全国勘察设计注册公用设备工程师给水工程

主要内容第一章给水系统总论第二章输水和配水工程第三章取水工程第四章给水处理第五章水的冷却和循环冷却水水质处理无损检测第一章给水系统总论1.1.给水系统一.给水系统分类、组成及布置二.影响给水系统布置的因素三.工业给水系统1.2.设计用水量一.用水量定额二.用水量变化三.用水量计算1.3.给水系统的工作状况一.给水系统的流量关系及贮水构筑物容积二.给水系统的水压关系1.1给水系统一.给水系统分类、组成及布置1.给水系统的分类给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。（1）按水源种类可分为1）地表水给水系统（江河、湖泊、蓄水库、海洋等）2）地下水给水系统（浅层地下水、深层地下水、泉水等）（2）按供水方式可分为1）自流供水系统（重力供水）2）水泵供水系统（压力供水）3）混合供水系统（3）按使用目的可分为1)生活给水系统2）生产给水系统3）消防给水系统（4）按服务对象可分为1）城市给水系统2）工业给水系统在工业给水系统中按用水方式又可分为直流系统、循环系统、复用系统。无损检测2.给水系统的组成给水系统的任务是从水源取水，按用户对水质的要求进行处理，然后将水输送到用水区域，并按用户所需的水压向用户供水。给水系统一般有下列工程设施组成：（1）取水构筑物----用以从选定的水源（地表水和地下水）取水。（2）处理构筑物----用以将原水处理到符合使用要求。一般集中布置在水厂内。（3）提升泵房-----用以将所需的水量提升到符合水用要求的高度（水压）。（4）输水管渠和管网----用以将原水送至水厂和将处理后的水送至用水区。（5）调节构筑物----用以贮存和调节水量。如：清水池、水塔、高位水池等。3.给水系统的布置二.影响给水系统布置的因素1.城市规划的影响2.水源的影响3.地形的影响三.工业给水系统1.工业给水系统的类型（1）直流给水系统（2）循环给水系统（3）复用给水系统2.工业用水的水量平衡（1）水量平衡的目的和含义水量平衡的目的是通过对生产工艺用水要求及其变化规律的了解，挖掘重复利用、循环使用的潜力，以做到合理用水、节约用水。水量平衡的含义是指总用水量和总排水量之间的平衡。总用水量包括：新鲜水、循环用水、回用水总排水量包括：回用水、复用水、清洁废水、污水和废水。（2）水量平衡图的绘制和作用无损检测1.2设计用水量设计用水量是城市给水系统在设计年限达到的用水量，设计年限符合城市总体规划，近远期结合，以近为主。一般近期宜采用5～10年，远期宜采用10～20年。设计用水量由下列各项组成：（1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；（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）未预见用水量及管网漏失水量；一.用水量定额1.综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）2.工业企业生产用水和工作人员生活用水工作人员生活用水包括工业企业工作人员车间生活用水和淋浴用水。工作人员车间生活用水定额一般可采用30～50L/（人·班），用水时间为8小时时变化系数为1.5～2.5；淋浴用水根据车间卫生特征确定，一般可采用40～60L/（人·班），其延续时间为1小时。3.消防用水4.浇洒道路和绿地用水浇洒道路用水量一般可采用2.0～3.0L/(m2·d);绿化用水量一般可采用1.0～3.0L/(m2·d)。5.未预见用水量及管网漏失水量城镇的未预见用水量及管网漏失水量可按最高日用水量的15％～25％合并计算。无损检测二.用水量变化在一年中最高日用水量与平均日用水量的比值为日变化系数Kd。在一天中最高时用水量于平均时用水量的比值为时变化系数Kh。最高日城市综合用水的时变化系数宜采用1.3～1.6，日变化系数宜采用1.1～1.5三.用水量计算用业生产用水量Qi=qB(1-n)式中Qi----工业生产生产用水量，m3/d;q----城市工业万元产值用水量，m3/万元B----城市工业总产值；n----工业用水重复利用率。1.3给水系统的工作状况一.给水系统的流量关系及贮水构筑物容积1.给水系统各部分设计流量的确定（1）取水构筑物，一级泵房，净水构筑物，从水源到水厂的输水管等，按最高日平均时流量水厂自用水量计算：Qh=（m3/h）或Qh=（m3/h）（2）地下水源时，一级泵房按最高日平均时流量计算Qh=（m3/d）（3）管网按最高日最高时流量计算Qh=（m3/h）或Qh=（L/s）（4）输水管1）网前设有配水厂或水塔，从二级泵站到配水厂或水塔的输水管，按二级泵房大供水量计算2）网中或网后设有水量调节构筑物的输水管应按最高日最高时流量减去调节构筑物输入管网的流量计算3）输水管同时有消防给水任务时，应分别按包括消防补充水量或消防流量进行复核（5）二级泵房能力以及清水池和管网调节构筑物的调节容积按照用水量曲线和拟定的二级泵房工作曲线确定Qd—最高日设计流量，m3/d;α--水厂自身用水系数，1.05～1.10，原水含悬浮物较多时取用大值T—一级泵房或水厂每天工作时间（h）,大、中水厂一般为24h连续运行，小水厂有时为8h或16h;Kh—时变化系数。TQdTQd6.3TQdTQKdhTQKdh6.3无损检测2.清水池水塔（高低水池）有效容积计算（1）清水池清水池的主要作用在于调节一级泵站供水和二级泵站供水之间的流量差值，并贮存消防用水和水厂生产用水，因此清水池的有效容积为W=W1+W2+W3+W4W—清水池的有效容积，m3W1—调节容积，m3;按一、二级泵房供水曲线确定；W2—消防贮水量，m3;按2h火灾延续时间计算；W3—水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等用水，m3;按最高日用水量的5%～10%计算；W4—安全贮量，m3。当水厂外无调节水池、在缺乏资料的情况下，水厂清水池容积一般可按水厂最高日用水量的10%～20%计算。清水池应有相等的两座，仅有一座并容积大于500m3时应分成两个。（2）水塔水塔的作用之一在于调节二级泵站供水和用水量之间的流量差值，并贮存10分钟的室内消防水量，因此水塔的有效容积应为：W=W1+W2式中W—调节容积，m3;W1—调节容积，m3;W2—消防贮水量，m3;按10min室内消防水量计算。当泵站分级工作时，可按最高日用水量的2.5%～3%获5%～6%计算，城市大时取低值。二.给水系统的水压关系1.水泵扬程的确定(1)一级泵房扬程Hp=H0+hs+hd(m)H0—静扬程，等于水源吸水井最低水位和处理构筑物起端最高水位之差，m;hs—水泵吸水管、压水管和泵房内的水头损失，m;hd—输水管水头损失，m(2)无水塔管网的二级泵房扬程Hp=Zc+Hc+hs+hc+hnZc—离泵房远或地形高的控制点C地形标高与清水池最低水位的高差，m;Hc—控制点要求的最小服务水头，m;hs、hc、hn—分别表示水泵管路、输水管和管网中的水头损失，m,按最高时水量计算(3)网前水塔管网的水塔高度Ht=H0+hn-(Zt-Zc)(m)二级泵站扬程：Hp=Zt+Hi+H0+hc+hsZt—水塔处地面和清水池最低水位的高差，m;H0—水塔水柜的有效水深，m;其余符号意义同上无损检测(4)网后水塔管网，最高用水时，Hp同无水塔管网，Ht和网前水塔管网相同，但控制点C在分界线上最大传输时二级泵房扬程：H΄p=Zi+Hi+H0+h΄s+h΄c+h΄n(m)h΄s,h΄c,h΄n分别表示最大传输时，水泵吸水管路、输水管和管网的水头损失（m）,按最大传输时流量计算2.水塔高度的确定Ht=Hc+hn-(Zt-Zc)式中Ht—水塔水柜底稿与地面的高度差，m;Hc—控制点C要求的最小服务水头，m;Hn—按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失，m;Zt—设置水塔处的地面标高，m;Zc—控制点C处的地面标高，m。第二章输水和配水工程2.1管网和输水管渠布置一.管网和输水管渠的定义二.管网和输水管渠的布置原则2.2管网各管段流量、管径和水头损失一.概述二.沿线流量、节点流量、管段计算流量三.管径计算四.水头损失计算2.3管网水力计算一.树状网水力计算二.环状网水力计算三.输水管渠计算2.4分区给水系统一.分区给水概念二.分区给水基本形式2.5管材、管网附件和附属构筑物2.6管网方案技术经济比较2.1管网和输水管渠布置一.管网和输水管渠的定义输水和配水系统是保证输水到所有用户的全部设施。它包括：输水管渠、管网、泵站、水塔和水池等。二.管网和输水管渠的布置原则1.管网的布置管顶埋深的设计要求：管道的埋设深度，应根据冰冻情况、外部荷载、管材强度以及与其它管道交叉等因素确定。管径的设计要求：①负有消防给水任务管道的最小直径，不应小于100mm；室外消火栓的间距不应大于120m.②从管网干管到用户和消火栓的分配管管径至少为100mm，大城市采用150-200mm。阀门的设计要求：①管网上的阀门间距，不应超过5个消火栓的布置长度。②在配水管网龙起点和平直端的必要位置，应装设排（进）气阀，低处应装设泄水阀。集中给水栓的设计要求：集中给水站设置地点，应考虑取水方便，其服务半径一般不大于50m无损检测2.输水管渠的布置输水管渠设计要求：定线：①输水管网定线时，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度。②选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修。③减少与铁路、公路和河流的交叉。④远距离输水时，一般情况下往往是加压和重力输水两者的结合形式。⑤设计时应远近期同时考虑、分期实施设计流量：①从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量加自用水量确定。当长距离输水时，输水管渠的设计流量应计入管渠漏失水量。②向管网输水的管道设计流量，当管网内有调节构筑物时，应按最高日最高时用水条件下，有水厂所负担供应的水量确定；当无调节构筑物时，应按最高日最高时供水量确定。③负有消防给水任务的输水管渠尚应包括消防补充流量或消防流量。条数及连通管：输水管渠一般不宜少于两条，当有安全贮水池或其它安全供水措施时，也可修建一条输水干管，输水干管和连通管管径及连通管根数，应按输水干管任何一段发生故障时仍能通过事故用水量计算确定。城镇的事故水量为设计水量的70%。附属设施：①输水管道应根据具体情况设置分段和分区检修的阀门。②在输水管道隆起点和平直段的必要位置上，应装设排（进）气阀，低处应装设进水阀。2.2管网各管段流量、管径和水头损失一.概述如同管网定线一样管网的水力计算也只限于干管。二.沿线流量、节点流量、管段计算流量1.沿线流量和节点流量（1）沿线流量qs=式中qs—比流量，L/(s·m);Q—管网设计总用水量（最高日最高时），L/s;∑q—大用户集中于节点的总流量，L/s;∑l—干管总长度，m;不包括穿越广场、公园等无建筑物地区的管线；只有一侧配水管线，长度按一半计算。两节点之间的干管段，其沿线流量等于比流量qs乘以管段长度l(m):ql=qsl式中ql—沿线流量，L/s;l—该管段的长度,m。lqQ无损检测无损检测（2）节点流量qi=0.5∑ql2.管段计算流量单水源的树状网中，每一管段只有唯一的流量，任意管段的流量等于该管段下游所有节点流量的总和。环状网的流量分配比较复杂，必须保持每一节点的流量平衡条件，即流向任一节点的流量必须等于从该节点流出的流量，以满足节点流量平衡条件，qi+∑qij=0式中qi—节点i的节点流量，L/s;qij—从节点i到节点j的管段流量，L/s。假定从节点流出的流量为正，流向节点的流量为负。无损检测三.管径计算D=式中D—管段直径，m;q—管段流量，m3/s;v—流速，m/s。流速确定条件：（1）最高和最低允许流速：①为防止管网发生水锤现象，最大流速不超过2.5-3.0m/s。②输送原水，为避免管内淤积，最小流速通常不得小于0.6m/s。（2）经济流速：①经济流速的概念：在一定年限（投资偿还期）内管网造价和管理费用（主要是电费）之和为最小的流速。②经济流速值应按当地管材材料的价格、施工费用、电费等来确定，不能直接套用其他地方的数据。③由于实际工程的复杂性，