第3章给水排水管道系统.ppt

第3章 给水排水管道系统,3.1 给水排水管道系统的任务和组成3.2 给水排水管道系统规划和布置3.3 给水排水管道系统主要设计内容、方法和要求3.4 给水排水管道系统运行管理3.5 给水排水管道材料,3.1 给水排水管道系统的任务和组成,给水排水管道系统组成：管道（或渠道）和相应附属构筑物管道：承担水的输送任务附属构筑物：水压提升机水量调控以及污（废）水和雨水的收集等作用,3.1.1 给水管道系统任务和组成,1、给水管道系统示意图,1-取水构筑物；2-一级泵站；3-处理构筑物；4-清水池；5-二级泵站；6-输水管道；7-配水管网；8-水塔,2、给水管道系统组成,(1)输水管(渠)道6 是指在较长距离内输送水量的管道或渠道,输水管(渠)道一般不沿线向两侧供水。(2)配水管网7 是指分布在整个供水区域内的配水管道网络(3)泵站2、5 泵站是输配水系统中的加压设施，一般由多台水泵并联组成，当水不能靠重力流动时，必须使用水泵对水流增加压力，以使水流有足够的能量克服管道内壁的摩擦阻力，在输配水系统中还要求水被输送到用户连接地点后有符合用水压力要求的水压，以克服用水地点的高差及用户的管道系统与设备的水流阻力,2、给水管道系统组成,(4)水量调节设施 有清水池，又称清水库和高位水池(或水塔)等形式。(5)给水管道上的附属构筑物 减压设施用减压阀和节流孔板等降低和稳定输配水系统局部的水压，以避免水压过高造成管道或其他设施的漏水、爆裂、水锤破坏，或避免用水的不舒适感 检查井、消火栓、阀门井、水表井等等,3.1.2 排水管道系统的任务和组成,1、排水管网示意图,1排水管道2水量调节池3提升泵站4输水管道(渠)5污水处理厂,2、排水管道组成,废水收集设施及室内排水管道 收集住宅及建筑物内废水的各种卫生设备，它们既是人们用水的容器，也是承受污水的容器，又是污水排水系统的起点设备。(2)排水管道 指分布于排水区域内的排水管道(渠)，其功能是将收集到的污水、废水和雨水等输送到处理地点或排放口，以便集中处理或排放。,(3)排水管道系统上的构筑物 排水管道系统中设置有雨水口、检查井、跌水井、溢流井、水封井、换气井、倒虹管等附属构筑物及流量等检测设施，便于系统的运行与维护管(4)排水调节池 指拥有一定容积的污水、废水和雨水储存设施(5)提升泵站及压力管道 排水一般按重力流输送，因此管道需按一定坡度敷设，但往往由于受到地形等条件的限制而需要把低处的水向高处提升，这时就需要设置泵站。,(6)废水输水管(渠)指长距离输送废水的压力管道或渠道。(7)出水口及事故排出口 排水管道的末端是废水排放口，与接纳废水的水体连接。,3、排水管道各个组成部分作用,(1)废水收集设施及室内排水管道 收集住宅及建筑物内废水的各种卫生设备，它们既是人们用水的容器，也是承受污水的容器，又是污水排水系统的起点设备。生活污水从室内排水管道系统(经水封管、支管、竖管和出户管)等流入室外居住小区管道系统。在每一出户管与室外居住小区管道相接的连接点设检查井，供检查和清通管道之用。(2)排水管道1)居住小区管道系统2)街道排水管道系统。,敷设在居住小区内，连接各建筑物出户管和雨水口的管道系统。它分小区支管和小区干管。小区支管是指布置在居住组团内与接户管连接的排水管道，一般布置在组团内道路下。小区干管是指居住小区内，接纳居住组团内小区支管流来的废水或雨水的排水管道，一般布置在小区道路或市政道路下。,生活污水收集系统1房屋卫生设备2水封3支管4竖管5出户管6庭院污水管道7连接支管8窨井,街道路面雨水排水口a)边沟雨水口b)侧石雨水口1雨水进口2连接管3侧石4道路5人行道,(3)排水管道系统上的构筑物,排水管道系统中设置有雨水口、检查井、跌水井、溢流井、水封井、换气井、倒虹管等附属构筑物及流量等检测设施，便于系统的运行与维护管理。,(4)排水调节池,指拥有一定容积的污水、废水和雨水储存设施。用于调节排水管道流量或处理水量的差值。通过水量调节池可以降低其下游高峰排水量，从而减少输水管渠或污水处理设施的设计规模，降低工程造价。,(5)提升泵站及压力管道,图1-17排水提升泵站1进水管2格栅3水泵4电动机5起重设备,(6)废水输水管(渠),指长距离输送废水的压力管道或渠道。为了保护环境，污水处理设施往往建在离城市较远的地区，排放口也选在远离城市的水体下游，都需要长距离输送。,(7)出水口及事故排出口,排水管道的末端是废水排放口，与接纳废水的水体连接。为了保证排放口部的稳定，或者使废水能够比较均匀地与接纳水体混合，需要合理设置排放口。事故排出口是指在排水系统发生故障时，把废水临时排放到天然水体或其他地点的设施，通常设置在某些易于发生故障的构筑物面前(如在总泵站的前面)。,3.2 给水排水管道系统规划和布置,3.2.1 给水管道系统规划和布置1、给水系统的总体布局1）统一供水系统2）分质供水系统3）分区供水系统（1）并联分区供水系统（2）串联分区供水系统4）分压供水系统5）不同输水方式的供水系统（1）重力输水供水系统（2）重力和水泵加压相结合的供水系统,1）统一供水系统,城市居民生活饮用水，工业生产用水等，都按生活饮用水水质标准，用统一的管道系统供给用户。,2）分质供水系统,3）分区供水系统,并联分区供水系统a高区b低区1净水厂 2水塔,串联分区供水系统a高区b低区1净水厂2水塔3加压泵站,4）分压供水系统,分压供水系统1净水厂2二级泵站3低压输水管 4高压输水管5低压管网6高压管网7水塔,5）不同输水方式的供水系统,（1）重力输水供水系统,重力和水泵加压相结合的供水系统1、3泵站2、4高位水池,2、配水管网布置1）给水管网布置原则按照城市总体规划，结合当地实际情况布置给水管网，并进行多方案技术经济比较。(2)管线应均匀地分布在整个给水区域内，保证用户有足够的水量和水压，并保持输送的水质不受污染。(3)力求以最短距离敷设管线，并尽量减少穿越障碍物等以节约工程投资与运行管理费用。(4)必须保证供水安全可靠，当局部管线发生故障时，应保证不中断供水或尽可能缩小断水的范围。(5)尽量减少拆迁，少占农田或不占农田。(6)管渠的施工、运行和维护方便。(7)规划布置时应远近期相结合，考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地。,2）给水管网布置的基本形式（1）树状网(a)（2）环状网(b),a,b,1：二级泵站；2：管网,（3）树状网和环状相结合,3.2.2 排水管道系统规划和布置,1、城市排水体制定义：对城市污水和雨水（包括冰雪融化水）的汇集排水方式。形式：1）合流制排水系统2）分流制排水系统,(1)直排式合流制排水系统管道系统的布置就近坡向水体，分若干排出口，混合的污水未经处理直接排入水体(图1-18)，我国许多老城市的旧城区大多采用的是这种排水体制。(2)截流式合流制排水系统这是为了改善老城市直排式合流制排水系统严重污染水体的缺点而采用的一种排水体制(图1-19)。(3)完全合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水集中于一条管渠排除，并全部送往污水处理厂进行处理(图1-20)。,直排式合流制排水系统,截流式合流制排水系统,完全合流制排水系统,(1)完全分流制排水系统 在同一排水区域内，既有污水管道系统，又有雨水管道系统(图1-21)。(2)不完全分流制排水系统 这种体制只有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统(图1-22)。,完全分流制排水系统,不完全分流制排水系统,半分流制排水系统,2、排水管道系统布置1）排水管道系统布置原则按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管道，并对多方案进行技术经济比较。(2)首先确定排水区界、排水流域和排水体制，然后布置排水管道，应按从主干管、干管、支管的顺序进行布置。(3)充分利用地形，尽量采用重力流排除污水和雨水，并力求使管线最短和埋深最小。(4)协调好与其他地下管线和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接。(5)规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护方便。(6)规划布置时应远近期相结合，考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地。,2）排水管道系统布置形式,城镇排水管道系统布置形式a)正交式；b)截流式c)平行式；d)分区式e)分散式；f)环绕式1城镇边界2排水流域分界线3干管4主干管5污水厂6泵站7出水口,区域排水系统平面示意图1区域干管2压力管道3新建城市污水干管4泵站5废除的城镇污水厂6区域污水厂,3.3 给水排水管道系统主要设计内容、方法和要求,3.3.1 给水管道系统主要设计内容、方法和要求1、设计流量计算设计流量：是用以确定各部分供水能力或管道直径 的流量。各部分设计流量选定：1）一级泵站、原水输水管：均按最高日、平均时用水量计算2）二级泵站：按最高日、最高时用水量计算3）清水输水管道：管网中无水塔或调解水库时：按最高日、最高时管网中有水塔或水库时：按最高日、最高时用水量减去水塔 输出的流量4）配水管网：按最高日、最高时,2、配水管网中的管段设计流量计算 1）管网的简化 在管网计算中，城市管网的现状核算及旧管网的扩建计算最为常见。由于给水管线遍布在街道下，不仅管线很多而且管径差别很大，若计算全部管线，实际上既无必要，也不大可能。因此，保留主要的干管，略去一些次要的、水力条件影响较小的管线，使简化后的管网基本上能反映实际用水情况，大大减轻计算工作量。通常管网越简化，计算工作量越小。（1）简化方法,分解 只有一条管线连接的两个管网，可以把连接管线断开，分解成为两个独立的管网；有两条管线连接的分支管网，若其位于管网的末端且连接管线的流向和流量可以确定时，也可以进行分解；管网分解后即可分别计算。(2)合并 管径较小、相互平行且靠近的管线可考虑合并(3)省略 管线省略时，首先略去水力条件影响较小的管线，即省略管网中管径相对较小的管线。,管网简化,2）管网的流量分配（1）树状管网流量分配任一管段流量等于该管段以后各节点流量之和,（2）环状管网流量分配保持节点处流量平衡，即：对任一节点而言，进入节点的流量必须等于流出节点的流量（箭头方向表示流量的进出）,说明：1、按最高日最高时用水量计算的流量，是用以计算管道直径的，其他时间，流量是不同的，而且是不断变化的。2、只是初步的流量分配，在确定管径并通过水力计算后，各管段流量还会有所调整,3、管径计算4、管道系统的水力计算目的：求出管道水头水头损失，进而求出管网及输水管中各节点水压以及泵站扬程,1）树状管网水力计算管段流量是惟一的，根据此流量确定管径后，就可算出水头损失，进而求出节点水压和水泵扬程或水塔高度。2）环状管网水力计算管段流量不惟一根据初步流量分配求得管径且采用标准管径后，所计算的水头损失和节点压力可能存在如下问题：举例说明：,节点1水压H1已知（水泵提供）循管线1-2-4所求节点4压力H4=H1-(h1-2+h2-4）循管线1-3-4所求节点4压力H4=H1-(h1-3+h3-4）H4（或=）H4实际管网中一个节点只有一个压力，即H4=H4，如果H4-H4=h,h叫做管网闭合差通过流量调整使整个环的h0，称为管网平差,5、水泵扬程计算水泵扬程：水泵提升高度根据控制点地面与水泵吸水井水位高差、所需最小服务水头、沿管网起端循环任一条线路至控制点的管线水头损失及输水管水头损失等，即可求出水泵扬程,3.3.2 污水管道系统主要设计内容、方法和要求,1、污水设计流量计算城市污水量：居民生活污水量和工业废水量，工业企业职工生活污水及少量地下渗入污水管的水量。设计管段：凡采用同一设计流量、同一管段和统一坡度的两检查井之间的管段。每一管段流量包括三部分：(1)本段流量q1所谓本段流量是指从本管段沿线街坊流来的污水量。(2)转输流量q2转输流量是指从上游管段和旁侧管段流来的污水量。(3)集中流量q3集中流量是指从工业企业或其他大型公共设施流来的污水量。,2、污水管道系统水力计算,1）污水管道中污水流动的特点 在污水管道中，污水由支管流入干管，再由干管流入主干管，最后由主干管流入污水处理厂，经处理后排放或再利用。管道的管径由小到大，分布类似河流，呈树枝状。它与给水管网的环流贯通情况截然不同。污水在管道内依靠管道两端的水面高差从高处流向低处，是不承受压力的，即为重力流。2）污水管道水力计算的设计参数(1)设计充满度在设计流量下，污水在管道中的水深h与管道直径D的比值(h/D)称为设计充满度，它表示污水在管道中的充满程度，如图8-2所示。,(2)设计流速与设计流量、设计充满度相对应的水流平均速度称为设计流速。管内最小设计流速定为0.6m/s金属管最大设计流速为10 m/s非金属管最大设计流速为5m/s,充满度示意,(3)最小设计坡度 在污水管道系统设计时，通常使管道敷设坡度与地面坡度一致，这对降低管道系统的造价非常有利。若地势平坦，为减少管道埋深，可能会导致坡度过小，从而使管内流速小于最小流速，这时，管道坡度就应按最小设计流速下的坡度设计，称最小设计坡度。管径200mm，最小设计坡度0.004；管径300mm，最小设计坡度0.003(4)最小管径一般在污水管道系统的上游部分，污水设计流量很小，若根据设计流量计算，则管径会很小，极易造成堵塞，养护管理困难。街坊和工厂区为200mm，街道下为300mm,3.3.3 雨水管渠系统设计特点,1、设计流量与设计暴雨强度、汇水面积和地面覆盖情况（用径流系数表示）有关1）设计暴雨强度概念：是指一定年限内可能出现一次的暴雨（称重现期），在一定降雨历时内，单位汇水面积上的雨水量。计算：根据雨水排除要求，先确定重现期和降雨历时，而后按暴雨强度公式求出设计暴雨强度。暴雨强度公式在水文学中有详细介绍,2）汇水面积汇水面积是指雨水管渠所汇集和排除雨水的地面面积，用F表示，常以公顷hm2或平方公里km2为单位。一般的大暴雨能覆盖15km2的地区，有时可高达数千km2。但是，对于城市排水系统，汇水面积一般较小，一般小于100km2，其最远点的集水时间往往不超过35h，大多数情况下，集水时间不超过60120min。3）径流系数设计时，可按各类地面面积采用加权平均法，求得整个汇水面积上平均径流系数，如下图：,径流系数值,某小区平均径流系数计算表,国内部分城市采用的综合径流系数,城市综合径流系数,当设计暴雨强度、汇水面积和径流系数确定之后，就进行设计流量计算设计流量=径流系数设计暴雨强度汇水面积,2、雨水管渠水力计算,1）雨水管渠水力计算设计参数(1)设计充满度由于雨水较污水清洁，对水体及环境污染较小。(2)设计流速因为雨水管渠内的沉淀物一般是泥砂、煤屑等，为防止雨水中所夹带的泥砂等无机物在管渠内淤积而堵塞管道，室外排水设计规范中规定，雨水管渠(满流时)的最小设计流速为0.75m/s。,明渠最大设计流速,(3)最小管径室外排水设计规范中规定，在街道下的雨水管道，最小管径为300mm，雨水口连接管最小管径为200mm。(4)最小坡度雨水管道的设计坡度，直接影响管道的埋深和工程造价。(5)最小埋深与最大埋深具体规定与污水管道相同。(6)管渠的断面形式雨水管渠一般采用圆形断面，当直径超过2000mm时也可采用矩形、半椭圆形或马蹄形断面，明渠一般采用梯形断面。,雨水管道最小管径和最小坡度,3、雨水径流量调节,1）雨水径流调节的意义 因雨水管渠系统设计流量中包含了高峰时段的降水径流量，故设计流量很大。随着城市化的进程，不透水地面面积的增加，雨水的径流量相应增大，从而增加了雨水管渠的断面尺寸，提高了雨水管渠系统的工程造价。2）雨水径流调节方法管渠容积调洪法此法是利用管渠本身的调节能力蓄(2)建造人工调节池或利用天然洼地、池塘、河流等蓄洪此种方法的特点是：蓄洪能力大，可以有效地减小调节池下游管渠断面，降低管渠的造价，提高经济效益。,3.3.4 合流制管渠设计特点,截流式合流制组成示意图合流管道截流管道溢流井溢流堰出水口污水处理厂,截流式合流制排水系统布置,排水管渠的布置应使排水面积上生活污水、工业废水和雨水都能合理地排入管渠，管渠尽可能以最短的距离坡向水体2)在排水区域内，如果雨水可以沿道路的边沟排泄，这时可只设污水管道，只有当雨水不宜沿地面径流时，才布置合流管渠，截流干管尽可能沿河岸敷设，以便于截流和溢流。3)沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，在截流干管的适当位置上设置溢流井，以保证超过截流干管的设计输水能力的那部分混合污水，能顺利地通过溢流井就近排入水体。4)在截流干管上，必须合理地确定溢流井的位置及数目，以便尽可能减少对水体的污染，减小截流干管的断面尺寸和缩短排放渠道的长度。,5)在汛期，因自然水体的水位增高，造成截流干管上的溢流井，不能按重力流方式通过溢流管渠向水体排放时，应考虑在溢流管渠上设置闸门，防止洪水倒灌，还要考虑设置排水泵站提升排放，这时宜将溢流井适当集中，利于排水泵站集中抽升。6)为了彻底解决溢流混合污水对水体的污染问题，又能充分利用截流干管的输水能力及污水处理厂的处理能力，可考虑在溢流出水口附近设置混合污水贮水池，在降雨时，可利用贮水池积蓄溢流的混合污水，待雨后将贮存的混合污水再送往污水处理厂处理。,3.3.5 排水管道系统优化设计,1、优化设计内容：管道系统布置优化：管道定线、中途泵站设置数目与位置、与障碍物交叉所采用的工程措施及出水口位置和形式等管道设计参数的优化：管渠断面尺寸、管渠长度、管渠坡度、管渠埋深以及管渠材料等。以上两种优化是互相关联的2、优化目的：保证排水管道系统正常运行情况下，总费用最低。,3、排水管道系统优化设计 以费用为目标函数，以设计规范中有关规定为约束条件，建立优化设计数学模型。费用：管道费、施工费、提升泵站建造费和运行电费等。如具备有关费用指标，提出数学模型，再以最大和最小设计流速、最大充满度、最小管径、最小覆土厚度等为约束条件，求函数最小值，可得最优管径、坡度或埋深等。由于排水系统很复杂，只有借助于计算机才能完成优化设计计算。,3.4 给水排水管道系统运行管理,3.4.1 给水管道系统运行管理给水管道系统运行管理的要求：水量足够，水压平均，水质保证，供水安全；运行经济1、检漏1）给水管网漏损的原因（5个）(1)旧城管网管材腐蚀老化、年久失修旧城管网所用管材主要是灰口铸铁管和普通钢管，因年久失修，漏失甚是严重。(2)施工质量也是引起给水管网损漏的重要因素安装管理不规范，所用材料质量把关不严，沟槽基础和土方回填不合格，而导致的安装漏失严重。,(3)管网运行工况调配不合理，部分区域没有自动调压装置对于工矿企业少、日变化系数大的城市，因夜间压力过大而造成的无为漏失。(4)检漏设备不健全检漏队伍未经正规培训，人员技术力量薄弱，检漏力度不大。(5)爆管市政施工、建筑施工时基槽开挖使管身两侧受土压力不均或直接破坏管道，车辆等外力辗压，均会造成管道发生意外爆管事故。2）检漏的方法（5个）(1)音听法该法使用最久，一般地下管道的检漏可采用此法，用音听法检漏前应掌握被检查管道的有关资料，然后用电子音听器(或听棒)在可接触点(如消火栓、阀门)听音，以初步判断该点附近是否有管道漏水。,(2)相关分析检漏法该法一般是使用在二接触点距离不大于200m，DN400的金属管，尤其是深埋的或经常有外界噪声的管段的情况下，二个探测器必须直接接触管壁或阀门、消火栓等附属设备，探测器与相关仪间的信号传输，可采用有线或无线传输的方式。(3)区域检漏法该法适用于居民区和深夜很少用水的地区，采用该检漏法时，区内管网阀门必须均能关闭严密，检测范围宜选择23km管长或20005000户居民为一个检漏小区，检漏宜在深夜进行，应关闭所有进入该小区的阀门，留一条管径为DN50的旁通管使水进入该区，旁通管上安装连续测定流量计量仪表。,(4)区域装表法该法一般用在单管进水的居民区，以及一、二个进水管外其他与外区联系的阀门均可关闭的地区。(5)采用区域检漏兼区域装表检漏时，在检漏区同时具有区域装表法及区域检漏的装置。2、管道腐蚀和结垢的防治与清除1）金属管道腐蚀和结垢的防治方法阴极保护（防止电化学腐蚀）、金属表面涂层（如油漆、沥青等）、采用非金属管道、在可能条件下进行水质稳定处理，调整水的pH值等。2）清除方法高速水流冲洗、压缩空气和水力同时冲洗、化学清洗、机械刮管等管道清洗后，应随即进行内壁涂料衬里以防再度腐蚀结垢,3、管网水质的改善1）影响管网水质的因素（5个）(1)出厂水水质状况包括两个方面，一是水质的合格率，二是水质的稳定性。(2)输配水管网状况 从出厂水到用户终端要经过漫长的管网和蓄水措施，往往需要几个小时，甚至几天。(3)二次供水设施状况 目前，部分城市二次供水设施，如蓄水池、高位水箱等卫生状况不甚理想，存在不少问题，一旦这些设施内的水由于管网失压等原因倒流入管网，就会使局部管网水质恶化。,(4)加氯消毒状况 为了保证出厂水和管网水的水质，消毒是必不可少的环节。(5)其他因素 这主要指由于一些用户终端引起的污染，如用管道直接冲洗的蹲式大便器，当管道堵塞、大便器内水位达到溢流水位时，如果管道内水压突然下降成负压，就有可能使粪便虹吸倒流管中；又如消火栓的皮管淹没在水中，或卫生器具上的水龙头安装位置太低(在溢流水位以下)，都有可能使污水倒流而污染管网水质。2）改善管网水质的主要措施（5个）(1)提高出厂水水质和稳定性，严格控制浊度超标 由于不稳定或水质不好的出厂水直接导致管网水质的变化，因此提高和稳定出厂水水质就显得尤为重要。,(2)更新或改造供水管道系统，加强管网管理 就是从管材选择、设计施工、维护管理等方面进行改进完善。(3)完善二次供水设施的设计与施工，加强管理 在设计施工方面，改进水池(箱)的工艺结构，避免了出现死水区，使水形成推流式流动状态，并保持一定流速；消防水池(箱)与生活水池(箱)宜分开建设，如果合建可采取隔离措施，生活用水部分可进入消防系统，但消防系统水不可进入生活水系统，消防水的卫生问题可通过定期排放用于它用，以定期更新；生活水池(箱)容积不宜过大，以满足一天用水量的40%60%为宜等。,(4)合理加氯 合理加氯的基本原则是：在保证消灭水中细菌、病毒和其他微生物的前提下，应尽量降低氯的投加量，加氯点尽量往后道工序移，在给水系统上尽可能实现多点加氯，为了有利于保持管网的余氯，可使出厂水余氯呈氯胺状态，和出厂水充分混合，保持30min以上的接触时间。(5)加强管网水质的测定和预测 为了掌握管网水质变化动态，供水企业应按规定对管网采样点设置余氯连续测定仪、浊度测定仪、细菌测定仪，超过一定数值就报警，实现管网水质的在线监测。,4、管网水压和流量测定,1）水压测定三种：（1）将自动记录压力仪装在固定测点上，可连续24小时测量（2）将固定测压点的书呀通过无线或有线电传方式及时而连续地传至调度中心（3）用普通压力表在规定时间，规定测定由人工测定瞬时压力。,2）流量测定(1)测速管测速管又称皮托(Pitot)管，如下图所示，它是由两根弯成直角的同心套管组成，内管管口正对着管道中流体流动方向，外管的管口是封闭的，在外管前端壁面四周开有若干测压小孔。,测速管,(2)孔板流量计 孔板流量计属于差压式流量计，是利用流体流经节流元件产生的压力差来实现流量测量的。孔板流量计的主要缺点是能量损失较大，其原因在于孔板前后的突然缩小与突然扩大。,孔板流量计,(3)文丘里(Venturi)流量计,(4)转子流量计 转子流量计的结构与测量原理如下图所示，是由一段上粗下细的锥形玻璃管(锥角约在4左右)和管内一个密度大于被测流体的固体转子(或称浮子)所构成。,1锥形硬玻璃管2刻度3突缘填函盖板4转子,5、管网调度,1）给水管网运行调度目的提高供水服务质量，降低输配水电费，提高供水安全性，取得最好的社会效益和经济效益。2）管网调度方式 1)人工经验调度：主要依据为区域水压分布，利用增加或减少工作水泵的台数，使管网中各区域水的压力能保持在设定的服务压力范围之内。2)计算机辅助调度：还是依据区域水压分布和需水量的大小，通过建立数学模型，利用计算机求解供水能量最少的目标函数，得出最优调度方案。3)全自动化调度与控制：这是当今城市供水管网运行调度的发展方向。,3）给水管网运行调度系统组成(1)调度事件系统包括监控与数据采集系统(SCADA)、营业收费系统、客户服务系统、工作流程系统、地理信息系统全球定位系统(GISGPS)。(2)调度数据库系统包括Web服务系统和调度报表系统，主要功能有：(3)调度决策系统包括水量预测系统、状态仿真系统、状态评估系统。,3.4.2 排水管渠系统运行管理,1、管渠的清通 1）缓车清通法(亦称机械清通法),机械清通操作示意图,a)胶皮刷b)铁簸箕,a)钢丝刷b)铁牛,2）高压水射流清通法(也叫水力清通法)这是一种广泛应用的管道清通法。主要是用一台高压喷射车，装备有大型水罐、机动卷管器、高压水泵、射水喷头等。操作时由汽车发动机驱动高压泵，将水加压后送入射水喷嘴。当喷头到达一定的距离时，机动绞车将软管卷回，此时射水喷头继续喷射水流，将管道内残留的沉积物冲到下游检查井。然后由吸泥车将其吸走。,3)水冲刷清通法(亦称为水力消淤法),水力消淤操作示意图1橡皮气塞2木桶橡皮刷,2、管渠维修有计划的对管渠进行修理，以免损坏处扩大而造成事故。3、泵站的运行调度提升泵、中途泵站、终点泵站等,3.5 给水排水管道材料,3.5.1 给水管材1.金属管 目前常用的金属管主要有：钢管、镀锌管、铸铁管、铜管。铜管价格较高，主要用于热水管道。钢管分为焊接钢管和无缝钢管两大类，焊接钢管有直缝钢管和螺旋卷焊钢管，钢管的优点是强度高、耐振动、质量轻、长度大、接头少和加工接口方便等。,2、混凝土管材自应力钢筋混凝土管：农村及中、小城镇给水，口径小；预应力钢筋混凝土管：价格低，耐腐蚀性能优于钢管，抗震能力比灰口铸铁管强，管壁较光滑。用于大、中口径管道。预应力钢筒混凝土管：在管芯中间夹一层约1.5mm左右薄壁钢管，然后再环向绕一层或二层预应力钢丝。,2.塑料管材(1)硬聚氨乙烯管(UPVC)管硬聚氯乙烯管是国内目前塑料管材的主导产品。(2)聚乙烯管(PE管)聚乙烯管在燃气管道工程中使用多年，有成功的理论与实践经验。(3)聚丁烯管(PB管)聚丁烯也是一种热塑性塑料，由其生产出的PB管道，是目前世界上最先进的冷热水、暖气管材之一。(4)交联聚乙烯(PEX)管交联聚乙烯是在普通聚乙烯原料中加入有机硅烷接枝材料，由线性分子结构改性成三维交联网状结构，改变了普通聚乙烯的分子结构，从而改变了其性能。,(5)聚丙烯共聚物 PP-R、PP-C管聚丙烯是无色、无味、无毒带白色蜡状颗粒材料，具有优良的耐热性能及较高的强度，但熔融粘度低，存在低温脆性缺陷，须对其进行改性以适用管道生产的需要。(6)金属塑料复合管金属塑料复合管很多，有钢塑管、铜塑管、铝塑管、钢骨架塑料管等。3、复合管1)玻璃钢管(FRP管)玻璃钢管属热固性塑料管。,2)耐冲击UPVC管(H1-3P)耐冲击UPVC管是将已有的UPVC管通过物理和化学处理，形成具有高密度硬质中心层和耐冲击内外硬质层的三层结构，用以改善普通UPVC管抗低温冲击强度低的缺陷，实验证实这种三层结构的管道比铸铁给水管有更高的耐冲击强度和拉伸强度。(3)钢骨架塑管以钢丝为增强体，塑料(高密度聚乙烯HDPE)为基体，采用钢丝点焊成网和挤出塑料真空填注同步进行，在生产线上连续拉膜成型(4)衬塑铝合金管衬塑铝合金管由铝合金外层及聚丙烯内层经机械加工复合而成。,3.5.2 排水管渠材料,1、对排水管渠材料的要求 1)必须具有足够的强度，以承受土壤压力及车辆行驶造成外部荷载和内部的水压，以保证在运输和施工过程中不致损坏。2)应具有抵抗污水中固体杂质的冲刷和磨损的性能。3)应具有良好的水力条件，管渠内壁应整齐光滑，以减少水流阻力，使排水畅通。4)应具有抗冲刷、抗磨损及抗腐蚀的能力，以使管渠经久耐用。5)排水管渠的材料，应就地取材，可降低管渠的造价，提高进度，减少工程投资。,2、常用排水管渠(1)非金属管(2)金属管（铸铁管和钢管）金属管质地坚固，强度高，抗渗性能好，管壁光滑，水流阻力小，管节长，接口少，且运输和养护方便。(3)大型排水沟渠 一般大型排水沟渠断面多采用矩形、拱形、马蹄形等，其形式有单孔、双孔、多孔。,混凝土管和钢筋混凝土管,混凝土和钢筋混凝土排水管道的管口形式a)承插式b)企口式c)平口式,混凝土排水管的规格,矩形钢筋混凝土渠道,