给水工程知识点

本导图仅为给排水工程中给水工程部分知识点，其中包含：给水系统、给水系统组成部分详细分析、给水水源、给水管材、给水系统总体布置、管理和维护、给水系统可靠行。

给水工程

• 给水系统
  • 定义
    • 是保证城镇或工矿企业区生活、生产及消防等项用水的设施，是由相互联系的一系列构筑物和输配水管网组成的。
  • 任务
    • 从水源取水，按照用户对水质的要求进行处理，然后将水送到供水区，并向用户配水。
  • 分类
    • 按水源种类
      • 地表水给水系统(江河水、湖泊水、水库水、海洋水）
      • 地下水给水系统(浅层地下水、深层地下水、泉水等)
    • 按供水使用目的
      • 生活用水给水系统
      • 生产用水给水系统
      • 消防给水系统
    • 按供水工程服务对象
      • 城镇给水系统
      • 工业企业给水系统
    • 按供水能量方式
      • 自流供水系统(重力供水，包括水塔、高地水池和泉水等)
      • 水泵供水系统
      • 混合供水系统
    • 按用户对给水系统的要求
      • 统一给水系统(整个供水区对水压、水质的要求相同)
      • 分区给水系统(整个供水区按水压或水质的要求不同划分为几个区)
        • 分压给水系统
        • 分质给水系统
• 给水水源
  • 用户对给水的要求
    • 生活用水
      • 定义
        • 指居住建筑、公共建筑、生活福利设施的生活饮用、洗涤、烹调、清洁卫生等用水，以及工业企业内工人的生活用水和淋浴用水等。
      • 用水要求
        • 水质：外观无色透明、无嗅、无味、不含致病微生物及其他有害人体健康的物质。符合《生活饮用水卫生标准》
        • 水量：大小随当地的气候、生活习惯和生活水平、建筑物的卫生设备条件、供水压力以及水费标准和收费方式等的不同而有很大差别。
        • 水压：保证有足够的水压，通常用最小服务水头（从地面算起的最小水压高度）来表示
    • 生产用水
      • 定义
        • 指工业企业生产过程中使用的水
      • 用水要求
        • 水质：与生产工艺过程和产品种类有密切关系
        • 水量：工业用水量大，不同工业对水质的要求相差悬殊，有条件时应考虑采用分质给水系统
        • 水压：视生产工艺要求而定，差别很大
    • 消防用水
      • 定义
        • 扑灭火灾的用水，只有在发生火警时才从管网的消火栓上取用
      • 用水要求
        • 水质：对水质没有特殊的要求
        • 水量：
        • 水压：
  • 水体
    • 地下水
      • 优点
        • 受形成、埋藏和补给等条件的影响，具有水质澄清、水温稳定、分布面广等
      • 缺点
        • 径流量小，蕴藏量有限，矿化度和硬度较高； 铁、锰、氟、氯化物、硫酸盐、各种重金属或硫化氢的含量较高
    • 地表水
      • 优点
        • 径流量一般较大、矿化度和硬度以及铁、锰等物质含量低
      • 缺点
        • 属开放性水体，易受污染，通常浊度高，水温变幅大，有机物和细菌含量高，有时还有较高的色度，水质水量明显随季节变化
  • 分类
    • 地下水源
      • 潜水(无压地下水)、自流水(承压地下水)和泉水
      • 优点
        • ①易于选址，便于靠近用户建立水源，降低投资，节省输水运行费用，提高了系统的安全可靠性。 ②取水构筑物构造简单，便于施工和运行管理。 ③水质清澈，无需澄清处理；即使水质不符合要求，水处理工艺也比地表水简单，处理构筑物投资和运行费用较低 ④取水构筑物和处理构筑物便于分期修建 ⑤便于建立卫生防护区，易于采取防护措施
      • 缺点
        • ①勘察工作量大，当取水工程规模较大时，往往需要很长时间的水文地质勘察 ②开采量有限，且在短期内不可再生 ③过度开采时，就会造成地下水位下降，地面下沉，引发一系列问题
    • 地表水源
      • 江河、湖泊、水库和海洋等水体。
      • 优点
        • 水量充沛，能满足大量的用水需要；地表水是可逐年再生的资源，合理开发利用，往往不会引发环境问题
      • 缺点
        • ①不便选取，有时会输水管渠过长，既增加了给水系统的投资和运行费用，又降低了给水系统的可靠性 ②取水构筑物的结构和水处理工艺复杂，投资大，不便于分期建设； ③水处理的费用较高，且不便于卫生防护
  • 选择原则
    • ①所选水源应水质良好，水量充沛，便于防护 ②优先选择地下水源，若选择地下水源时，应优先开浅层水，合理开发深层水，浅深层开发相结合 ③地表水源与地下水源相结合，集中与分散相结合，立多水源给水系统 ④配合经济计划部门制定水资源开发利用规划，全面虑，统筹安排，正确处理给水工程与环保、排水等部门的关系，合理地综合利用和开发水资源 ⑤应考虑与取水工程有关的其他各种条件，如当地的水文、地质、卫生和工程施工等方面的条件
• 给水管材
  • 水管
    • 特点
      • 为保证管网正常供水，给水管材必须具备下列条件： (1)有足够的强度，可以承受内外压力。 (2)水密封性良好，以保让管网有效地工作。 (3)水管内壁光滑以减小水头损失。 (4)对供水无污染，具有较高的防止水和土壤的侵蚀能力，使用寿命长。 (5)价格较低，货源充足。水管接头施工简便，工作可靠。
    • 种类
      • 铸铁管
        • 优点：强度高，耐腐蚀，使用寿命长，价格比钢管低。
        • 缺点：质地较脆，不耐振动和弯折，重量大。
        • 基本特征：承受压力一般为500－600kPa，单管长度为4、5、6m。它有各种标准铸铁配件，可在水管转弯、改变口径，分叉、交叉等连接处使用。
        • 接口形式
          • 承插式
            • 过去：采用先填麻丝或石棉绳，后填密封材料，一般用低水的水泥砂浆，此工序称为“打口”，俗称打麻。 目前：使用较多的是采用橡胶圈作内填料，代替打麻丝，用膨胀性材料(如膨胀水泥)做外填料。工序简单，减轻劳动强度，提高工效，并使接口略带柔性（半柔性接口）
          • 法兰式
            • 法兰接口，为刚性接口，将两水管两端的法兰盘用螺栓紧固。为使接口不漏水，在两法兰盘之间垫以3-5mm厚的橡胶垫片。法兰接口接头坚固严密，检修方便。常用于管道附件的连接，以及水泵房、水塔、净水厂内各构筑物的进、出水管的连接，还有输水管道过河管或倒虹吸管的连接。
      • 钢管
        • 分类：无缝钢管、焊接钢管
        • 优点：强度高、耐高压(600-900kPa)、抗振动、重量轻，单管长度大，易切割焊接。
        • 缺点：耐腐蚀性差，价格高。
        • 特征：钢管一般不做埋地管道，只在水压高、管径大、震动大的地段，以及穿越河流、铁路、高速公路或因地质、地形条件受限制的地区使用。
        • 接口：通常使用法兰盘连接和焊接，小口径也可以用丝扣连接。
      • 钢筋混凝土管
        • 优点：抗腐蚀能力强，经久耐用，价格低，口径大(最大口径可达9m)，承受压力可达400-600kPa。
        • 缺点：质地脆、重量大、强度低、不可切割。单管长度为2、4、5m。它无标准配件，在与铸铁管、钢管连接或变径时，需配用特制的铸铁管件。
        • 适用：适用于埋地管件，多做输水管道用。
      • 塑料管
        • 优点：内表面光滑、水头损失小、不易结垢、耐腐蚀、重量轻、加工和接口方便、价格低廉。
        • 缺点：强度低、热胀冷缩大、易老化
        • 分类
          • 聚氯乙烯管PVC：质地较硬脆．抗老化能力差．但价格低
          • 聚丙烯管PP：质地较软而有弹性，抗老化能力较强，但价格较高
        • 接口：有焊接、胶合剂粘接、热套接等。加强塑料管有丝扣连接的。
  • 水管配件
    • 配件又称元件或零件。在管线转弯、分叉、交叉、变径以及在连接其他附属设备处，必须采用各种水管配件。
    • 管线分叉用的三通，又称丁字管；管线转弯处采用的各种角度的弯管，又称弯头；水管变径用的渐缩管，又称异径管
• 给水系统总体布置
  • 形式
    • 单水源系统、多水源系统 地下水系统、地表水系统 有水塔系统、无水塔系统 统一给水系统、分压给水系统、分质给水系统
  • 遵循原则
    • (1)保证用户要求，并能在消防、事故时能及时供水。 (2)正确处理居民生活与工业生产、农业生产等用水的关系 (3)节约用地，少占良田，节能降耗，节约劳力。 (4)按近期规划设计，考虑远期发展，近远期相结合。 (5)根据总体规划、水源、地形、用户要求及原有工程条件等综合考虑。 (6)工业企业生产用水系统的规划布置应充分考虑供水的复用率，不仅要考虑经济效益，还要顾及社会、环境效益。 (7)优先考虑选用优质水源。取水时应注意保护水源。 (8)应执行现行的《室外给水设计规范》，并符合国家、地方城乡建设、卫生、公安、环保、水利、交通等部门的现行有关规范和规定。
  • 影响布置因素
    • 城镇总体规划
      • 给水规划必须符合国家的建设方针和政策。必须与城镇建设规划密切配合，既要满足近期的要求，又要适应未来的发展，并应便于分期建设
    • 水源
      • 水源的分布、种类、水质条件等，对给水系统的规划置都有直接的影响
    • 地形条件
      • ◎中小城镇如地形平坦、工业用水量小且对水压、水质无待殊要求时（统一给水系统） ◎大中城镇被河流分隔时，两岸工业和居民用水一般先分别供给，再考虑将两岸管网相互沟通（多水源供水系统） ◎地形起伏较大的城镇，可利用高地形设水塔 ◎地形高差大或管网延伸很远时采用分区给水，或局部加压给水
• 官网的管理和维护
  • 管网维护所需资料
    • ◎管线图：表明管线的位置、直径、埋深，阀门、消火栓的位置和用户接户管的位置、管径等，它是管网维护检修的基本资料。 ◎管线过河、过铁路和公路的构造详图和有关资料。 ◎阀门和消火栓记录卡：包括安装年月，地点、口径，型号和检修记录等。 ◎水池、水塔等调节构筑物的设计图纸及有关资料。 ◎竣工记录和竣工图：管线埋在地下，施工完毕埋土后难以看到，因此应及时绘制竣工图，将施工中的修改部分随时在设计图纸中订正，竣工图应在沟管回填土以前绘制。
  • 管网验漏
    • 漏水原因
      • ①管件材质：如管材质量差、有砂眼、有裂隙、管壁薄厚不均或长期使用后管材受腐蚀造成的质量下降等 ②施工质量：如接口不牢或不严、基础不平或沉陷、支墩不当、埋深不足、防腐不好等； ③偶然事故：如车辆压坏、水泵或阀门操作不当引起水锤或水压过高而导致水管破裂等。
    • 检漏方法
      • 直接观察法或实地观察法、听漏法、分区检漏法
  • 管网水压测定
    • 通过管网压力可以了解管网的工作情况和薄弱环节。测定时，应在有代表性的测压点进行，如消火栓或给水龙头，定时记录水压。当有自动记录压力仪时可得出24h水压变化曲线，并绘出等水压线，并能反映各条管线的负荷。
  • 管网流量测定
    • 毕托管测高差h,根据公式计算流速，计算流量。
  • 管道防腐
    • 按照腐蚀过程的机理，可分为化学腐蚀、电化学腐蚀和生物化学腐蚀。其中电化学腐蚀是给水管道最常见的。 目前管道防腐可分为三类：①利用非金属管材；②涂加绝缘层；③阴极保护
  • 刮管
    • 清除积垢方法
      • 水力清管法
      • 机械刮管法
      • 酸洗
  • 水质维护
    • ◎通过给水栓、消火栓和放水管，定期放出管中的部分“死水” ◎长期未用的管线或管线末端，在恢复使用时必须冲洗干净。 ◎管线延伸过长时，应在管网中途加氯，以提高管网边缘地区的余氯量，防止细菌繁殖。 ◎定期清管、刮管和衬涂水管内壁，以减少积垢对水质的影响。 ◎无论新敷设的管线或是检修的管线，竣工后均应冲洗消毒，直至排水的浊度和细菌指标合格为止。
• 给水系统的可靠性
  • 定义
    • 系统的可靠性是指在规定的状态下，在规定的时间内，系统完成预定功能的保证程度。
  • 分类
    • 只有工作组分的系统称为无备用系统 既具有工作组分又具有备用组分的系统称为有备用系统
  • 规定
    • 生活用水的供水量低于正常供水量的70%即为故障状态
  • 提供可靠性措施
    • 1.采用多水源给水系统 2.采用两条或多条平行管线输水，并在平行的输水管线之间加连通管。 3.当采用一条输水管线时，应该建造蓄水池，以保证在管线损坏检修时，利用水池为用户供水 4.水处理构筑物及清水池等至少设计两组，以便当一组发生故障时，至少能通过70％的设计流量 5.水泵应尽量采用同型号机组，并至少设一台备用泵 6.配水管网采用环状网
• 给水系统组成
  • 取水构筑物
    • 地下水取水构筑物
      • 垂直取水构筑物（井）
        • 筒井
          • 由人工开挖或沉井法施工，设置井筒，以截取浅层地下水深度小、口径大
        • 管井
          • 特点
            • 井管从地面打到含水层，抽取地下水深度大，口径相对小，50－1000mm
          • 构造
            • 井室
              • 用以安装各种提水设备(水泵、电动机、出水管)、保护井口和进行维修管理的场所。 防止井室积水进入井内，井口应高出地面(0.3-0.5m) 防止地层被污染，井口周围用不透水材料封闭(3m) 为保证井室内设备正常运行,井室应有采光、通风、防水防潮设施。
            • 井壁管
              • 材料：不透水实管（铸铁管、钢管、钢混管、塑料管） 安装在咸水层地段和不出水的粘性土层地段，用以加固井壁、隔离水质不良的含水层。 其内径应按水泵类型、吸水管外形尺寸来确定，通常大于或等于过滤器的内径 钢管可以用丝扣、焊接连接；钢混管常用管顶预埋钢板圈焊接 具有足够的强度，不能弯曲，经久耐用；内壁平滑以便安装抽水设备和井的清洗、维修
            • 过滤器
              • 圆孔、条孔过滤器
                • 材料：由金属或非金属管材加工制成的（钢管、铸铁管、钢混管及塑料管）
                • 特点：孔眼过大，进水通畅，但挡砂效果差；孔眼过小，挡砂效果好，但进水性能差 。过水孔眼数量多，进水性能良好，但强度减小。因此，过滤器的孔隙率取决于管材的强度
                • 适用：适用砾石、卵石含水层，而不适用于各类砂层含水层
              • 缠丝过滤器
                • 组成：以圆孔、条孔滤水管为骨架。并在滤水管外壁铺放若干条垫筋。然后在其外面用直径2—3mm的镀锌铁丝并排缠绕而成。
                • 适用：粗砂、砾石和卵石含水层
              • 包网过滤器
                • 组成：以圆孔、条孔滤水管为骨架。在滤水管外壁铺放若干条垫筋。然后包裹铜网、棕树皮或尼龙罗底布，再用铁丝缠牢而成
                • 适用：适用于各种砂层含水层
              • 钢筋骨架过滤器
                • 组成：将两端的钢制短管、竖向钢筋、支撑环焊接而成骨架。再以此为骨架，外边缠丝或包网组成过滤器
                • 适用：仅用于不稳定的裂隙含水层 不宜用于深度大于200m的管井和侵蚀性较强的含水层
              • 过滤器俗称花管，装在含水层 用以集取地下水，并阻挡小的砂粒进入井中，保持填砾和含水层稳定的部分 应有足够的强度和抗腐蚀性，良好的透水性，能有效阻挡含水层砂粒进入井中
            • 填砾层
              • 过滤器与含水层之间围填砂砾石层（有利于进水和阻挡砂粒）
            • 粘土封闭
              • 作用：在华北、西北地区，由于中、上部为咸水，而主要采取深部含水层的地下淡水。为防止咸水流入井中，必须将咸水层封闭
              • 要求：采用粘土封闭时，不能填入粉状粘土，应填入用优质粘土做成的粘土球，直径为3cm左右。呈半湿半干状，即使下沉到200m，在中途也不化解、封闭咸水层效果良好
            • 沉淀管
              • 位于井底，接在过滤器下面，用以沉淀进入井内的细小泥砂颗粒和自地下水中析出的其他沉淀物 既能贮存沉淀的泥砂，又不影响含水层的出水量 其长度视井深和井水沉砂可能性而定，一般为2－10m 实际钻井深度比设计井深要大，用于放置沉淀管
          • 建造施工步骤
            • 钻凿井孔
              • 回转钻进
                • 正循环回转钻进
                  • 泥浆通过钻杆从上往下灌
                    • 泥浆的作用？ 1.冷却钻头2.携带岩石碎屑3.保持井壁不坍塌
                • 反循环回转钻进
                  • 泥浆通过钻杆从下往上灌抽
                  • 优点
                    • 反循环在清除岩土碎屑的能力，比正循环钻进要高，进尺速度要快
                  • 缺点
                    • 是由于泥浆的回流仅靠泥浆泵的真空吸力作用，因此钻进深度有限，适用于打浅机井
                • 岩心回转钻进
                  • 石质岩心不动
                  • 基岩底层中使用 岩心钻头只切削粉碎沿井壁的岩石 岩心可取到地面上
                • 回转钻进是用回转钻机带动钻头旋转对地层切削、挤压、研磨破碎而钻凿成井孔的
              • 冲击钻进
                • 优点
                  • 冲击钻进钻具设备简单、轻便，为水井施工较广泛采用的一种方法 在钻凿卵、砾石层和含卵石的砂砾层具有优越性
                • 缺点
                  • 冲击钻进是不连续的过程，钻进效率较低，进尺速度慢
                • 冲击钻进主要是依靠钻头对地层的冲击作用来钻凿井孔。 钻机的动力通过传动装置使摇臂作往复运动，摇臂通过钢丝绳带动钻头在井中作上下住复运动冲击破碎地层。
            • 物探测井
              • 目的
                • 了解地层结构，含水层与隔水层的深度、厚度 了解地下水的矿化度和咸、淡水分界面 为井管安装、填砾和粘土封闭提供可靠资料
              • 常用
                • 最常用的是电法勘探测井，简称电测井。 不同地层的导电性能差异很大，利用电测仪器测得反映各地层导电性能的物理参数，可反推各地层的性质
              • 电测井方法
                • 电阻率测井
                  • ◎地下水矿化度越高，即地下水越咸，导电性越强，电阻率越小 ◎电阻率高的地方划分为淡水层，低的地方为咸水层大段低电阻率带与大段高 ◎电阻率带分界处，即可划分为咸淡水分界面 ◎砂粒越大，电阻率越高 ◎高阻异常和低阻异常划分含砂层和不给水的粘性土层
                • 自然电位测井
                  • ◎具有渗透性能的地层，离子浓度会扩散，正负离子迁移速度不同，负离子速度快 ◎淡水层：井液正离子多，产生正电位 ◎咸水层：井液负离子多，产生负电位
            • 冲孔换浆
              • 目的：井孔打成后充满泥浆，泥浆稠度大，含大量泥质，无法安装井管、填砾和粘土封闭，也会给洗井带来困难。因此下管前必须将井孔中的泥浆换成清水。 方法：用钻机将不带钻头的钻杆伸入井底，用泥浆泵吸取清水打入井中，将泥浆换出、此工序称为冲孔、换浆 注意：清水的护壁作用不如泥浆好，有可能造成井壁局部坍塌，所以换浆完毕后应立即下管。 破壁：井孔中的泥浆向含水砂层中渗透，在含水砂层部位的井壁上形成一层几个毫米厚的泥浆壁，俗称泥皮，它对砂层出水量的影响大。可以用特制的设备将泥皮刮掉，此工序称为破壁
            • 井孔安装
              • 换浆后，应立即安装井管，简称下管 下管前应根据凿井资料和电测井资料，确定过滤器的长度及安装位置，又称排管 下管的顺序：一般为沉淀管－过滤器－井壁管
            • 其他工序
              • 围填砾料
              • 粘土封闭
              • 洗井
              • 抽水试验
              • 管井验收
        • 大口井
          • 特征：广泛用于开采浅层地下水的取水构筑物。井径大于1.5m。常用大口井直径为5-8m，最大不宜超过10m，井深一般在15m以内
          • 优点：构造简单、取材容易、施工方便、使用年限长、容积大能兼具调节水量的作用
          • 缺点：深度较浅，对水位变化适应性差
        • 辐射井
          • 分类：①集水井底与辐射管同时进水适用于厚度较大的含水层(5-10m) ②集水井底封闭，仅靠辐射管集水适用于较薄的含水层（<5m）
          • 优点：管理集中，占地省，便于卫生防护
          • 缺点：施工技术难度较大，成本较高
        • 复合井
          • 当含水层厚度很大，或是在上方含水层下面还有可以开采利用的含水层时。为充分利用含水层，增大井的出水量，在大口井下面接着再打一个管井，就组成了复合井。（大口井和管井的组合）
        • 分段取水井组
          • 相邻两井的过滤器之间必须有一定的垂直距离，一般为5-10m 浅、中、深井也必须保持一定的水平距离，一般为5-10m
          • 还可以利用浅、中、深井采取不同含水层的地下水，组成分层取水井组
      • 水平取水构筑物（渠）
        • 渗渠
          • 特点
            • ①主要集取浅层地下水的水平地下水取水构筑物 ②通常只适用于开采埋深小于2m、厚度小于6m的含水层 ③渗渠的深度一般为4—7m。
          • 布置形式
            • 常在河流附近铺设 主要埋设于河漫滩、河流阶地含水层中 用以集取河流下渗水和河床潜流水
          • 构造
            • 由集水管、集水井和检查井组
    • 地表水取水构筑物
      • 江河固定式取水构筑物
        • 岸边取水构筑物
          • 特点：直接从江河岸边取水，它由进水间和泵房两部分组成。
          • 适用：江河岸边较陡、主流近岸、岸边有足够水深、水质和地质条件好、水位变幅不大的情况
          • 分类：按进水间与泵房的关系，分为合建式和分建式两种
        • 河床式取水构筑物
          • 特点：利用伸入江河中心的进水管和固定在河床上的取水头部取水的构筑物。 由取水头部、进水管、集水间和泵房等组成。
          • 适用
            • 河床稳定、河岸平坦、枯水期主流远离岸边、岸边水深不够或水质不好，而河中心又具有足够的水深或水质较好时
          • 分类
            • 按集水间和泵房的关系
              • 合建式 分建式
            • 按进水管的形式
              • 自流管取水 虹吸管取水 水泵直接吸水 桥墩式取水
        • 斗槽式取水构筑物
          • 特点：在岸边式取水构筑物之前设置进水斗槽。水进入斗槽后流速下降泥沙易于沉淀，水内冰易于上浮。设斗槽的目的在于减少泥沙和冰凌进入进水孔。
          • 适用：取水量大、河流含沙量大、漂浮物多、冰絮较严重的情况
          • 分类：按水流进入斗槽的方向，分为顺流式、逆流式和双流式。
        • 取水量大、取水可靠、维护管理简单、适用范围广 但投资大、水下工程量大、施工期长、一般适合于水源水位变幅不大的情况
      • 江河移动式取水构筑物
        • 浮船式取水构筑物
          • 组成
            • 浮船
              • 浮船有木船、钢板船、钢丝网水泥船等； 浮船一般制造成平底形式，平面为矩形，断面为梯形； 浮船随河流水位而上下升降。
            • 取水泵
              • 水泵在浮舱上的平面布置，有纵向和横向之分； 水泵的竖向布置有上承式和下承式两种
            • 联络管
              • 联络管是浮船的总出水管与岸坡上固定的输水管相连接的管段。 常用的连接方式有阶梯式和摇臂式两种。
            • 输水管
        • 缆车式取水构筑物
          • 组成：泵车、坡道或斜桥、输水管和牵引设备
          • 特征：随着河流水位的涨落，泵车可以由牵引设备带动，沿坡道上的轨道上下移动。
          • 优点：较浮船稳定，受风浪影响小，移动方便。
          • 缺点：水下工程多，投资大
          • 适用：宜在水位变幅大、冰凌和漂浮物较少的河流上采用。
          • 选用：当岸边地质条件好，坡度适宜时，可采用斜坡式坡道； 当岸坡较陡或地质条件差时，可采用斜桥式坡道。 当取水量大，供水可靠性要求高时，应不小于2部泵车。每部泵车上不少于2台水泵。
        • 水源水位变幅大、供水要求急和取水量不大时 优点：具有投资小、施工期短、见效快、水下工程量小、对水源水位变化适应性强、便于分期建设等 缺点：维护管理复杂、易受水流、风浪、航运的影响、取水可靠性差、适用于取水量小的情况
  • 水处理构筑物
  • 泵站
    • 将系统所输送的水量提升到要求的高度，是整个给水工程系统的心脏。
    • 一级泵站
      • 是取水构筑物的一部分，将原水提升并输送到水处理构筑物或直接送到用户或水塔并达到所需的高度。
    • 二级泵站
      • 设于水厂内，将水厂已经净化的成品水输送到水塔或直接送到管网供用户使用。
    • 三级泵站
      • 设于输水管或配水管网的中间，用以提高输水管或配水管网中的水压。
  • 输水管渠
    • 作用
      • 将原水送到水厂
        • 可用管道、明渠、暗渠
      • 将成品水送到配水管网
        • 一般只能用管道（以免水质在中途受到污染）
    • 输水方式
      • 重力输水
      • 压力输水
      • 两者结合
    • 输水原则
      • 从保证安全供水的角度考虑，一般不采用单管输水 当用水量大，供水不允许间断时，输水管一般不少于两条 当输水量小且输水管长，或有其他水源可以利用时，可以考虑采用一条输水管
    • 输水管定线原则
      • 1必须与城镇建设规划相结合 2缩短路线长度，尽可能少占农田，减少拆迁 3尽量沿现有道路定线，以便施工、检修、维护 4利用地形，最好能全部或部分采用重力输水 5减少与铁路、公路和河流的交叉 6管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理 7当输水管会遇到山嘴、山谷、独山等障碍地段以及穿越河流和干沟等。选线时应考虑是延长路线绕过还是穿过
    • 定线程序
      • 1.在小比例地形图上进行定线，根据水源和水厂的位置，初步拟定几个可能的定线方案 2.沿线勘察了解 3.再用较大比例的地形图(带状图)进行精确定线
  • 配水管网
    • 作用
      • 是将成品水分配到供水区的各用户的全部管道
    • 配水管网布置要求
      • 1.按城镇规划图布置，考虑分期建设，并留有发展余地。 2.管线遍布整个供水区，保证水量和水压。 3.必须保证供水安全可靠，当局部管线发生事故时，断水范围应减到最小。 4.管线距离最短，降低造价和供水能量费用。
    • 配水管网形状
      • 树状网
        • 结构图例
        • 优点：管线最短，造价最低
        • 缺点：可靠性较差，末端水质变坏，有水锤作用
          • 水锤作用：在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用。
        • 适用于小城镇或小型工矿企业区
      • 环状网
        • 结构图例
        • 优点：使断水范围减到最小，提高可靠性，减小水锤作用
        • 缺点：管线长，造价较高
        • 适用于大中城市供水
      • 选择原则
        • 1.为了安全性最好采用环状网，为了经济性最好采用树状网 2.现有城镇的配水管网，多数都是环状网和树状网的合，在城镇中心地区布置成环状，在郊区则为树状网 3.对于供水可靠性要求较高的工矿企业，则必须采用环状网，并用树状网或双管输水到个别较远的车间
          • 如何解决安全性与经济性的矛盾？ 城镇建设初期一般可采用树状网，以后随着城镇的发展再逐步连成环状网
    • 管网的组成
      • 干管
        • 用于输水到各供水区，管径较大
      • 连接管
        • 用于干管之间的连接，使之成环
      • 布设： ①沿两侧均有较大用户的道路敷设，以减小配水管的数量和距离； ②方向为二级泵站输水到水池、水塔或大用户的水流方向，使管线最短； ③在供水区范围内，循水流方向可布置几条平行的干管，既要考虑投资，又要顾及供水的安全 ④平行干管之间应按适当的距离设置连接管形成环状网（为什么？以保证在干管发生事故时、能及时关闭事故管段，从而缩小断水范围，提高可靠性） ⑤尽量避免在高级路面或重要道路下通过，一般布置在人行道、绿化带或非机动车路下面 ⑥尽可能在地形较高的位置，这样可以在保证配水管附近有足够水压的同时，减小干管内压力，增加干管供水的安全性
      • 分配管
        • 用于从干管或连接管上配水到用户，管径较小
          • 布设原则： 在供水区内应尽量均匀尽量采用环状管线，同时应与不同方向的干管连接 采用树状管线时，管线不宜过长，以避免管线末端用户的水压不足
      • 进户管
        • 是出配水管向建筑物或工矿企业等用户内进水的管线
          • 布设原则： 一般的建筑物用一条进户管 大户或重要用户，可采用两条以上的进户管，并由不同方向接入，以增加供水的安全性
      • ①敷设在街坊道路或工厂车间路的路边上 ②配水管的管径一般由消防流量确定，最小管径为100mm，大城市采用150-200mm
    • 管网节点
      • 绘制：◎在设计图和施工图上应绘出节点详图，用标准符号绘出各个配件和附件及其连结方式，注明其名称、材料和尺寸，为预算和备料提供准确可靠的资料。 ◎配件、附件规格必须使用市场上供应的标准型号 ◎节点详图可不按比例绘制，其大小根据节点构造的复杂程度而定，但管线方向和相对位置需与管网总图一致。 ◎节点详图可以从节点出引线到图纸较空闲的地方放大详细绘制
      • 注意事项
        • (1)节点处水力条件应良好，避免局部壅水现象。 (2)配件连接要紧凑，在满足要求的条件下，管件应最少。 (3)三通的支管管径不能大于主管管径。 (4)管线折弯时，一定要保持管线弯曲部分连接圆缓渐变，防止拐硬角。
    • 附属设备布设
      • 阀门
        • 作用：用以调节流量或水压、进行管道的分区或分段检修，事故时隔离损坏管段。 设定：阀门的位置和数量应根据管线长短、供水重要性和维修管理情况而定。干管上400-600m设一个
        • 常用
          • 闸阀
            • 特征：靠阀门腔内的闸板升降控制水流通断和调节流量的大小
            • 分类
              • 阀门内的闸板有楔式和平行式两种。 根据阀门使用时阀杆是否上下移动，可分为明杆和暗杆两种。
          • 蝶阀
            • 特征：将闸板安装在中轴上，靠中轴的转动带动间板转动来控制水流。
            • 特点：结构简单，开启方便，体积小，重量轻，目前得到广泛应用。
            • 适用：由于密封结构和材料的限制，蝶阀只在中、低压管线上使用
        • 口径
          • ◎阀门口径一般和水管直径相同，当管径较大时，为降低阀门的造价，可安装口径为0.8倍水管直径的阀门。 ◎大口径的阀门，在手工开启或关闭时，劳动强度大，费时长。所以直径较大的阀门都安装行齿轮传动装置，或者应用电动传动装置启闭阀门
        • 单向阀
          • 又称止回阀或逆止阀
          • 作用：限制水流朝一个方向流动
          • 安装：阀门的闸板上方根部安装在一个铰轴上，闸门可以绕铰轴前后转动。
        • 排气阀
          • 安装在管线的隆起部位，用以排除管内积聚的空气； 在管道需要检修、放空时进入空气，保持排水通畅； 在产生水锤时可使空气自动进入，避免产生负压。
        • 泄水阀
          • 在管线下凹部位须安装排水管，在排水管近水管的部位安装控制水流的阀门，此即泄水阀。 平时关闭，排水时才开启，用以排除水管中的沉淀物以及检修时放空水管内的存水。
      • 支墩
        • 在管线接口、弯曲、三通、缩管、水管末端等处，由于水流的作用，都会受到一定的拉力，有可能松动脱节而发生事故，设置支墩用以承受水流作用力，保护这些管件的安全牢固。
      • 架空管
        • 作用：当给水管线通过河流、沟谷、渠道时，如河道、沟谷、渠底较深，冲刷较严重，河道变迁较快时，给水管道须架空通过。
        • 架设：①若能架设在现有桥梁下穿越则最为经济，施工、维护和检修也都方便，通常可架设在桥梁人行道下面。 ②当无现成桥梁可利用或水管管径较大时，可架设专门的水管桥，水管桥的高度、跨度应不影响航运
        • 优点：便于维护管理，防腐性好，检修方便
        • 缺点：易遭破坏，防冻性差
      • 消火栓
        • 分类
          • 地上式消火：栓设有一个100mm和两个65mm接水口 地下式消火：栓设有100mm和65mm栓口各一个。
        • 布置
          • 使用方便、易于寻找的地方，如街口路侧及醒目处。
          • 距建筑物外墙应不小于5m 距车行道边距离不大于2m 两个消火栓的距离不超过120m
  • 调节构筑物
    • 作用
      • 贮存和调节水量，包括各类贮水构筑物
    • 常用
      • 清水池
        • 清水池设于水厂内贮存成品水
      • 水塔
        • 由于水塔的容积有限，大城市通常不设水塔
        • 中小城镇或企业内部常设水塔
        • 根据城镇地形特点，水塔可设在管网的起端、中间或末端。
      • 高地水池
      • 水塔或高地水池设于管 网中，调节管网中的水 量，还兼有保证水压的 作用。
  • 泵站、输水管渠、配水管网和 调节构筑物总称为输配水系统。 从给水系统整体看，输配水系 统是投资最大的子系统