1、给水排水管网系统课程教学大纲一、课程基本情况课程编号：0301401 课程英文名称：Pipe System of Water Supple and Drainage授课对象：给水排水工程专业本科生 开课学期：第6学期 学时数：60 学分数：3.0课程性质：限修专业课 考核方式：考试先修课程：流体力学、水文学与水文地质、水泵与水泵站等后续课程：水质工程学(、) 执笔人：陈 雷 二、课程教学目标1、任务和地位给水排水管网系统是给水排水工程专业最重要的主干专业课程之一，其主要任务是针对给水排水工程中给水的输送与分配、废水的收集与排放的管网系统的工程设计及计算理论所需求的知识，系统地讲述管道给水排水系
2、统的功能、布置原理、水量计算、水力计算理论和方法，工程优化设计理论和方法及管网系统的运行管理理论及实践过程。给水排水管网系统是给水排水工程专业的主要专业课程，是给水排水工程专业学生必须掌握的专业知识，因此给水排水管网系统在给水排水工程专业人才培养目标中占有重要的地位。2、知识要求在给水排水管网系统课程的学习过程中，需要掌握水力学、水文学与水文地质、泵与泵站等课程的基础知识。同时，给水排水管网系统是水质工程学的先导课程，在给水排水管网系统课程学习中掌握的部分知识是学习水质工程学课程所必须的基础。3、能力要求通过向学生讲述给水排水管网系统，应该使学生能够系统完整地学习和掌握给水排水管网系统的基本概
3、念、工程设计和运行管理的基础理论和方法；使学生初步掌握给水排水管网系统规划、管网系统的设计和计算及运行管理方面的基本技能，初步具备给水排水管网系统设计和管理的工程实践能力：并培养学生对给水排水管道工程基础理论的理解、掌握和分析运用能力，初步具备给水排水管网系统的科学研究能力。学生学习给水排水管网系统课程后，应基本掌握给水排水管网系统的功能、系统结构和规划设计原理；掌握给水排水管网系统的水量计算和管网系统水力计算理论利方法；了解给水排水管网系统优化设计与计算理论和计算方法；了解管网系统运行管理方法、现代管理模式和信息化技术，具备解决常见生产实际问题的能力；学会进行管网系统规划和工程设计，编制工程
4、设计文件；了解管网系统科学技术发展过程和方向，初步具备分析和解决理论及工程实际问题的能力。三、教学内容的基本要求和学时分配1、教学内容的基本要求和学时分配、给水排水管网系统概论(6学时) 给水排水系统功能与组成(1学时)教学的主要内容为给水排水系统的任务、系统的组成和分类、各组成部分的功能等。要求学生建立并了解水资源、给水处理厂、泵站、给水管网、排水管网、废水处理厂、废水排放口等给水排水系统各组成部分的系统概念及相互关系。 给水排水系统工作原理(1学时)教学的主要内容为给水排水系统中主要参数和指标间的相互关系。要求学生理解给水排水系统中的流量、水质、水压等主要控制参数和指标间的相互关系。 给水
5、排水管网系统功能与组成(2学时)教学的主要内容为给水排水管网系统的任务、系统的组成和分类、各组成部分的功能等。要求学生理解给水和排水管网系统中的管渠、管网、泵站、水压水量调节设施、出水口等各组成部分的功能、形式以及相互之间的关系。 给水排水管网系统类型与体制(2学时)教学的主要内容为给水管网系统各种类型和排水管网系统各种体制的构成形式和特点。要求学生掌握给水管网系统各种类型的分类方法、各种类型的特点及使用条件，掌握排水管网系统中两种体制的构成形式和特点。、给水排水管网工程规划(8学时) 给水排水工程规划的原则，程序及技术经济分析方法(2学时)教学的主要内容为给水排水工程规划和经济分析的相关知识
6、。要求学生了解给水排水工程规划的原则和工作程序，以及给水排水工程技术经济分析方法的最基本内容。 城市用水量预测计算(2学时)教学的主要内容为预测城市用水量的方法。要求学生理解并掌握城市用水量的变化规律及原因、掌握城市用水量的预测计算方法，并重点理解和掌握城市用水量变化系数的意义和作用。 给水排水管网规划布置(4学时)教学的主要内容为给水排水管网系统规划布置的原则、形式和方法。要求学生理解给水管网、污水管网、雨水管渠系统的规划布置的原则和形式，管道的定线方法，并了解废水综合治理和区域排水系统的概念和基本内容。、给水排水管网水力学基础(6学时) 给水排水管网水流特征(2学时)教学的主要内容为给水排
7、水管网中的流态特征以及水力学的基本概念。要求学生理解并掌握给水管网和排水管网中不同的流态特征，并掌握水力学中恒定流、均匀流、压力流、水头损失等基本概念。 管渠水头损失计算以及非满流管渠水力计算(2学时)教学的主要内容为管渠水头损失及非满流管渠水力计算的方法。要求学生掌握管渠水头损失的构成、各部分损失的计算公式及计算方法，掌握非满流管渠水力计算的计算公式及计算方法。 管道的水力等效简化及水泵的水力特性(2学时)教学的主要内容为管道的水力等效简化的原则方法与水泵的水力特性。要求学生掌握串联和并联管道简化的原则方法、沿线均匀出流简化的原则方法、局部水头损失计算简化的原则方法，掌握水泵的水力特性公式、
8、特性曲线及参数计算方法。、给水排水管网模型(2学时)教学的主要内容为给水排水管网模型的建立方法、表示形式及功能。要求学生了解给水排水管网模型的建立过程，各组成部分的关系和作用，各种参数的表示形式等内容。、给水管网水力分析(2学时) 给水管网水力分析基础及树状管网水力分析(2学时)教学的主要内容为给水管网水力分析的基础知识和树状管网水力分析的方法。要求学生理解给水管网水力分析的前提条件、基本方法，并掌握应用该方法对单定压节点树状管网进行水力分析的过程。 解环方程及节点方程水力分析方法(2学时)教学的主要内容为解环方程水力分析方法及解节点方程水力分析方法。要求学生掌握如何建立给水管网水力计算中的环
9、能量方程组，以及求解方程组的方法，掌握如何建立排水管网水力计算中的节点流量方程组，以及求解方程组的方法。、给水管网工程设计(8学时)此部分为本课程的重点之一。 设计用水量及其调节计算(2学时)教学的主要内容为给水管网设计流量的计算方法和调节方法。要求学生理解并掌握给水管网设计流量的概念和计算方法，掌握给水管网设计流量的变化规律及调节方法。 设计流量分配与管径设计(3学时)教学的主要内容为给水管道各设计节点的流量及管道直径的确定方法。要求学生理解并掌握给水管渠各设计节点与设计管段的流量分配计算方法，以及相应设计管段的管道直径的确定方法。 泵站扬程与水塔高度设计以及管网设计校核(3学时)教学的主要
10、内容为给水管网系统中的泵站扬程或水塔高度的设计方法以及给水管网设计的校核方法。要求学生理解并掌握给水管网的工况设计以及泵站扬程或水塔高度的设计方法，理解并掌握给水管网设计的校核方法。此部分为本课程的难点之一。、给水管网优化设计(4学时) 给水管网优化设计模型以及流量分配和节点水头优化计算(2学时)教学的主要内容为给水管网优化设计数学模型的建立过程以及设计流量分配和节点水头优化计算的方法。要求学生理解给水管网优化设计数学模型的建立过程，理解给水管网设计流量分配优化计算的方法，以及不同情况下的管网节点水头优化计算的方法。此部分为本课程的难点之一。 输水管线优化设计计算及近似优化计算(2学时)教学的
11、主要内容为给水管网输水管线优化设计计算方法及给水管网近似优化计算方法。要求学生理解给水管网中压力输水管和重力输水管的优化设计计算方法，理解给水管网近似优化计算的相关内容。、给水管网运行调度与水质控制(4学时) 给水管网运行调度任务与系统组成以及SCADA系统(2学时)教学的主要内容为给水管网运行调度的主要任务和调度系统的组成。要求学生了解给水管网运行调度的主要任务、调度系统的组成，以及SCADA调度系统，了解给水管网用水量变化的预测方法。 给水管网优化调度模别以及水质控制和安全评价(2学时)教学的主要内容为给水管网优化调度数学模型和水质模型的建立过程，以及给水管网水质安全评价方法。要求学生了解
12、给水管网优化调度数学模型的建立和使用方法，以及给水管网水质模性的建立方法和水质安全评价方法。、污水管网设计与计算(6学时)此部分为本课程的重点之一。 污水设计流量计算与管段设计流量计算(2学时)教学的主要内容为排水系统中污水设计流量的计算方法及各设计管段流量的计算方法。要求学生理解并掌握污水设计流量的相关知识和计算方法，理解并掌握污水管网各设计管段和节点设计流量的构成与计算方法。 污水管道设计参数(2学时)教学的主要内容为污水管道各种设计参数的规范方法、相互关系。要求学生理解并掌握各种设计参数的规范方法、取值的意义、相互之间的关系等，理解并掌握污水管道衔接的方式、方法。 污水管网水力计算及绘图
13、(2学时)教学的主要内容为污水管网水力计算的过程以及污水管道的绘制方法。要求学生理解并掌握污水管网水力计算的过程，掌握确定污水管道各种设计参数的方法，并掌握污水管道平面图和纵剖面图的绘制要求和方法。、雨水管渠设计与计算(8学时)此部分为本课程的重点之一。 雨量分析、暴雨强度公式及雨水管渠设计流量计算(2学时)教学的主要内容为雨量分析的基本内容、暴雨强度公式及雨水管渠设计流量计算方法。要求学生理解并掌握雨量分析中各参数的概念、理解暴雨强度公式的推倒过程及使用条件，理解并掌握雨水管渠设计流量的相关知识和计算方法。此部分为本课程的难点之一。 雨水管网设计与计算(2学时)教学的主要内容为雨水管网的设计
14、过程及各设计参数的计算方法。要求学生理解并掌握雨水管网的设计过程、平面布置的特点和方法、各设计参数的计算方法。 雨水径流调节及排洪沟设计计算(2学时)教学的主要内容为雨水径流调节的方法与设施，以及排洪沟的设计和计算方法。要求学生理解并掌握雨水径流调节的原则、方法以及调节的设施，理解并掌握排洪沟的设计原则、设计过程利计算方法。 合流制管渠设计与计算(2学时)教学的主要内容为合流制管渠的设计原则、设计过程和计算方法。要求学生理解并掌握合流制管渠的特点、使用条件、布置特点，设计原则、设计流量计算方法，水力计算的过程以及合流制管渠改造的相关内容。11、给水排水管道材料和附件(2学时) 给水排水管道材料
15、(1学时)教学的主要内容为给水管道和排水管道材料的种类及特点。要求学生掌握给水管道利排水管道材料的种类，各种材料的优缺点、适用条件、连接方式，了解排水管道各种断面形式的特点以及适用条件。 给水管网附件及附属构筑物(1学时)教中的主要内容为给水管网附件及附属构筑物包括的主要内容、作用和构造特点。要求学生了解给水管网系统中的附件和附属构筑物的种类、功能和作用、构造特点及使用要求等。12、给水排水管网管理与维护(2学时) 给水排水管网档案管理及给水管网监测与检漏(1学时)教学的主要内容为给水排水管网档案管理系统的组成、作用及维护，以及给水管网水压和流量的监测和检漏的方法。要求学生了解给水排水管网技术
16、档案、地理信息系统的组成、作用及维护方法，了解给水管网水压和流量的监测方法和给水管网检漏的方法。 管道防腐蚀和修复以及排水管道养护(1学时)教学的主要内容为给水排水管道防腐蚀和修复的方法以及排水管道养护要求和措施。要求学生了解给水排水管道防腐蚀的要求和措施、修复的方法以及排水管道养护要求和措施。13、复习(2学时)教学的主要内容为本课程的重点与难点，加强学生对难点和重点内容的理解和掌握。2、教学内容的重点和难点本课程教学内容的重点主要是： 给水管网工程设计 污水管网设计与计算 雨水管渠设计与计算本课程教学内容的难点主要是： 泵站扬程与水塔高度设计以及管网设计校核 给水管网优化设计模型以及流量分
17、配和节点水头优化计算 雨量分析、暴雨强度公式及雨水管渠设计流量计算3、本课程与其他课程的联系与分工本课程是给水排水工程专业的主干专业课程之一，是给水排水工程专业技术人员必须掌握的专业知识。水力学、水文学与水文地质、泵与泵站等课程是本课程的前导课程，学生必须在掌握上述课程的基本知识后，才能较好的理解和掌握本课程的内容。同时，本课程又是水质工程学的先导课程，学生在本课程中所掌握的部分知识是学习水质工程学课程所必须的基础。4、本课程的推荐教材：给水排水管网系统，严煦世、刘遂庆主编，龙腾锐主审，中国建筑工业出版社出版，2002午7月，第一版此书是普通高等教育“十五”国家级规划教材，是高校给水排水工程学科专业指导委员会规划推荐教材。本课程的参考书：给水工程，严煦世、范瑾初主编，许保玖土审，中国建筑工业出版社出版，第四版：排水工程上册，孙慧修主编，顾夏声主审，中国建筑工业出版社出版，第四版。四、大纲说明在本课程课堂教学期间，宜结合教学进度和内容适时安排2次现场实践教学，以加强学生的工程实践认识。课堂教学完成后，进行两周的课程设计训练，要求学生独立完成一项简单的给水利排水管网系统设计，以加深对课程的理解，并提高学生的工程应用能力。考核方式：笔试，百分制。
