给排水科学与工程概论：第1章 给排水科学与工程学科与水工业

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1、给排水科学与工程概论给排水科学与工程概论什么是城市水工程给排水科学与工程概论给排水科学与工程概论了解给排水科学与工程专业了解给排水科学与工程专业历史沿革历史沿革熟悉培养方案及要求熟悉培养方案及要求掌握给排水科学与工程专业掌握给排水科学与工程专业主干课程需学知识点主干课程需学知识点基本要求基本要求第第1章章 给排水科学与工程学科与水工业给排水科学与工程学科与水工业1.11.1水的自然循环和社会循环水的自然循环和社会循环 1.1.1 水的自然循环自然界的水循环自然界的水循环“黄河之水天上来，滚滚东流能复回黄河之水天上来，滚滚东流能复回”一、相互联系的水体一、相互联系的水体如果河流水如果河流水真的真

2、的“奔腾奔腾到海不复回到海不复回”了，那么世了，那么世界会发生怎界会发生怎样的变化？样的变化？“黄河之水天上来，奔腾到海不复回黄河之水天上来，奔腾到海不复回”1. 水圈的组成水圈的组成 水在地理环境中以固态、液态和气态三种形式相水在地理环境中以固态、液态和气态三种形式相互转化，形成各种水体，共同构成了一个互转化，形成各种水体，共同构成了一个连续但连续但不规则不规则的圈层。的圈层。水体水体气态水：数量最少，分布最广广；液态水：数量最大，分布次广广；固态水：仅在高纬、高山或特殊条件下才能存在。海洋水96.53%2.53%湖泊咸水和地下咸水0.94%冰川水68.69%地下淡水30.06%其他水体永冻

3、土底冰0.86%土壤水0.05%湖泊淡水湖泊淡水0.26%沼泽水0.03%河流水河流水0.006%生物水0.003%大气水0.04%全球水液态淡水液态淡水人类可利用人类可利用二、自然界的水循环二、自然界的水循环 1.定义：定义：水循环是指自然界的水在水圈、大水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈中通过各个环节连气圈、岩石圈、生物圈四大圈中通过各个环节连续运动的过程。续运动的过程。2.类型：类型： 1 海陆间循环海陆间循环 2 内陆间循环内陆间循环 3 海上内循环海上内循环海陆间循环海陆间循环：是指海洋水与陆地水之间通：是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转换运动。

4、这种过一系列过程所进行的相互转换运动。这种循环又称为大循环。循环又称为大循环。意义意义：使得陆地上的：使得陆地上的水不断得到补充，水资水不断得到补充，水资源得以再生。源得以再生。海洋海洋水汽输送水汽输送地表径流地表径流蒸发蒸发陆地陆地地下径流地下径流水汽水汽下渗下渗降水降水 陆地内循环陆地内循环：降落到大陆上的水，其中降落到大陆上的水，其中一部分或全部（指内流区域）通过陆面、一部分或全部（指内流区域）通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，被气流水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，被气流带到上空，冷却凝结形成降水，仍降落带到上空，冷却凝结形成降水，仍降落到大陆上，这就是内陆循环。到大陆上，这就是内陆循环

5、。发生的领域发生的领域：陆地及其上空。陆地及其上空。蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸发蒸发海上内循环海上内循环：就是海洋面上的水蒸发就是海洋面上的水蒸发成水汽，进入大气后在海洋上空凝结，成水汽，进入大气后在海洋上空凝结，形成降水，又降到海面。形成降水，又降到海面。发生领域发生领域：海洋及其上空海洋及其上空。海洋海洋蒸发蒸发降水降水水循环的类型和环节3、人类对水循环的影响：、人类对水循环的影响： 水循环是通过大气中的水汽输送水汽输送和陆地上的径流输送径流输送而实现的。 目前人类活动对水汽输送几乎没有影响，而对地表径流输送，下渗，降水等环节在局部地区却可以施加某些

6、影响。 主要措施：修建水库、跨流域调水等。可以改变水的时空分布，化害为利。三峡大坝三峡大坝三、水循环的意义三、水循环的意义 1 水循环运动使自然界的水连续不断地运动、转水循环运动使自然界的水连续不断地运动、转化，使地球上各种水体处于不断更新状态。化，使地球上各种水体处于不断更新状态。2 水循环是地球上最活跃的能量交换和物质转移过程。水循环是地球上最活跃的能量交换和物质转移过程。（1）缓解了高低纬之间热量收支不平衡；）缓解了高低纬之间热量收支不平衡；（2）把陆地的泥沙、有机物和无机盐类输送到海洋；）把陆地的泥沙、有机物和无机盐类输送到海洋；3 水循环是自水循环是自然界最富动然界最富动力作用的循力

7、作用的循环运动，不环运动，不断雕塑地表断雕塑地表形态。形态。1.11.1水的自然循环和社会循环水的自然循环和社会循环1.1.2 水的社会循环一、 家庭生活用水 食用：2-4L？ 洗粮、菜、餐具、洗涤衣物、洗浴、冲厕、清洗房舍 我国城市居民平均140L（人.d）；全球的生活用水量仅占全球总用水量的8左右。二、 公共用水 社会公共设施：学校、机关、医院、旅馆、饭店、浴室、游乐场所 公园、广场的水景、浇洒绿地、道路以及消防。 我国城市居民平均70L/（人.d）三、工业生产用水 1. 原料用水 酿酒、饮料、制冰 2. 生产工艺用水 制糖、造纸、印染、人造纤维、有机合成等 3.生产过程用水：如洗涤、清洗

8、用水；输送用水；熄火降温用水 4. 锅炉用水：用于供应蒸汽、热水 5. 冷却用水：用于冷却设备、冷凝设备、冷凝蒸汽、气体、冷却液体等全球工业用水取水量约为总取水量的14左右。 四、农业生产用水 我国1949年农业用水量占总用水量的比重为92.7，1980年为83.4，2000年为68.8。2003年农业用水（含林业、湿地等）占总用水量的比重已由1980年的83.4%下降到64.5%，2005年为63.6。 多采取传统的大水漫灌方式，目前我国农业用水的有效利用率仅为40%左右，远低于欧洲等发达国家70%至80%的水平。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，供工人们生产和生活使用

9、，用过的水又排回天然水体，这就是水的社会循环水的社会循环。水循环与水资源开发利用 水体水体 循环循环 （1 1）人为的水循环改变了自然循环的途径，其中一部分）人为的水循环改变了自然循环的途径，其中一部分水成为不可复原水，减少了自然循环的强度。水成为不可复原水，减少了自然循环的强度。 （2 2）回归水的质量状况直接或间接对水循环水质产生影）回归水的质量状况直接或间接对水循环水质产生影响，如区域河流与地下水污柒。响，如区域河流与地下水污柒。 （3 3）人为循环对水量的影响突出，对生态环境的影大。）人为循环对水量的影响突出，对生态环境的影大。 由于水的人为循环对水的自然循由于水的人为循环对水的自然循

10、环会产生一定的影响：表现在：环会产生一定的影响：表现在：1.1.3 水的良性社会循环与水资源的可持续利用一、水体自净与水体污染 一般天然水体是一个生态系统，对排入的废弃物有一定的净化能力，称为水体的自净能力，一旦超出水体的自净能力，水质就会恶化，从而使水体遭受污染。1.11.1水的自然循环和社会循环水的自然循环和社会循环 饮用水污染饮用水污染 污水处理污水处理 农业面源污染农业面源污染对城市污水与工业废水进行处理，使其排入水体不对城市污水与工业废水进行处理，使其排入水体不会造成污染，从而实现水资源的可持续利用，称之会造成污染，从而实现水资源的可持续利用，称之为为水的良性社会循环水的良性社会循环

11、。 1.1.3 水的良性社会循环与水资源的可持续利用水的良性社会循环与水资源的可持续利用1.11.1水的自然循环和社会循环水的自然循环和社会循环源头治理源头治理中水回用中水回用 清洁生产清洁生产绿色农业绿色农业1.1.4 水的社会循环的工程设施水的社会循环的工程设施 水资源的保护和利用水资源的保护和利用 取水工程取水工程 水泵站水泵站 给水处理厂给水处理厂 调贮构筑物调贮构筑物 输配水系统输配水系统1.11.1水的自然循环和社会循环水的自然循环和社会循环 建筑水工程建筑水工程 工业水工程工业水工程 污水排水系统污水排水系统 污水处理厂污水处理厂 雨水排水系统雨水排水系统 城区防洪城区防洪 农业

12、水工程农业水工程1.1.4 1.1.4 水的社会循环的工程设施水的社会循环的工程设施1.2.1 水工业的产生和发展水工业的产生和发展给水排水给水排水 水工业水工业 水工业是以水的社会循环为服务对象，为实现水工业是以水的社会循环为服务对象，为实现水的社会循环提供所需的工程建设、技术装备、水的社会循环提供所需的工程建设、技术装备、运营管理和技术服务。运营管理和技术服务。它与服务于水的自然循环它与服务于水的自然循环的的“水利工程水利工程”，构成了水工程的两个方面。，构成了水工程的两个方面。1.2 211.2 21世纪的朝阳产业世纪的朝阳产业- -水工业水工业1.2.2 水工业的组成水工业的组成（1

13、1）水工业运营业）水工业运营业 城镇自来水生产和供应企业城镇自来水生产和供应企业 工业厂矿供水工程运营部门与企业工业厂矿供水工程运营部门与企业 特种水生产和供应企业特种水生产和供应企业 城市排水管理单位或企业城市排水管理单位或企业 污水处理和再生单位或企业污水处理和再生单位或企业 回用水生产及供应单位或企业回用水生产及供应单位或企业 建筑水工程运营部门建筑水工程运营部门 农业水工程运营单位或企业农业水工程运营单位或企业1.2 211.2 21世纪的朝阳产业世纪的朝阳产业- -水工业水工业（2 2）水工业工程建设业）水工业工程建设业 水资源调控和保护工程水资源调控和保护工程 取水和输水工程取水和

14、输水工程 水处理和净化工程水处理和净化工程 供水管网工程和输配工供水管网工程和输配工程程 污水管网工程和输送工污水管网工程和输送工程程 雨水管网工程雨水管网工程污水处理和再生工污水处理和再生工程程污水回用工程污水回用工程节水工程节水工程城市防洪工程城市防洪工程建筑水工程建筑水工程工业水工程工业水工程农业水工程农业水工程（3 3）水工业设备制造业）水工业设备制造业 水工业管材与其他器材水工业管材与其他器材 建筑水工程设备器材建筑水工程设备器材 优质和安全饮用水净化（成套）专用设备优质和安全饮用水净化（成套）专用设备 工业水工程专用设备器材工业水工程专用设备器材 农业水工程专用设备器材农业水工程专

15、用设备器材 污水处理和再生（成套）专用设备污水处理和再生（成套）专用设备 水工业仪器仪表水工业仪器仪表 水工业信息、自动控制系统水工业信息、自动控制系统 节水设备与器具节水设备与器具 工业通用设备工业通用设备 水工业药剂水工业药剂 （4 4）水工业知识产业）水工业知识产业 工程规划、勘探与设计工程规划、勘探与设计 产品与设备开发、研制和设计产品与设备开发、研制和设计 水资源和水环境评价水资源和水环境评价 技术标准和技术监督技术标准和技术监督 科学研究、科学试验和技术开发科学研究、科学试验和技术开发 技术和市场信息咨询服务技术和市场信息咨询服务 教育和培训教育和培训 水工业金融投资服务业水工业金

16、融投资服务业1.2.3 水工业的特点（水工业的特点（p13) 高新技术化高新技术化 管理科学化管理科学化1.3 “1.3 “给排水科学与工程给排水科学与工程”学科是水工业的主干学学科是水工业的主干学科科 “城市水工程城市水工程”学科是以学科是以水的社会循环水的社会循环为研究对象，为研究对象，以水质为中心，研究其水质和水量的运动变化规律，以水质为中心，研究其水质和水量的运动变化规律，以及相关的工程技术问题，在社会主义市场经济条件以及相关的工程技术问题，在社会主义市场经济条件下，以实现水的良性社会循环和水资源的可持续利用下，以实现水的良性社会循环和水资源的可持续利用为目标的工程技术学科。为目标的工

17、程技术学科。1.3.1 1.3.1 城市水工程学科和水利工程学科的关系城市水工程学科和水利工程学科的关系(P14)(P14)1. 1. 水资源方面水资源方面2. 2. 取水工程方面取水工程方面3. 3. 水质方面水质方面1.3.2 1.3.2 城市水工程学科和土木工程学科的关系城市水工程学科和土木工程学科的关系(P14)(P14)l 传统的给排水工程是土木工程学科的一个分支，传统的给排水工程是土木工程学科的一个分支，取水和水处理过程主要是以土建构筑物来实现的。取水和水处理过程主要是以土建构筑物来实现的。l 随着现代水工业的发展，城市水工程学科也开始随着现代水工业的发展，城市水工程学科也开始从土

18、木工程学科中分离出来从土木工程学科中分离出来1.3 “1.3 “给排水科学与工程给排水科学与工程”学科是水工业的主干学学科是水工业的主干学科科1.3.3 1.3.3 城市水工程学科和环境学科的关系城市水工程学科和环境学科的关系(P15)(P15)l 环境工程学科是以环境污染防治为研究对象，内容涉及水、环境工程学科是以环境污染防治为研究对象，内容涉及水、气、渣、噪声、热、光、电磁辐射等等领域，而水的污染气、渣、噪声、热、光、电磁辐射等等领域，而水的污染防治仅为其内容之一。防治仅为其内容之一。l 给排水科学与工程学科是以水的社会循环为研究对象，以给排水科学与工程学科是以水的社会循环为研究对象，以水

19、质为中心，研究其水质和水量的运动变化规律，以及相水质为中心，研究其水质和水量的运动变化规律，以及相关的工程技术问题。关的工程技术问题。1.3 “1.3 “给排水科学与工程给排水科学与工程”学科是水工业的主干学学科是水工业的主干学科科课后练习课后练习、下列地理事物直接参与海陆间水循环过程的是（ ）A滚滚东流的长江水 B天山山区的冰雪融水C柴达木盆地的湖泊水 D大西洋上未登陆的飓风2、地球上淡水的主体是（ ）A海洋水 B冰川 C河流水 D淡水湖泊水 、1234(1)图中数字代表的水循环各环节是：图中数字代表的水循环各环节是：1_ 2_ 3_ 4_.(2)图中水循环的类型是图中水循环的类型是_,该循环发生的领域是该循环发生的领域是_和和_之间之间。课后练习课后练习、下列地理事物直接参与海陆间水循环过程的是（A）A滚滚东流的长江水 B天山山区的冰雪融水C柴达木盆地的湖泊水 D大西洋上未登陆的飓风2、地球上淡水的主体是（B ）A海洋水 B冰川 C河流水 D淡水湖泊水 、1234(1)图中数字代表的水循环各环节是：图中数字代表的水循环各环节是：1_ 2_ 3_ 4_.(2)图中水循环的类型是图中水循环的类型是_,该循环发生的领域是该循环发生的领域是_和和_之间之间。蒸发蒸发水汽输送水汽输送降水降水地表径流地表径流海陆间循环海陆间循环海洋海洋陆地陆地