给水工程复习

第一章给水系统 ·给水系统分类

按水源种类：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；

按供水方式：自流系统(重力供水)、水泵供水系统(压力供水)和混合供水系统； 按使用目的：生活用水、生产给水和消防给水系统；

按服务对象：城市给水和工业给水系统；在工业给水中，分为循环系统和复用系统。 ·给水系统的组成

1、取水部分 2 、净水部分 3、配水部分 4、输水系统和管网 ·给水系统布置

统一给水系统 分质给水系统 分压给水系统 ·影响给水系统布置的 因素

城市规划的影响 水源的影响 地形的影响 ·工业给水系统 工业给水系统类型

根据工业企业内水的重复利用情况，可分为循环和复用给水系统。 循环给水系统：是指使用过的水经适当处理后再行回用。

复用给水系统：是按照各车间对水质的要求，将水顺序重复利用。

所谓工业用水的重复利用率是指重复用水量在总用水量中所占的百分数。

第二章 设计用水量 ·设计用水量组成

综合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。学校、机关、宾馆、饭店等 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。

水厂的设计规模，应为1~6项中的最高日用水量之和确定，不包括消防用水 ·几个概念

最高日用水量Qd：在设计规定的年限内，用水最多一日的用水量。一般用以确定给水系统中各类设施的规模。

日变化系数Kd：在一年中，最高日用水量与平均日用水量的比值。其值约为1.1~1.5。 最大时用水量Qh：最高日内，用水最多的一小时的用水量。 平均时用水量Qp：最高日内，每小时的平均用水量，Qd /24。

时变化系数Kh：最高一小时用水量与平均时用水量的比值。该值在1.3~1.6之间。大中城市的用水比较均匀， Kh值较小，可取下限，小城市可取上限或适当加大。 ·用水量计算

设计年限内城市最高日用水量Qd

Qd=(Q1+ Q2+ Q3+ Q4 + Q5+ Q6) （m3/d） 注意：在设计流量中不含消防用水量 最高日平均时用水量Qp

Qp=Qd/(24×3600)=Qd/86400 (m3/s)

最高日最大时用水量Qh Qh=KhQp (L/s)

第三章给水系统的工作情况 ·取水构筑物、一级泵站、水厂 当取用地表水时

取水构筑物、一级泵站和水厂等按最高日的平均时流量计算，即： QⅠ=αQd/T (m3/h)

α——考虑水厂本身用水量的系数，以供沉淀池排泥、滤池冲洗等用水，一般在1.05~1.10之间；

T——一级泵站每天工作小时数。大中城市水厂的一级泵站一般按三班制即T =24h均匀工作来考虑，以缩小构筑物规模和降低造价。小型水厂的一级泵站才考虑一班或二班制运转即T =8h或即T =16h 。 ·取水构筑物、一级泵站、水厂 当取用地下水时：

取用地下水若仅需在进入管网前消毒而无需其他处理时，一般先将水输送到地面水池，再经二级泵站将水池水输入管网。 QⅠ=Qd/T (m3/h) 水厂本身用水量系数α为1。 ·二级泵站、水塔（高地水池）、管网

二级泵站、从泵站到管网的输水管、管网和水塔等的计算流量，应按照用水量变化曲线和二级泵站工作曲线确定。

二级泵站的计算流量与管网中是否设置水塔或高地水池有关。 ·二级泵站

管网内不设水塔的二级泵站，二级泵站应满足最高日最高时的用水量Qh要求，否则就会存在不同程度的供水不足现象。

管网内设有水塔或高地水池的二级泵站，二级泵站的设计供水线应根据用水量变化曲线拟定。

·输水管、管网 无水塔和高地水池时

输水管和管网按最高日最高时用水量确定管径。 有网前水塔时

泵站到水塔的输水管管径：按泵站分级工作线的最大一级供水量计算。 管网管径：按最高日最大时用水量确定。 管网末端设水塔

二级泵站到管网的输水管、水塔到管网的输水管管径：分别根据最高时从泵站和水塔输入管网的流量进行计算。

管网管径：按最高日最高时用水量确定。 ·水塔和清水池的容积计算

清水池中除了贮存调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产用水，因此清水池有效容积等于： W=W1+W2+W3+W4 (m3) W1——调节容积， m3；

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生产用水，m3，等于最高日用水量的5%—10%； W4——安全贮量，m3。

水塔中需贮存消防用水，因此总容积等于： W=W1+W2 (m3) W1——调节容积， m3；

W2——消防贮水量，m3，按10min室内消防用水量计算； ·给水系统的水压关系

城市给水管网需保持最小的服务水头Hc为：从地面算起1层为10m，2层12m，2层以上每层增加4m。

·水泵扬程确定

水泵扬程Hp等于静扬程和水头损失之和： Hp＝H0+∑h 一级泵站 Hp＝H0+hs+hd (m)

H0—静扬程，m，一级泵站静扬程是指水泵吸水井最低水位与水厂的前端处理构筑物(一般为混合絮凝池)最高水位的高程差。 hs—由QⅠ=αQd/T（最高日平均时供水量Qp+水厂自用水量）确定的吸水管水头损失，m； hd—由QⅠ=αQd/T（最高日平均时供水量Qp+水厂自用水量）确定的压水管和泵站到絮凝池管线水头损失，m； 二级泵站

所谓控制点是指管网中控制水压的点。这一点往往位于离二级泵站最远或地形最高的点，只要该点的压力在最高用水量时可以达到最小服务水头的要求，整个管网就不会存在低水压区。

? 无水塔

Hp＝Zc+Hc+hs+hc+hn (m)

Zc——静扬程，管网控制点C的地面标高和清水池最低水位的高程差，m； Hc——控制点所需的最小服务水头，m； hs——吸水管中的水头损失，m；

hc、hn——输水管和管网中的水头损失，m； hs、hc、hn都应按水泵最高时供水量Qh计算。

Hp＝（Zc+Hc+hn+H0）+hc+hs ＝（Zt+Ht+H0）+hc+hs (m) Zt+Ht+H0=Zc+Hc+hn+H0 则有：Ht= Hc+hn－（Zt－Zc） Hc——控制点所需的最小服务水头，m；

hn——按最高时供水量Qh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——管网控制点C的地面标高，m；

第四章管网和输水管渠布置 ·管网布置形式

种基本形式：树状网、环状网 城市管网

城市给水管网定线：是指在地形平面图上确定管线的走向和位置。

定线时一般只限于管网的干管以及干管之间的连接管，不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。

干管，管径较大，用以输水到各地区。

分配管，作用是从干管取水供给用户和消火拴。管径较小。常由城市消防流量决定所需最小的管径。

·输水管渠定线

输水管渠的形式：压力输水管渠和无压输水管渠。

远距离输水时，用的较多的是压力输水管渠，特别是输水管。

第五章 管段流量、管径和水头损失 ·比流量计算

·沿线流量计算

·节点流量计算 qi= α∑q1=0.5 ∑q1

任一节点i的节点流量qi等于与该节点相连各管段的沿线流量q1总和的一半 ·沿线流量和节点流量

沿线流量：是指供给该管段两侧用户所需流量。

节点流量：是从沿线流量折算得出的并且假设是在节点集中流出的流量。 管段流量

单水源树状管网流量分配

任一管段的流量等于该管段以后（顺水流方向）所有节点流量的总和。 环状网流量分配

拟定各管段的水流方向、选定整个管网的控制点。

从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀地分配流量

和干管线垂直的连接管，可分配较少的流量。

? 经济流速：一定年限t（称为投资偿还期）内管网造价和管理费用（主要是电费）

之和为最小的流速，称为经济流速。 ? 管径计算

根据初分流量，查p92表7—1得经济管径。

? 水头损失计算 选定公式

查表得单位长度水头损失i

单位长度水头损失i乘以管长L得水头损失 ·连续性方程

·能量方程

·压降方程

·解环方程

初分流量后，各节点初分流量已满足连续性方程，但不同时满足L个环的能量方程。为此必须多次将各管段的流量反复调整，进行平差，直到满足能量方程，从而得出各管段的最终流量和水头损失。 ·解节点方程

假定每一节点水压，应用连续性方程以及管段压降方程，通过计算调整，求出每一节点的最终水压。节点的水压已知后，即可以从任一管段两端节点的水压差得出该管段的水头损失，进一步从流量和水头损失之间的关系算出管段流量。 ·解管段方程

应用连续性方程和能量方程，求得各管段流量和水头损失，再根据已知节点水压求出其余各节点水压。

解管段方程同解环方程的区别在于，解环方程，初分流量已满足连续性方程，然后解能量方程，调整初分流量，得最终管段流量和水头损失。而解管段方程，则是通过一定手段的简化上来就同时解连续性方程（不初分流量）和能量方程，因此工作量大，需电算，但所得结果直接就是满足要求的管段最终流量和水头损失。

第六章管网水力计算 ·树状网计算 树状网计算步骤

计算各管段流量，任一管段的流量等于该管段以后（顺水流方向）所有节点流量的总和。 任一管段的流量决定后，试选管径D，最终满足该管径下流速满足表5—1，选定公式，并求得水头损失hij。

计算干线的总水头损失、二级泵站所需扬程或水塔所需的高度。

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