给水排水管网系统复习题省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、给水排水管网系统总复习给水排水管网系统总复习第1页给水排水系统由哪些子系统组成?各子系统包给水排水系统由哪些子系统组成?各子系统包含哪些设施含哪些设施?v原水取水系统包含:水源地、取水设施、提升设备和输水管渠等;v给水处理系统包含:各种采取物理化学生物等方法水质处理设备和构筑物;v给水管网系统包含:输水管渠、配水管网、水压调整设施及水量调整设施等;v排水管网系统包含:污废水搜集与输送管渠、水量调整池、提升泵等;v废水处理系统包含:各种采取物理化学、生物等方法水质净化设备和构筑物;v排放和重复利用系统包含:废水收纳体和最终处置设施如排放口等。第2页给水排水系统各部分流量是否相同?若不一样,给水排
2、水系统各部分流量是否相同?若不一样,是怎样调整?是怎样调整?v因为用水量和排水量是随时间改变,所以各子系统一时间内流量不相同,普通是由一些构筑物或设施来调整,比如清水池调整给水处理流量与管网中用水量之差,调整池和均合池用于调整排水官网流量和排水处理流量之差。第3页给水排水管网系统分别由哪些部分组成?它们给水排水管网系统分别由哪些部分组成?它们作用是什么?作用是什么?v由给水管网系统和排水管网系统组成。v给水管网系统:输水管渠(作用:较长距离输水)、配水管网(作用:将较集中点水量分配到整个供水区域)、水压调整设施(如泵站、减压阀,作用:确保用户用水点点水压要求)、及水量调整设施(如清水池、水塔、
3、高位水池,作用:调整前后系统水量之差)。v排水管网系统:废水搜集设施(初步搜集废水)排水管网(搜集到废水送至指定点)、水量调整池(调整前后系统水量之差)、提升泵站(确保一定压力使废水顺利流入指定点)、废水输水管渠(输送废水)和排放口(与接纳废水水体连接)。第4页何为排水系统体制?它们之间不一样点有哪些何为排水系统体制?它们之间不一样点有哪些?v不一样排除方式所形成排水系统称排水体制,主要有合流制和分流制。v合流制排水系统又分:直排式和截流式,直排式是将混合污水不经处理直接排入水体,现今已淘汰;截流式用于老城区改造,节约费用,混合污水排入污水处理厂,水量较大时溢流部分直接排入水体,有一定污染。v
4、分流制排水系统,将污水、废水、雨水分开输送、处理、排放。对环境污染小,但造价相对合流式较高。大城市普通采取混流制,即又有合流制又有分流制。第5页给排水工程规划要遵照哪些标准?给排水工程规划要遵照哪些标准?v落实执行国家和地方相关政策和法规;v城镇及企业规划时应兼顾给排水工程;v给排水工程规划要服从城镇发展规划;v合理确定远近期规划与建设范围;v合理利用水资源和保护环境;v规划方案应尽可能经济和高效。第6页给水管网布置两种基本形式是什么?比较它们给水管网布置两种基本形式是什么?比较它们优缺点。优缺点。v给水管网布置基本形式:v树状管网(优点:经济造价低;缺点:易受水锤破坏,水质(末端)安全性不能
5、确保,水压不易控制,用水确保率较差)v环状管网(优点:可减轻因水锤作用产生危害,增加供水可靠性;缺点:造价较树状网高)第7页给水管网定线时确保经济性和安全性方法有哪给水管网定线时确保经济性和安全性方法有哪些?些?v干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户水流方向基本一致;干管和干管之间连接管使管网形成了环状网;v干管普通按城市规划道路定线,但尽可能防止在高级路面或主要道路下经过,以减小今后检修时困难。第8页排水管网布置两种基本形式是什么?它们用于排水管网布置两种基本形式是什么?它们用于何种地形条件?何种地形条件?v排水管网普通布置成树状网,基本形式为:平行式和正交式。v平行式,排水干管
6、与等高线平行,主干管与等高线基本垂直,适合用于地形坡度很大城市。v正交式,排水干管与等高线垂直相交,而主干管与等高线平行敷设,适合用于地形平坦略向一边倾斜城市。第9页给水排水工程年计算费用由哪些部分组成?给水排水工程年计算费用由哪些部分组成?v在项目投资计算期内建设投资费用和运行管理费用之和年平均值。第10页对于非满管流而言,管渠充满度越大过流能力对于非满管流而言,管渠充满度越大过流能力越大吗?为何?越大吗?为何?v不会越大,因为充满度是指管道中水深和管道直径比值,过流能力是反应单位时间内此管道经过流量,假设直径不变,水深一定范围增加,过流能力会加大,若超出一定范围,反而会妨碍管道过流能力,过
7、流能力会下降。第11页为何要将给水排水管网模型化?经过哪两个步为何要将给水排水管网模型化?经过哪两个步骤进行模型化?骤进行模型化?v给排水管网是个复杂多变管网系统,为便于规划、设计和运行管理,将其模型化,成为便于用图形和数据表示和分析系统。v主要两个步骤是:简化、抽象。v简化标准:宏观等效标准、小误差标准。普通方法:1删除次要管线;v2当管线交叉点很近时合并为同一交叉点;v3将全开阀门去掉,将管线从全闭阀门处断开;v4并联管线能够采取水力等效标准简化成单管线;v5大系统拆分成多个小系统。v从属设施简化:删除不影响全局水力特征设施,将同一处多个相同设施合并。第12页模型化给水排水管网由哪两类元素
8、组成?它们模型化给水排水管网由哪两类元素组成?它们各有什么特点和属性?各有什么特点和属性?v管段和节点,管段特点:它只输送流量,不改变流量,但能够有能量改变。属性:结构属性:管段长度、管段直径、管段粗糙系数;拓扑属性:管段方向、起端节点、终端节点;水力属性:管段流量、管段流速、管段扬程、管段摩阻,管段压降。(管段是管线和泵站简化后抽象形式,排水流量转到起端,沿线流量一分为二移到两端节点)v节点特点:节点只能传递能量,不能改变水能量,即节点上水能量是唯一。属性:结构属性:节点高程(节点地面标高),节点位置;拓扑属性:与节点关联管段及其方向,节点度(与节点关联管段数);水力属性:节点流量,节点水头
9、,自由水头。(节点是管线交叉点、端点或大流量出入点抽象形式)第13页节点流量和管段流量能够是负值吗?假如是负节点流量和管段流量能够是负值吗?假如是负值,代表什么意义?值,代表什么意义?v能够,普通以流出节点方向为正,假如是负值,对于节点来说,它代表此流量流入节点,对于管段来说,此流量流动方向与原假设管段方向相反。第14页图论中图与几何图形有何不一样?图论中图与几何图形有何不一样?v因管网图只是表示管网拓扑关系,所以无须在意节点位置、管段长度等要素结构属性,即管网图中节点位置和管段长度等无须与实际情况相符,转折或弯曲管段也能够画成直线,管段也能够拉长或缩短,只要节点和管段关联关系不变,而几何图形
10、是如实反应。第15页给水管网水力分析前提条件有哪些?为何必须给水管网水力分析前提条件有哪些?为何必须已知最少一个节点水头?已知最少一个节点水头?v节点流量或压力必须有一个已知,管网中最少有一个定压节点。作为充分条件,要求管网中最少有一个定压节点,即管网基准点,若无,整个管网没有参考基准压力,管网压力无确定解。第16页对于多定压节点管网,假如只用各节点流量连续性方程和各环流量方程可进行对于多定压节点管网,假如只用各节点流量连续性方程和各环流量方程可进行水力分析吗?为何?进行虚环假设有何意义?为何说虚环能量方程实际上就是水力分析吗?为何?进行虚环假设有何意义?为何说虚环能量方程实际上就是定压节点间
11、路径能量方程?定压节点间路径能量方程?v不行,假如有多个定压节点,按两个压力同时计算,很轻易引发矛盾,进行虚环假设,能够将多定压节点转化为单定压节点,能够利用流量连续性和环能量方程最终得出个管段水力特征。虚环能量方程是依据虚定压节点和原各实际定压节点组成环,来列能量方程,即定压节点间路径能量方程。第17页比较一下解环方程和解节点方程方法未知数数目,普比较一下解环方程和解节点方程方法未知数数目,普通情况下哪种方法未知数更多?解节点方程即使未知通情况下哪种方法未知数更多?解节点方程即使未知数多,但仍被广泛采取,为何?数多,但仍被广泛采取,为何?v普通情况下,解节点方程未知数更多,因为现实中,管网水
12、力计算经常要确定水塔高度,管道流量也未知,解节点方程先求个节点流量闭合差,从而校正压力,管网水力计算和水塔高度确定结果也较为准确,所以仍被广泛使用。第18页单定压节点树状管网水力分析计算有何特点?单定压节点树状管网水力分析计算有何特点?为何说其它计算比较简单?为何说其它计算比较简单?v树状管网水力计算特点:单定压节点一确定,管段流量是唯一,与管段流量对应管段水头损失、管段流速及节点压力能够一次性计算得到,所以说计算比较简单。第19页为何说哈代为何说哈代克罗斯平差算法是水力分析最简克罗斯平差算法是水力分析最简单方法?它也是最高效方法吗?单方法?它也是最高效方法吗?v它对牛顿拉夫森算法进行了改进,
13、能够算是水力分析最简单方法,也是最高效方法,原因是它3点改进:v1、改各环平差为每次只平差一个环,v2、优先平差闭合差较大环,3、改自然环平差为回路(大环)平差。第20页为何说平差过程实际上是闭合差在管网中传递且相互抵消过程为何说平差过程实际上是闭合差在管网中传递且相互抵消过程?对于解环方程时环水头闭合差是如此,对于解节点方程时节?对于解环方程时环水头闭合差是如此,对于解节点方程时节点流量闭合差也是如此吗?点流量闭合差也是如此吗?v解节点方程时,依据确定节点水头算出各管段压降和流量,接着求出每个节点流量闭合差,从而校正压力,实质上也是使环能量平衡过程。第21页为何说最高日和最高时用水量都是平均
14、流量概为何说最高日和最高时用水量都是平均流量概念,它们分别是什么时间内平均流量?计算它念,它们分别是什么时间内平均流量?计算它们有何意义?们有何意义?v因为用水量随季节和生活习惯等因素变化而变化,具有随机性,最高日和最高时用水量一般按定额乘以人数来定,定额和人数是综合各种影响因素或统计得出,所以它们都是平均流量概念,最高日用水量是用水量最多一年内,用水量最多一天内平均流量,最高时用水量是用水量最多一年内,用水量最多一天中,用水量最大一小时内平均用水量。计算它们可认为选泵提供依据,以及确定管网管段直径。第22页设计时为何要分析用水量改变?在设计时为何要分析用水量改变?在1小时时段内小时时段内实际
15、用水量是否保持不变?为何在计算时不考实际用水量是否保持不变?为何在计算时不考虑虑1小时时段内流量改变?小时时段内流量改变?v因为用水量是随时改变,泵站供水不会随时改变,泵站供水与用户用水不可能随时一致,所以要分析用水量改变,为设计泵站和调整构筑物设计提供依据。不是,1小时段内流量是改变,只是1小时水量改变对于影响泵设计数据来说能够忽略不计,所以不考虑1小时内流量改变。第23页你能证实调整容积计算公式吗?为何被调整两个流量你能证实调整容积计算公式吗?为何被调整两个流量在一个改变周期内总和必须相等?在一个改变周期内总和必须相等?v调整容积公式实质上就是算出了两个系统最大用水量之差,即调整池容积,如
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