给水第五章-1
5第五章-给水管网水力分析
消除邻环影响的校正流量
23
忽略邻环影响，校正流量：
h1 q1 2 (Sq)1 h2 q2 2 ( Sq) 2
q3 h3 2 (Sq) 3
hi 写成通式则为： qi n( sq n1 )i
24
h4 q4 2 ( Sq) 4
（3）虚环能量方程 对于多水源管网，引入虚环概念。关于虚环的假设如下： 1）虚节点：加一个虚节点，编码为0，它供应各个定压节点的
S
2 24 24
q
S
2 34 34
q
பைடு நூலகம்
S
2 23 23
q
1 Ⅰ Ⅱ
2
Q4
S5. 判断如 hmax max( h1 , h2 ) 0
调整管段流量
如何调整？
qij f (ql )
大小
Q3 3
4
ql 与qij 方向相同
(0) (1) qij q q ij l ij (0) (1) qij q q ij l ij
10
【解】第一步：（1）逆推法求管段流量
11
最后一个节点，即：q1+Q1=0，所以，Q1=－q1=－93.75 (L/s) （2）计算管段水头损失和管段压降
1.852 10.67q1 l1 10.67 (93.75 / 1000 )1.852 600 h f 1 1.37 1.852 4.87 1.852 4.87 C Di 100 (400/ 1000 )
下面求节点自由水头。
13
节点水头－地面标高
14
习题
5
1
700m-300
2
600m-200 3
4
第五章 水资源供需平衡分析(2)
（2） 同频率法：其一般的步骤是，
①
根据实际情况先把整个区域划分为若干个流域， 每个流域根据各自的雨情、水情情况选择各自的代表年。 然后采用典型年法相同的方法，逐个进行计算单元水供需 分析并将同一流域的计算单元水供需分析成果相加，
②
③
④
最后，再把各流域同频率的计算成果汇总即得到整个区域 的水资源供需分析的成果。
3）从供需分析的深度，可划分为：
一次供需分析：初步地进行供需分析，不一定要进行供需
平衡和提出供需平衡分析的规划方案。
二次供需分析：要求供需平衡分析和提出供需平衡分析的 规划方案。特别是当供需不平衡时，对解决缺水的途径， 要进一步分析论证并作出规划方案。
4）按用水的性质，可划分为：
(1)河道外用水的供需分析； (2)河道内用水的供需分析。
再利用，等等。
因此在这样庞大而又复杂的系统中有许多非线性关系和约束条件
在最优化模型中无法解决，而模拟模型具有很好的仿真性能，这
些问题在模型中就能得到较好地模拟运行。
为了使模拟给出的结果接近最优解，往往在模拟中规划好
运行方案，或整体采用模拟模型，而局部采用优化模型。
也常常采用这种两种方法的结合，如区域水资源供需分析 中的地面水库调度采用最优化模型，使地表水得到充分的 利用，然后对地表水和地下水采用模拟模型联合调度，来 实现水资源的合理利用。
Pi，Ei——分别为第i日的降雨量和作物耗水量，mm。
计算中可对根系层水量规定一个适宜的上下限 Wmax和Wmin，如果Wi+1<Wmin，则表明作物根 系层缺水，应按下式确定灌水量
Ii W max (Wi Pi Ei)
给水排水设计手册第1册 第三版
给水排水设计手册第1册第三版《给水排水设计手册第1册第三版》引言：水是人类生活不可缺少的资源，给水排水系统的设计是确保社会正常运转的重要环节。
《给水排水设计手册第1册第三版》系统地介绍了给水排水系统设计的基本理论、技术要求和操作规范，是广大设计师、工程师以及水务管理者必备的参考工具。
第一章概述本章主要介绍了给水排水系统设计手册的目的和意义、规范性文件以及设计的基本原则。
同时，还介绍了各章节内容的概貌和重要性，为读者提供了全书的整体框架。
第二章给水系统设计这一章主要介绍了给水系统设计的基本原则、技术要求和工作流程。
其中包括：给水系统的结构和组成、给水系统的设计原则、给水系统设计的基本步骤、给水系统设计中需要考虑的参数和指标等等。
本章内容详实，全面覆盖了给水系统设计的方方面面，为读者提供了设计指导的基础。
第三章给水设备本章主要介绍了给水设备的分类、选型和设计要求。
其中包括：水泵的类型、选型和性能参数、阀门的种类和选择、给水管道的材料和连接方式等等。
本章内容详尽，对于给水设备的设计和选型提供了有力的支持。
第四章排水系统设计本章主要介绍了排水系统设计的基本理论、技术要求和工作流程。
包括：排水系统的结构和组成、排水系统设计的基本步骤、排水系统设计中需要考虑的参数和指标等等。
本章内容详实，给读者提供了设计指导的基本原则。
第五章排水设备这一章主要介绍了排水设备的分类、选型和设计要求。
其中包括：污水泵的类型、选型和性能参数、排水管道的材料和连接方式、防臭设备的设计和安装等等。
本章内容详细全面，对于排水设备的设计和选型提供了重要参考。
第六章给排水系统设计案例分析本章主要介绍了几个典型的给排水系统设计案例，通过案例分析的方式，展示了实际项目中的设计要点、工作流程和技术难点。
同时，还通过案例分析指导读者如何处理常见的设计问题和挑战，提高设计水平和专业素养。
第七章给水排水系统设计风险管理这一章主要介绍了给水排水系统设计中的风险管理方法和技术要求。
建筑给水系统(孙勇) 第五到第九章
2.建筑给水系统 2.建筑给水系统
2.1建筑给水系统 2.1建筑给水系统 2.1.1室内给水系统的分类 2.1.1室内给水系统的分类 • 按其用途不同可划分三大类 生活给水系统 生产给水系统 消防给水系统 • 某些层数较多的民用建筑、大型公共建筑及容易发 某些层数较多的民用建筑、 生火灾的仓库、生产车间等， 生火灾的仓库、生产车间等，必须设置室内消防给 水系统 • 单独设置 • 共用给水系统
1.室外给水工程概述 1.室外给水工程概述
1.2室外给水系统组成 1.2室外给水系统组成
1.室外给水工程概述 1.室外给水工程概述
1.2室外给水系统组成 1.2室外给水系统组成 • 地面水取水构筑物的形式
1.室外给水工程概述 1.室外给水工程概述
1.2室外给水系统组成 1.2室外给水系统组成 1.2.3水处理 1.2.3水处理 • 净化、消毒 净化、 • 生活饮用水水质标准 • 生活饮用水锅炉用水(硬度) 生活饮用水锅炉用水(硬度) • 纺织用水(含铁量) 纺织用水(含铁量) • 制药工业、电子工业(脱盐水) 制药工业、电子工业(脱盐水)
水泵水箱联合给水方式
2.建筑给水系统 2.建筑给水系统
2.4建筑给水方式 2.4建筑给水方式
气压给水方式
2.建筑给水系统 2.建筑给水系统
2.4建筑给水方式 2.4建筑给水方式
变频调统
2.4建筑给水方式 2.4建筑给水方式
3
4
2
多层建筑
1
分区供水的给水方式
建筑给排水
授课： 授课： 联系： 联系：
建筑给水系统
内容 • 教材第1章、第2章、第3章 教材第1 重点 • 室内给水系统的给水方式 • 室内给水系统的设计要求 • 增压设备 难点 • 给水系统设备的作用原理
第五章兴利调节计算 (1)
兴利调节是水库针对用水部门（如灌溉、发 电、给水、航运等）的需要而进行的调节。在规 划设计阶段，根据水库来水，在一定兴利用水和 供水保证率要求下，经调节计算可求得水库兴利 库容。
第五章 水库兴利调节计算
目
录
第一节 水库及其特性
第二节 设计保证率及设计代表年
第三节 径流调节的作用与分类
一、时历列表法计算设计兴利库容
（3）在各调节周期内，判断是否一次或多次运用情 况，确定该调节周期的兴利库容。
（4）由多年调节计算得到的兴利库容绘制库容概率 曲线，则可由保证率p推求设计库容Vp
例6：见教材P207.表13-12
二、作图法（差量累积曲线法）计算逐年兴利库容
（1）根据各水利年来、用水过程划分余水期与亏 水期
（3）调节计算得到的计算保证率与设计保证率相等时的假 定兴利库容即为所求设计兴利库容。否则不停假定兴利库 容，重复（1）、（2）步骤，直到相等。 试算几个兴利库容V兴得到相应计算保证率P，作V兴～ P曲 线，查得设计保证率相应库容即为所求设计兴利库容
例子：见教材p208表13－3
四、多年调节损失的计算
与年调节类似。
1.近似计算法 1）不计损失初定兴利库容V兴；（2）计算多年平均蓄水
容积（V蓄＝V死+0.5V兴）与多年平均水面面积（由面积～ 容积曲线得到）；（3）计算多年平均逐月蒸发损失量 （各月蒸发损失深度×平均面积）与渗漏损失（多年平均 蓄水容积的某一比例）；（4）计算毛用水过程（用水过 程＋损失）（5）进行兴利调节，求得考虑蒸发与渗漏损 失的兴利库容；（6）重复上述步骤，直到两次计算得到 的兴利库容相等（相近）为止。
B)单以用水频率为依据：选设计频率用水过 程与同年来水进行调节。
汽包锅炉给水自动控制系统
第五章汽包锅炉给水自动控制系统5-1 前馈--反馈调节系统一.前馈--反馈调节原理反馈调节系统特点：事后控制，反馈校正。
调节过程中被调量的动态偏差较大,且调节过程也较长。
前馈调节系统特点：直接根据扰动进行调节,减小动态偏差。
()yxW s()oxW s()bxW sxu y1.定义直接根据造成被调量偏差的原因进行调节的系统,称为前馈调节系统。
2.前馈的类型及整定前馈调节的类型：很多,因而()b SW的规律不同。
不变性原理：设计前馈补偿器,使被调量y与扰动无关。
(a)扰动有单独通道()()()()0()()yxyx b o boW sW s W s W s W sW s+=⇒=-(b) 扰动作用在对象之前补偿作用在调节器之前。
例如:喷水压力改变时对温度的影响。
()()()()()10()()1()()()o b a o b a o a W s W s W s W s Y s W s X s W s W s W s +==⇒=-+(c) 扰动有单独通道,补偿作用在调节器之后()()()()()0()()1()()()yx b o yx b a o W s W s W s W s Y s W s X s W s W s Wo s +==⇒=-+(d) 扰动有单独通道,补偿在调节之前()()()()()()0()()1()()()()yx a b o yx b a o a W s W s W s W s W s Y s W s X s W s W s W s Wo s +==⇒=-+前馈一般不能做到完全补偿。
常用静态前馈或者一些特定形式的动态前馈。
(a) 静态前馈即根据不变性原理求出()b S W ,用其静态放大系数作为补偿装置,它是一个比例环节: ()0|b b S s k W →=(b) 动态前馈直接根据不变性原理求得。
在热工过程控制中常用:211()1b bT s W s k T s +=+-----超前—滞后环节()0|b b S s k W →=当21T T >时 ,超前补偿(PD 作用) 当12T T >时,滞后补偿(PI 作用)21T T >tktk 12211(0)lim ()lim ()b b S S T y SY S SW S k S T →∞→∞===01()lim ()b b S y SW S k S→∞==3. 存在缺点:(1) 只能针对一种或者几种典型扰动设计()b W s ,然而生产过程中扰动因素很多,因而调节效果受到限制. (2) 对不可测量的扰动,无法实现补偿. (3) 不能做到完全补偿,实现复杂,采用b k 或者2111bT sk T s++近似补偿. 前馈—反馈调节系统：必须将前馈和反馈结合起来进行调节,利用前馈来减小扰动对被调量的影响,而反馈作用保障被调量等于给定值.二.前馈—反馈调节系统. 1.概念r y前馈控制:作用是有效抑制主要扰动,开环控制。
给水工程教学大纲1
给水工程教学大纲1《给水工程》教学大纲（课程代码：14151050 ）一、课程说明（一）适用专业：环境工程（二）课程类别：专业选修（三）课程性质与任务：《给水工程》是环境工程专业的主要专业选修课之一。
其主要任务是使学生了解给水系统，掌握给水处理的基本理论知识、设计原理、设计步骤、计算方法以及相关的新技术和新设备，使学生的知识结构更为完整，为学生走向工作岗位打下坚实的专业理论基础。
（四）教学目的与要求：本课程要求先修完水力学、水分析化学、工程测量、工程力学、水泵与泵站等有关基础课或专业基础课，宜安排在第6、7学期。
最好与《水处理实验教本》同时选修。
内容上注意与《排水工程》、《建筑给排水工程》的衔接。
课堂教学应力求使学生弄清基本概念，掌握基本内容。
因内容多而学时有限，授课教师既要注意，对教材内容的取舍，又要注意随时补充新内容，使学生及时了解本学科的发展动向。
（五）先修课程：流体力学、水分析化学、工程测量、工程力学、水泵与泵站（六）学时：54 学分：3（七）教学方式及设施要求：课堂面授（八）考核方式与要求：考试二、课程内容、基本要求与学时分配（一）课时分配表章节次数章节名称学时数总学时理论实验54 54一给水系统 1 1 二设计用水量 2 2 三给水系统的工作情况 2 2 四管网和输水管渠布置 1 1 五管段流量、管径和水头损失 4 4 六管网水力计算 6 6 七管网技术经济计算 2 2 八给水处理概论 2 2 九混凝 6 6 十沉淀和澄清 6 6 十一过滤 6 6 十二氧化还原和消毒 3 3十三水的其它处理方法——吸附 3 3十四典型的给水处理工艺与水厂设计 2 2十五离子交换与水的软化除盐 4 4十六膜技术与咸水淡化 4 4（二）各章节基本内容及要求第一章给水系统教学目的：对给水系统有初步了解基本要求：了解给水系统分类、组成、布置及其影响因素；了解工业给水系统重点与难点：给水系统的组成；影响给水系统布置的因素教学时数：1教学内容：第一节：给水系统分类第二节：给水系统的组成和布置给水系统的组成：①取水构筑物；②净水构筑物；③泵站；④输水管渠和管网；⑤调节构筑物。
第一章给水处理概论PPT课件
我国水资源特点
人均占有量少 淡水总量为28124亿m3，在全世界占第6位。但人均占有量
只有2340m3/人年（以12亿人口计），世界平均水准的1/4， 占88位。 空间分布不均
81％的水资源分布在长江流域及其以南 年内及年际变化大
60－80％降水集中在夏季，7，8，9月 年际变化差3－6倍（大时）
6
我国水资源特点
许多地区缺水严重 三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连） 300多个城市缺水，100多个严重确水，在640个城市中。
水环境污染严重 建国后20～30年，生活不富裕，工业不发达，水资源
不紧张。 大量城市污水和工业废水不经处理排入水体，造成水体
污染，严重污染的水体不能作为饮用水源，造成水质性缺 水。
径流： 降水在地面和地下流动的水流
地表径流：降水除消耗外的水量沿地表运动的水流
地下径流：降水后下渗到地表以下的一部分水量在地下运动的
水流
8
自然界的水循环9
水循环
水的社会循环
水的社会循环概念
给水工程： 取水――给水处理――配水 排水工程：
废水收集（来源于生活、工业和农业） ――废水处理――排放或回用
由于单一的水处理单元方法是难以满足要求，所以将多种基本单元过程 互相配合，组成一个水处理工艺过程，称为水处理工艺流程。 选择水处理流程的基本出发点是：
(1) 以较低的成本、安全稳定的运行过程； (2) 获得满足水质要求的水； (3) 水处理设施所在的地区气候、地形地质、技术经济条件的差异，也会影
响到水处理工艺流程的选择。
14
水的循环——城镇用水循环 给水系统的水源和排水系统接纳水体的地方大多
是邻近的河流。取之于河流，还之于河流，形成另一 种受人类社会活动作用的水循环——城镇用水循环。
第五章-1 锅炉受热面的作用及结构解析
第三节 省煤器及空气预热器
省煤器和空气预热器在尾部烟道的布置 管式空气预热器
省煤器和空气预热器在尾部烟道的布置 回转式空气预热器
一、 省煤器
省煤器的作用：
1、降低排烟温度，减少排烟热损失，节约燃料； 2、减少蒸发受热面，降低锅炉造价：
以管径小、管壁薄、价格较低的省煤器代替管径大、 管壁厚、价格较高的水冷壁 换热好(低温、强制流动、逆流布置)
下降管
作用：把汽包内的水连续不断地通过下联 箱供给水冷壁，以维持正常的循环。
布置在炉外不受热 有小直径分散型和大直径集中型两种
联箱
作用：汇集、混合、分配工质。 布置在炉外不受热 由无缝钢管两头焊接平封头构成。
汽包
汽包的作用
是加热、蒸发、过热三个过程 的连接枢纽和大致分界点；
具有一定的蓄热能力，能较快 适应外界负荷变化；
过热器及再热器的形式
根据布置位置与传热方式，分为对 流式、半辐射式、辐射式三种。 供热锅炉采用的都为对流式过热器， 由蛇形管构成。
根据放置形式分为立式、卧式。对 流式过热器目前多为立式，支吊简 单可靠，不易积灰，但疏水排气性 差。
根据蒸汽和烟气的流向，分顺流、 逆流、混流，多采用混流。
过热器中流动的工质温度最高，放 热系数小，工作条件最差；为了避 免使用贵重金属并保证传热温差， 供热锅炉的过热器一般布置在烟温 900℃左右的烟道中。
3、提高了给水温度，减少给水与汽包壁的温差，降低热 应力，延长使用寿命。
省煤器分类及布置特点
1、按制造材料：钢管式、铸铁式(压力 < 4 MPa) 2、按水的预热程度：非沸腾式、沸腾式(中压)
沸腾式：其出口水温不仅可达到饱和温度，而且可使 部分水汽化，汽化水量一般约占给水量的10％～15％， 最多不超过20％，以免省煤器中介质的流动阻力过大。 非沸腾式：其出口水温比相应压力下的饱和温度低。 3、错列减少积灰、换热强、磨损大 顺列利于吹灰、换热弱、磨损小
第五章 管道和设备工程第一节 给排水、采暖、燃气工程综合练习与答案
第五章管道和设备工程第一节给排水、采暖、燃气工程综合练习与答案一、单选题1、最高层配水点流出水头较高，可能因漏水、结露损坏吊顶和墙面，要求外网水压稍高一些的水平干管的敷设布置形式为（）。
A.下行上给式B.上行下给式C.环状式D.枝状式【参考答案】：B【试题解析】：本题考查的是给水系统。
给水系统按给水管网的敷设方式不同，可以布置成下行上给式、上行下给式和环状供水式三种管网方式。
上行下给式最高层配水点流出水头较高，安装在吊顶内的配水干管可能因漏水、结露损坏吊顶和墙面，要求外网水压稍高一些。
2、排出管与室外排水管连接处的检查井，井中心距建筑物外墙不大于（）。
A.2mB.6mC.8mD.10m【参考答案】：D【试题解析】：本题考查的是排水系统。
排出管与室外排水管连接处设置检查井。
一般检查井中心至建筑物外墙的距离不小于3m，不大于10m。
3、生活给水系统在交付使用之前必须进行冲洗和消毒，以下作法正确的是（）。
A.试压合格后，利用系统内存水进行冲洗，再进行消毒B.冲洗顺序是先室外、后室内；先地下、后地上C.冲洗前可不拆除节流阀、报警阀、孔板和喷嘴D.消毒用水应在管道中停留12h【参考答案】：B【试题解析】：本题考查的是给水系统。
选项A中生活给水系统管道试压合格后，应将管道系统内存水放空。
选项B冲洗顺序应先室外，后室内；先地下，后地上。
室内部分的冲洗应按配水干管、配水管、配水支管的顺序进行；选项C中节流阀、止回阀阀芯和报警阀等应拆除，已安装的孔板、喷嘴、滤网等装置也应拆下保管好，待冲洗后及时复位；选项D中水在管道中停留24h以上。
4、在室内排水系统中，排出管在隐蔽前必须做（）。
A.通球试验B.高压水清洗C.水压试验D.灌水试验【参考答案】：D【试题解析】：本题考查的是排水系统。
排水立管应做通球试验。
排出管在隐蔽前必须做灌水试验。
排水横支管、立管应作灌水试验。
5、建筑给水系统设有水箱时，水泵的扬程设置应（）。
A.满足最不利处的配水点或消火栓所需水压B.满足距水泵直线距离最远处配水点或消火栓所需水压C.满足水箱进水所需水压和消火栓所需水压D.满足水箱出水所需水压和消火栓所需水压【参考答案】：C【试题解析】：本题考查的是给水系统。
1_第五章 给排水、采暖、燃气工程工程量计算
第二节 给排水工程工程量计算
图5-7 淋浴器安装范围
图5-8
坐式低水箱大便器安装范围
第二节 给排水工程工程量计算
2.蹲式大便器
蹲式大便器按冲洗方式分为冲洗水箱式和冲洗阀式。 3.小便器 小便器按其形式和安装方式分为挂斗式和立式。
图5-9
高水箱蹲式大便器的安装范围
图5-10
冲洗阀蹲式大便器的安装范围
管道安装工程量区分不同材质、连接方式、公称直径、接头材料分别以“m” 计算，不扣除管件阀门所占长度。 3.室外给水系统工程量计算 (1)室外给水管道安装。 (2)室外给水管道栓直径大小分档次，以“个”计算。
2)水表安装计量同室内给水管道水表安装。
图5-22 钢制散热器外形 a)钢串片式散热器 b)钢制闭式对流散热器 c)钢制板式散热器 d)钢制柱形散热器
第三节 采暖工程工程量计算
3.光排管散热器制作与安装工程量
按制作散热器管材的直径不同和A型、B型，分别以“m”计量。
图5-23 光排管式散热器 a)A型 b)B型 (D为排管直径)
第三节 采暖工程工程量计算
回转龙头、回转混合龙头开关洗涤盆定额子目，未计价材料为盆具、开关 和龙头等。 (5)化验盆。 (二)淋浴器的安装工程量计算 淋浴器有成品的,也有用管件和管子在现场组装的。 (三)便溺器具安装工程量计算 便溺器具有大便器和小便器，按其组成可分为便器和冲洗设备。 1.坐式大便器 坐式大便器按水箱的设置方式分为低水箱坐式大便器、带水箱坐式大 便器、连体水箱坐式大便器。
图5-19 疏水器组示意图 a)不带旁通管 b) 带旁通管 c)带滤清器
第三节 采暖工程工程量计算
(三)单体安装 减压器、疏水器单体安装套用同管径阀门全国统一安装工程预算定额； 安全阀按公称直径不同以“个”计量，用第六册《工业管道工程》定额； 压力表可使用第十册《自动化控制装置及仪表安装工程》定额,如图5⁃20所 示。 四、供暖器具制作安装工程量计算
游泳池给水排水设计规范
游泳池给水排水设计规范1989—12-26第一章总则第1.0。
1条为使游泳池的给水排水设计符合游泳水质、水温、卫生要求和达到技术先进、经济合理、安全可靠、方便管理和节约用水，特制订本规范。
第1.0.2条本规范适用于新建、扩建和改建的人工建造的游泳池和跳水池的给水排水设计,但设计温泉游泳池、冲浪游泳池、医疗游泳池、水上乐园等游泳设施时，还应遵守有关规定。
第1.0.3条游泳池的给水排水设计除执行本规范外，还应遵守现行的《建筑给水排水设计规范》，以及其它有关规范或规定。
第二章水质和水温第一节水质第2.1.1条游泳池初次充水和正常使用过程中的补充水水质,应符合现行的《生活饮用水卫生标准》的要求。
第2。
1.2条游泳池池水的水质应符合表2。
1。
2的规定。
注：比赛游泳池池水水质还应符合有关规定。
第二节水温第2。
2。
1条游泳池的池水温度，可根据游泳池的用途，按下列数值进行设计:一、室内游泳池:1．比赛游泳池:24～26℃；2．训练游泳池:25~27℃；3．跳水游泳池：26～28℃；4．儿童游泳池：24~29℃。
注：旅馆、学校、俱乐部和别墅内附设的游泳池，其池水温度可按训练游泳池池水温度数值设计.二、露天游泳池的池水温度不宜低于22℃。
第2.2。
2条室内游泳池设有准备池时，其池水温度按本规范第2.2.1条的训练游泳池数值设计。
第三章给水系统第一节系统选择第3.1.1条游泳池应采用循环净化给水系统.第3。
1.2条当水源充沛时，游泳池可采用直流给水系统，但入池混合后的池水水质应符合本规范第2.1.2条的规定。
注：当技术经济、社会、环境效益比较合理时，可采用直流净化给水系统.第二节充水和补水第3。
2.1条游泳池的初次充水时间,应根据使用性质和城镇给水条件确定，一般宜采用24h。
但最长不宜超过48h。
第3.2。
2条游泳池的补充水量，应根据游泳池的水面蒸发、排污、过滤设备反冲洗(如用池水反冲洗时)和游泳者带出等所损失的水量确定，一般可按表3。
水处理工程=清华大学第五章过滤课件(第一篇)
H t H 0 H t
h h1 ht
v2 h2 2g
第五章
19
滤池总过滤水头损失H＝H0＋h＋△Ht H0：清洁滤层水头损失 h：配水系统、承托层及管路水头损失 △Ht：在时间t时的水头损失增值
ΔH t
h1: 配水系统水头损失
过滤周期 与滤速有关
1.5~2m
第五章
20
第2节 滤池的运行
第五章 23
4座滤池进水渠相通，在任 何时间水位基本上相等。
一座滤池冲 洗完毕
减速过滤（一组4座滤池） 一座滤池滤速的变化 如果一组滤池的滤池数很多，阶梯式下降折线将变为 近似连续下降曲线。 每一格滤池在反洗间隔之间，按等速过滤方式，水位 略有升高。 第五章
24
4
第2节 滤池的运行
等速与变速过滤的差别？ 在平均滤速相同的条件下，减速过滤的滤后水质较 好。而且在相同过滤周期内，过滤水头损失要小。 清洁时，过滤速度虽大，但孔隙也大，孔隙内的速 度并不太大，可将一些悬浮杂质带入下层滤料。而 当截留有杂质时，孔隙减少，滤速也减少，可防止 悬浮物穿透滤层。
第五章
45
第五章
46
第3节 滤池的基本构造
2．小阻力配水系统 减少配水系统阻抗S1 降低配水系统流速 增大配水空间 使孔眼处的压力接近
指孔口阻力较小
第3节 滤池的基本构造
中阻力配水（开孔 比：0.6%~0.8%）
小阻力配水系统 钢筋混凝土穿 孔滤板 钢筋混凝土穿孔板：板上铺设一层或两层尼龙网。
第五章 39
三层：18~20m/h
第3节 滤池的基本构造
三、配水系统
1. 配水系统的目的： 均匀分布反冲洗水 均匀收集过滤水 配水不均匀导致： (1) 部分区域水量小，冲洗不净 (2) 部分区域水量大，冲动垫层
第5讲-1：给水系统水力计算
0.49
——计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率，％； c ——对应于不同U 0 的系数，按表2-7取用； N g ——计算管段的卫生器具给水当量总数。
U
（1）住宅建筑的设计秒流量计算
3）根据计算管段上的卫生器具给水当量同时出流 概率，按(2-6)式计算得计算管段的设计秒流量：
qg 0.2 U N g
二、设计流速——经济流速
生活或生产给水管道的水流速度宜按表2-13采 用； 消火栓给水系统的管道流速不宜大于2.5m/s； 自动喷水灭火系统的管道流速，不宜大于 5.Om/s，特殊情况下可控制在10m/s以下。
表2-13 生活给水管道的水流速度
公称直径 (mm) 水流速度 (m/s)
15～20 25～40 50～70 ≥80
例题：
某研究院实验室设置单联化验龙头15个， 额定流量0.2 L/s，同时给水百分数为 30%；双联化验龙头12个，额定流量 0.07 L/s，同时给水百分数20%；该管段 设计秒流量应为（ ）L/s。 A．0.50 B．0.80 C．1.07 D．2.86
二、设计流速
当管段的流量确定后，流速的大小将直接影 响到管道系统技术、经济的合理性。流速过 大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件， 并将增加管道的水头损失，提高建筑内给水 系统所需的压力和增压设备的运行费用；流 速过小，会使管道直径变大，增加工程投资。 设计时应综合考虑以上因素，将给水管道流 速控制在适当的范围内。 经济流速
（四）设计秒流量的确定
• 一是 经验法 ，按卫生器具数量确定管径，或以卫 生器具全部给水流量与假定设计流量间的经验数据 确定管径，简捷方便，但精确度较差，不能区别建 筑物的不同类型、不同标准、不同用途和卫生器具 的种类、使用情况、所在层数和位置。 •二是 平方根法 ，以单阀水嘴在额定工作压力时的流 量 0.20L/s 作为一个理想器具的给水当量，其他类型 的卫生器具配水龙头的流量按比例换算成相应的器具 给水当量，设计秒流量与卫生器具给水当量总数的平 方根成正比，建筑物用途不同比例系数不同，当量数 增大到一定程度后，流量增加极少，导致计算结果偏 小。
给水4781337754
hf hf
kqn l Dm
aqnl
式中
k、n、m——指数公式参数； a——比阻，即单位管长的摩
阻系数，a
k Dm
;
hf s f qn
sf
— —摩阻系数，s f
al
kl 。 Dm
2)局部水头损失公式的指数形式为：
hm smqn
式中 Sm——局部阻力系数；
3)沿程水头损失与局部水头损失之和
2）曼宁公式亦适用于较粗糙的管道，最佳适用范围为 0.5≤e≤4.0mm；
3）海曾－威廉公式则适用于较光滑的管道，特别是当 e≤0.25mm（CW≥130）时，该公式较其它公式有 较高的计算精度；
4）舍维列夫公式在1.0≤e≤1.5mm之间给出了令人满意 的结果，对旧金属管道较适用，但对管壁光滑或特 别粗糙的管道是不适用的。
3 2 1
6
4
5
1
3
2
分质给水系统
4 6
5
采用此种系统，可使城市水厂规模缩小，特别是可 以节约大量药剂费用和动力费用，但管道和设备增多， 管理较复杂。
适用在工业用水量占总水量比例大，水质要求不 高的地区。
（3）分区给水系统
将给水管网系统划分为多个区域，各区域管网具有 独立的供水泵站，供水具有不同的水压。分区给水管网 系统可以降低平均供水压力，避免局部水压过高的现象， 减少爆管的几率和泵站能量的浪费。
3．输水方式
重力输水 压力输水 混合输水：重力输水与压力输水结合
单管输水：一条输水管 调节池 双管输水：两条输水管，中间加设连接管
输水管坡度 : imin＞1:5D 坡度小于1:1000时每隔0.5—1KM设排气阀，平坦地区也应设坡度一般每1000米 设排气阀
给水工程第五章
第五章管段流量、管径和水头损失一、管网简化的原则1宏观等效原则：对某些局部进行简化以后，要保持各元素之间的关系不变，即针对于计算目标而言，简化前后是等效的。
2小误差原则：将误差控制在允许的范围内，必须满足特定的要求。
管网简化分为管线简化和附属设施简化。
二、管网简化的方法1删除次要管线；2当管线交叉点很近时，可合并为同一交叉点；3将全开的阀门去掉，将管线从全闭阀门处切断；4完全并联的管线，在不影响计算结果的情况下可以简化为单线，但应该符合水力等效原则；5当一个供水区域仅由少数几条管线供水和其他管网相连时，可以将连接的管线断开，将一个管网分解为几个独立的管网，对几个管网分别单独计算；6对于混合型管网，将枝装部分省略，将其流量加入上游节点是上，转化为环状管网，按照上述原则计算。
三、水力等效原则经过简化后，等效的管网对象与原来的实际对象有相同的水力特性。
如两条并联管线简化成一条后，在相同的流量下，应具有相同的水头损失。
四、附属设施简化的方法1删除不影响全局水力特性的设施，如全开的阀门、排气阀、泄水阀、消火栓等。
2将同一处的多个相同设施合并，如同一处的多个水量调节设施（清水池、水塔）合并，并联或串联工作的水泵或水泵站合并。
五、管网图形的抽象1 将实际工程问题转化为数学问题加以解决，必须建立数学模型，需要对管网图形元素进行抽象。
2 管网图形经过抽象后，仅存在两种元素：节点和管段。
六、环状管网的简化1 管线省略：省略对水力条件影响小的管线。
后果：对于设计新管网来说，造成管线直径变大。
2 管线合并：平行管线进行合并。
后果：合并管线的直径越小，则计算水头损失的误差越小。
3管网分解：两个管网由一条管线连接时，或者多根管线但流向确定的情况下。
后果：如流量计量不准确，则误差较大。
意义：将大管网分解为小型管网；对于城市边缘管网尤为适用。
4并联串联管段的简化后果：并联不会产生误差，但串联情况下由于流量与实际有偏差，会产生误差。
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a n n1 n1 h dh ql L[(1 ) ] n 1 0
q q
t l
L
22
5.3 沿线流量和节点流量12/24
折算模型：
qt ql
(1 )ql
ql
qt
α称为折算系数
折算后的不变流量为：
q qt ql
n
所产生的水头损失为：
hc a(qt ql ) L aLq ( )
0.5 (600 600 600) 3 800 600 500 4400 (m)
2．配水干管比流量
qs Qh qi
l
260 120 4400 0.03182 l / s m
32
5.3 沿线流量和节点流量22/24
3．沿线流量：
管段编号 1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7
——最小的环； ——内部含有基环。
10
5.2 管网图形及简化6/6
节点1、2、3、……8。 水塔 它们包括： （ 1 ）水源节点 ( 泵站 , 水塔 , 高位水池)； （ 2 ）不同管径或不同材质 的管线交接点； （3）两管段交点或集中向 大用户供水的点。 1 2 3 4
Ⅰ
Ⅱ 水源 8
5 6 7 两节点之间的管线称为管段，例如管段3～6表示 节点3和6之间的一段管线 。 基环有Ⅰ、Ⅱ。 环Ⅰ:2-3-6-5-2
27
5.3 沿线流量和节点流量17/24
例1：已知最高日用水量 Qd ，最高时用水量占最高日用水量 的5.6%，其中，管网中心处有一工业用水，用水量为q，管 段长度已知，求节点流量。
供水分界线
1 4
2 5
q
3 6
7
8
9
28
5.3 沿线流量和节点流量 18/24
解：管网的总用水量为： Qh Qd 5.6%
4400
5.3 沿线流量和节点流量23/24 4．节点流量计算： Q 0.5 q q (l / s)
j l i
各 管 段 节 点 流 量 计 算
节 点 节点连的管段 节 点 流 量(L/s) 0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+9.55+25.45)=22.28 0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+25.45+19.09)=27.05 0.5(25.45+19.09+15.91)=30.22 0.5(15.91)=7.95 140.00 40 40 40
可以看出：沿线有用户用水q1，q2，…，数量很多， 流 量有大也有小，全部考虑是不可能的。——简化。 如何简化？
13
5.3 沿线流量和节点流量 3/24
用户按用水量大小定性分成两类
第一类用户：单个用户用水量较大，对计算起重要 作用，但户数较少；用户的位置和用水量不变。 第二类用户：单个用户用水量小，户数很多且分 布比较均匀。稍微改变位置对计算影响不大，所 以，假定这类用水量均匀分布在全部干管上。
Q4
2 5Q53Fra bibliotekQ6Kh已知时？
q
Q8
6
Q9
Q7
7
8
1 Q8 0.5qs (l87 l85 l89 ) 2
30
9
5.3 沿线流量和节点流量20/24
例2：城市最高时总用水量260L/s，其中集中工业用水量120 L/s（分别在节点2、3、4集中出流40 L/s）。各管段长度 （m）和节点编号见图。管段1-5、2-3、3-4为一侧供水， 其余为双侧供水。 试求： （1）比流量； （2）沿线流量； （3）各节点流量。
6
5.2 管网图形及简化2/6
合并：相距近、管径小的平行管线合并到管径大的管线； 相距近节点合并成一个节点； 简 化 略去：管径小、管线短时，可以忽略不计 方 计算结果是偏于安 全的； 法
分解：一个管网分解成若干独立管网，分别进行计算； 分解是有条件的，一条连接管时，可分解，二条 时，只有当二者的流量大小和方向能够确定才能分解。 原理：经验 实例
hij、∑hij
复核最高时确定的水泵能 否满足其他工况时Q、H的 要求
5
5.2 管网图形及简化 1/6
管网简化原因： 给水管线很多而且管径差别很大 ，将全部管线一律加 以计算，甚至很少可能，实际上没有必要。 对改建和扩建的管网将现状管网保留主要的干管，略 去一些次要的、水力条件影响较小的管线进行适当简化 。 新设计的管网简化吗？为什么？ • 目的：减少计算工作量； • 原则：简化后的管网基本上能反映实际用水情况。
任一节点的节点流量 等于与该节点相连各管段 的沿线流量总和的一半。
25
5.3 沿线流量和节点流量15 /24
管网计算简图上 只有节点流量和大用 户的集中流量。
1
Q1
2
Q2
表示方法：节点 旁引出箭头，注明该 节点的流量。
3
Q3
4
Q4
26
5.3 沿线流量和节点流量16 /24
城市管网中，工业企业等大用户所需流量，可直接作为 接入大用户节点的节点流量。 所有节点流量之和=总用水量
24
5.3 沿线流量和节点流量 14/24
可见，α=0.5~0.58。为便于管网计算，通常统一采用 α=0.5，在解决工程问题时，已足够精确。 管网任一节点的节点流量i为
ql 3 q l1
A
qi 0.5 ql
qi 0.5qs ( l )i
ql 2
q A 0 . 5 ( ql 1 ql 2 ql 3 ) q A 0.5q s (l1 l 2 l3 )
第四章
1、管网布置要求
复习
2、管网基本形式、特点、应用 3、干管定线原则：6条，主要是前3条 4、输水管定线原则：5条（考虑问题的角度） 5、输水管输水方式与条数 7.1.3
1
第五章管段流量、管径和水头损失
主要内容
1. 掌握管网计算的两类问题及特点、步骤； 2. 了解管网图形简化原则和方法； 3. 掌握比流量、沿线流量、节点流量的计算； 4. 掌握管径确定方法； 5 .掌握水头损失计算。
4
计算方法：同前 特点：管径已定，流量不同
5.1 管网计算的课题3/3
项目
已知条件 拟定内容 计算内容 最终目的 设计计算（第一类课题） 管网定线图、设计流量 节点流量Qi、管段流量qij 复合计算（第二类课题） 管网定线图、计算流量、 管径 节点流量Qi、管段流量qij
Dij、hij、∑hij Dij、Ht、Hp
实践证明，该方法的计算结果符合实际情况
14
5.3 沿线流量和节点流量 4/24
二、比流量和沿线流量
用水大户（第一类用户）的总用水量为∑q，假设管网 总用水量为Q， Q－∑q是第二类用户的总用水量。 干管的有效长度为∑l 比流量：
qs Q q
流量单位：L/s
l
单位：l/(s.m)
有效长度的计算：有效长度＝物理长度×k ⑴双侧供水：k=1； ⑵管线单侧配水：k=0.5； ⑶管线沿途不供水：k＝0。
2 7 500 6 800 4
绿地 Q=260L/s
1 600 5
居住区
600
800
工厂
600
800
居住区
居住区
居住区
居住区
3
工厂
600
31
5.3 沿线流量和节点流量21/24
解：1．配水干管计算总长度
L 0.5L15 0.5L23 0.5L34 L12 L35 L46 L67 L15
16
5.3 沿线流量和节点流量6/24
q
l
q sl
比流量与管段的长度之积表示该管段流出的流 量，叫管段沿线流量。
整个管网的沿线流量总和∑q l=Q-∑q 。 此方法称为长度比流量，存在一定的缺陷——忽视 了沿线用水人数和用水量的差别，所以与各管段的实 际配水量并不一致。
17
5.3 沿线流量和节点流量7 /24
15
从公式可看出：
5.3 沿线流量和节点流量5 /24 Q q q l
s
（1）同一个管网，干管的总长度一定，比流量随 用水量增减而变化，最高用水时和最大转输时的 比流量不同，所以在管网计算时须分别计算。 （2）城市内人口密度或房屋卫生设备条件不同的 地区，也应该根据各区的用水量和干管线长度， 分别计算其比流量，比较接近实际用水的结果。
合 计
ql qs li
(l / s)
比流量 (L/s.m) 0.03182 沿线流量 (L/s) 25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91
140.00
33
各 管 段 沿 线 流 量 计 算
管段计算总长度 （m） 800 0.5×600=300 0.5×600=300 0.5×600=300 800 800 600 500
n l
n
23
5.3 沿线流量和节点流量 13/24
令h=hc，就可得出折算系数：
n
(1 ) n 1 n 1
n 1
取n=2代人并简化，得
2 13
qt 折算系数与 值有关 ql
在管网末端的管段，因转 输流量为零 γ=0， 0.58 在管网前部 ，转输流量远大于 沿线流量，如γ=100， 0.5
面积比流量：
qs Qq
A
A1 A2
A3 A4
A 供水总面积
ql qs A
供水面积可用等分角 线的方法来划分街区。