《城市给排水管网工程A》课程教学大纲

《城市给排水管网工程A》课程教学大纲
课程代码：0810616010
课程名称：城市给排水管网工程
英文名称：Urban Water Supply and Drainage Pipe Engineering
学分：4 总学时：64
讲课学时：64 实验学时：0 上机学时：0 课外学时：0
适用对象：水质科学与技术专业本科生
先修课程：水力学，环境工程CAD技术
学生自主学习时数建议：128
一、课程性质、目的和任务
《城市给排水管网工程》是水质科学与技术专业的专业限选课，是本专业学生必须掌握的专业知识。

本课程主要是针对城市给水排水工程中给水的输送与分配、废水和雨水的收集与排放的管网系统的工程设计及理论计算，系统地讲述管道给水排水系统的功能、布置原理、水量计算、水力计算理论和方法及工程优化设计理论和方法。

通过本课程的教学，旨在培养学生应用已学过的基础理论解决实际工程问题的能力，使学生掌握城市给水排水工程的规划与设计能力，并初步具备给水排水管网系统的科学研究能力，更好的满足社会需要。

二、教学基本要求
1、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；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；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；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。

2、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；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；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。

3、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；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；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、特性曲线及参数计算方法。

4、要求学生理解并掌握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。

5、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；掌握如何建立给水管网水力计算中的环能量方程组，
以及求解方程组的方法，了解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。

6、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；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；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。

7、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；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。

8、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；了解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。

9、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；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；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。

10、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；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；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；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、要求学生掌握给水管道、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；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、要求学生了解给水排水管网技术档案、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，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。

三、教学内容
第一章给水排水管网系统概论
1、教学内容
（1）给水排水系统的功能与组成
（2）城市用水量和用水量变化
（3）给排水系统工作原理
（4）给排水管网系统的功能、组成、类型和体制
2、重点和难点
（1）重点：给排水系统的功能、工作原理，城市用水量和用水量变化
（2）难点：给排水管网系统的类型和体制
第二章给水排水管网工程规划
1、教学内容
（1）给排水工程规划原则和工作程序
（2）城市用水量预测计算
（3）给水排水管网系统规划布置
（4）给水排水工程技术经济分析方法
2、重点和难点
（1）重点：城市用水量预测计算、给水排水工程技术经济分析方法
（2）难点：给排水工程规划原则和工作程序、给水排水管网系统规划布置
第三章给水排水管网水力学基础
1、教学内容
（1）给排水管网水流特征
（2）管渠水头损失计算
（3）非满流管渠水力计算
（4）管道的水力等效简化及水泵的水力特性
2、重点和难点
（1）重点：给排水管网水流特征、管渠水头损失计算、管道的水力等效简化（2）难点：非满流管渠水力计算、水泵的水力特性
第四章给水排水管网模型
1、教学内容
（1）给水排水管网模型方法
（2）管网模型的拓扑特征
（3）管网水力学基本方程组
2、重点和难点
（1）重点：给水排水管网模型方法、管网水力学基本方程组
（2）难点：管网模型的拓扑特征
第五章给水管网水力分析和计算
1、教学内容
（1）给水管网水力特征分析
（2）树状管网水力分析
（3）管网环方程组水力分析和计算
（4）管网节点方程组的水力分析和计算
2、重点和难点
（1）重点：给水管网水力特征分析、树状管网水力分析
（2）难点：管网环方程组水力分析和计算、管网节点方程组的水力分析和计算
第六章给水管网工程设计
1、教学内容
（1）给水管网设计用水量计算方法和调节方法
（2）设计流量分配与管径设计
（3）泵站扬程与水塔高度设计
（4）管网设计校核
2、重点和难点
（1）重点：给水管网设计用水量计算方法和调节方法、设计流量分配与管径设计（2）难点：泵站扬程与水塔高度设计、管网设计校核
第七章给水管网优化设计
1、教学内容
（1）给水管网优化设计数学模型
（2）环状管网管段流量近似优化分配计算
（3）输水管优化设计
（4）管网近似优化计算
2、重点和难点
（1）重点：给水管网优化设计数学模型、输水管优化设计
（2）难点：环状管网管段流量近似优化分配计算、管网近似优化计算
第八章给水管网运行调度与水质管理
1、教学内容
（1）给水管网运行调度任务与系统组成
（2）管网用水量预测
（3）给水管网优化调度模型
（4）给水管网水质控制和安全评价
2、重点和难点
（1）重点：给水管网运行调度任务与系统组成、管网用水量预测
（2）难点：给水管网优化调度模型、给水管网水质控制和安全评价
第九章污水管网设计与计算
1、教学内容
（1）污水设计流量计算
（2）管段设计流量计算
（3）污水管道设计参数
（4）污水管网水力计算
（5）管道平面图和纵剖面图绘制
2、重点和难点
（1）重点：污水设计流量计算、管段设计流量计算、污水管道设计参数
（2）难点：污水管网水力计算、管道平面图和纵剖面图绘制
第十章雨水管渠设计和优化计算
1、教学内容
（1）雨量分析与雨量公式
（2）暴雨强度公式
（3）雨水管渠设计流量计算
（4）雨水管网设计与计算
（5）雨水径流调节及排洪沟设计计算
（6）截流式合流制排水管渠设计与计算
2、重点和难点
（1）重点：雨量分析与雨量公式、暴雨强度公式及雨水管渠设计流量计算
（2）难点：雨水管网设计与计算、雨水径流调节及排洪沟设计计算、截流式合流制排水管渠设计与计算
第十一章给水排水管道材料和附件
1、教学内容
（1）给水排水管道材料的种类及特点
（2）给水管网附件
（3）给水管网附属构筑物
2、重点和难点
（1）重点：给水排水管道材料的种类及特点
（2）难点：给水管网附件及附属构筑物
第十二章给水排水管网管理与维护
1、教学内容
（1）给水排水管网技术资料管理、地理信息系统；
（2）给水管网监测与检漏
（3）管道防腐蚀和修复、排水管道养护
2、重点和难点
（1）重点：给水排水管网技术资料管理、地理信息系统，给水管网监测与检漏
（2）难点：管道防腐蚀和修复、排水管道养护
四、实践环节设计
独立设置1周的课程设计
五、课外习题及课程讨论
讲授完各重要知识点时布置相应的作业，作业量每章节3-4题。

作业是评价学生态度和对知识掌握情况的依据，要求学生必须独立完成，学期末根据作业完成情况记算到平时成绩中。

缺交作业的次数不能少于总数的三分之一，否则取消期末考试资格。

课程中针对知识的重要点及时进行讨论和课堂测试，用以了解学生听课效率。

六、教学方法与手段
本课程采用板书与多媒体教学相结合的方式进行课堂教学。

七、各教学环节学时分配
八、学生自主学习要求
要求学生认真读书，课前预习―泛读，课后复习―精读，从中学会自学的方法和获取知识的能力。

九、考核方式与成绩评定
1、考核方式
本课程期末考试为闭卷笔试
2、成绩评定
学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）、期末考试成绩（占70%）两部分构成，平时成绩包括出勤、作业、课堂测验、学习主动性等。

十、推荐教材和教学参考书
教材：《给水排水管网系统》，严煦世编著，中国建筑工业出版社，2008年
参考书：《给水排水管网系统》，马立艳编著，化学工业出版社，2011年
《给水管网系统理论与分析》，赵洪宾编著，中国建筑工业出版社，2003年
《城市给排水工程》，黄敬文、马建锋编著，黄河水利出版社，2008年
《给水排水管道工程》，李良训编著，中国建筑工业出版社，2005年。