云n蒸腾n地表径流n地下渗流n蒸腾n冰雪n植被322）水循环的基本特点na、从全球
9、角度看，水循环过程中的总水量是平衡的。总蒸发量=总降水量；nb、海洋上的总蒸发量海洋上的总降水量。nc、水循环不仅维持着地球上的各种水体水量的平衡，而且使水体水质不断更新。nd、对全球环境的结构和环境的演变有着深刻的作用和影响。332、水的社会循环342.3 中国水资源状况n我国的水资源概况n我国水资源的特点n我国水资源紧缺的社会因素35一、中国的水资源概况 我国多年平均降水量中只有44%形成地表径流。n降水量=河川径流量+总蒸发量+地下潜流量n水资源总量=河川径流量+地下水资源量-地表水和地下水相互转化的重复水量。n全国多年平均年水资源总量为28124亿m3,其中北方六片占总量的19%，南方
10、四片占81%。36二、我国水资源的特点n1、总量、人均、亩均特点n总含量丰富，从人均亩均上看并不丰富。n2、地区分布特点n南多、北少；东南多，西北少。n地区分布与人口和耕地的分布很不相应n3、年内及年际分布特点n年内分配不均匀，秋冬少雨，春夏多雨。n年际变化很大。37三、我国水资源紧缺的社会因素n1、人口的增加和城市化用水标准的提高使水资源供需矛盾越来越突出。n2、我国农用耕地需水量很大，农用水量十分紧缺。n3、我国工业用水量增长极快，但是用水效率很差。n4、地表水已有明显减缩。n5、地下水过量开采，水位降低。n6、水污染严重。n7、用水方式落后，水资源浪费惊人。382.4 水资源的开发利用工
11、程n水源及其特点n地下水取水n地表水取水39一、水源及其特点n水源n n地下水的特点：水质澄清、色度低、细菌少、水温较稳定、变幅小、分布面广且较不易被污染，但水的含盐量和硬度较高，径流量有限。n地表水的特点：浑浊度和水温变化幅度较大，水质易受到污染；但是水的含盐量及硬度较低，其他矿物质含量较少。径流量一般较大，但水量和水质的季节变化明显。地表水地下水40水源的选择原则： 1、应对当地的水资源作充足的调查，所选水源应水量充沛可靠，水质好，便于防护。n2、符合卫生要求的地下水可优先作为饮用水水源考虑，但取水量应小于允许开采量。n3、全面考虑。统筹安排，正确处理给水工程同有关部门的关系，以求合理地综
12、合利用开发水资源。n4、考虑取水工程本身的建设施工、运行管理时的安全，注意相应的各种具体条件。41二、地下水取水n1、地下水的存在形式和类型n1）、水在地下岩石中的存在形式：n气态水、结合水 n重力水和毛细管水,固态水。可用作水源吸着水薄膜水42地下水垂直分布图隔水层包气带饱水带土壤水带毛细水带中间水带潜水承压水隔水层薄膜水432）按埋藏条件分类n n n n a.上层滞水;b.潜水;c.承压水n 1.隔水层;2.透水层;3.饱水部分;4.潜水位;5.承压水测压水位;6.泉（上升泉）;7.水井，实线表示井壁不透水442、地下水取水构筑物n1）、管井n浅井：深度在2030m以内。n深井：深度在2
13、030m以上。n小管井：直径小于150mm.大口径管井：直径大于1000mm。45n2）、大口井n直径38m，深小于20m。n非完整式n完整式46n非完整式大口井的水利条件比完整式的好，集水范围大，适于开采较厚的含水层。47n3）水平集水管与渗渠n4）复合井与辐射井48三、地表水取水n1、影响地表水取水的主要因素n河流的径流变化n泥沙运动和河床演变。n河床的岩性、稳定性。n河流冰冻情况。n水工构筑物和天然障碍物。492、地表水取水构筑物的分类n1）、固定式取水构筑物505152n岸边式：适用于河岸较陡、岸边有一定的取水深度、水位变化幅度不大、水质及地质条件较好时。n河床式：适用于岸坡平缓、主流
14、离岸较远、岸边缺乏必要的取水深度或水质不好的情况。n斗槽式：适用于河流缺水量大或泥沙量大、冰凌严重的情况。532)移动式取水构筑物54n适应于水位变化幅度较大55n适应于水位变化幅度较大56n山区浅水河流浅水构筑物（自学）572.5 水资源的保护与管理n当前我国水资源开发利用方面存在的问题：n1、用水浪费，管理不善。n2、开采不当，水环境恶化。n3、污染严重，淡水资源减少。58一、水资源保护n定义:n采取法律、行政、经济、技术等综合措施，对水资源实行积极的保护与科学管理。n内容：n1）、对水量的合理取用及对其补给源的保护。n2）、对水质的保护。591、水资源保护的目标和措施1）水资源保护的目标
15、n水量方面：n对地表水资源不因过量引水而引起下游地区生态环境的变化；对地下水不会引起地下水位的持续下降而引起环境恶化和地面沉降。n水质方面：n要消除和截断污染源，保障饮水水源及其他用水可用的水质，防止风景游览区和生活区水体的污染和富营养化，注意维持地表水体和地下水含水层的水质都能达到国家规定的不同要求标准。60n2）采取的措施n（1）加强对水资源的监测和信息收集。n（2）进行以流域为单位的江河综合开发利用规划，兼顾上下游合理配置用水。n（3）建立水资源保护区，防止水土流失、水质污染，植树造林补充水源。n（4）进行流域范围内的污染控制与治理，实行排污总量控制，保护水环境质量。n（5）建立和健全有
16、关法规，加强有关机构的建设。612、水污染的控制n水污染：水体因某种物质介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响到水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。n水污染控制与治理的基本目标：保护人民的生活和健康状态不致受到以水为媒介的疾病的影响；保持生态系统的完整不受破坏；保证水资源能长期持久的利用。62水污染防止措施n1）加强水质的监测、评价与预测工作，及时掌握水质状况。n2）提高工农业用水的效率，积极推行清洁生产，发展循环利用和重复利用技术，减少废水的排放量。n3）制定水污染防治的法规和标准，依照经济规律，加强领导管理，依法治污；特别是要继续加强
17、对工业污染源的治理，同时也要加快城市污水厂的建设，采取集中处理方式，解决污染危害。n4）积极开展流域水污染的治理工作，包括点源治理、面源治理和内源污染治理，63二、水资源管理n定义n运用行政、法律、经济、技术和教育手段，合理开发利用水资源，协调水资源的开发利用与社会经济发展之间的关系，处理各地区、各部门间的用水矛盾；监督并限制各种危害水资源的行为；保护水资源的水量及水质供应，以满足社会实现可持续经济发展对水资源的要求。641、水资源管理原则、目标和内容n水资源管理的目标：实现水资源可持续开发利用、保护水生态环境的良好状态，促进社会经济的不断发展。65水资源管理的内容n1）实行统筹规划，有效合理
18、地分配水资源；n2）保护水资源水量与水质良性循环和水生态系统安全；n3)保障城市生活、工业和农业生产的可持续用水；n4）提高水污染控制与治理和污水资源化的水平；n5）遵循经济规律，改革水资源管理体制，加强管理能力建设；n6)健全法律措施，实现依法治水、管水。66第三章 给水排水管道系统n给水排水管道系统的任务和组成n给水排水管道系统规划和布置n给水排水管道系统主要设计内容、方法和要求n给水排水管道系统运行管理n给水排水管道系统材料673.1 给水排水管网系统的任务和组成n给水管网系统的任务和组成n排水管网系统的任务和组成683.1.1给水管网系统的任务和组成n给水系统：水的取集、处理、输配与调
19、节 n给水管网系统：水的提升、水的输送和分配及水量的调节 取水构筑物一级泵站处理构筑物二级泵站清水池配水管网693.1.2 排水管道系统的任务和组成n排水系统：将城市污废水和降水按要求进行收集、处理和排放的工程。n排水管网任务：将城市污废水和降水按要求进行收集和排放。703.2 给水排水管网系统规划和布置n给水管网系统规划和布置n排水管网系统规划和布置713.2.1给水管网系统规划和布置n给水系统的总体布局n配水管网布置n输水管渠布置n长距离输水管渠和引水工程721、给水系统的总体布局按水源数目分类分：1）单水源给水管网系统 2）多水源给水管网系统73n按系统构成方式分类：n统一供水系统n分质
20、供水系统n分区供水系统n区域供水系统741）统一供水系统 根据生活饮用水水质标准，由同一管网供给生活、生产和消防用水到用户的给水系统。 特点：所有用户用一个管网，一个水处理系统；造价低，运行费用高，会造成浪费。n适用于：城市地形起伏较小，建筑层数差别不大，各种用户对水质和水压要求相差不大的城市或大型工业区。752）分质供水系统n不同水质n不同的管道系统n适用于：对水质要求不高的工业生产用水或其他用水所占比例较大时的城市或大型工业区。763）分区供水系统n适用于城市地形高差较大，或城市供水范围很大，或城市被自然地形分割成若干部分的大、中城市。n并联分区：地形高差很大。n串联分区：高区和低区相距较
21、远且高差很大；城市地形平坦但配水管网延伸很长。77并联分区（分压给水系统）n1、取水构筑物 2、水处理构筑物n3、泵站 4、高压管网 5、低压管网 6水塔n由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给低区和高区用水。n供水安全可靠，水泵集中；管理方便，但管网造价高，需要高压输水管。78串联分区n1、井群 2、泵站n高低两区用水均由低区泵站供给，高区用水再由高区水泵加压。n管网造价低，但供水安全、可靠性较差，水泵站分散，管理不便。794） 区域供水系统n两个以上城镇采用同一给水管道系统；或者若干原先独立的管道系统连成一片，或者以中心城市管道系统为核心向周边城镇扩展的供水系统。n适用于相距较近、地理条件和
22、水源特点合适的中、小城镇，或某一大城市与其周边的中、小城镇乃至村镇的联合供水。802、配水管网布置n干管 分配管 接户管n配水管网布置：通常指干管及干管之间连接管的布置，不包括分配管和接户管。n树状网n环状网81树状网n 二级泵站82环状网n1、取水构筑物 2、一级泵站3、水处理构筑物n4、清水池5、二级泵站6、输水管7、管网8、调节构筑物83布置配水管网总的要求n管线应遍布整个用水区；n供水安全可靠；n力求以最短距离向用户供水；n按城市规划要求保留管网发展余地；n管道一般按规划道路敷设，但尽量避免敷设在高级路面下。843、输水管渠布置n1、能保证不间断供水。（单管或双管）n2、尽量使输水管线
23、最短，以降低造价和输水费用。n3、输水管线尽量避免穿越河谷、铁路等障碍以及沼泽、滑坡等地质不良地区，并尽量不占或少占良田。n4、充分利用地形，优先考虑重力流或部分重力流输水。854、长距离输水管渠和引水工程n应注意的问题n1）应尽量利用现有河道或管渠。n2）管道材质或渠道的选择应根据地质、地形、管渠尺寸和压力、管道价格及施工条件等，经过技术经济综合比较后确定。n3）防止水质污染，同时还应考虑沿河一带农业和工业用水的影响，确保城市所需的水质水量。n4）应采用双（多）管道或双（多）渠道输水，并每隔一定距离设联通管或连接井一座。863.2.2 排水管道系统规划和布置n城市排水体制n排水管道系统布置8
24、71、城市排水体制n合流制排水系统n分流制排水系统881）合流制排水系统直流式排水系统截流式排水系统892）分流制排水系统90n1、污水干管 2、明渠或小河 3、污水厂 4、出水口 5、河流污水干管（沟）不完全分流制排水系统（未建雨水管网）1明渠或小河235污水厂3412出水口4河流591n1、污水干管 2、原有水渠 3、雨水干管 4、污水厂 5、出水口 6、河流雨水干管（沟）不完全分流制排水系统（补充部分雨水管网）河流65出水口污水干管（沟）1原有渠道234污水厂14236592合流制和分流制的比较n环保方面环保方面：截留式合流制雨天时部分污水溢流：截留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，造成
25、污染；分流制在降雨初期有污染。入水体，造成污染；分流制在降雨初期有污染。n造价方面造价方面：合流制管道系统简单，造价低，但：合流制管道系统简单，造价低，但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制；合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制；分流制管道系统复杂，造价高；分流制管道系统复杂，造价高；总造价看，完总造价看，完全分流制高于合流制。全分流制高于合流制。n维护管理维护管理：合流制污水厂维护管理复杂。分流：合流制污水厂维护管理复杂。分流制管内流速稳定，污水厂易于控制。制管内流速稳定，污水厂易于控制。932、排水管道系统布置n布置形式：呈树状网。n管道系统布置和定线原则：n尽可能在管线短、管道埋设深
26、度浅的情况下，使最大区域的污水或雨水能自流排除。n影响管道布置的一些因素：地形、竖向规划、污水厂的位置、河流情况、地质条件等。94排水系统的布置形式排水系统的布置形式-正交式正交式12333河1.城市边界 2.排水流域分界线 3.干管95排水系统的布置形式排水系统的布置形式-截流式截流式 1.城市边界 2.排水流域分界线 3.干管4.主干管 5.污水厂 6.出水口 12333河45696排水系统的布置形式排水系统的布置形式-平行式平行式1.城市边界 2.干管 3.主干管12397排水系统的布置形式排水系统的布置形式-分区式分区式1.城市边界 2.排水流域分界线 3.干管4.泵站 5.污水厂 1
27、23345河98排水系统的布置形式排水系统的布置形式-分散式分散式1.城市边界 2排水流域分界线. 3.干管 4.污水厂灌溉灌溉河河河1234993.3 给水排水管道系统主要设计内容、方法和要求n给水管道系统主要设计内容、方法和要求n污水管道系统主要设计内容、方法和要求n雨水管渠系统设计特点n合流制管渠系统设计特点n排水管道系统优化设计n给水排水泵站1003.4 给水排水管道系统运行管理1013.4.1 给水管道系统运行管理n1、检漏n2、管道腐蚀和结垢的防治与清除n3、管网水质的改善n4、管网水压和流量测定n5、管网调度1023.4.2 排水管道系统运行管理n1、管渠清通n2、管渠维修n3、
28、泵站的运行调度1033.5 给水排水管道材料1043.5.1 给水管道材料n选择给水管材时，应考虑的因素：n1、管道承受内压和外荷载强度。n2、管道耐腐蚀性能n3、管道使用年限n4、管道运输、施工和安装难易程度n5、管道内壁光滑程度n6、管道价格105给水管材n钢管n铸铁管n混凝土管材n塑料管n金、塑复合管材1063.5.2 排水管渠材料n对排水管渠的要求：n1、有足够的强度承受外荷载及内部水压n2、有抵抗污水中固体杂质的冲刷和磨损n 的性能n3、具有抗腐蚀性能n4、内壁光滑，不透水n5、尽量就地取材107排水管道材料n混凝土和钢筋混凝土管n陶土管n金属管n塑料管108第4章 水质工程n水质、
29、水质指标和水质标准n水的物理、化学及物理化学处理方法n水的生物处理方法n水及污、废水的处理工艺n水及污、废水处理技术的新发展1094.1 水质、水质指标和水质标准1104.1.1 水质和水质指标n1、水质：水及其所含杂质共同表现出来的物理的、化学的综合特性。n 2、水中的杂质分类n 有机物 悬浮物 d1umn来源 无机物 尺寸 胶体1nmd1umn 微生物 溶解物质 dHH2OHH2O13215、超滤和微滤n超滤膜10200nmn微滤膜0.2um1334.3 水的生物处理方法n微生物对氧的需求情况n好氧微生物n厌氧微生物134n水的好氧生物处理方法n水的厌氧生物处理方法1354.3.1水的好氧
30、生物处理方法n活性污泥法n生物膜法n氧化塘1361、活性污泥法n活性污泥的组成：n1、具有活性的微生物；细菌、真菌、原n 生动物、少数后生动物n2、微生物自身氧化的残留物n3、吸附在活性污泥上不能被微生物降解n 的有机物和无机物组成。137n活性污泥净化污水的过程：n1、吸附：大的表面200010000m2/m3n 多糖类的粘质层n2、氧化n3、絮凝沉淀138微生物代谢过程图有机物+O2微生物分解代谢代谢产物（H2O、CO2、NH3)+能量合成代谢合成细胞物质+O2内源呼吸产物+能量（H2O、CO2、NH3)内源呼吸残留物139传统活性污泥法n 进水出水剩余污泥回流污泥 污泥140传统活性污泥
31、的演变及应用n渐减曝气法n阶段曝气法n延时曝气法nAB法nSBR法n完全混合曝气法1412、生物膜法图 1 8 - 1 生 物 滤 池 滤 料 上 生 物 膜 的 构 造 （ 剖 面 图 ）C O2 N H3H2SB O DC O2B O DO2 N H3B O DH2O空气C O2C O2O2C O2H2OB O D滤 料附着水层流动水层生 物 膜厌 氧好 氧142143曝气生物滤池填料层WL反冲洗用空气管曝气用空气管反冲洗水进水管处理水排水管承托层中间排水管反冲洗水排放管溢流槽原污水流入图18-7 曝气生物滤池构造示意图144生物转盘1453、氧化塘n氧化塘净化污水的原理：n稀释n沉积n分
32、解1464.3.2 水的厌氧生物处理方法复杂有机化合物（碳水化合物、蛋白质、脂类等）水解简单有机化合物（单糖、双糖、氨基酸、肽等）产酸发酵挥发性脂肪酸和醇（丙酸、丁酸、戊酸和乙醇等）产氢产乙酸同型产乙酸乙酸H2+CO2CH4+CO2产甲烷1474.4 水及污、废水的处理工艺n水处理工艺方案的选择：在技术上应是可行的，经济上合理的，在运行管理上应是方便易行的。148河水混凝剂颗粒活性炭过滤过滤清水池沉淀絮凝反应混合生物预处理出水消毒剂氧化剂活性炭臭氧149出水含铁地下水O2曝气接触催化滤池清水池消毒剂150出水污水格栅泵站沉砂池初沉池曝气池二沉池剩余污泥回流污泥沼气发电肥料污泥脱水消化池污泥15
33、14.5水及污、废水处理技术的新发展n水处理药剂n膜技术n新菌种的培育152第5章 建筑给水排水工程n建筑给水排水工程与室内给水排水工程的区别：n1、包含的内容增多。n2、高层建筑给水排水的出现。n3、计算机应用技术的出现。1535.2 建筑给水系统工程n建筑给水系统的分类与组成n给水方式与管网布置n建筑给水系统的水质保证n建筑内部热水供给系统1545.2.1 建筑给水系统的分类与组成n根据用途分为生活给水系统消防给水系统杂用水给水系统饮用水给水系统生产给水系统155n组成：引入管、干管、立管、支管、用水设备及附件1561575.2.2 给水方式与管网布置给水方式设置的基本原则：1）、应保证供
34、水安全可靠、管理维修方便。2）、在满足用户用水要求的前提下，应力求给水系统简单，造价最省。3）、应充分利用城市管网直接供水。1581、给水方式n直接给水方式n设有水箱的供水方式n设水泵的给水方式n设水泵、贮水池、水箱联合供水方式。n设气压给水装置的供水方式1591）直接给水方式1602）设有水箱的供水方式1613) 设水泵的给水方式1624) 水泵、贮水池、水箱联合供水方式水表水泵旁通管泄水管水平干管水池阀门配水龙头屋顶水箱1635) 设气压给水装置的供水方式1642、布置方式n下行上给式n上行下给式n环状供给式1655.2.3 建筑给水系统的水质保证n保证建筑给水系统中水质安全的措施：n城市
35、给水系统的供水水质必须满足卫生标准要求。n建筑给水系统中管网的布置与贮水设备应注意避免污染。n加强管理，保证水质。n注意材料选择，以免污染水质。1665.2.4 建筑内部热水供给系统1675.3 建筑排水系统工程n建筑排水系统的分类与组成n建筑排水管道的布置与敷设n建筑雨水排水系统1685.3.1建筑排水系统的分类与组成n按排除污废水的类别分为：n生活排水系统n工业排水系统n建筑雨水排水系统n按排水立管与通气立管的设置情况分为：n单立管排水系统n双立管排水系统n三立管排水系统1691701715.3.2 建筑排水管道的布置与敷设n1、布置与敷设原则n2、排水立管的布置n3、通气系统的布置172
36、1、布置与敷设原则n排水通畅n安全可靠，不影响室内卫生美观 n管线短，造价低n安装维修方便1732、排水立管的布置n尽量靠近排水量大、杂物多的排水点.n尽量远离卧室、靠近外墙布置，减少出户以后埋地管的长度。n应在适当位置设置开、封方便的检查口。1743、通气系统的布置n通气的目的：保证排水畅通和防止有毒有害气体进入室内。n不得与室内通风管或烟道相通。1755.3.3 建筑雨水排水系统n雨水排除方式:n（1）外排水 （2）内排水（3）混合式排水系统176一、外排水系统n1、檐沟排水系统177n2、天沟排水系统178二、内排水系统n对于屋顶面积较大或对建筑立面要求较高的建筑物一般采用内排水系统。n
37、内排水系统一般由雨水斗、连接管、悬吊管、立管和埋地横管等组成。1791805.4 建筑消防系统工程n按灭火剂的种类和灭火方式：n消火栓给水消防系统n自动喷水灭火系统n非水灭火剂系统181消火栓给水消防系统n室内消火栓系统的组成:n水枪、水带、消火栓、消防管道、水源182自动喷水灭火系统1835.5 居住小区给水排水系统工程n5.5.1居住小区概念n居住组团n居住小区n居住区1845.5.2 居住小区给水系统工程n水源：城市给水系统n 自备水源n直饮水系统自来水O3混合塔活性炭过滤精密过滤超滤出水O3185n中水系统城市给水小区公共排水系统浇洒绿化用水中水处理系统中水供水系统冲厕用水城市排水雨水
38、调节池或其他水源生活用水186n水景工程1875.5.3 居住小区排水系统工程n应遵循管线短、埋深小，尽量自流排出的原则，通常沿道路或平行于建筑物敷设。1885.6 高层建筑给水排水系统的特点n给水的特点：n保证高层有足够水压底层又不产生过高水压，常采用分区。189190191192n排水的特点：n需增设通气管。n底层横管独立排出。n立管与横管的连接处设气水混合器或旋流接头等。193第6章 水工艺设备及水工艺过程检测和控制 水工艺设备分类n水工艺专用设备n水工艺一体化设备n水工艺过程检测和控制n水工艺系统自动化控制的新发展1946.1水工艺设备分类n n n 阀类：闸门，阀门，蝶阀，球阀，止回
39、阀等泵类：清水泵，污水泵，螺杆泵， 计量泵等风机类：鼓风机，压缩机物化处理设备:拦污，除砂，搅拌，投药等生化处理设备专用设备一体化净水设备一体化污水处理设备一体化设备通用设备1956.2水工艺专用设备n一、物化处理设备1961、拦污机械设备1971981992002012、排泥、排砂设备排泥设备刮泥机：多用于污水厂的初沉池中。吸泥机：自来水厂沉淀池和污水厂二沉池中除砂设备刮砂型吸砂型2022032042052062072083、撇油、撇渣设备排泥设备桁车式刮渣（油）机回转式刮渣（油）机2092104、污泥浓缩脱水设备211离心脱水机2122132145、搅拌设备2156、气浮设备n布气气浮设备
40、n电解气浮设备n压力溶气气浮设备2162177、投药设备湿投设备：溶药罐、搅拌系统、计量泵干投装置：螺旋给料器、料斗、手动或自动控制单元。2188、消毒设备n转子真空加氯机n臭氧发生器n二氧化氯发生器n紫外线杀菌灯n静电杀菌消毒设备n微电解消毒器2199、过滤设备n压力过滤器n纤维过滤器n滚筒式过滤器220压力过滤器石英沙石英沙无烟煤石榴石无烟煤均质滤料（a）（b）（c）图 9-5 几种滤料组成示意22110、离子交换设备22211、膜处理设备n电渗析设备n反渗透设备n超滤设备n微滤设备2236.2.2 生化处理设备n1、曝气设备n鼓风曝气n机械曝气n2、生物转盘2246.3 一体化污水处理设
41、备n小型一体化净水设备225小型一体化污水处理设备n压力式污水生物处理装置调节池初沉池二沉池接触氧化池消毒池好氧污泥消化池回流污泥二氧化氯发生器消毒剂排水226n间歇式生物处理装置SBR反应器曝气器滗水器进水出水排泥227地埋式生物处理装置2282296.4 水工艺过程检测和控制2306.4.1 水工艺过程检测方法、仪器和仪表n1、水质检测n1）水质检测项目n据现有的检测技术，已发现水体中有2221中合成有机物，其中765种已出现在饮用水中，并已鉴别出20种为致癌物，23种为可疑致癌物，18种为促癌物，56种为致突变物。231n1、直接测定某一具体物质含量：如铁、锰、锌、四氯化碳、三氯乙烯等。
42、n2、测定能直接或间接反映某种水质特性的替代参数：如浑浊度、色度、总溶解固体等。232（2）水质检测方法分类n化学分析法n仪器分析法n细菌检测233（3）化学分析法n 酸碱滴定法n 络合滴定法n 沉淀滴定法n 氧化还原滴定法n 气化法n 沉淀法n 电解法n 萃取法滴定分析法重量分析法234（4）仪器分析法n 比色法、吸收光谱法、发射光谱n 法、火焰光度法、荧光分析法、n 原子吸收光谱法、比浊法。n 电位分析法、电导分析法、库n 伦分析法、极谱分析法。n 气相色谱法、液相色谱法、离子n 色谱法。n 气相色谱/质谱法、液相色谱/质n 谱法、气相色谱/核磁共振法光学分析法：电化学分析法：色谱分析法：
43、色谱连用法：235（5）细菌测定n细菌总数测定n 发酵法n 滤膜法大肠菌群测定2362、水工艺参数检测技术、仪器和设备n水力特性参数：流量、流速、水压、水n 位。n气体特性参数检测：气体流量、气压。n其他工艺参数检测：沉淀池泥面、絮凝n 效果监测等。2373、水工艺设备运行参数检测技术、仪表和设备n设备运行温度监测：温度变送器。n电流、电压过载监测：电流、电压信号变送器。n转速检测：转速信号变送器。n设备运行和备用状态检测：除上以外还可以辅以实时图像监测、声音传输监测等。2386.5.2 水工艺系统的控制技术n人工控制n自动控制：直接数字控制系统、计算机监督控制系统、分布式控制系统、IPC+P
44、LC控制系统、数据采集和监控系统。2396.6 水工艺系统自动化控制的新发展n智能化发展：模糊控制、神经控制、自动控制的专家系统。n网络化发展240第7章 水工程施工与经济n水工程构筑物的施工技术n室外管道施工n室内管道及设备安装施工 水工程施工组织n水工程经济2417.1 水工程构筑物的施工技术n土石方工程n基础处理及施工排水n钢筋混凝土工程2427.1.1土石方工程n场地平整n管道沟槽及建筑物、构筑物基坑的开挖。n沟槽及基坑支撑n土石方爆破施工2437.1.2基础处理及施工排水n地基基础处理n施工排水244施工排水2457.1.3钢筋混凝土工程n 钢筋的制备n 钢筋的安装n n 包括混凝土
45、的制备、浇筑、养护以及质量检测等。钢筋工程模板工程混凝土工程2467.2 室外管道施工n下管、稳管、接口、质量检查与验收等程序n1、下管和稳管n2、连接n3、节点施工2477.2.1 室外排水管渠系统施工n施工时要满足坡度要求2487.2.2 管道的防腐、防震与保温施工n防腐措施：覆盖式防腐处理和电化学防腐法。n防震措施：n1、选择抗震能力强的管材：如球墨铸铁管，预应力钢筋混凝土管。n2、接口选择柔性接口。n3、架空管道应设在设防标准高于抗震设防烈度的构筑物上。n4、提高砌体、混凝土的整体性、抗震性。n保温：设置隔热层2497.2.3 管道的特殊施工n如：不开槽施工、架空管桥施工、倒虹管施工、
46、围堰法施工等。2507.3 室内管道及设备安装施工n室内管道系统施工n室内管道系统附件及卫生器具安装n设备及自控系统安装2517.3.1室内管道系统施工n1、管道的加工与连接n钢管：焊接、螺纹连接、法兰连接。n铸铁管：承插连接、不锈钢带套连接。n铜管：氧气乙炔气铜焊焊接、承插口钎焊连接、法兰连接、螺纹连接。n塑料管：热熔或热风焊接连接、法兰连接、粘接连接、管件丝接。n复合管：卡箍连接、管件丝接、法兰连接、管件锁母压紧连接252n2、室内给水管道系统施工n管道安装时若遇到多种管件交叉，应按照小管道让大管道、压力流管道让重力流管道、阀件少的管道让阀件多的管道等原则进行避让。n管件穿越墙、梁、板时应
47、加套管。n消防设施安装：室内消火栓采用丝扣连接在消防管道上，室外为承插或法兰连接；水泵接合器采用法兰连接。253n3、室内排水管道系统施工n施工顺序：安装排出管、立管、支管或悬吊管，最后安装卫生器具。2547.3.2室内管道系统附件及卫生器具安装n1、阀门n闸阀、蝶阀、旋塞阀、球阀安装时不考虑安装方向。n截止阀、止回阀、吸水底阀、减压阀、疏水阀安装时需考虑水流方向。2552、仪表n1）、水表：DN80mm法兰连接 n DN50mm螺纹连接256n2）压力表：安装在便于吹洗和观察的地方，并应防止受辐射热、冰冻和振动。n3）温度计2573、卫生器具2587.3.3 设备及自控系统安装自学2597.
48、4 水工程施工组织n施工组织与计划n工程项目建设管理2607.5.1施工组织与计划n1、施工组织管理的主要内容：n落实施工任务n进行施工准备n按计划组织施工n竣工验收n交付使用261n2、施工组织设计内容：n工程概况和特点分析n施工方案选择n施工进度计划编制n各种资源需要量计划编制n施工平面图编制2627.4.2 工程项目建设管理2632642652662677.6 水工程经济n水工程经济内涵n投资方案评价n工程项目财务分析n敏感度和风险分析n工程项目国民经济评价n工程项目概预算2687.6.1水工程经济内涵n工程技术的两重性：技术性和经济性。n工程经济学的研究对象是工程项目的经济性。n水工程
49、经济是用工程经济学的观点，研究水工程项目的经济性并进行经济评价。2697.6.2 投资方案评价n1、概念：n资金的时间价值n动态评价n静态评价2702、投资方案的主要判据1）静态投资回收期n基准投资回收期时，方案经济性较好。n2）净现值n0方案经济性较好；0经济性较差。n3）内部收益率nic方案经济性较好; ic经济性较差n4）动态投资回收期n基准投资回收期时，方案经济性较好。2713、投资方案的比较与选择1）投资方案的分类：独立方案，互斥方案、从属方案、混合方案。2）比较原则：具有可比性；动态分析与静态分析相结合，以动态分析为主；定量分析与定性分析相结合，以定量分析为主；宏观效益分析与微观效
50、益分析相结合，以宏观效益分析为主。3）比较方法272第8章 城市水工程学科与相关学科的关系n城市水工程学科体系的组成n城市水工程学科与相关技术学科的关系n城市水工程学科与社会科学学科的关系2738.1城市水工程学科体系的组成n城市水工程是研究水的开采、净化、供给、保护、利用和再生等有关水的各个环节的科学。n主要以城市和工业及现代农业为主要研究对象，研究以水质为中心的水资源的开发利用，实现水的良性社会循环。n核心问题是如何有效提高水质、水量，同时又保证水资源的可持续开采。2748.1.1水基础科学n1、水体循环和运动规律n2、水质和水中物质的转化、转移和分离2758.1.2水工艺与工程学n1、水
