给水排水管网考试总结
给水用途：生活用水、工业生产用水、市政消防用水排水用途：生活污水、工业废水、雨水
给排水系统功能：水量保障、水质保障、水压保障
给排水系统子系统：原水取水系统、给水处理系统、给水管网系统、排水管网系统、废水处理系统、排放和重复利用系统
城市用水量主要分类：居民生活用水量、公共设施用水量、工业企业生产用水量和工作人员生活用水量、消防用水量、市政用水量、未预见用水量及给水管网漏失水量
平均日用水量：规划年限内，用水量最多的年总用水量除以用水天数。作为水资源规划和确定城市设计污水量的依据；
最高日用水量：用水量最多的一年内，用水量最多的一天的总用水量。作为取水工程和水处理工程规划和设计的依据；最高日平均时用水量：最高日用水量除以24小时；
最高日最高时用水量：用水量最高日的24小时中，用水量最大的一小时用水量。作为给水管网工程规划与设计的依据日变化系数Kd：KQdd365Q；Qd——最高日用水量，m3/d；vQy——全年用水量，m3/a。时变化系数Kh：KQhh24Q；Qh——最高时用水量，m3/h。
d城市规模越大，用水量变化系数越小。给排水系统水质关系：
三个水质标准：原水水质标准、给水水质标准、排水水质标准三个水质变化过程：给水处理、用户用水、废水处理
管网水质变化：由于管道材料的溶解、析出、结垢和微生物滋生等
原因，给水管网的水质也会发生变化，管网水质变化与控制问题也已引起高重视并成为专业技术人员研究的对象。给排水管道系统功能：水量输送、水量调节、水压调节
给水管网系统构成：输水管渠、配水管网、水压调节设施（泵站、减压阀）及水量调节设施（清水池、水塔、高位水池）等。排水管网系统构成：废水收集设施、排水管网、水量调节池、提升泵站、废水输水管(渠)、排放口
给水管网系统类型：单、多给水管网系统（水源数目）；统一、分区（系统构成）；重力、压力输水管网系统（输水方式）排水系统主要有合流制和分流制
树状网：优点：管道长度小，节约投资；缺点：供水可靠性、水质安全性较差。
环状网：优点：供水安全可靠性高，减轻水锤作用；缺点：造价明显地比树状网高。
输水管的最小坡度：大于1:5D，D为管径，以mm计。输水管线坡度小于1:1000时，应每隔0.5~1km装置排气阀
水管排网布置原则：1）按照城市总体规划，进行多方案技术经济比较；2）确定排水区域和排水体制，布置排水管网，从干管到支管顺序进行布置；3）利用地形，采用重力流排水，使管线最短、埋深最小；4）协调与其它管道、电缆和道路等的关系，企业内部管网合理衔接；5）施工、运行和维护方便；6）远近期规划相结合，考虑发展，分期实施
排水管网布置形式：排水管网一般布置成树状网，两种基本布置形
式：平行式和正交式
区域排水系统优点：污水厂数量少，处理设施大型化集中化，每单位水量的基建和运行管理费用低，比较经济；污水厂占地面积小，节省土地；水质、水量变化小，有利于运行管理；河流等水资源利用与污水排放的体系合理化，而且可能形成统一的水资源管理系统等。缺点：当排入大量工业废水时，有可能是污水处理发生困难；工程设施规模大，组织与管理要求高，而且一旦污水厂运行管理不当，对整个河流影响较大。静态年计算费用表达式
W1TCY
W——年计算费用，元／aC－－工程项目投资额，元；T－－投资偿还期，aY－－年运行费，元／a。动态年计算费用法
1）当资金的现值为P，利率为i%，则n年后的资金终值F为：
F(1i%)nP
2）与上式相反，当已知资金的终值为F，则现值P为:
PFF(1i%)nα—折现系数
（3）当资金现值为P，利率为i%，n年:
TWi%(1i%)(1i%)T1CY
【例】某给水工程项目建设投资为5800万元，年运行费用为245万元，求：1）投资偿还期为20年的静态计算费用值；2）利率为5.5%，还款期为20年的动态年费用值。【解】静态年计算费用值为：W580020245535
动态年计算费用值为：
W0.055(10.055)201.055201*800245730.34
水头：位置水头、压力水头、流速水头水头损失：沿程水头损失和局部水头损失海增威廉公式：
.1313.16gD0C1.852Wq0.148
1.852h10.67qfC1.852WD4.87l
CWC(v00.082
W0v)非满流管渠水力计算解析计算法和图表计算法例3.1已知某污水管道设计流量为q=100L/s，根据地形条件可以采用水力坡度为0.007，初拟采用管径D=400mm的钢筋混凝土管，粗糙系数n=0.014，求其充满度y/D和流速v。
q3.208nqq0D2.667I0.53.2080.0140.10.42.6670.0070.50.62反查表3.7的充满度y/D=0.56，相应A/A0=0.587
v1.273q1.2730.1D2(A/A20)0.40.5871.36
并联管道简化：
nNmdmdnii1n当管径相等时dNmdi
流量折算系数α的变化范围为0.5～0.577，一般地，在靠近管网起端的管段，因转输流量比沿线流量大得多，α值接近于0.5额定转速泵水力特性
hnphespqp
调速水泵水力特性
2hrhnpespqpr0考虑吸水和压水管路阻力后水力特性
hnsnnphespqpgqphe(spsg)qp
给排水管网模型元素：管段、节点
管段水力特性：管段水力特性是指管段流量与水头之间的关系，包括管段上各种具有固定阻力的设施影响，可以表示为
hn1isiqiqihei
节点压力平差算法步骤：
1确定已知节点压力，设定未知压力节点的初始压力Hi02用当前节点压力Hi计算各管段水头损失和管段流量hj=HFj-HTj和qj=(hj/sj)1/n,j=(1,2,3,…M)3计算各节点流量闭合差：△Qi4计算节点校正压力：Hi
5如果任一节点矫正压力△Hi(k)>ε，计算新的节点压力：△Hi(k+1)=Hi(k)+Hi(k)(i=1,2,3,…N,k为迭代计算的次
数)，返回2）
最高日涉及用水量=城市最高日综合生活用水量+工业企业生产用水量（考虑复用循环）+工业企业职工的生活用水和淋浴用水量+浇洒道路和绿化用水量+未预见水量和管网漏失水量（0.15~0.25的前四个）
（消防用水不累计仅作校核）
调节容积计算
Wmax(Q1Q2)min(Q1Q2)节点服务水头：节点地面高程加上
节点所连接用户的最低供水压力。
控制点：给水管网中压力最难满足的节点，其节点水头可作为定压节点
两种校核方法：水头校核法，流量校核法。
校核工况包括：消防工况校核、水塔转输工况校核、事故工况校核串、并联分区后的节省的供水能量相同给水管网优化目标函数：
WCTY1Y2
给水管网优化设计数学模型：
MMinWwii1M[(1pi1T100)(abDi)liPiqihpi]kqnHiFiHTimlihpii1,2,,MDi(qi)Qj0j1,2,,NS.t.isjHminjHjHj1,2,,Nmaxjqiqminii1,2,,MDi0i1,2,,Mhpi0i1,2,,M【例7.5】某压力输水管由三段组成，第一段上设有泵站，设计流量为160L/s，第二、三段设计流量分别为140L/s和150L/s，有关经济指标为：b=2105，α=1.52，T=15，p=2.5，E=0.6，γ=0.55，
η=0.7，n=1.852，k=0.0017，m=4.87.管段长度分别为：l1=1660m，
l2=2120m，l3=1350m，泵站前的吸水井水位H1=20m，管线末端地
面标高H4=32m，管线末端服务压力为Hf=16m.(1)计算各管段优化直径；(2)求泵站的总扬程Hp。【解】(1)计算各管段优化直径：
P86000E1
860000.550.60.740540fmkb1pT1004.870.001721051.5212.5151000.0000293911m1.524.870.16
fPQ0.00002939405400.160.D1fPQqn11am0.190.161.8520.160.445，选用500mm管径D21fPQqn2am(2)求泵站
0.190.141.8520.160.428，选用400mm管径D31fPQqn3am0.190.051.8520.160.315，选用300mm管径的总扬程Hp。k=0.00177，C=100
h10.67q1.8521l11C1.852D4.871670.161.85210.16601001.8520.54.873.44mh10.67q1.8522l22C1.852D4.87210.670.141.85221201*01.8520.44.8710.17mhq1.8523l3310.67C1.852D4.87310.670.051.85213501001.8520.34.873.90m3日变化系
泵站总扬程HphiH4H1Hfi117.532201*45.5m数Kd：
设计年限内，最高日污水量与平均日污水量的比值。时变化系数Kh：
设计年限内，最高日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值。总变化系数Kz：
设计年限内，最高日最高时污水量与平均日平均时污水量的比值。
Kz=KdKh
污水管道设计参数：设计充满度、设计流速（最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流速，与管道材料有关；金属管道的最大流速为10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s）、最小管径、最小设计坡度（设计充满度一定时，管径越大，最小设计坡度越小）、污水管道埋设深度、污水管道的衔接（水面平接、管顶平接）暴雨强度频率（Fm)：是指等于或大于某值的暴雨强度出现的次数m与观测资料总项数n之比的百分数。
Fmmn1100%（年频率FmMmnM1100%（次）
暴雨强度重现期(P)：是指等于或大于某值的暴雨强度出现一次的时间间隔。P=1/Fm
雨水管渠设计参数：设计充满度、设计流速、最小坡度、最小管径截流式合流制排水系统特点：
1）管线简单，管渠总长度小；2）截流管、提升泵站及污水厂设
计规模、埋深比分流制大。3）暴雨期间，污水溢入水体，造成污染；4）晴天流速低，易在管底造成淤积；
污水截流式系统适用条件
（1）排水区域内有充沛水体，混合污水排入后造成的污染程度在允许范围内；（2）老城区排水系统改造中，街道窄，管渠布置受到限制；（3）地面坡度倾向水体，当水体水位高时，岸边不受淹没。排水管网优化设计数学模型目标函数及约束条件
MMinF[(abDi)li]i1IminIiImaxvminvivmaxHminHi1HmaxS.t.HminHi2Hmaxh/Dminh/Dih/DmaxviviuD
iDiuDiD标管段优化坡度的计算方法目标函数及约束条件
MMinF[(abDi)li]i1MPMP
S.t.hiHFiHTiHi1i1给水管道材料：金属管（铸铁管和钢铁管）、非金属管（预应力钢
筋混凝土管、玻璃钢管、塑料管等）排水管道材料：非金属（混凝土管、钢筋混凝土管、陶土管、塑料排水管）、金属管、沟渠检漏方法：实地观察法、听漏法、检漏仪、分区检漏
防腐蚀法：采用非金属管材；在金属表面上涂油漆、水泥砂浆、沥青等，以防止金属和水接触产生腐蚀；阴极保护清通方法：水力法、机械法
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