给排水科学与工程概论课件绪论第1章

Recycle（循环） Reuse（再用）
§1.3 水资源的开发利用工程
一、水源及其特点
广义概念：水资源是指能够直接或间接使用的各种 水和水中的物质，在社会生活中具有使用价值和经济价 值的水都可称为水资源。
狭义概念：水资源是指人类在一定的经济技术条件 下能够直接使用的淡水。
工程概念：除狭义概念中的淡水量，还包括少量可 用于冷却的海水。
主要内容
水资源利用与保护 给水排水管道系统 给水工程 排水工程 建筑给水排水工程 水工程施工
考核方式
出勤+测试：30% 平时考核（40%）
作业：10% 期末考核（60%）：开卷考试
第1章
水资源利用与保护
Application & Protection of Water Resources
§1.2 中国水资源
三、中国水资源面临的主要问题
城市供水集中，供需矛盾尖锐
中国666座城市中，缺 水的城市就达333座，其 中严重缺水108座，主要 集中在北方。
§1.2 中国水资源
城市地下水过量开采，环境地质问题突出
➢ 区域地下水位持续下降、降落漏斗面积不 断扩大，如：华北平原； ➢地面沉降； ➢ 海水入侵，如：大连、厦门。
水的循环
社会循环：人们为了生活和生产的需要，由天 然水体取水，经适当处理后，供人们生活和生 产使用，用过的水又排回天然水体的过程
§1.1 地球上的水资源
二、地球上水的循环
水的自然循环
三个阶段： ➢降水(Precipitation) ➢径流(Runoff) ➢蒸发(Evaporation)
§1.1 地球上的水资源
因此，为保证我国经济的可持续发展，淡水资源问题的 解决己迫在眉睫。
§1.2 中国水资源
10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0
淡水资源
Natural Renewable Water Resource (km3)
Brazil Russia
USA Canada Indonesia
China Colombia
Peru India Congo
4,507 3,051 2,902 2,838 2,830 2,132 1,913 1,897 1283
8,233
§1.2 中国水资源
人均径流量（立方米/人）
径流总量（亿立方米）
巴西 俄罗斯 加拿大 美国
印度尼西亚
中国 印度 世界
468700
§1.3 水资源的开发利用工程
一、水源及其特点
地下水作为供水水源，其特点主要表现为： ➢ 水的径流量有限，含盐量和硬度较高； ➢ 不易受到污染，水量、水质较稳定； ➢ 水质澄清、色度低、细菌少； ➢ 取水构筑物较简单；
§1.3 水资源的开发利用工程
二、地下水及其分类
地下水：以各种形式存在于地表以下岩石和土壤的孔隙、 裂隙及空洞中可以流动的水体。主要由渗透作用和凝结作 用形成。 按埋藏条件分类：潜水、承压水、泉水
水力学、材料力学专业基础，有利于给排水方 向的基础性研究
给排水科学与工程
研究水源保护、给水处理、水的输送、水的 利用、污水排放、污水处理、废水回用等水的 社会循环中各个环节的学科。
“给排水科学与工程”的专业课设置
给排水科学与工程
水 与资 保源 护利
用
给 排 水 管 道 系 统
给 水 工 程
排 水 工 程
120000 90000 60000 30000 0 世界人均：8000 立方米/人
0
20000
40000
60000
中国人均：1700 立方米/人
§1.2 中国水资源
二、中国水资源的时空特征
中国水资源特征表现为时空变化极大。
广西壮族自治区 广东省 湖南省
湖北省 河南省 山东省 江西省 福建省 安徽省 浙江省 江苏省 上海市 黑龙江省 吉林省
内容提要
1.1
地球上的水资源
1.2
中国水资源
1.3
水资源的开发利用工程
§1.1 地球上的水资源
广义的：水资源是指能够直接或间接使用的各种水 和水中的物质，在社会生活中具有使用价值和经济价值 的水都可称为水资源。
狭义上：水资源是指人类在一定的经济技术条件下 能够直接使用的淡水。
§1.1 地球上的水资源
三、地下水取水构筑物
各种类型取水构筑物的适用条件： ➢ 管井——用于开采深层地下水，井深一般在200m以内， 最深可达1000m以上； ➢ 大口井——广泛用于取集含水层厚度20m以内的浅层地下 水； ➢ 辐射井——用于汲取含水层厚度较薄的浅层地下水，它 比大口井效率高，但施工难度大；
§1.3 水资源的开发利用工程
§1.2 中国水资源
水资源污染严重，水环境日益恶化
➢ 城市附近； ➢ 农业区面源污染日趋严重； ➢ 乡镇企业生活污水和工业废水的大量排放，构成我国水 体的另一个重要污染源。
§1.2 中国水资源
随着经济、技术和城市化的发展，排放到环境中的污水 量日益增多。
§1.2 中国水资源
§1.2 中国水资源
§1.2 中国水资源
生活和工业用水
生活与工业用水增长快，1980年12% → 1997年的29%。 但仍比发达国家低。
加拿大、英国、法国的工业用水均占总用水比例的50%以 上。
§1.2 中国水资源
地下水资源开发利用状况
地下水是我国城镇生活用水不可替代的地位。地下水占 城镇生活用水总用水量的59%。
建 筑 给 水 排 水
水 工 程 施 工
参考书目
1. 《给水排水工程概论》，李亚峰主编，机械工业出 版社，2009.4
2.《排水工程》下册，张自杰主编，中国建筑工业出 版社，2000.6
3. 《给水工程》，严世勋主编，中国建筑工业出版社， 1999.12
4 .《建筑给水排水工程》，李亚峰主编，机械工业出 版社来自2006.9非良
良
人
城市
工业
农业
性
性
循
循
环
环
新陈代谢
生活商业 产品用水、
灌溉
用水工艺、
冷却用水等
废水
收集
处理
处置
§1.2 中国水资源
一、中国水资源量概况
我国淡水资源总量名列世界第六，仅次于巴西、前苏联、 加拿大，美国、印度尼西亚。人均占有量仅为世界平均值 的1/4，水资源在时间和地区分布上很不均衡。我国有333 多个城市缺水，其中108多个城市严重缺水。2010年后，我 国将进入严重缺水期，据有关估计，2030年前中国的缺水 量将达到600亿立方米。
§1.3 水资源的开发利用工程 二、地下水及其分类
§1.3 水资源的开发利用工程
二、地下水及其分类
❖ ❖
❖
❖ a.上层滞水;b.潜水;c.承压水 ❖ 1.隔水层;2.透水层;3.饱水部分;4.潜水位;5.承压水测压水
位;6.泉（上升泉）;7.水井，实线表示井壁不透水
§1.3 水资源的开发利用工程
➢ 复合井——常常用于同时集取上部孔隙潜水和下部厚层 基岩高水位的承压水。在一些需水量不大的小城镇和不连 续供水的铁路给水站中被较多地应用； ➢ 渗渠——主要用于地下水埋深小于2m的浅层地下水，或 集取季节性河流河床下的地下水，在我国东北、西北地区 应用较多。
§1.3 水资源的开发利用工程
（一）管井
（一）管井
管井构造 组成：通常由井室、井壁管、过滤器及沉淀管构成。 井室：安装水泵，控制器和进行维护管理的 场所； 井壁管：加固井壁、隔离水质不良的含水层； 过滤器：安装于含水层中，用于集水，最重 要组成部分； 沉淀管：位于井管最底端，防止尘沙堵塞过 滤器；
§1.3 水资源的开发利用工程
(二)大口井
在农业用水中，地下水的开发利用占据十分重要的地位。 北方农业用水占：24.2%，北京市占85.5%，河北占66.6%。 由于农业节水技术与节水措施的推广应用，节水水平的提高， 农业用水占总用水的比重其趋势上是在不断降低的过程中，从 1949年月的97.1%，→1980年的80.7%→1997年的70%。
一、地球水储量分布
地球表面积：5.1亿km2，水体总量：13.86亿km3； 海洋面积：3.61亿km2，海洋水量：13.38亿km3，占地 球总水量的96.5%；陆地面积：1.49亿km2，水量仅 0.48亿km3，占地球总水量的3.5%。便于人类利用的仅 为0.1065亿km3，占淡水量的30.4%。表明可供人类利 用的水资源十分有限。
课程教学要求
➢了解全球水量的存储、循环方式； ➢了解中国水资源量概况、时空分布特性、开发利用状况和面临的主要 问题； ➢ 掌握水源及取水位置选择的原则与依据，取水构筑物结构类型及构造 特点
教材及参考资料
参考资料
① 严煦世，范瑾初 主编，给水工程（第4版），中国建筑工程 出版社 ② 李广贺 主编，水资源利用与保护（第二版），中国建筑工业 出版社，2010 ③ 王晓昌 主编，水资源利用与保护，高等教育出版社
风
太阳
云 雨雪
蒸腾
蒸发 蒸腾 海洋
地表径流 植被
河湖
地下渗流
冰雪
§1.1 地球上的水资源
水的自然循环：水在大气圈、水圈、岩石圈之间的 循环过程
从海洋蒸发上升的水汽
海洋上空 气流 陆地上空
部分蒸发
蒸发 海洋 汇流 江河
径流
遇冷降水
蒸发
地表或地下径流
陆面
§1.1 地球上的水资源
水的社会循环
水体
给水
生态环境部联合住房城乡建设部启动城市黑臭水体整治环境保护专项行动
§1.2 中国水资源
废水排放量逐年增加； 2014全国废水排放总量上升至716.2亿吨；