论“给排水科学与工程”学科的内涵

论“给排水科学与工程”学科的内涵

姓名杜定旭专业给水排水专业学号093800008

摘要：本文介绍了给排水科学与工程学科的内涵，分析了水资源短缺和水污染目前我国面临的问题。主要内容包括：水的利用与水源保护，给水排水管网系统，水工艺和工程

关键词:给水管网、排水管网、水资源、水处理、水工艺

1. 水的利用与水源保护

1.1中国水资源状况

我国地域辽阔，人口众多，是一个发展中的大国。由于这种特定的地理、气候、人口、经济等因数的影响，使我国水资源状况有着自己的特点！从总量上看，我国水资源并不少，仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印度尼西亚居世界第六位。，但由于我国人口基数很大，人均占有水资源量仅为2086立方米每人，仅相当于世界人均占有量的22.3%，排在世界的128位。随着人口的增加和经济的发展，我国越来越多的地区出现水资源供需紧张的状况！我国水资源紧缺的主要社会因数：

（1）人口的增加和城市化用水标准的提高使水资源供需矛盾越来越突出

（2）我国农用耕地需水量很大，农用水量十分紧缺

（3）我国工业用水量增长极快，但用水效益低

（4）水资源已有明显减缩

（5）水资源污染严重，水环境日益恶化

（6）用水方式落后，水资源浪费惊人

我国已处于严重的缺水边缘，随着我国经济的发展、人口的增加和人民生活水平的提高，用水量会越来越大，水资源短缺问题会越来越严重。

1.2 水资源的开发利用

人类对水资源的开发利用的认识经历了一个漫长的历史时期。在古代社会努力适应水环境变化，力图达到趋利避害、增利减害的目的；在近代社会为了兴利除害，追求对水资源进行多目标开发；在现代社会，对水资源的利用进入了密切协调社会与自然关系的阶段，更加注意社会、经济效益和生态平衡，以期获得最大的综合效益。

我国年用水总量高居世界第二，而人均用水量不足世界人均用水量的1/3。与世界先进国家相比，工业和城市生活用水所占的比例较低，农业用水占的比例过大。随着工业化、城市化的发展及用水结构的调整，工业和城市生活用水的比例将会进一步提高。

当前我国在水资源的开发利用过程中，一方面是由于水资源紧缺且又受到严重污染，另一方面又缺乏科学的管理，导致在水资源的开发利用中出现水资源短缺、生态环境恶化、水资源污染严重、“水质型”缺水严重、水资源浪费巨大等严重问题。

1.3水资源的保护

针对水资源开发利用过程中存在的问题，必须采取有效措施，加强对水资源的保护，实现水资源的良性循环和可持续利用。

水资源保护，应该通过行政的、法律的、经济的手段，合理开发、管理和利用水资源，保护水资源的质、量供应，防止水污染、水源枯竭、水流阻塞和水土流失，以满足社会实现经济可持续发展对水资源的需求。在水量方面，尤其要全面规划、统筹兼顾、综合利用、讲求效益、发挥水资源的多种功能。同时，也要顾及环境保护要求和改善生态环境的需要。在水质方面，必须减少和消除有害物资进入水环境，防治污染和其他公害，维持水质良好状态，实现水资源的合理利用。

2.给水排水管网系统

2.1给水管网系统

给水管网系统是保证城市居民生活用水、工业生产用水和市政消防用水的设施，是由一系列构筑物和输配水管网组成的。给水系统的任务是从水源取水，按照用户对水质得要求进行处理，然后将水送到供水区，并向用户配水。

给水系统通常包括下列工程设施：输水管，配水管网，泵站，水量调节设施，附属设施

给水管网系统规划的主要原则：

（1）尽量以最短的路线将水送至用水区，以节省工程投资和运行管理的费用；

（2）保证供水安全；

（3）管道施工和管理方便；

（4）远近期结合，考虑分期实施的可能性。

根据城市总体规划、水源状况、城市地形、供水范围及用户对水质、水量和水压的要求不同，给水管网系统总体布局也有所不同，概括地分为统一供水系统、分质供水系统、分区供水系统和区域供水系统四种。

2.2排水管网系统

排水管网系统分布于排水区域内，其功能是将收集到的污水、废水、和雨水等输送到处理地点或排放口，以便集中处理或排放。

排水管网系统在平面上的布置均呈树状网形式。管道系统布置和定线的原则是：尽可能在管线短、管道埋设深度浅的情况下，使最大区域的污水或雨水能自流排除。为此，应对城市地形、竖向规划、地质条件、河流情况及污水厂位置等进行综合分析，而后根据排水体制提出管道系统布置方案。排水管网系统的布置是多种多样的，进行管网系统布置时，提出几个方案进行比较，以决定经济、合理的布置方案。

3.水工艺与工程

3.1水处理工艺

水处理工艺是水工艺与工程学的技术主题，是以水质为中心的水处理技术的总称。随着水工业基础学科如水力学、化学和微生物学等理论的逐步深入完善、社会经济发展对给水水质和污水处理要求的提高，水处理工艺在原有给水处理和污水处理技术基础上，得到迅速发展和提高，加强了水科学和工程学科体系的技术支柱。

水处理工艺体系包括一下几个技术内容：

（1）物理水处理技术：以物理方法为主的水处理技术，主要有吹脱、气浮、蒸发、蒸馏、物理场（电磁、超声、微波）处理等。

（2）化学水处理技术：以化学和物理化学方法为主的水处理技术，主要有：沉淀、絮凝、过滤、催化氧化、光化学氧化、中和、吸附、离子交换、水质稳定和膜处理技术等。

（3）生物水处理技术：以生物方法为主的水处理技术，主要有：各种天然的和人工的好氧处理、厌氧处理技术以及水生生物处理技术等。

3.2 水工程技术

水工程技术是水工艺与工程学的重要组成部分，它是研究运用工程技术和有关学科的原理、工艺方法，在水的开采、加工、输送、利用、回收和再生回用以及排放的过程中保持良性社会循环，使其满足人和社会持续发展需求的工程学科。

水工程技术的主要内容包括：给水工程技术、污水工程技术、污水再生回用工程技术和建筑给排水工程技术。

给水工程技术是以满足城市和工业用水为目的，研究水的开采、处理和输配的工程技术；污水工程技术是研究城市和工业污水的汇集、处理和处置以及排放的工程技术；污水再生回用工程技术是使生活污水和生产废水经过必要的处理，恢复其使用价值，回用于工业、市政绿化、冲洗洗涤、地下水回灌和补充地面水等方面的工程技术，它几集水的回收、处理、利用于一体，是水的社会循环中的一个子循环。建筑给水排水工程技术则是研究工业与民用建筑的生活、生产和消防用水供应和污水的汇集、处置，以创造卫生、安全、舒适的生活、生产环境的工程学科。

参考资料：

1. 李圭白等.给排水科学与工程概论.北京：中国建筑工业出版社，2009

2 李圭白等.城市水工程概论.北京：中国建筑工业出版社，2002

3 李广贺.水资源利用与保护.北京：中国建筑工业出版社，2002

4 严煦世等.给水排水管网系统.北京：中国建筑工业出版社，2002

5. 顾辉水科学与工程技术：河北水利厅