第8章給水排水工程

土木工程(tǔmùgōngchéng)概論主編(zhǔbiān)：劉宗仁共四十三頁第8章給水(jǐshuǐ)排水工程作者(zuòzhě)：杜茂安共四十三頁城市給水工程包括：水資源利用與保護、取水工程、水泵站、給水管道系統(tǒng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物、給水處理、工業(yè)用水處理等一系列構(gòu)筑物與設(shè)施組成(zǔchénɡ)。它的任務(wù)是從水源取水，經(jīng)處理通過輸配水系統(tǒng)送到用戶。城市排水工程包括：排水管道系統(tǒng)和污水處理等一系列構(gòu)筑物與設(shè)施組成。它的任務(wù)是通過排水管道系統(tǒng)把城市居民生活污水、雨（雪）水和生產(chǎn)排水匯集并輸送到污水處理廠，經(jīng)處理達標后，回用或排入水體。建筑給水排水工程是為提高生活質(zhì)量、保障安全，供人們生活、工作用水和排水的重要設(shè)施。共四十三頁8.2.1水循環(huán)地球上水的循環(huán)，可分為水的自然循環(huán)和水的社會循環(huán)。在水的自然循環(huán)中，對人類最重要的是淡水的自然循環(huán)。水從海洋蒸發(fā)，蒸發(fā)的水汽被氣流輸送到大陸，以雨、雪降落到地面（雪融化后），一部分匯流(huìliú)進入江河、湖泊、水庫，形成地表水，一部分滲入地下形成地下水，一部分又重新蒸發(fā)返回大氣。地表水和地下水最終流回海洋，這就是淡水的自然循環(huán)。淡水的自然循環(huán)見圖8-1。共四十三頁降水蒸發(fā)滲流徑流蒸發(fā)冰川雨大氣雪江河湖沼地下水海洋共四十三頁8.2.2水資源8.2.2.1水資源的含義水是地球上存在最為普遍的物質(zhì)之一。作為一種(yīzhǒnɡ)自然資源，具有極其重要的社會、環(huán)境、能量價值。共四十三頁8.2.2.2地球上的水資源地球表面積的70.8%被海洋覆蓋(fùgài)，陸地面積只占地球表面積的29.2%。地球上水的總量為14.6億km3，其中海洋、咸水湖等咸水量為14.21億m3，占地球上總水量的97.3%，淡水量為0.39億m3，占地球上總水量的2.7%。淡水總量中有77.2%儲藏在極地和冰川中；約有22.4%為地下水和土壤中水；約有0.35%在湖泊和沼澤中；大氣中為0.01%；江河中的淡水不到0.01%。共四十三頁8.2.2.3中國的水資源降雨是河川徑流量和地下水的主要補給來源，全國河川徑流總量為2.7115ⅹ1012m3。1．我國水資源的特點(tèdiǎn)

人均占有量少。區(qū)域降雨分布不均。年內(nèi)及年際間分布不均。2．我國水資源短缺共四十三頁8.2.2.4水源類別與選擇1．水源類別及其特點用水水源分為兩類：地表水源和地下水源。地表水源又可分為天然存在和人工修建的兩類。江河、湖泊和海洋屬于天然存在的形式；水庫、大型儲水池屬于人工修建的地表水源。兩類水源具有不同的特點。地下水水質(zhì)清澈、水溫恒定、衛(wèi)生條件好、不宜被污染(wūrǎn)、分布廣、徑流速度小、水的硬度和礦化度較高。與地下水相比，地表水則水質(zhì)混濁、水溫隨季節(jié)變化大、衛(wèi)生條件差宜受污染(wūrǎn)、呈帶狀分布、流速大、硬度和礦化度低，水量和水質(zhì)的變化有明顯的季節(jié)性。共四十三頁2．水源選擇水源選擇時應(yīng)遵循(zūnxún)以下原則：所選水源應(yīng)水質(zhì)良好，水量充沛，便于防護。對于水源水質(zhì)，應(yīng)根據(jù)《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838—1988）判別其優(yōu)劣及是否符合要求。符合衛(wèi)生要求的地下水，應(yīng)優(yōu)先作為飲用水源。采用地下水源，通常具有：便于開采和管理、處理簡單、可靠近用戶修建、便于分期修建和衛(wèi)生防護等優(yōu)點。共四十三頁3．水源(shuǐyuán)保護保護水源的一般措施包括：配合經(jīng)濟計劃部門制定水資源開發(fā)利用規(guī)劃，加強水源管理，進行流域面積內(nèi)的水土保持工作。防止水源水質(zhì)污染和水質(zhì)惡化的措施有：合理規(guī)劃城鎮(zhèn)功能區(qū)，減輕對水源的污染；加強水源水質(zhì)監(jiān)督管理；制定新水源合理規(guī)劃布局意見和衛(wèi)生防護條件與防護措施；沿海城市取用地下水，應(yīng)防止咸水入侵引起地下水質(zhì)惡化；建立水體污染監(jiān)測網(wǎng)。共四十三頁4．水資源管理水資源管理就是(jiùshì)運用行政、法律、經(jīng)濟、技術(shù)和教育等手段，合理開發(fā)利用水資源，協(xié)調(diào)水資源開發(fā)利用與社會經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系；處理各地區(qū)、各部門間的用水矛盾；監(jiān)督并限制各種對水資源的危害行為；保護水資源的水量和水質(zhì)供應(yīng)，以滿足社會實現(xiàn)可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展對水資源的要求。共四十三頁8.2.3取水構(gòu)筑物8.2.3.1取水構(gòu)筑物類別(lèibié)按水源類別，取水構(gòu)筑物分為地面水取水構(gòu)筑物和地下水取水構(gòu)筑物。8.2.3.2地面水取水構(gòu)筑物地表水取水構(gòu)筑物一般分為三類：固定式取水構(gòu)筑物、移動式取水構(gòu)筑物和山區(qū)淺河流等取水構(gòu)筑物。8.2.3.3地下水取水構(gòu)筑物1．管井2．大口井3．滲渠4.輻射井5.復(fù)合井共四十三頁8.3.1給水管道系統(tǒng)8.3.1.1給水系統(tǒng)的組成給水系統(tǒng)由取水構(gòu)筑物、水處理構(gòu)筑物、泵站、輸水管渠、管網(wǎng)和調(diào)節(jié)構(gòu)筑物組成，它的任務(wù)是從水源取水，依用戶對水質(zhì)(shuǐzhì)的要求進行處理，然后將水輸送到供水區(qū)，并向用戶配水。共四十三頁8.3.1.2給水系統(tǒng)(xìtǒng)的類別依水源類別、水源多少、水質(zhì)不同、壓力差別、城區(qū)不同等，給水系統(tǒng)分為地面水源給水系統(tǒng)（見下圖）、地下水源給水系統(tǒng)、單水源給水系統(tǒng)、多水源給水系統(tǒng)、分質(zhì)給水系統(tǒng)、分壓給水系統(tǒng)、分區(qū)給水系統(tǒng)等。共四十三頁8.3.1.3給水管道系統(tǒng)泵站、輸水管、管網(wǎng)和調(diào)節(jié)構(gòu)筑物等總稱為給水管道系統(tǒng)，亦稱為輸配水系統(tǒng)。它是保證輸水到給水區(qū)內(nèi)并且(bìngqiě)配水到所有用戶的全部設(shè)施。輸配水系統(tǒng)應(yīng)供給用戶所需水量，保證管網(wǎng)有足夠的壓力和不間斷供水。共四十三頁8.3.1.4管網(wǎng)和輸水管道布置1．管網(wǎng)布置2．管網(wǎng)形式(xíngshì)

3．輸水管道4．附屬設(shè)備與構(gòu)筑物共四十三頁8.3.1.4給水管道系統(tǒng)設(shè)計計算1．設(shè)計用水量2．用水量變化(biànhuà)

3．流量計算4．管網(wǎng)計算共四十三頁8.3.2.排水管道系統(tǒng)8.3.2.1排水類別與體制城市排水類別有生活污水、生產(chǎn)污（廢）水和雨（雪）水。上述三種污水采用一個或兩個及兩個以上的排水系統(tǒng)排除的方式(fāngshì)，稱為排水體制。排水體制分為分流制和合流制。共四十三頁8.3.2.2排水系統(tǒng)的組成(zǔchénɡ)1．城市污水排水系統(tǒng)的組成2．工業(yè)污（廢）水排水系統(tǒng)組成3．雨（雪）水排水系統(tǒng)的組成共四十三頁8.3.2.3排水系統(tǒng)的布置排水系統(tǒng)在城市平面圖上的布置，依城市地形、土壤地質(zhì)條件、豎向規(guī)劃、河流（水體）情況、污水(wūshuǐ)廠位置及污水(wūshuǐ)種類與污染程度等因素進行綜合分析，根據(jù)排水體制制定管道系統(tǒng)布置方案?？紤]以上因素的布置形式有：正交式、截流式、平形式、分區(qū)式、分散式和環(huán)繞式。共四十三頁8.3.2.4污水管道系統(tǒng)1．污水管道系統(tǒng)的設(shè)計流量2．污水管道系統(tǒng)水力(shuǐlì)計算共四十三頁8.3.2.5雨水管渠系統(tǒng)雨水管渠的任務(wù)是及時地排除由短時間暴雨形成(xíngchéng)的地面徑流，以保證城市、工廠和人民生命財產(chǎn)的安全。雨水管渠系統(tǒng)由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物組成。雨水管渠設(shè)計流量與設(shè)計暴雨強度、匯水面積和地面覆蓋情況（用徑流系數(shù)表示）有關(guān)。共四十三頁8.3.2.6合流制管渠系統(tǒng)合流制管渠系統(tǒng)是用同一管渠排除生活(shēnghuó)污水、生產(chǎn)污（費）水和雨水的管渠系統(tǒng)。共四十三頁8.3.2.7排水管道系統(tǒng)附屬構(gòu)筑物排水管道系統(tǒng)附屬構(gòu)筑物有雨水(yǔshuǐ)口、連接暗井、溢流井、檢查井、跌水井、水封井、倒虹管、沖洗井、防潮門、出水口等。共四十三頁8.3.2.8給水排水泵站水泵站是給水排水系統(tǒng)上的重要組成部分，其內(nèi)的水泵承擔著水的抽升和輸送。泵站包括水泵機組、變配電設(shè)備、控制設(shè)備及起吊、計量、通風等附屬設(shè)備。給水泵站有取水泵站（一級泵站）、送水泵站（二級泵站）和加壓泵站。排水泵站有污水泵站、雨水泵站、合流(héliú)泵站和污泥泵站。共四十三頁8.3.2.9給水(jǐshuǐ)排水管材給水常用管材有金屬和非金屬管材。金屬管材有鋼管、鑄鐵管；非金屬管材有鋼混管、塑料管和復(fù)合管材。共四十三頁8.4.1給水處理8.4.1.1水質(zhì)與水質(zhì)標準1．水源水質(zhì)2．水質(zhì)標準。水質(zhì)標準是用水對象所要求的各項水質(zhì)參數(shù)應(yīng)達到的指標和限值。3．給水處理方法。給水處理的方法有澄清和消毒；除臭、除味；除鐵、除錳和除氟；軟化(ruǎnhuà)；淡化和除鹽；預(yù)處理和深度處理。共四十三頁8.4.1.2混凝1．混凝劑和助凝劑。常用的混凝劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵、聚合(jùhé)氯化鋁、聚合(jùhé)硫酸鋁、聚合(jùhé)硫酸鐵、聚合(jùhé)氯化鐵、聚合(jùhé)鐵鋁等。2．影響混凝效果的主要因素。水溫、水的pH值和堿度、水中懸浮物濃度都影響混凝效果。3．混凝劑配制和投加?；炷齽┰谌芙獬貎?nèi)溶解，然后在溶液池內(nèi)配制成一定濃度的溶液。溶解池和溶液池一般為混凝土池。4．混合和絮凝設(shè)施共四十三頁8.4.1.3沉淀8.4.1.4過濾1．濾料與濾層。石英砂是濾池中最常用的濾料。在雙層及多層濾料中常用的濾料還有無煙煤、石榴石、磁鐵礦等。濾池內(nèi)裝填(zhuānɡtián)的濾料，有單層、雙層和三層之分。單層濾料濾池普遍采用石英砂；雙層濾料濾池通常是下層用石英砂，上層用無煙煤；三層濾料濾池是在雙層濾料下再裝填(zhuānɡtián)一層磁鐵礦等濾料。2．濾池沖洗3．濾池形式共四十三頁8.4.1.5消毒1．氯消毒副產(chǎn)物2．其他(qítā)消毒方法共四十三頁8.4.2污水處理8.4.2.1污水及污染物質(zhì)1．污染物質(zhì)類型2．耗氧有機污染物3．污染指標(zhǐbiāo)

4．難于生物降解的有機污染物5．無直接毒害作用的無機污染物6．有直接毒害作用的無機污染物共四十三頁8.4.2.2水體(shuǐtǐ)的污染與自凈1．水體污染。當排入水體的污染物在數(shù)量上超過了該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量，從而導(dǎo)致水體發(fā)生物理和化學上的變化，破壞了水體中固有的生態(tài)系統(tǒng)與功能，影響了經(jīng)濟發(fā)展和人民生活時，稱為水體污染。2．水體自凈。水體具有自凈作用。共四十三頁8.4.2.3污水處理方法污水處理方法分為物理法、化學法和生物法。8.4.2.4污水處理設(shè)備(shèbèi)與構(gòu)筑物污水物理處理法使用的設(shè)備有：格柵、篩網(wǎng)、濾池、微濾機、沉砂池、沉淀池、除油池、氣浮裝置及離心機和懸浮分離器等。污水、污泥的厭氧消化處理構(gòu)筑物：污泥濃縮池、厭氧消化池。共四十三頁8.5.1建筑給水(jǐshuǐ)8.5.1.1建筑給水系統(tǒng)1.給水系統(tǒng)的組成。給水系統(tǒng)由進戶管、水表節(jié)點、給水管道、給水附件、加壓設(shè)備、消防設(shè)備組成。共四十三頁2．建筑給水(jǐshuǐ)系統(tǒng)所需壓力和給水(jǐshuǐ)方式其所需壓力必須能將需要的水量輸送到建筑內(nèi)最不利點的用水設(shè)備處，并保證有足夠的流出水頭。流出水頭是指各種配水龍頭或用水設(shè)備，為獲得規(guī)定的出水量而必須的最小壓力。建筑給水系統(tǒng)的給水方式有：簡單給水方式、單設(shè)水箱的方式、單設(shè)水泵的方式、設(shè)水箱-水泵聯(lián)合的方式、分區(qū)方式。3．管路圖式按水平干管在建筑內(nèi)敷設(shè)位置分為上行下給式和下行上給式。

共四十三頁8.5.1.2建筑給水管道的布置與敷設(shè)給水管道布置應(yīng)力求長度最短，盡可能呈直線走向，與墻、梁、柱平行敷設(shè)，照顧美觀，并考慮施工檢修方便(fāngbiàn)。給水管道敷設(shè)，一般民用建筑和生產(chǎn)車間采用明裝，標準要求高和生產(chǎn)工藝有要求的車間采用暗裝。8.5.1.3給水設(shè)備與裝置建筑給水常用設(shè)備裝置有水泵、水箱、貯水池和氣壓給水裝置。共四十三頁8.5.1.4建筑消防給水建筑消防給水有建筑內(nèi)、外消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)。8.5.2建筑排水系統(tǒng)建筑排水系統(tǒng)由生活排水、工業(yè)排水和排雨水系統(tǒng)組成(zǔchénɡ)。排水體制也分合流制和分流制。共四十三頁8.5.3建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)8.5.3.1建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)類型按熱水供應(yīng)范圍(fànwéi)大小分為區(qū)域性熱水供應(yīng)系統(tǒng)、集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)和局部熱水供應(yīng)系統(tǒng)。8.5.3.2熱水供應(yīng)系統(tǒng)器材與附件在熱水供應(yīng)系統(tǒng)上安裝的器材和附件有疏流器、自動溫度調(diào)節(jié)裝置、減壓閥、節(jié)流閥、伸縮器、自動排氣閥、及除污器、磁水器、分水器等。共四十三頁8.5.4飲水供應(yīng)飲水分為開水、冷水。我國人民習慣于飲開水，但在工礦企業(yè)熱加工車間，設(shè)有冷飲(lěngyǐn)水供應(yīng)設(shè)備。開水供應(yīng)方式有集中和分散供應(yīng)方式。共四十三頁8.5.5特殊設(shè)施(shèshī)給水排水特殊設(shè)施指的是游泳池和水景等。水景能供觀賞和美化環(huán)境，游泳池是供運動的場所。8.5.5.1水景8.5.5.2游泳池共四十三頁8.5.6衛(wèi)生器具與管材8.5.6.1衛(wèi)生器具衛(wèi)生器具分為(fēnwéi)便溺用衛(wèi)生器具，盥洗、沐浴用衛(wèi)生器具，洗滌用衛(wèi)生器具和專用衛(wèi)生器具。8.5.6.2管材建筑給水和熱水用管材有鍍鋅鋼管、鑄鐵管和塑料管。