土建中级职称《给水排水专业实务》知识点：给水系统

　　考点一、给水系统

　　1.给水系统分类、组成及布置形式，以及影响给水系统布置的因素

　　1.1给水系统分类

　　给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。根据系统的性质，可分类如下：

　　1.按水源种类，分为地表水(江河、湖泊、蓄水库、海洋等)和地下水(浅层地下水、深层地下水、泉水等)给水系统;

　　2.按供水方式，分为自流系统(重力供水)、水泵供水系统(压力供水)和混合供水系统。

　　3.按使用目的，分为生活用水、生产给水和消防给水系统;

　　4.按服务对象，分为城市给水和工业给水系统;在工业给水中，又分为循环系统和复用系统。

　　1.2给水系统的组成

　　给水系统由相互联系的一系列构筑物和输配水管网组成。它的任务是从水源取水，按照用户对水质的要求进行处理，然后将水输送到用水区，并向用户配水。

　　为了完成上述任务，给水系统常由下列工程设施组成：

　　1.取水构筑物，用以从选定的水源(包括地表水和地下水)取水。

　　2.水处理构筑，是将取水构筑物的来水进行处理，以期符合用户对水质的要求，这些构筑物常集中布置在水厂范围内。

　　3.泵站，用以将所需水量提升到要求的高度，可分抽取原水的一级泵站、输送清水的二级泵站和设于管网中的增压泵站等。

　　4.输水管渠和管网，输水管渠是将原水送到水厂的管渠，管网则是将处理后的水送到各个给水区的全部管道。

　　5.调节构筑物，它包括各种类型的贮水构筑物，例如高地水池、水塔、清水池等，用以贮存和调节水量。高地水池和水塔兼有保证水压的作用：大城市通常不用水塔。中小城市或企业为了贮备水量和保证水压，常设置水塔。根据城市地形待点，水塔可设在管网起端、中间或末端，分别构成网前水塔、网中水塔和对置水塔的给水系统。

　　1.3给水系统布置

　　1.3.1统一给水系统，即用同一个系统供应生活、生产和消防等各种用水，绝大多数城市采用这一系统。

　　1.以地表水为水源的给水系统;

　　2.以地下水为水源的给水系统。

　　1.3.2分系统给水

　　3.分质给水系统;

　　4.分压给水系统;

　　5.分区给水系统。

　　1.4影响给水系统布置的因素

　　按照城市规划，水源条件，地形，用户对水量、水质和水压要求等方面的具体情况，给水系统可有多种布置方式。影响给水系统布置的因素分述如下：

　　1.城市规划的影响

　　给水系统的布置，应密切配合城市和工业区的建设规划，做到通盘考虑分期建设，既能及时供应生产、生活和消防用水，有能适应今后发展的需要。水源选择、给水系统布置和水源卫生防护地带的确定，都应以城市和工业区的建设规划为基础。城市规划与给水系统设计的关系极为密切。

　　2.水源的影响

　　任何城市，都会因水源种类、水源距给水区的远近、水质条件的不同，影响到给水系统的布置。

　　给水水源分地下水和地表水两种。地下水源有浅层地下水，深层地下水和泉水等，我国北方地区普遍采用较多。地表水包括江水、河水、湖泊水、海水等，在南方比较普遍。

　　当地如有丰富的地下水，则可在城市上游或就在给水区内开凿管井或大口井，井水经消毒后，由泵站加压送入管网，供用户使用。

　　以地表水为水源时，一般从流经城市或工业区的河流上游取水。因地表水多半是浑浊的，并且难免受到污染，如作为生活饮用水必须加以处理，受到污染的水源，水处理过程比较复杂，因而提高给水成本。

　　城市附近的水源丰富时，往往随着用水量的增长而逐步发展成为多水源给水系统，从不同部位向管网供水，它可以从几条河流取水、或从一条河流的不同位置取水，或同时取地表水和地下水，或取不同地层的地下水等。

　　3.地形的影响

　　地形条件对给水系统的布置有很大的影响。中小城市如地形比较平坦，而工业用水量小，对水压又无特殊要求时，可用统一给水系统系统。大中城市被河流分隔时，两岸工业和居民用水一般先分别供给，自成给水系统，随着城市的发展，再考虑将两岸管网相互沟通，成为多水源的给水系统。取用地下水时，可能考虑到就近凿井取水的原则，而采用分地区的供水系统。

　　地形起伏较大的城市，可采用分区给水或局部加压的给水系统。整个给水系统按水压分成高低两区，它比统一给水系统可以降低管网的供水水压和减少动力费用。

　　2.用水量标准、用水量变化规律及变化系数的确定

　　2.1用水量标准

　　设计用水量由下列各项组成：

　　1.综合生活用水，包括居民生活用水和公共建筑及设备用水;

　　2.工业企业生产用水和工作人员生活用水;

　　3.消防用水;可按同时发生火灾的次数和一次灭火的用水量，两小时灭火时间计算。

　　4.浇洒道路和绿化用水;

　　5.未预计水量及管网漏失水量。可按最高日用水量的15%-20%合并计算。

　　注：1.特大城市指：市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市;大城市指：市区和近郊区非农业人口50万及以上，不满100万的城市;中、小城市指：市区和近郊区非农业人口不满50万的城市。

　　2.一区包括：湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、海、江苏、安徽、重庆;

　　二区包括：四川、贵州、云南、黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区;

　　三区包括：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。

　　3.经济开发区和特区城市，根据用水实际情况，用水定额可酌情增加。

　　4.当采用海水或污水再生水等作为冲厕用水时，用水定额相应减少。

　　2.2用水量变化规律

　　4.生活用水随生活习惯和气候而变化;

　　5.生产用水中冷却用水和空调用水随气温和水温而变化，其他工业用水一年中比较均衡。

　　2.3变化系数的确定

　　1.日变化系数(Kd)

　　在一年中，最高日用水量与平均日用水量的比值，叫做日变化系数Kd。根据给水区的地理位置、气候、生活习惯和室内给排水设施程度，其值约为1.1~1.5。

　　2.时变化系数(Kh)

　　在最高日内，最高一小时用水量与平均时用水量的比值，叫做时变化系数Kh，该值在1.2~1.6之间。大中城市的用水量比较均匀，Kh较小，可取下限，小城市可取上限或适当加大。

　　3.城市给水需水量预测的相关方法

　　3.1分类估算法

　　分类估算法先按照用水的性质对用水进行分类，然后分析各类用水的特点，确定它们的用水量标准，并按用水量标准计算各类用水量，最后累计出总用水量。该方法比较细致，因而可以求得比较准确的用水量，但也因此增加了分析计算的工作量，所以在规划阶段不宜采用，而主要用于设计计算。

　　3.2单位面积法

　　单位面积法根据城市用水区域面积估算用水量。《城市给水工程规划规范》(GB50282-2006)给出了城市单位面积综合用水量标准。根据居住用地最高日用水量指标可以计算出最高日用水量。

　　3.3人均综合指标法

　　根据已有的历史数据，城市总用水量与城市人口具有密切的关系，城市人口平均总用水量称为人均综合用水量。《给水排水工程规划规范》(GB50282-2006)推荐了我国城市每万人最高日综合用水量。

　　3.4年递增速率法

　　城市发展进程中，供水量一般呈现逐年递增的趋势，在过去的若干年内，每年用水量可能保持相近的递增比率，可以用如下公式表达：

 

　　上式实际上是一种指数曲线型的外推模型，可以用来预测计算未来年份的规划预测

　　总用水量。在具有规律性的发展过程中，用该式预测计算城市总用水量是可行的。

　　3.5.线性回归法

　　城市日平均用水量亦可用一元线性回归模型进行预测计算，公式可写为：

 

　　ΔQ——起始年份平均日用水量，m3/d;

　　t——年数，a。

　　3.6.生长曲线法

　　城市发展规律可能呈现在初始阶段发展的很快，总用水量呈现递减的趋势，而后城市发展趋势缓慢增长到稳定甚至适度减少的趋势，生长曲线可用下式表达：

　　式中

　　a，b——待定参数;

　　Q——预测用水量，m3/d;

　　L——预测用水量的上限值，m3/d。

　　4、城市供水调度、调度中心、水厂监控中心组成及主要功能。

　　4.1城市供水调度系统

　　组成：调度中心、水厂监控中心、水厂监控分站、水源井监控站、管网加压站和管网测压站。

　　主要功能：安全可靠地将符合水量、水压、水质要求的水送往每个用户，并最大限度地降低给水系统的运行成本，保证给水系统的运行安全可靠性。

　　4.2调度中心

　　组成：供水调度中心须有遥感、遥测、遥迅等成套设备，负责调度水厂监控中心、水厂监控分站、水源井监控站、管网加压站和管网测压站。

　　主要功能：及时了解整个给水系统生产情况，采取有效的科学方法和强化措施，执行集中调度的任务。

　　4.3水厂监控中心

　　组成：由操作员站、工程师展等工作站、管理工作站、历史服务器打印机等附属设备以及网络设备组成。主要功能：对整个水厂进行组态管理，系统监控;实时监测、显示、处理、控制各PLC子站的状态、通信、数据和信息;报警处理和报表打印;动态数据库和历史数据库管理;实现与上级系统的通信和数据交换。

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