室外给排水工程 138页

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/3/8,#,室外给排水工程,叶 海,第,1,讲,2016,年,3,月,1,日,建筑设备,概述,第,2,讲,2016,年,3,月,8,日 室外给排水工程,本讲主要内容,室外给排水与建筑给排水的关系,室外给水工程概述,室外排水工程概述,居住小区给排水,2,一、,室外给排水与建筑给排水的关系,4,1.1,，,给排水的历史,国家：,城邦的产生和湮灭：河流和水源。人类“逐水草而居,”,，,水中可居曰州。,东汉,许慎,说文,。,社会：,井：八户为井，“因井为市”,科技：,中国首先采用明矾降低水中浑浊度的最早正式文字记载为：,【,明,】,宋应星在明崇祯十年（公元,1687,年）刻印的,天工开物,一书。,工业：,1881,年开始建造，并于,1883,年建成供水的杨树浦水厂，是上海同时也是中国城市史上第一家现代水厂，当时一天的供水量为,3600,余吨。,杨树浦水厂,杨树浦水厂由英商始建于,1881,年，,1883,年竣工，由设计师哈特设计；,厂区内保持着风格独特的英国古典哥特式建筑群，水厂采用黄浦江上游源水制水；,上海市优秀历史建筑，上海市文物保护单位。,6,9,10,11,建筑的外形为英国传统城堡形式，承重墙用清水砖墙；,墙体嵌有红砖腰线，周围墙身压顶雉堞缺口，雉堞的压顶及窗框、腰线等均用水泥粉出凸线；,墙面转折交界处为水泥隅石形状，如同一座中古时代的英国城堡。,12,1.2,，室外给排水系统的作用,室外给排水工程是市政建设的一个重要组成部分,其主要任务就是为城镇提供足够数量并符合一定水质标准的水,把人们在生活、生产过程中使用后的污,(,废,),水汇集并输送到适当地点进行净化处理，达到一定水质标准后：,重复使用,灌溉农田,排入水体,1.3,，与建筑给排水的关系,室外给排水工程与建筑给水排水工程密切相关。,建筑给排水工程的任务是将室外给水系统输配的净水组织供应到室内各个用水点，将用后的污,(,废,),水排除汇集到室外排水系统中去。,室内与室外给水排水是不可分割的一个统一体系。,水循环流程,15,自然水源,室外供水,建筑给水排水,室外排水,室外给,水工程,室外排,水工程,建筑给排水工程,17,室外给水排水系统示意图,1,取水口；,2,净水厂；,3,输水管；,4,工厂区；,5,水塔；,6,配水管；,7,雨水管；,8,排水干管；,9,排水主干管；,10,污水处理厂,室外给水系统,19,水源,取水设备,净水设备,输配水,管网,公共用水,消防用水,原水,达到生活用水标准,生活、生产、消防用水,建筑给水排水系统,20,给水管网,用水设备,排水,管网,雨水管网,生活用水,污、废水,污、废水,雨水,室外排水系统,21,排水管网,污水泵站,污水,处理厂,雨水管网,污废水,达标处理,雨水,水体,污废水,水体,回用水处理,灌溉农田,建筑屋面,路面排水,二、室外给水工程概述,2.1,，室外给水工程的任务,室外给水工程是为满足城镇居民生活及工业生产等用水需要而必备的重要基础设施,它的任务是从水源取水，按照用户对水质的要求进行处理，再将水输送到给水区域向用户配水。,2.2,，水源,给水水源可分为两大类：,一类为,地表水,(,也称地面水,),，如江水、河水、湖水、水库水及海水等；,另一类为,地下水,，如潜水,(,无压地下水,),、自流水,(,承压地下水,),、泉水、喀斯特溶洞水等。,大部分地区的地下水具有水质清澈、水温稳定、分布较广等特点，其物理、化学及细菌性指标较地面水为好。,采用地下水作为水源具有取水构筑物构造简单、净水工艺简单、投资及运行费较省、安全和便于维护管理等优点。,有条件的情况下，应首先考虑将地下水源作为饮用水的水源。,在取集地下水时，必须合理开发，否则将使地下水资源遭到破坏，甚至引起陆沉。,CJ 3020-1993,生活饮用水水源水质标准,上海：百年自来水，五换水源地,从上个世纪以来，上海水源地不得不历经数次变迁：先是苏州河水质逐步恶化，上游水源取水口迁到了黄浦江军工路段。,1978,年，黄浦江下游的水质状况也让人失望，水厂的取水口被迫顺流而上。,1987,年，取水口移到了黄浦江上游临江段。,1998,年,7,月，取水口继续上移，移到了松浦大桥附近。取自上游的开放式、流动性原水，大多属,3,至,4,类水，仍然存在一定的安全隐患。,2011,年,6,月，上海水源地第五次变迁到长江口青草沙水库，“一劳永逸“解决了水源水质的问题：水质基本达到了国家,2,类水标准。,上海青草沙水源地投入使用,- 2011,年,6,月,2.3,，室外给水系统,地表水为水源的城市给水系统图式,31,2.3.1,，取水工程,取水工程的作用是从选定的水源依靠一级泵站取水，并输往净水厂。,水源的种类决定着取水构筑物的构造形式及净水工程的组成。,A,地下水取水构筑物的形式,管井,，用于开采,深层,地下水，井深一般在,200 m,以内，最大深度也可达,1000 m,以上。,大口井,，广泛用于取集,浅层,地下水，地下水埋深通常,12 m,，含水层厚度在,5,20 m,以内。,渗渠,，常用于取集含水层厚度在,4,6 m,、地下水埋深,2 m,的,浅层,地下水，也可取集河床地下水或地表渗透水。,管井,(a),单层过滤器管井；,(b),双层过滤器管井,1,井室；,2,井壁管；,3,过滤器；,4,沉淀管；,5,粘土封闭；,6,规格填砾,大口井,渗渠,B,地面水取水构筑物的形式,固定式,河床式,岸边式,斗槽式,活动式,缆车式,浮船式,固定式取水构筑物特点：,取水量大，取水可靠，维护方便,投资大，工程复杂,适用于水位变化不大的地面水,固定式取水构筑物,活动式取水构筑物特点：,水源水位涨落幅度大，水量相对较小,投资小，建设快，适应性强,2.3.2,，净水工程,水源水中往往含有各种杂质。,地下水：常含有各种矿物质盐类,地面水：常含有泥沙、水草腐殖质、溶解性气体、各种盐类、细菌及病原菌等。,由于用户对水质都有一定的要求，故未经处理的水不能直接送往用户。,净水工程的作用就是将取水构筑物送来的水加以处理，使其达到符合用户要求的水质标准。,水的净化工艺流程、净化方法和净化程度根据水源的水质及用户对水质的要求而定。,对于水质好的地下水可省去其它处理工程，只要进行加氯消毒即可。,生活用水,生活用水的净化程度必须符合我国现行的,生活饮用水卫生标准,GB 5749-2006,。,水质安全,106,项检测指标,微生物指标,6,项,饮用水消毒剂,4,项,毒理指标中无机化合物,21,项,毒理指标中有机化合物,53,项,感官性状和一般理化指标,20,项,放射性指标,2,项,净水工艺,经典四部曲,絮凝,沉淀,过滤,消毒,A,絮凝,使水中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固,-,液分离的目的；,通常絮凝的实施靠添加适当的絮凝剂，其作用是吸附微粒，在微粒间“架桥”，从而促进集聚。,在水处理工程中较常见的絮凝剂如：硫酸铝（明矾），聚合硫酸铝（,poly aluminium sulfate) ,栲胶等等。,B,沉淀,沉淀的目的在于除去水中的悬浮物质及胶体物质。,预沉可以除去较粗大的泥砂杂质颗粒，但细小的悬浮杂质沉淀甚慢，所以在原水进入沉淀池之前需投加混凝剂，以加速悬浮杂质的沉淀。,沉淀池的形式很多，有平流式、竖流式及辐流式等。近年来由于浅池理论的发展和应用，斜板式和斜管式的上向流、同向流沉淀池使用广泛。,各类澄清池的使用也很普遍。,C,过滤,经沉淀后的水，浊度不应超过,20mg/L,。,为达到生活饮用水卫生标准所规定的浊度要求，还需进行过滤。,常用的滤池有普通快滤池、虹吸滤池、无阀滤池和,V,型滤池等,D,消毒,消毒的目的,消灭水中的细菌和病原菌，以满足生活饮用水卫生标准的有关要求；,保证净化后的水在输送到用户之前不致被微生物再次污染。,消毒的方法有物理法和化学法,2,种,物理法有紫外线、超声波、加热法等,化学法有氯法和氯胺法以及臭氧法等。我国目前广泛采用的是氯法或氯胺法。,净水方法,般地面水净水厂的净水工艺流程,混合,反应池,沉淀池,滤池,清水池,一级泵站原水,二级泵站清水,澄清池,加药设备,加氯设备,水厂平面布置图,2.3.3,，输配水工程,输配水工程的作用，是如何把净化后的水输送到用水地区并分配到各用水点。,输配水工程通常包括,输水管道,、,配水管网,以及,调节构筑物,（水塔或高地水池）等。,A,输水管道,输水管是把净水厂和配水管网联系起来的管道，其特点是只输水而不配水，沿线无流量分出。,允许间断供水的给水工程或多水源供水的给水工程一般只设一条输水管；不允许间断供水的给水工程一般应设,2,条或,2,条以上的输水管。,有条件时，输水管最好沿现有道路或规划道路敷设，并应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁道及易受洪水淹没的地区。,B,配水管网,配水管网的任务是将输水管送来的水分配到用户。,配水干管的路线应通过水量较大的地区，并以最短的距离向最大用户供水。,在城镇规划设计中，应把最大用户置于管网之始端，以减小配水管的管径而降低工程造价。,配水管网应均匀地布置在整个用水地区，其形式有环状与枝状,2,种。,一般情况下，宜布置成环状管网。,C,调节构筑物,水塔,或,高地水池,能够把用水低峰时管网中多余的水暂时储存起来，而在用水高峰时再送入管网，调节供水量与用水量之间的不平衡状况，是给水系统的调节设施。,水塔和高地水池还兼有保证水压的作用，也使水泵能常在高效率范围内运行。但水塔的调节能力非常有限。,根据地形特点，水塔可以设在配水管网的起端、中间和末端。,D,泵站,一级泵站,：把水源的水抽上来，送到净化构筑物。,设计流量按最高日平均时用水来考虑。,二级泵站,：把净化后的水从清水池中抽吸上来送入输配水管网。,设计流量按最高日最大时用水来考虑。,中途加压泵站,：远距离或向较高地势输水时，所需要压力较大，压力不能一次性由二级泵房提供，要中间加压。,E,管网布置,给水管网的作用：将净化后的水从水厂输送到用户；,管网布置的基本要求：,符合城市规划需要，分期发展，留有余地,保证适当的水压和水量,保证供水的可靠性,造价及运行维护费用尽可能低,敷设长度短，供水直接，投资较少；,末端封堵，水流停滞，水质易变坏；,安全性及可靠性较差；,多用于初建工程；,后期可逐渐完善,管网布置形式,枝状,管网布置形式,环状,每个位置都有两个方向的供水；,安全可靠，不会停水；,管线较长，投资大；,小城市一般有数个环网，大城市环数超过两位数。,2.4,，室外给水工程的一般要求,生活用水优先选用地下水，其次序为泉水、浅层水和深层水。,工业用水的水源应有,97%,的保证率，生活用水的水源应有,95%,的保证率。,水源的位置，应与城镇总体规划相适应。取水点一般应设于城镇水系的上游。,水源的卫生防护是保证水源水质的重要措施。,城镇给水水源，必须设置卫生防护地带。,2.5,供水建筑及其改造,2.5.1,水塔,在城市发展过程中，水塔等供水建筑发挥过巨大的作用：调节水量，稳定水压,水塔供水原理,北京大学博雅塔,北大“一塔湖图” 之一,1924,年建，下方有水井，用于供水，已废弃。,高,37m,，至今北大所有建筑不允许超过它,水塔的设计参照了通州的燃灯塔，塔级十三，有螺旋梯直通塔顶，除基座外全是用钢筋水泥建筑,苏丹摩天水塔,抽取地下水,水塔建筑设计欣赏,倒锥形水塔的优点？,建筑造型美观、占地面积小、造价相对经济；,受力合理：受力小的地方口径大，受力大的地方口径小，对结构设计较为有利；,倒锥形结构使得水位下降速度先慢后快，有利于保持水压。,2.5,供水建筑及其改造,2.5.1,水塔,水塔,正在逐渐消失，淡出的原因,水塔功能单一，有碍观瞻,住宅建筑高度普遍增加，被屋顶水箱取代,水质易二次污染,水塔的改造,Old Water Tower and Pumping Station,in downtown Chicago,It was designed by architect William W. Boyington,Constructed in 1869 using big limestone blocks,With all its small neo-gothic towers resembles more a tiny European medieval castle than a water tower.,The tower reaches a height of 47 meter and towered over all the neighboring buildings.,The tower became functionally obsolete in 1906.,水塔改造（,1,）,水塔住宅：位于比利时的安特卫普（,Antwerp,），由,Crepain Binst,工作室设计改造。主人是一个单身汉，独自享受着这座旧水塔改建的六层公寓。,水塔改造（,2,）,由,1931,年的水塔改造的现代住宅位于荷兰苏斯特，水塔原只有几个小窗口，新开辟的三层高大窗，为房间带来充足的光线。所有房间都是圆形的，通过楼梯连接。,水塔改造（,3,）,Adam Wiercinski,设计的波兰水塔。顶部改为收集雨水的功能，增加了一些预制的独立支撑的外部结构，这些结构是可以灵活组装的，新建的功能并不干扰以前的老建筑,梦想改造家,梦想改造家,上海水塔之家改造，,39,平米,建筑师：俞挺,方案设计：,2015.4-2015.5,施工：,2015.5-2015.7,造价：,34.9,万,(,钢结构,5.4+,材料,11.9+,人工,8.5+,垃圾清运,3.3+,脚手架搭拆,6.5+,内装,2.3),改造前平面,梦想改造家,-,上海,2.5.2,，印度梯井（,stepwell,）,印度梯井（,stepwell,）,印度梯井（,stepwell,）,三、室外排水工程概述,3.1,，室外排水工程的任务,室外排水工程的任务是保护环境免受污染；促进工农业生产的发展；保证人体健康；维持人类生活和生产活动的正常秩序。,其主要内容为：收集各种雨污水并及时输送到适当地点；设置污水处理厂,(,站,),进行必要的处理。,102,104,路面积水的隐患,109,3.2,，排水系统的体制及其选择,在排除城镇和工业企业中的生活污水、工业废水和雨雪水时，是采用一个管渠系统排除，还是采用,2,个或,2,个以上各自独立的管渠系统排除，这种不同排除方式所形成的排水系统，称为排水系统的体制（简称排水体制）。,排水体制一般分为合流制、分流制,2,种。,合流制（截留制）排水系统,合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水汇集到同一个管渠内进行排除的系统。,截留制是在合流制的基础上，增加雨水截留构筑物，将初期水质较脏的雨水与城市污水送到污水处理厂处理，雨量增大时，大部分雨水直接通过溢流井排入水体。,分流制排水系统,分流制排水系统是将生活污水、生活废水、工业污水、工业废水和雨水分别在,2,个或,2,个以上各自独立的管渠内排除的系统,其优点是：污水能得到全部处理，管道水力条件较好，可分期修建。,主要缺点是：降雨初期的雨水对水体仍有污染。我国新建城市和工矿区多采用分流制。,排水系统的布置形式,排水系统的布置形式，与地形地质、平面与竖向规划、排水体制、污水厂的位置、水体接纳情况，以及污水的种类、污染程度、处理程度和其他管线工程情况等因素有关。,在地势向水体方向略有倾斜的地区，排水系统可布置为正交截流式，即干管与等高线垂直相交，而主干管,(,截流管,),敷设于排水区域的最低处，且走向与等高线平行。,3.3,，排水系统的布置,在布置排水管道时，一般应遵循下述原则：,污水应尽可能以最短距离并以重力流的方式排泄到污水处理厂。,管道应尽可能沿平行地面的自然坡度埋设，以减少管道埋深，地形平坦的小流量管道以最短路线与干管相接。,当管道埋深达到最大允许值时，如再继续挖深将增加施工的难度而不经济，应考虑设置污水泵站中途提升，但应力求减少泵站的数量。,管道应尽量避免或减少穿越河道、铁路及其他地下构筑物。,当城市为分期建设时，第一期工程干管内应有较大的流量通过，以免因初期流速太小而影响管道的正常排水。,图,污水管道纵断面图,3.4,，污水处理方法及流程,污水处理就是采用各种技术措施，将污水中的污染物质分离去除，或将其转化为无害物质，或回收利用有用物质，使污水得到净化。,现代污水处理技术，按作用原理可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法,3,种。,排水处理流程,排放,沉沙池,沼气槽,沉淀池,污泥处理设施,沉淀池,物理处理法,利用物理作用分离污水中的悬浮污染物质。,其方法有：筛滤、沉淀、上浮、气浮、过滤和反渗透法等。,化学处理法,利用化学反应的作用分离、回收污水中各种状态的污染物质。,其主要方法有：中和、混凝、电解、氧化还原、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。,化学法多用于处理工业生产污水。,生物处理法,利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机物质，转化为稳定的无害物。,其主要方法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。,前者广泛用于处理城镇污水及有机生产污水，具体处理方法有活性污泥法、生物膜法及生物接触氧化法等。,后者多用于处理污水处理过程中所产生的污泥和高浓度有机污水。,城市污水处理典型流程,四、居住小区给排水,4.1,，居住小区,居住小区：含有教育、医疗、文体、经济、商业服务及其他公共建筑的城镇居民住宅建筑区。,4.1,，居住小区,我国现行的,城市居住区规划设计规范,GB50180-93,（,2002,版）按照人口数将城市居住区划分为三类：,人口,1000,3000,人的称为居住组团；,人口,10000,15000,人的称为居住小区；,人口达到,30000,50000,人的称为城市居住区。,4.1,，居住小区,建筑给水排水设计规范,GB500152009,将,15000,人以下的居住小区和居住组团统称为居住小区。,本章所指的“居住小区”概念与,建筑给水排水设计规范,中“居住小区”定义相同，即居住人口在,15000,人以下的居民住宅建筑区。,4.1,，居住小区,4.2,居住小区给排水系统的分类,直接利用城市管网的给水排水系统,设有给水加压和排水提升设施的给水排水系统,设有独立水源和污水处理站的给水排水系统,4.3,小区给水,小区给水方式及选择,城市给水管网直接给水方式,小区集中或分散加压给水方式：,水池,水泵,水塔；,水池,水泵；,水池,水泵,水箱；,管道泵直接抽水,水箱；,水池,水泵,气压罐；,水池,变频调速水泵；,水池,变频调速水泵和气压罐组合。,4.4,小区排水,小区排水体制及排水系统,小区排水体制：合流制、分流制,小区雨水管渠系统布置特点,在平面布置上尽量利用自然地形坡度，以最短的距离靠重力流排入水体或城镇雨水管道。,思 考,自来水厂、污水处理厂的选址应考虑哪些因素？,采用水塔供水的优缺点有哪些？,延伸阅读,参考书（陈妙芳）：,P3P12,