第一講 城鎮(zhèn)供排水工程序論

1、城 鎮(zhèn) 供 排 水 工 程課程簡(jiǎn)介：城鎮(zhèn)供排水工程城鎮(zhèn)供水工程城鎮(zhèn)排水工程緒 論課程簡(jiǎn)介：課程簡(jiǎn)介：城鎮(zhèn)供排水工程城鎮(zhèn)供水工程城鎮(zhèn)排水工程緒 論供排水工程的歷史供排水工程的地位和作用供排水工程的現(xiàn)狀和發(fā)展課程簡(jiǎn)介：城鎮(zhèn)供排水工程城鎮(zhèn)供水工程城鎮(zhèn)排水工程緒 論取 水 工 程凈 水 工 程輸配水工程課程簡(jiǎn)介：城鎮(zhèn)供排水工程城鎮(zhèn)供水工程城鎮(zhèn)排水工程緒 論取 水 工 程凈 水 工 程輸配水工程供水工程規(guī)劃城鎮(zhèn)用水量計(jì)算水源選擇凈水工藝及水廠供水泵站及管網(wǎng)課程簡(jiǎn)介：城鎮(zhèn)供排水工程城鎮(zhèn)供水工程城鎮(zhèn)排水工程緒 論排水系統(tǒng)和管網(wǎng)設(shè)計(jì)排水構(gòu)筑物及設(shè)備污水處理及污水處理廠課程簡(jiǎn)介：城鎮(zhèn)供排水工程緒 論城鎮(zhèn)供水工程

2、規(guī)劃城鎮(zhèn)用水量計(jì)算水源選擇及取水構(gòu)筑物凈水工藝及水廠供水泵站與供水管網(wǎng)城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)和管網(wǎng)設(shè)計(jì)城鎮(zhèn)排水構(gòu)筑物及設(shè)備污水處理及污水處理廠 第一講 緒 論緒 論城鎮(zhèn)供排水工程的地位和作用城鎮(zhèn)供排水工程的現(xiàn)狀與發(fā)展城鎮(zhèn)供排水工程的歷史一、城鎮(zhèn)供排水工程的歷史 1、我國(guó)古代的供排水工程 供水（取水）工程 鑿井而飲、挖穴而居原始人生活情形 1、我國(guó)古代的供排水工程 供水（取水）工程 伯益作井呂氏春秋勿躬篇（公元前約2200年），為世界上最早較可靠的掘井記載 唐代徐堅(jiān)初學(xué)記有“伯益作井，亦云黃帝見萬物，始穿井”；漢許代慎說文解字中有“八家為井”。我國(guó)鑿井取水自黃帝創(chuàng)始已有四、五千年的歷史，而且在兩千多年前的

3、秦代，就掌握了穿鑿深井的技術(shù)，蜀多鹽井，取水煮鹽井深達(dá)300米以上?？矁壕?自古以來，凡有人群居住的地方就有了井。往日的南京古井星羅棋布，不但井欄千奇百怪，而且以井取名的也有不少，如金沙井、楊公井、銅井巷、板井、雙井巷、邀貴井等。有史料統(tǒng)計(jì)，到清朝，南京有水井5千余口。直到上個(gè)世紀(jì)八十年代，南京仍有水井3千多口。圖：南京烏衣井南京的井： 最古老的井是烏衣巷的烏衣井；傳說東吳的烏衣營(yíng)軍士以此井為飲用水而得名。 最大的井在集慶門的倉頂；這口元代古井分上下兩層，下層不僅能容納20余人，四壁還嵌四尊托天鑄金剛。 最恥辱的井是雞鳴寺景陽樓下的胭脂井； 最解渴的井是紫金山頭陀嶺的白云井；相傳六朝就因“清茶

4、一杯，解渴三日”而聞名。 最有文化味的是玄武湖梁洲的湖神廟銅鉤井；傳說井底曾撈出南朝銅鉤而得名。 最延年益壽的井是清涼山的南唐還陽井；傳說常飲井中之水能烏發(fā)養(yǎng)顏而故名。 最玄乎離奇的是鐘山的應(yīng)潮井；六朝事跡編類也說該井的水與江潮同漲落而名聞遐邇。 在凈水工程方面，我國(guó)首先采用明礬凈水，明朝天工開物一書中詳述了明礬的制法。(在1744年1746年出版的西班牙教士納瓦雷特撰寫的中華帝國(guó)記游中，詳細(xì)記載了當(dāng)時(shí)所看到的普遍應(yīng)用的明礬使黃河水變清的情況，并說明這是自然的秘密，為當(dāng)時(shí)西方所不知。) 在升水設(shè)備方面，我國(guó)古代創(chuàng)造有轆轤、筒車，桔槔，此外，還有流傳至今的龍骨車和龍尾車等。 排水工程 在我國(guó)秦代

5、已經(jīng)有比較完整的排水系統(tǒng)，現(xiàn)西安的陜西歷史博物館還保存有秦始皇陵(臨潼)及漢城(西安)出土的秦代陶制的五角形排水渠(陶竇)。在古代一些瑰麗的皇宮里，還發(fā)現(xiàn)有明渠和暗渠相結(jié)合的排水系統(tǒng)。阿房宮賦云：“二川溶溶，流入宮墻”，“渭流漲膩，棄脂水也?！北本┏堑墓蕦m里，也都有明、清兩代砌筑的矩形磚渠。 為了排除秦始皇陵園內(nèi)的地面雨水，在地下多鋪設(shè)有管道。五角形陶水道屬于排水的主管道，通高4547厘米，底邊寬40厘米，全長(zhǎng)6568厘米。內(nèi)部面積都在1100平方米厘米左右，故出水量較大。在陵西北有五排五角形陶水道并列穿過內(nèi)城墻，足見地面逕流量之巨。另一種青石水道，由上、下兩塊相合，內(nèi)作曲折的單孔、雙孔或三孔

6、，以便減緩流速，防止對(duì)出水口地面的破壞。排洩室內(nèi)傾水時(shí)，用圓筒形陶水道。其上口承接漏斗，拐彎處用彎頭。由建筑中的洩水管和地下的排水管相互銜接，從而形成一套完整的排水系統(tǒng)。 2、國(guó)外供排水工程的歷史 供水（取水）工程 在國(guó)外，古埃及、羅馬以及歐洲國(guó)家人民對(duì)給水排水做出過較大貢獻(xiàn)。 兩千多年以前，古埃及建有馬立斯湖，面積達(dá)12000公頃以上，是尼羅河流域中最大蓄水庫，當(dāng)時(shí)可供二千萬居民使用；在紀(jì)元前，羅馬建筑了著名的“羅馬水道”，它的一部分仍保存到現(xiàn)在；在1235年英國(guó)倫敦首先利用鉛管輸水入城。1619年倫敦創(chuàng)設(shè)了新河公司，在全城敷設(shè)水管，挨戶供水。 英國(guó)考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在2000多年前的倫敦地區(qū)已

7、經(jīng)擁有了一種生活用水的供應(yīng)設(shè)施（當(dāng)時(shí)古羅馬人統(tǒng)治著當(dāng)今英國(guó)的大部分地區(qū)）。日前，英國(guó)考古學(xué)家運(yùn)用考古發(fā)現(xiàn)和自己的想象復(fù)原了這套設(shè)備（見上圖）。 十七世紀(jì)末葉，蒸氣機(jī)發(fā)明以后，出現(xiàn)了蒸氣水泵，使供水技術(shù)獲得了巨大發(fā)展。1800年開始用鑄鐵管代替木管等管道。 十八世紀(jì)工業(yè)革命以后，1839年開始用慢濾池凈水，此時(shí)，在歐洲也開始應(yīng)用我國(guó)的明礬凈水法。1884年出現(xiàn)快濾池凈水。英國(guó)于1854年開始水的消毒試驗(yàn)，采用的是漂白粉；1902年開始在比利時(shí)采用氯消毒。 排水工程 排水工程發(fā)展較為遲緩，直到十九世紀(jì)中葉，歐洲各城市才開始較普遍地建造近代排水系統(tǒng)。1898年出現(xiàn)規(guī)模較大的污水灌溉，為城市污水生化處

8、理奠定了基礎(chǔ)。二、城鎮(zhèn)供排水工程的地位和作用 供排水工程道路、橋梁工程公共建筑設(shè)施、工業(yè)與民用建筑電力、煤氣、通訊等城鎮(zhèn)建設(shè) 1、供水的重要性 水是人們?nèi)粘Ｉ詈蛷氖乱磺猩a(chǎn)活動(dòng)不可缺少的物質(zhì)； 生命的三要素： 陽光 、 空氣 和 水 成年人每人每天要攝取25公斤的水，在現(xiàn)代化的工業(yè)城市里，每人每日大約需要120-180升的水；200萬人口的城市，生活用水每天就需30萬噸以上。隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，更是需要大量的生產(chǎn)用水：生產(chǎn)一噸鋼需用水15噸，生產(chǎn)一噸紙需用水50噸，生產(chǎn)100m人造纖維需用水3.5噸，加工一噸石油至少需用水1.5噸；等等。 美國(guó) “機(jī)遇”號(hào)火星車在火星地表挖出了一條長(zhǎng)約5

9、0厘米、深約8厘米的溝，以判斷火星上是否存在過液態(tài)水。美國(guó)宇航局科學(xué)家2004年3月日宣布，“機(jī)遇”號(hào)火星車已找到火星上曾經(jīng)存在過液態(tài)水的強(qiáng)有力證據(jù)。這一重大發(fā)現(xiàn)證明，火星過去可能有過適合生命棲居的環(huán)境。 假如沒有水，世界將會(huì)是什么樣子； 左圖為美國(guó)圣迭戈超級(jí)計(jì)算機(jī)中心的麥克爾-貝利的作品沒有水地球是啥模樣？原來是如此猙獰恐怖。 麥克爾-貝利的兩臺(tái)快速模型制造機(jī)可以通過讀取幾何圖形文件，制作出三維結(jié)構(gòu)的模型。其中的一臺(tái)機(jī)器能用激光切削數(shù)百層的紙，然后把它們堆疊和粘貼起來，另一臺(tái)用來給紙模型包上粉末，并利用噴墨技術(shù)著色。 專題：2006年6月、7月重慶、四川遭遇嚴(yán)重旱情 年,全國(guó)耕地累計(jì)受旱面積

10、億畝，全年共有萬農(nóng)村人口、萬頭大牲畜因旱發(fā)生飲水困難。 2010年初西南五省大旱2、排水的重要性 在供水滿足人們生活、生產(chǎn)的同時(shí)，水在生活與生產(chǎn)使用過程中受到污染，成為污水或者廢水，特別是工業(yè)廢水的污染，有害物質(zhì)對(duì)人和環(huán)境的危害更大。因此，污水廢水中所含有的有害物質(zhì)都需要經(jīng)過處理，才能排放。 排水的基本任務(wù)是： (1)集中城市污水和雨水。 (2)合理地處理城市污水，并逐漸地加以綜合利用(包括重復(fù)使用)。3、城鎮(zhèn)供排水工程的地位和作用 供排水工程是城市與城鎮(zhèn)建設(shè)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是城市與城鎮(zhèn)建設(shè)的重要組成部分之一。 供排水工程對(duì)發(fā)展和建設(shè)城鎮(zhèn)、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展、保障人民身體健康以及保護(hù)環(huán)

11、境（包括改善投資環(huán)境）都具有重大作用。三、我國(guó)城鎮(zhèn)供排水工程的現(xiàn)狀與發(fā)展 1、我國(guó)城鎮(zhèn)供排水工程的現(xiàn)狀 供水工程 我國(guó)第一個(gè)近代給水工程于清光緒1879年在旅順建成，鋪設(shè)了150mm直徑的管道計(jì)224Km。1882年英商在上海設(shè)立了上海自來水公司，1901年大連建水廠。后來，青島、廣州、南京、杭州、鎮(zhèn)江等地相繼建成自來水廠。然而從18791949年的七十年間，全國(guó)只修建了大小自來水廠75個(gè)，污水處理廠3個(gè)，只有少數(shù)幾個(gè)城市有排水系統(tǒng)，而且大都很不完整。解放前城市給水普及率只有14。 1880年開始建造并于3年后建成供水的楊樹浦水廠，是上海同時(shí)也是中國(guó)城市史上第一家現(xiàn)代水廠，當(dāng)時(shí)一天的供水量為3

12、600余噸。 1962年2月，被列為當(dāng)時(shí)上海八大重點(diǎn)工程之一的長(zhǎng)橋自來水廠的興建，是上海城市供水發(fā)生根本性變化的一個(gè)開端。長(zhǎng)橋水廠也是第一家由我國(guó)自行設(shè)計(jì)和建造，全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備的大型現(xiàn)代化水廠，為以后上海供水事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 解放后，隨著城市和工業(yè)建設(shè)的發(fā)展與人民生活水平的不斷提高，我國(guó)供水排水事業(yè)有了很大的發(fā)展，供水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)水平和給水處理技術(shù)都有了很大提高。 我國(guó)著名的大型調(diào)水工程： 1、東（江） 深（圳）供水工程 2、引灤（河）入（天）津工程 3、引黃（河）工程（引黃濟(jì)青（島）、引黃入晉等 ） 4、南水北調(diào)工程（東線、中線、西線） 5、東深供水工程簡(jiǎn)介建設(shè)背景： 香港，三面環(huán)海

13、，年降雨不均，又無湖泊，河流調(diào)節(jié)，淡水奇缺，且地少人多，供水問題突出，長(zhǎng)期制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，香港同胞長(zhǎng)期飽受著缺水之苦。歷史上曾經(jīng)歷過多次缺水危機(jī)。1902年大旱,當(dāng)局每日僅供水1小時(shí)，1929年大水荒，港九地區(qū)9個(gè)貯水塘有5個(gè)干涸見底，當(dāng)局派車運(yùn)深圳河水、派船運(yùn)珠江口淡水應(yīng)急，是年因水荒而逃離香港的約有20萬人。東深供水工程是為解決香港、深圳特區(qū)的用水緊張而建設(shè)的。1963年12月，敬愛的周總理一聲令下，撥出?？?584萬元，只用了11個(gè)月就高速度建成了東深供水工程，從此結(jié)束了香港長(zhǎng)期缺水的歷史。 東深供水工程引東江水南流至深圳市，需將其中一條原本由南向北流入東江的支流石馬河變成一條人工運(yùn)河

14、，河水由下游抽回上游，逆流而上工程概況：工程性質(zhì)：改造香港、深圳和東莞專用輸水系統(tǒng)；工程規(guī)模：世界目前供水量最大的專用輸水系統(tǒng)之一；工程特點(diǎn)：水往高處流北起東莞橋頭鎮(zhèn)東江畔，南至毗鄰香港的深圳水庫；通過八級(jí)泵站提升，水面揚(yáng)程垂直高度達(dá)46米；然后注入深圳水庫，再通過涵管進(jìn)入香港的供水系統(tǒng)。工程成果：在制度建設(shè)、機(jī)制完善、技術(shù)應(yīng)用、工程文明等方面都進(jìn)行了富有成效的探索，申請(qǐng)3項(xiàng)國(guó)家專利，有6項(xiàng)重大技術(shù)的應(yīng)用，刷新了同類工程技術(shù)的世界記錄旗嶺渡槽(目前全國(guó)最大的渡槽) 金湖泵站太園抽水站（水利部?jī)?yōu)質(zhì)工程）深圳水庫全貌工程效益：東深供水工程每年向香港、深圳及沿線工農(nóng)業(yè)供水量達(dá)17億多立方米，成為情系

15、粵港的紐帶，為香港的繁榮穩(wěn)定、順利回歸和深圳特區(qū)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。東深供水工程對(duì)港供水40載，被譽(yù)為“政治之水、生命之水、經(jīng)濟(jì)之水”。東改工程（工程于19731994年先后進(jìn)行了三期擴(kuò)建，2000年8月2003年8月第四期改造工程順利完成）建成，對(duì)港、深、莞沿線年供水規(guī)模將達(dá)24.23億噸，且實(shí)現(xiàn)輸水清污分流、全密封拒污染，繼續(xù)為香港的繁榮穩(wěn)定發(fā)揮重要作用。 引灤入津工程是跨流域的大型調(diào)水工程，途經(jīng)河北、天津兩省市，主要包括引水隧洞、兩座水庫、三級(jí)提水泵站、專用明渠、輸水暗渠等工程，全長(zhǎng)234公里。自1983年正式通水以來，共向天津供水近160億立方米，提高了人民群眾的生活質(zhì)量，保

16、證了天津國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)持續(xù)快速健康發(fā)展。 引灤入津工程簡(jiǎn)介引灤樞紐閘工程 潘家口庫區(qū) 大黑汀庫區(qū) 引灤入津工程簡(jiǎn)介引黃濟(jì)津 引黃入晉一期工程中建設(shè)在黃河上的氣勢(shì)雄偉的萬家寨水利樞紐 太原呼延水廠輸水隧洞口 引黃入晉工程簡(jiǎn)介 引黃入晉 工程位于山西西北部，從黃河干流的萬家寨水庫取水，分別向太原、大同和朔州三個(gè)能源基地供水南水工程示意圖 南水北調(diào)工程簡(jiǎn)介建設(shè)背景： 自1952年10月30日毛澤東主席提出“南方水多，北方水少，如有可能，借點(diǎn)水來也是可以的”宏偉設(shè)想以來，在黨中央、國(guó)務(wù)院的領(lǐng)導(dǎo)和關(guān)懷下，廣大科技工作者持續(xù)進(jìn)行了50年的南水北調(diào)工作，做了大量的野外勘查和測(cè)量，在分析比較50多種方案的基礎(chǔ)

17、上，形成了南水北調(diào)東線、中線和西線調(diào)水的基本方案，并獲得了一大批富有價(jià)值的成果。 南水北調(diào)工程簡(jiǎn)介工程概況： 南水北調(diào)總體規(guī)劃東線、中線和西線三條調(diào)水線路。通過三條調(diào)水線路與長(zhǎng)江、黃河、淮河和海河四大江河的聯(lián)系，構(gòu)成以“四橫三縱”為主體的總體布局，以利于實(shí)現(xiàn)我國(guó)水資源南北調(diào)配、東西互濟(jì)的合理配置格局。 規(guī)劃的東線、中線和西線到2050年調(diào)水總規(guī)模為448億立方米，其中東線148億立方米，中線130億立方米，西線170億立方米。整個(gè)工程將根據(jù)實(shí)際情況分期實(shí)施。南水北調(diào)工程簡(jiǎn)介排水工程 在供水工程發(fā)展的同時(shí)，城市（城鎮(zhèn)）排水事業(yè)發(fā)展也很快。各城市（城鎮(zhèn)）修建和完善排水設(shè)施，建造污水處理廠等。城鎮(zhèn)排

18、水來源生活污水工業(yè)廢水 降 水雨 水雪 水生產(chǎn)污水生產(chǎn)廢水2、我國(guó)城鎮(zhèn)供排水工程存在的問題 供水量不足 我國(guó)城市缺水有4種類型，即資源型缺水、工程型缺水、管理型缺水和污染型缺水等。我國(guó)河川多年平均徑流量為2.621012 m3，相當(dāng)于全球年徑流量的5.6，居世界第6位。但人均占有量只有2392 m3a，相當(dāng)于世界人均占有量10800m3a的22，是美國(guó)的15，加拿大的150，居世界第110位，被列入世界12個(gè)貧水國(guó)家名單。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，1996年在全國(guó)的666個(gè)城市中，有330個(gè)不同程度缺水，其中嚴(yán)重缺水的達(dá)108個(gè)；在32個(gè)百萬人口以上的特大城市中，有30個(gè)城市長(zhǎng)期受缺水的困擾。值得注意的是，在

19、我國(guó)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)、人口比較集中的地區(qū)，特別是水資源短缺地區(qū)的城市，水的供需矛盾尤為突出。水源污染日趨嚴(yán)重 近年來，全國(guó)水污染仍呈發(fā)展趨勢(shì)，工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)水域污染尤為嚴(yán)重。據(jù)7大水系和內(nèi)陸河流的110個(gè)重點(diǎn)河段統(tǒng)計(jì)，符合“地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)” 、類的占32，類的占29，屬于、類的占39(主要污染指標(biāo)為氨氮、COD（化學(xué)需氧量）、揮發(fā)酚和BOD（生化需氧量）等)。黃河、松花江、遼河屬、類水質(zhì)的河段已超過60。淮河枯水期的水質(zhì)已達(dá)不到類，其大部分支流的水質(zhì)，常年在類以上。長(zhǎng)江和珠江的水質(zhì)為、V類的江段已超過20。 供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)偏低 與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)制訂的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)存在著項(xiàng)目少、標(biāo)準(zhǔn)低的差距，尤其對(duì)水中溶解性有機(jī)物的檢測(cè)項(xiàng)目更少。我國(guó)現(xiàn)行的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)僅有35項(xiàng)指標(biāo)，而世界衛(wèi)生組織制訂的有49項(xiàng)，日本1993年底開始執(zhí)行的為59項(xiàng)，歐盟制定的為66項(xiàng)，美國(guó)環(huán)保局安全飲水法中規(guī)定的水質(zhì)指標(biāo)共83項(xiàng)。并且在一些單項(xiàng)指標(biāo)的規(guī)定上，我國(guó)較低。例如濁度，我國(guó)是35度，發(fā)達(dá)國(guó)家是1度。 另外，從飲水標(biāo)準(zhǔn)制訂頒布的周期上看，我國(guó)是10年左右