08水管网第一章排水管网系统概论

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1、给水排水管网系统（给水排水管网系统（2） 课程性质：专业核心课 理论学时：24学时（1.5学分） 授课教师：汪艳宁 王少坡考核方式 采用闭卷与平时考核相结合的考核方式 闭卷考核占80%，平时考核占20%，其中平时考核由出勤和作业成绩等部分组成排水工程的主要内容排水工程的主要内容收集各种污水并及时地收集各种污水并及时地将其输送至适当地点；将其输送至适当地点；妥善处理后排放或再利妥善处理后排放或再利用用收集输送处理处置排水工程上册（排水管网）排水工程下册（污水处理）污水任意排放的危害性污水任意排放的危害性 污水含有大量的有机物质、污水含有大量的有机物质、病原微生物、氰化物、铬、汞、病原微生物、氰化

2、物、铬、汞、铅等等。其中，有很多有害、有铅等等。其中，有很多有害、有毒物质，如不加以控制，任意直毒物质，如不加以控制，任意直接排入水体或土壤，会造成以下接排入水体或土壤，会造成以下几方面的危害：几方面的危害：（1）污水中的有机物质会污水中的有机物质会消耗水体或土壤中的溶解氧，消耗水体或土壤中的溶解氧，使正常的有氧环境转化为反使正常的有氧环境转化为反常的无氧环境，从而破坏正常的无氧环境，从而破坏正常环境中的生物的生长和繁常环境中的生物的生长和繁殖；殖；（2 2）传播病原微生物、氰）传播病原微生物、氰化物、铬、汞、铅等有害、化物、铬、汞、铅等有害、有毒物质，危害水生动植物、有毒物质，危害水生动植物

3、、农业，也直接或间接地危害农业，也直接或间接地危害人类和牲畜；人类和牲畜；（3 3）使水体不能满足某些）使水体不能满足某些甚至多种工业生产对水质的甚至多种工业生产对水质的要求；要求；（4 4）造成水体的富营养化。）造成水体的富营养化。 排水工程的定义排水工程的定义为保护环境，避免发生为保护环境，避免发生上述危害，在城镇和工业企上述危害，在城镇和工业企业中，就应建设一套系统排业中，就应建设一套系统排除污水的工程设施，此工程除污水的工程设施，此工程设施即称为排水工程。设施即称为排水工程。排水工程的基本任务排水工程的基本任务排水工程的基本任务就排水工程的基本任务就是保护环境，以促进工农业是保护环境，

4、以促进工农业生产的发展和保障人民的健生产的发展和保障人民的健康与正常生活。康与正常生活。排水工程的作用1. 环保2. 卫生3. 经济1. 1. 从环境保护方面讲，从环境保护方面讲，排水工程有保护和改善环境，排水工程有保护和改善环境，消除污水危害的作用，是社消除污水危害的作用，是社会可持续发展的必要条件。会可持续发展的必要条件。 2. 2. 从卫生上讲，排水工程的从卫生上讲，排水工程的兴建对保障人民的健康具有深远的意兴建对保障人民的健康具有深远的意义。义。 通常，污水污染对人类健康的危通常，污水污染对人类健康的危害有两种形式：一种是污染后，水中害有两种形式：一种是污染后，水中含有致病微生物而引起

5、传染病的蔓延；含有致病微生物而引起传染病的蔓延；另一种是被污染的水中含有毒物质，另一种是被污染的水中含有毒物质，从而引起人们急性或慢性中毒，甚至从而引起人们急性或慢性中毒，甚至引起癌症或其它各种引起癌症或其它各种“公害病公害病”。 3. 3. 从经济上讲，排水工程也具有从经济上讲，排水工程也具有重要意义。重要意义。 有限的水资源不断受到水质恶化及水生态系统被破坏的严重威胁，我国因排放城市污水而污染水资源量达2300-3000亿m3，占我国水资源总量的8.5%-11.l%，已有1/3的河段，90的城市水域受到污染，这更加剧了水资源的紧张状况，迫使部分城市投入巨资建设水源工程，如上海黄埔江上游水源

6、工程。天津引滦济津工程、青岛引黄济青工程等。海水淡化、城市污水海水淡化、城市污水资源化、污水灌溉等，资源化、污水灌溉等，都是一些有效的方法。都是一些有效的方法。当前排水工作者面临的任务当前排水工作者面临的任务1、应加快城市排水系统的建设,缩小与发达国家的差距 。 排水管道的建设必要性 城市污水处理厂的建设必要性 2 2、应尽快探索经济、高效、应尽快探索经济、高效、节能、技术先进的符合我国国情节能、技术先进的符合我国国情的城市污水处理新工艺和新技术。的城市污水处理新工艺和新技术。应探索效率高、耗电低、用地应探索效率高、耗电低、用地省和污泥少的生物处理新工艺。省和污泥少的生物处理新工艺。 3 3、

7、应大力开展污水资源化、应大力开展污水资源化研究。研究。城市污水经妥善处理后可作低质用水，如用作工城市污水经妥善处理后可作低质用水，如用作工业冷却用水和杂用水（如厕所冲洗水、洗车水、洒业冷却用水和杂用水（如厕所冲洗水、洗车水、洒水、消防用水、空调用水等）水、消防用水、空调用水等）城市污水资源化，在解决水污染的同时，也解决城市污水资源化，在解决水污染的同时，也解决某些缺水地区水资源不足的问题，所以应有针对性某些缺水地区水资源不足的问题，所以应有针对性地对城市污水资源化进行试验研究，并解决在应用地对城市污水资源化进行试验研究，并解决在应用中存在的问题，这是开辟第二水源的重要途径。中存在的问题，这是开

8、辟第二水源的重要途径。 4 4、应大力加强水质监测、应大力加强水质监测新技术、操作管理自动化新技术、操作管理自动化和水处理设备标准化的研和水处理设备标准化的研究工作。究工作。 5 5、推广无害无废水工艺、推广无害无废水工艺、 闭合循环和综合利用闭合循环和综合利用无害无废水工艺、闭合循环和无害无废水工艺、闭合循环和综合利用是控制工业污染的新技综合利用是控制工业污染的新技术，应积极开展研究和加以推广。术，应积极开展研究和加以推广。做到少排甚至不排废水。做到少排甚至不排废水。全国城镇污水处理发展状况全国城镇污水处理发展状况 到到2008年年12月月 城镇污水处理厂城镇污水处理厂 1543座座 199

9、7年的年的5倍倍 总计设计规模总计设计规模 8900万万m3/d 1997年的年的6.9倍倍 全年城镇污水处理量全年城镇污水处理量233.8亿亿m3全国城镇污水处理发展状况全国城镇污水处理发展状况 根据根据2008年统计数据年统计数据 在建城镇污水处理厂在建城镇污水处理厂1873座座 设计处理能力设计处理能力5605 m3/d 计划投资额计划投资额1821亿元亿元 配套管网长度配套管网长度64152km全国城镇污水处理发展状况全国城镇污水处理发展状况 全国城镇污水处理及再生利用设施建设全国城镇污水处理及再生利用设施建设 到到2010年底年底 全国城镇污水集中处理能力全国城镇污水集中处理能力10

10、160万万m3/d 年污水处理量达到年污水处理量达到302亿亿m3 设市城市污水处理率达到设市城市污水处理率达到70% 省会以上城市平均达到省会以上城市平均达到80%以上以上 地级市平均达到地级市平均达到60% 县级市平均达到县级市平均达到50% 县城污水处理率达到县城污水处理率达到30%第第1章章 排水管网系统概论排水管网系统概论1.1 排水系统的功能与组成排水系统的功能与组成定义定义: 给水给水排水排水系统是系统是为人们的生活、生产和消防为人们的生活、生产和消防提供提供用水和用水和排出废水排出废水的设施总称的设施总称。功能：功能： 向各种不同类别的用户供应满足需求的水质、水向各种不同类别的

11、用户供应满足需求的水质、水量和水压，同时量和水压，同时承担用户排出的废水的收集、输承担用户排出的废水的收集、输送和处理，达到消除废水中污染物质对人体健康送和处理，达到消除废水中污染物质对人体健康的危害和保护环境的目的。的危害和保护环境的目的。排水系统：对排水系统：对废水废水进行收集、输送和处理。进行收集、输送和处理。废水分类 生活污水生活污水居民生活污水、工业企业生活污水居民生活污水、工业企业生活污水含有大量有机物，污染程度严重，废水处理重点含有大量有机物，污染程度严重，废水处理重点 工业废水工业废水生产废水生产废水: :冷却洗涤水，简单处理冷却洗涤水，简单处理生产污水生产污水: :污染严重，

12、须严格处理污染严重，须严格处理 雨水雨水( (初期雨水初期雨水) )目标是排除降水目标是排除降水, ,防止地面积水和洪涝灾害防止地面积水和洪涝灾害. .在水资源在水资源缺乏的地区缺乏的地区, ,应尽可能被收集利用应尽可能被收集利用. . 给水排水系统功能关系示意图水源取水设施给水处理设施供 水 泵 站城市给水管网企业给水管网居民生活用水公共设施用水市政用水消防用水工业企业生产用水工业企业生活用水工业企业消防用水城市雨水管网城市污水管网工业废水管网工业废水处理设施城市污水处理设施排水受纳体自然降水收集输送处理处置排水工程上册（排水管网）排水工程下册（污水处理）城市道路地下管线城市道路地下管线城市

13、地下管线共同沟布置城市地下管线共同沟布置图图1.2 给水排水系统示意图给水排水系统示意图1-取水系统；2-给水处理系统；3-给水管网系统； 4-排水管网系统；5-废水处理系统；6-排放系统。 由给水系统和排水系统两部分组成由给水系统和排水系统两部分组成 给水系统给水系统: :水源取水系统，给水处理系统，给水管网系统水源取水系统，给水处理系统，给水管网系统 排水系统：排水系统：排水管网系统排水管网系统 包括污水和废水收集与输送管渠、水量调节池、提升泵站及附包括污水和废水收集与输送管渠、水量调节池、提升泵站及附属构筑物（如检查井、跌水井、水封井、雨水口等）等。属构筑物（如检查井、跌水井、水封井、雨

14、水口等）等。 污水和废水处理系统污水和废水处理系统 包括各种采用物理、化学、生物等方法的水质净化设备和构筑物。包括各种采用物理、化学、生物等方法的水质净化设备和构筑物。排放和重复利用系统排放和重复利用系统 包括废水受纳体（如水体、土壤等）和最终处置设施，如排放口、包括废水受纳体（如水体、土壤等）和最终处置设施，如排放口、稀释扩散设施、隔离设施和废水回用设施等。稀释扩散设施、隔离设施和废水回用设施等。给水排水系统的组成1.3 给水排水系统工作原理给水排水系统的流量关系给水排水系统的流量关系取取水水系系统统给给水水处处理理系系统统给给水水管管网网系系统统用用户户排排水水管管网网系系统统排排水水处处

15、理理系系统统排放或复排放或复用系统用系统清水池清水池均和池均和池调节池调节池水塔水塔Q1q1Q8Q2Q3Q4Q5Q6Q7q6q3q2q5q7q3排水系统的水压关系排水系统的水压关系 水压：排水输送的能量来源。水压：排水输送的能量来源。 排水系统多利用地形重力输水，只有当管渠埋深排水系统多利用地形重力输水，只有当管渠埋深太大时（一般大于太大时（一般大于5米），采用排水泵站进行提米），采用排水泵站进行提升。升。 室外排水设计规范室外排水设计规范GB50014-2006明确规定明确规定P23 排水管渠系统的设计，应以重力流为主，不设或少设排水管渠系统的设计，应以重力流为主，不设或少设提升泵站。当无法

16、采用重力流或重力流不经济时，可提升泵站。当无法采用重力流或重力流不经济时，可采用压力流采用压力流 组成组成:由不同材料的管道和附属设施构成的输由不同材料的管道和附属设施构成的输水网络水网络. 功能功能:承担污废水收集、输送，起到防止环境承担污废水收集、输送，起到防止环境污染和防治洪涝灾害的作用。污染和防治洪涝灾害的作用。 特点：特点： 有一般网络的特点：分散性、连通性、扩展性；有一般网络的特点：分散性、连通性、扩展性； 又有与一般网络不同的特点：隐蔽性强干扰因素又有与一般网络不同的特点：隐蔽性强干扰因素多等多等1.4 排水管网系统的功能与组成1.4.3 排水排水管网系管网系统的构成统的构成(P

17、14) 废水收集设施废水收集设施 排水管网排水管网 水量调节池水量调节池 提升泵站提升泵站 输水管（渠）输水管（渠） 排放口排放口排水管网系统的构成排水管网系统的构成1）废水收集设施（）废水收集设施（排水系统起端设备排水系统起端设备） 用户排出的废水，通过水封管、支管、用户排出的废水，通过水封管、支管、竖管和出户管排到室外窨井，通过连接窨竖管和出户管排到室外窨井，通过连接窨井的排水支管将废水收集到排水管道系统中。井的排水支管将废水收集到排水管道系统中。 雨水的收集则雨水口收集到雨水排水支管。雨水的收集则雨水口收集到雨水排水支管。道路路面雨水排放口道路路面雨水排放口2）排水管网）排水管网 排水管

18、网由支管、干管、主干管等构成。一般沿地面高程由排水管网由支管、干管、主干管等构成。一般沿地面高程由高向低布置成树枝状网络。高向低布置成树枝状网络。 附属构筑物：雨水口、检查井、跌水井、溢流井、水封井、附属构筑物：雨水口、检查井、跌水井、溢流井、水封井、流量等检测设施。流量等检测设施。 污水管道一般非满流；雨水管道一般满流。污水管道一般非满流；雨水管道一般满流。 排水管网输送部分排水管网输送部分 3）排水调节池（调节水量、均和水质）排水调节池（调节水量、均和水质） 指具有一定容积的污水、废水或雨水贮存指具有一定容积的污水、废水或雨水贮存设施。用于调节排水管外流量与输水量或设施。用于调节排水管外流

19、量与输水量或处理水量的差值。处理水量的差值。 降低下游高峰排水量，减小输水灌渠或排降低下游高峰排水量，减小输水灌渠或排水处理设施的设计规模，降低工程造价。水处理设施的设计规模，降低工程造价。 事故时贮水，减小污染；均和水质。事故时贮水，减小污染；均和水质。5）废水输水管（渠）废水输水管（渠）6）废水排放口）废水排放口岸边式，具有较好的防止冲刷能力。岸边式，具有较好的防止冲刷能力。分散式，废水与接纳水体均匀混合。分散式，废水与接纳水体均匀混合。4）提升泵站）提升泵站 提高排水的高程或使排提高排水的高程或使排水加压输送。水加压输送。污水排放口污水排放口岸边排放岸边排放深水排放深水排放1.5.2排水

20、管网系统的体制排水管网系统的体制(P19) 排水系统的体制是指在一个地区内收集和输送废排水系统的体制是指在一个地区内收集和输送废水的方式，简称排水体制（制度）。有合流制和分流水的方式，简称排水体制（制度）。有合流制和分流制两种基本方式。制两种基本方式。1 1合流制合流制所谓合流制是指用同一种管渠收集和输送生活污水、所谓合流制是指用同一种管渠收集和输送生活污水、工业废水和雨水的排水方式。工业废水和雨水的排水方式。根据污水汇集后的处置方式不同，又可把合流制分为根据污水汇集后的处置方式不同，又可把合流制分为下列三种情况：下列三种情况： （）直排式合流制：（）直排式合流制：（）截流式合流制（）截流式合

21、流制 ： 截流管溢流井污水厂系统在沿河岸边铺设一条系统在沿河岸边铺设一条截流干管，同时在截流干截流干管，同时在截流干管上设置溢流井，并在下管上设置溢流井，并在下游设置污水处理厂。游设置污水处理厂。 当混合污水的流量当混合污水的流量 截流干管的输水能力，截流干管的输水能力， 水体部分混合污水溢流井上游合流管截流管溢流堰溢流管 （）完全合流制（）完全合流制将污水和雨水合流于一条管渠，全部送往污水处将污水和雨水合流于一条管渠，全部送往污水处理厂进行处理。理厂进行处理。特点特点: : 卫生条件较好，卫生条件较好， 在街道下，管道综合也在街道下，管道综合也比较方便，但工程量较比较方便，但工程量较大，初期

22、投资大，污水大，初期投资大，污水厂的运行管理不便。厂的运行管理不便。污 水 厂分流制排水系统分流制排水系统 定义：定义：将生活污水、工业废水和雨水分别在将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。统。其中，排除生活污水和工业废水的系统称为其中，排除生活污水和工业废水的系统称为污水污水排水系统排水系统，排除雨水的系统称为，排除雨水的系统称为雨水排水系统雨水排水系统。 分类：分类：根据排除雨水的方式不同，可分为根据排除雨水的方式不同，可分为完全分流制排水系统完全分流制排水系统不完全分流制排水系统不完全分流制排水系统（1 1）完全分

23、流制排水系统）完全分流制排水系统特点：污水管道系统和雨水管渠系统独立设置。比较符合环境保护的要特点：污水管道系统和雨水管渠系统独立设置。比较符合环境保护的要求，但对城市管渠的一次性投资较大。适用于新建城市。求，但对城市管渠的一次性投资较大。适用于新建城市。完全分流制排水系统1 污水干管（沟）出水口532 雨水干管（沟）6污水主干管（沟）河流4 污水厂363135422121（2 2）不完全分流制排水系统）不完全分流制排水系统只有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统。只有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统。雨水干管（沟）不完全分流制排水系统（补充部分雨水管网）河流65 出水口污水干管（沟）1原

24、有渠道234 污水厂142365污水干管（沟）不完全分流制排水系统（未建雨水管网）1明渠或小河235污水厂3412出水口4河流5 工业企业中一般采用工业企业中一般采用分流制分流制排水系统排水系统 工业废水和生活污水不宜混合；（清浊分流）工业废水和生活污水不宜混合；（清浊分流） 不同工业废水之间也不宜混合。否则会造成污水不同工业废水之间也不宜混合。否则会造成污水和污泥处理的复杂化，以及给废水重复利用和回和污泥处理的复杂化，以及给废水重复利用和回收有用物质造成困难。收有用物质造成困难。 在城市中，有时是混合排水体制，应因地制在城市中，有时是混合排水体制，应因地制宜选取合理的排水系统的体制。宜选取合

25、理的排水系统的体制。 新建地区的排水系统一般采用新建地区的排水系统一般采用完全分流制完全分流制。合流制和分流制的比较：合流制和分流制的比较：环保方面环保方面：全部截流式合流制对环境的污染最小；：全部截流式合流制对环境的污染最小；部分截留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，造部分截留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，造成污染；分流制在降雨初期有污染。成污染；分流制在降雨初期有污染。造价方面造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资：合流制管道比完全分流制可节省投资20%40%， 但合流制泵站和污水处理厂投资要高于但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制，分流制，总造价看，完全分流制高于合流制总造价

26、看，完全分流制高于合流制。而采。而采用不完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地用不完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地区适于采用。区适于采用。维护管理维护管理：合流制污水厂维护管理复杂。分流制管：合流制污水厂维护管理复杂。分流制管内流速稳定，污水厂易于控制。内流速稳定，污水厂易于控制。 合理选择排水系统的体制，使城市和工业合理选择排水系统的体制，使城市和工业企业排水系统规划和设计的重要内容，它企业排水系统规划和设计的重要内容，它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响

27、深远，同时也影响排水系和环境保护影响深远，同时也影响排水系统的建设投资费用和运行管理费用。统的建设投资费用和运行管理费用。传统排水体系的主要问题是： 雨水资源大量流失，地下水位和地面下沉，水涝增加，城市生态环境恶化； 合流制溢流和分流制的雨水污染并存，将合流改为分流虽减少溢流的污染，但不能控制甚至会相应增加分流雨水的污染； 合流制都改建为分流制耗资巨大，耗时长，还有污染隐患； 严重的雨污水管混接抵消了分流的作用，污染依旧，效益降低。 我国城市排水体制选择建设一种可持续性的、生态型的新型城市排水系统。 因地制宜地选择排水体制，可能是保留并改造原有较完善的合流制，也可能是新型的混合制或不完全分流制

28、等，但必须考虑投资效益。 加大雨水的下渗和综合利用，削减城市洪峰和水涝，以缓解地面下沉和改善城市生态减少并控制合流制溢流污染和分流制初期雨水的污染。 3、控制雨污水管混接乱接。 4、雨水径流源头和终端污染控制相结合的资源利用型、生态性的城市排水系统。 排水体制的选择排水体制的选择室外排水设计规范室外排水设计规范GB50014-2006明确规定明确规定P1： 1.0.4 排水体制排水体制(分流制或合流制分流制或合流制)的选择，应根的选择，应根据城镇规划据城镇规划,结合当地的地形特点、水文条件、水体结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑后确定。处理后出水利用等综合考虑后确定。 同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。 新建地区的排水系统宜采用分流制。新建地区的排水系统宜采用分流制。 合流制排水系统应设置污水截流设施。对水体合流制排水系统应设置污水截流设施。对水体保护要求高的地区，可对初期雨水进行截流、调蓄保护要求高的地区，可对初期雨水进行截流、调蓄和处理。在缺水地区，宜对雨水进行收集、处理和和处理。在缺水地区，宜对雨水进行收集、处理和综合利用。综合利用。思考题 P22，思考题3、4、12、14