给排水科学与工程 课程概论

3、 水的良性社会循环与水资源的可持续利用—水污染问题
（1）水的良性社会循环
①含义：对城市污水和工业废水进行处理，使其排入水体不会造成危害，
从而实现水资源的可持续利用
②途径 1）对排入水体的城市污、废水进行处理(终端处理)
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第一章
水体的自净能力（掌握)
城市水工程学科与水工业
一般天然水体都是一个生态系统，其对排入的污染物通过物理、化学和 生物因素的共同作用使污染物总量减小或浓度降低的净化能力，水体的 这种水质恢复功能称为水体的自净能力。--水环境容量 水体都有一定的自净能力，但其能力是有限的。
对自然界的地表水和地下水进行控制 、治理、调配、保护，开发利用，以 达到除害兴利的目的而修建的工程。 主要服务于水的自然循环及其调控， 以防止洪旱灾害。
如：水库、 堤、坝、泄 洪道、水闸 等
以水的社会循环为服务对象，为实现 水的社会循环提供所需的工程建设、 ;
Contents
2 与水利工程学科的关系
学科交叉方面
1）水资源方面
城市和工业周围 2）取水工程方面 整个流域
同把天然水体取水的工程技术作为本学科研究内容
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水圈的组成
水在地理环境中以固态、液态和气态三种形式相互转化，形成各种水 体，共同构成了一个连续但不规则的圈层。
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水的自然循环和社会循环
相互联系的水体
“黄河之水天上来，奔腾到海不复回” “黄河之水天上来，滚滚东流能复回”
如果河流水 真的“奔腾 到海不复回” 了，那么世 界会发生怎 样的变化？
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课程考核（闭卷考试)： 1.平时（占30%，到课率，作业，课堂表现） 2.考试（占70%）
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绪 论 水，是人类最重要的自然资源之一。
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绪 论
自然界的水
1、地球上的总水量为13.6亿立方千米，其中海水约占97％，淡水 占3％，而淡水中的大部分储存在极地的冰雪中，仅有不到 1％ 的淡水为人类所利用，估算约为300万立方千米。 我国淡水资源的总量为2.8亿立方米，居世界第六位。但 人均占有量较低，以13亿人口计，人均占有量仅有2154立方米， 只相当于世界人均水资源占有量10000立方米的1/4左右。 2、天然水的特点与化学组成 由于水是一种很好的溶剂，因此在循环过程中于其它物质 接触时，或多或少地溶解它们，所以天然水中几乎包含了周期 表中的所有元素。各地天然水的组成也不尽相同。
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IS型单吸离心泵
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第一章
城市水工程学科与水工业
5、 水的社会循环的工程设施
(4)给水处理厂 水源附近或城市附近 (5)调节构筑物 贮水池、水塔等 (6)输、配水系统 管网,还包括闸阀、消火栓等附属设施。 (7)建筑水工程 单栋建筑 给水、排水、雨水、热水、消防等---建筑小区、公共建筑 按生活饮用水水要求处理
水工业药剂 (4)水工业知识产业 (软件基础)
涉及的服务领域主要包括：
工程规划、勘探与设计 产品与设备开发、研制和设计 水资源和水环境评价
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第一章
技术标准和技术监督
城市水工程学科与水工业
科学研究、科学试验和技术开发 技术和市场信息咨询服务
水工业金融投资服务业
教育和培训
3 水工业的特点
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湖泊 地下水 0.615% 0.0092%
生物体 0.0001% 河水 0.0001% 大气水蒸汽 0.001% 土壤含水 0.0049% 盐水湖 0.0077%
海洋 97.212%
2.78 8 %
冰川 2.15%
0.023%
地球上水的分布
对人类有益而又比较容易开发利用的淡水储量为 400 万 km3,仅占地球水量的 0.3％。淡水与人类的关系最密切 , 并 且具有经济利用价值 , 虽然在较长时间内可以保持平衡 , 但在一定时间、空间范围内, 其数量却是有限的, 并非取之 不尽, 用之不竭。
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3 水循环是自然界 最富动力作用的 循环运动，不断 雕塑地表形态。
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水的社会循环（重点）
水，更是人类生存、生活和生产不可替代 的宝贵资源。
生活 公共 用水
生产 用水
农业 用水
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一、 家庭生活用水
食用： 洗粮、菜、餐具、洗涤衣物、洗浴、冲厕、清洗房 舍 我国城市居民平均140L（人.d）；全球的生活用水 量仅占全球总用水量的8％左右。
2009年中国环境状况公报
全国地表水污染依然较重。七大水系总体为轻度污染，浙闽区河流为轻 度污染，西北诸河为轻度污染，西南诸河水质良好，湖泊(水库)富营养 化问题突出。
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第一章
城市水工程学科与水工业
4）水浪费了 我国103 m3/万元产值，美国9 m3/万元产值，日本6 m3/万元产 值
工业用水重复利用率，我国40%左右，发达国家75~80%
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水的社会循环：人们为了生活和生产需要，从天 然水体取水，经适当处理后，满足人们生活和生 产使用，用过的水又排回天然水体，这就是水的 社会循环。
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水源
一 泵 站
净 水 构 筑 物
清 水 池
二 泵 站
配水管网
水 塔
给水工程示意图
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绪 论
水利 工程
水工 程
城市水 工程 （给排水 工程）
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水的自然循环
水汽输送
水汽
降 水
蒸 发 地表径流
下 渗
地下径流
陆地
海洋
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水循环的意义
1. 水循环运动使自然界的水连续不断地运动、转化，使地 球上各种水体处于不断更新状态。
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2 水循环是地球上最活跃的能量交换和物质转移过程。
（1）缓解了高低纬之间热量收支不平衡； （2）把陆地的泥沙、有机物和无机盐类输送到海洋；
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城镇给水排水系统平面示意图
1—取水系统；2— 给水处理系统 ；3— 给水管网系统； 4— 排水管网系统；5— 污水处理系统；6— 排放系统。
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第一章
城市水工程学科与水工业
1-2 21世纪的朝阳产业—水工业
1、水工业的产生和发展
(1)社会主义市场经济体制下，水作为一种特殊的商品进入市场， 采集加工商品水的产业便产生了 (2)为缓解水资源短缺和水环境污染的水危机筹集和投入大量资金 推动水工业的发展
1、 给水排水管网系统
给 排 水 工 程
2、 水 质 工 程
3、 建筑给水排水工程
4、 给水排水设备及过程检测与控制
学 科 框 架
5、 水工程施工与经济
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第一章
城市水工程学科与水工业
1-1 水的自然循环和社会循环
1.概念
2. 我国水的社会循环中的水资源问题
1）水资源少了
人均2154 m3 ，只占世界人均的1/4，属40个缺水国家之一 2）水资源的时空分布不均匀
(8)工业水工程 工厂内给水、排水、雨水管网--水处理车间、污水处理、内部水循环利 用系统等
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第一章
城市水工程学科与水工业
5、 水的社会循环的工程设施
(9)污水排水系统
排水管网、检查井、消能井等附属构筑物 (10)雨水排水系统 合流制系统 分流制系统
雨水管网、检查井、消能井等附属构筑物
(11)污水处理厂 物理、化学、生物方法处理 (12)城区防洪 排洪沟渠 (13)农业水工程 喷灌、滴灌、地下管道灌溉等 农业用水 地表水源 家禽养殖 供水排水 需要适当处理 需要加以处理
2 水工业的组成
我国目前情况，水工业产业体系初步分为以下四部分
(1)水工业运营业 (水工业的主体)
按供水对象来分，主要包括： 城镇自来水生产和供应企业
特种水生产和供应企业
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第一章
城市水工程学科与水工业
城市排水管理单位或企业 污水处理和再生单位或企业 回用水生产及供应单位或企业 建筑水工程运营部门 农业水工程运营单位或企业
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水分类型 大气水 海洋水 冰川和冰帽 河水
水量（104km3） 1.3 132000 2920 0.13
比例（％） 0.001 97.212 2.15 0.0001
淡水湖
盐水湖 土壤水 地下水 生物体内水 总量
12.5
10.4 6.7 835 0.12 135784.85
0.0092
0.0077 0.0049 0.615 0.0001 100.0
(3)水工业设备制造业 (支柱产业)
涉及的主要技术设备和器材包括： 水工业管材与其他器材 建筑水工程设备器材 优质和安全饮用水净化（成套）专用设备
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第一章
城市水工程学科与水工业
工业水工程专用设备器材 农业水工程专用设备器材 水工业仪表 水工业信息、自动控制系统 节水设备与器具
工业通用设备
(2)水工业建设业 (硬件基础)
工程建设领域主要包括： 水资源调控和保护工程
取水和输水工程
水处理和净化工程 供水管网工程和输配工程
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第一章
城市水工程学科与水工业
污水管网工程和输配工程 雨水管网工程 污水处理和再生工程 污水回用工程 节水工程
城市防洪工程
工业水工程 农业水工程
城市水工程概论
课程概述
课程性质：专业选修
授课学时：24学时，课堂授课