南京农业大学课程教学大纲格式与要求-南京农业大学资源与环境科学

《给水排水管网》教学大纲

一、基本信息

二、教学目标及任务

本课程主要目标是培养学生具有城市及工业企业给水排水管道工程规划、设计、施工与管理的知识和技能。通过本课程学习，使学生掌握给水排水管网系统的功能、系统结构和设计原理，掌握给水排水管网系统的设计计算理论、水力计算方法，掌握排水管网工程设计步骤与设计方法；熟悉管网系统运行管理的基本知识，熟悉给排水管道施工、维护和管理方面的基本知识；了解管网系统科学技术发展过程和方向。使学生初步具备给水排水管网系统的规划、设计和运行管理及相关科研工作的能力，能够独立进行城镇排水管道工程的规划与设计。

本课程支撑环境工程专业毕业要求1、2、3、4、6和11。

三、学时分配

教学课时分配

四、教学内容及教学要求

绪论给水排水管网系统概论

第一节给水排水系统的功能与组成

习题要点：城镇给水排水系统组成

第二节给水排水系统工作原理

1. 给水排水系统的流量关系

2. 给水排水系统的水质关系

3. 给水排水系统的水压关系

习题要点：给水排水系统流量关系，3个水质标准与3个变化过程，水输送的压力方式第三节给水排水管网系统的功能与组成

1. 给水排水管网系统的功能与特点

2. 给水管网系统的构成

3. 排水管网系统的构成

习题要点：给水排水管网系统的组成

第四节给水排水管网系统类型与体制

1. 给水管网系统类型

2. 排水管网系统的体制

习题要点：给水管网系统分类，合流制与分流制排水系统

本章重点、难点：给水排水系统的组成、流量关系，水输送中的压力方式，排水体制的特点。本章教学要求：掌握给水排水系统的组成、流量关系，掌握水输送中的压力方式，掌握排水体制的特点；熟悉给水系统中水质标准与水质变化过程，熟悉给水管网系统类型；了解给水排水管网系统的功能与特点。

第一章给水排水管网水力学基础

第一节给水排水管网水流特征

1. 流态特征

2. 水流的水头与水头损失

习题要点：层流与紊流，均匀流与非均匀流，压力流与重力流，恒定流与非恒定流，水头损失。

第二节管渠水头损失

1. 沿程水头损失计算

2. 沿程水头损失计算公式的比较与选用

3. 局部水头损失计算

4. 水头损失公式的指数形式

习题要点：谢才公式，沿程水头损失与局部水头损失公式。

第三节非满流管渠水力计算

1. 非满流管渠水力计算公式

2. 非满流管渠水力计算方法

习题要点：圆管非满流水力表、图的使用。

第四节管道的水力等效简化

1. 串联或并联管道的简化

2. 沿线均匀出流的简化

3. 局部水头损失的简化

习题要点：等效长度，等效直径，流量折算系数，当量长度。

第五节水泵与泵站水力特性

1. 水泵水力特性公式及其参数计算

2. 并联泵站水力特性公式

习题要点：泵站水力特性公式表达。

本章重点、难点：谢才公式，水头损失计算公式的比较与选用，圆管非满流水力表、图的使用，水力等效简化原则，泵站水力特性公式表达。

本章教学要求：掌握给水排水管网水流特征，掌握常见水头损失计算公式的比较与选用，掌握圆管非满流水力表、图的使用；熟悉水力等效简化原则，熟悉泵站水力特性公式表达。

第二章给水排水管网模型

第一节给水排水管网的模型化

1. 给水排水管网的简化

2. 给水排水管网的抽象

3. 管网模型的标识

习题要点：简化原则，管段与节点的构造、拓扑、水力属性，管段与节点流量方向设定。第二节管网模型的拓扑特性

1. 管网图的基本概念

2. 管网图的关联集与割集

3. 路径与回路

4. 树

习题要点：路径，回路，树。

第三节管网模型的水力特性

1. 节点流量方程

2. 管段能量方程

3. 恒定流基本方程组

习题要点：节点流量方程与管段能量方程的表示。

第四节管网模型的矩阵表示

1. 管网图的矩阵表示

2. 恒定流基本方程组矩阵表示

习题要点：管网图的矩阵表示。

本章重点、难点：管段与节点的构造、拓扑、水力属性，管段与节点流量方向的设定，路径，回路，树，节点流量方程与管段能量方程的表示。

本章教学要求：掌握管段与节点的构造、拓扑、水力属性，掌握管段与节点流量方向的设定，掌握节点流量方程与管段能量方程的表示；熟悉路径，回路，树的概念与性质；了解管网图的基本概念，了解管网模型的矩阵表示。

第三章给水管网水力分析

第一节给水管网水力分析基础

1. 给水管网水力分析的前提

2. 恒定流基本方程组的线形变换

3. 恒定流方程组求解方法概述

习题要点：解环方程，解节点方程

第二节单定压节点树状管网水力分析

习题要点：单定压节点树状管网水力分析计算方法

第三节解环方程水力分析方法

1. 环能量方程组的线形化

2. 环能量方程组求解

3. 哈代—克罗斯平差算法的改进

习题要点：牛顿-拉夫森算法，哈代-克罗斯算法及改进平差过程的措施

第四节解节点方程水力分析方法

1. 节点流量连续性方程组的线形化

2. 恒定流节点流量连续性方程组求解

习题要点：牛顿-拉夫森算法，节点流量平差算法

本章重点、难点：解环方程的哈代-克罗斯算法及改进平差过程的措施。

本章教学要求：掌握单定压节点树状管网水力分析计算，掌握解环方程的哈代-克罗斯算法及改进平差过程的措施；熟悉解环方程的牛顿-拉夫森算法，熟悉解节点方程的牛顿-拉夫森算法，节点流量平差算法；了解恒定流基本方程组的线形变换。

第四章给水管网工程设计

第一节设计用水量及调节计算

1. 最高日设计用水量计算

2. 设计用水量变化及调节计算

习题要点：设计用水量计算，变化系数。

第二节设计流量分配与管径设计

1. 节点设计流量分配计算

2. 管段设计流量分配计算

3. 管段直径设计

习题要点：流量分配计算，经济流速。

第三节泵站扬程与水塔高度设计