《给排水管道系统》课程授课教案（教学设计）给水系统的水压关系

教学设计四日给水系统的水压关系章节第3章给水系统的工作情况课程名称给排水管道系统名称3.3给水系统的水压关系教学给排水专业课程讲授45分钟设计教师时间对象本科生课堂1、了解最小服务水头的定义和粗略估算最小服务水头的方法；教学2、掌握一级泵站扬程的设计计算；目的3、掌握二级泵站扬程的设计计算。3.3给水系统的水压关系1、最小服务水头：从地面算起一层为10m，二层为12m，二层以上每增加一层增加4m，即满足：H=4（n+1），N≥2。（2min）hal3HoHphs教学内容2、一级泵站扬程H（3min）及教学(3-1)H,=Ho+h,+h安排式中：H。一静扬程，m；h，一最高日平均时供水量加水厂自用水量确定的吸水管路水头损失，m;ha一最高日平均时供水量加水厂自用水量确定的压水管和泵站到前端水处理构筑物的管线中的水头损失，m。3、二级泵站扬程及水塔高度的确定（1）无水塔管网（5min）无水塔的管网由泵站直接输水到用户时，静扬程等于清水池最低水位与管网控制点所需水压标高的高程差。水头损失包括吸水管、压水管、输水管和管网等水头损失之和。故无水塔时二级泵站扬程为：(3-2)H,=Z.+H。+h,+h.+hn

教学设计四 给水系统的水压关系 章节 名称 第 3 章 给水系统的工作情况 3.3 给水系统的水压关系 课程名称 给排水管道系统 教学 对象 给排水专业 本科生 课程讲授 时间 45 分钟 设计教师 课堂 教学 目的 1、了解最小服务水头的定义和粗略估算最小服务水头的方法； 2、掌握一级泵站扬程的设计计算； 3、掌握二级泵站扬程的设计计算。 教学 内容 及 教学 安排 3.3 给水系统的水压关系 1、最小服务水头：从地面算起一层为 10m，二层为 12m，二层以上每 增加一层增加 4m，即满足：H=4（n+1），N≥2。（2min） 2、一级泵站扬程 HP（3min） H H h h p s d    0 （3-1） 式中: H0－静扬程，m； s h －最高日平均时供水量加水厂自用水量确定的吸水管路水头损 失，m； hd －最高日平均时供水量加水厂自用水量确定的压水管和泵站到 前端水处理构筑物的管线中的水头损失，m。 3、二级泵站扬程及水塔高度的确定 （1）无水塔管网（5min） 无水塔的管网由泵站直接输水到用户时，静扬程等于清水池最低水位 与管网控制点所需水压标高的高程差。水头损失包括吸水管、压水管、 输水管和管网等水头损失之和。故无水塔时二级泵站扬程为： H p  Zc  Hc  hs  hc  hn （3-2）

式中：Z一管网控制点c的地面标高和清水池最低水位的高程差，m；H。一控制点所需的最小服务水头，m;h,一吸水管中的水头损失，m;h,h.一输水管和管网中水头损失，m。h,，h.和h,都应按水泵最高时供水量计算。r2HpHeZe（2）网前（前置）水塔管网（10min）对于网前水塔，当泵站供水量大于管网中用户用水量时，多余的水量通过输水管送至水塔中贮存，而在最高用水时由泵站和水塔联合向管网中用户供水以满足水量的需求。Z,+H,=Z,+H,+h,(3-3)heHpI.式中：Z一设置水塔处的地形标高，m;H一水塔高度，m;Z.一控制点处的地形标高，m；H,一控制点要求的自由水压，m；h，一按最高时用水量计算的从水塔至控制点之间管路的水头损失，m。水塔高度计算公式为：(3-4)H, = H, +h, -(Z,-Z.)从上式可以看出，建造水塔处的地面标高Z，越高，则水塔高度H越

式中： Zc －管网控制点 c 的地面标高和清水池最低水位的高程差，m； Hc －控制点所需的最小服务水头，m； s h －吸水管中的水头损失，m； hc hn , －输水管和管网中水头损失，m。 s h ， c h 和 n h 都应按水泵最高时供水量计算。 （2）网前（前置）水塔管网（10min） 对于网前水塔，当泵站供水量大于管网中用户用水量时，多余的水 量通过输水管送至水塔中贮存，而在最高用水时由泵站和水塔联合向管 网中用户供水以满足水量的需求。 Z H Z H h t t c c n     （3-3） 式中：Zt －设置水塔处的地形标高，m； Ht －水塔高度，m； Zc －控制点处的地形标高，m； Hc －控制点要求的自由水压，m； n h 一按最高时用水量计算的从水塔至控制点之间管路的水头损 失，m。 水塔高度计算公式为： ( ) H H h Z Z t c n t c     （3-4） 从上式可以看出，建造水塔处的地面标高Zt 越高，则水塔高度 Ht 越

低，造价越低，当H=0时，即变为高地水池，这就是水塔建在高地的原因。（3）网后（对置）水塔管网（20min）由于城市地形和保证供水区水压的需要，水塔可能布置在管网末端的高地上，这样就形成对置水塔的给水系统。nsHPHp7.110（a）在最高用水量时，管网用水由泵站和水塔同时供给，两者各有自己的给水区，在给水区分界线上，水压最低。水泵扬程可按无水塔管网的计算公式进行计算，水塔高度的计算公式可按网前水塔的计算公式进行计算。（b）在一天内有若干小时因二级泵站供水量大于用水量，多余的水通过管网转输入水塔贮存，一般取最大一小时的转输流量作为管网设计校核的依据。最大转输时水泵扬程的计算公式为：(3-5)H,'=Z,+H,+Ho+h,+h,'+h,式中：H一最大转输时水泵扬程，m；h,,h,h"一最大转输时吸水管、输水管和管网中水头损失，m；h，h和h，都应按最大转输流量计算。这时需校核根据最高用水量确定的水泵扬程H，能否满足最大转输时水泵扬程H。4、例题（5min）某城市水塔所在地面标高为20m，水塔高度为15.5m，水柜水深3m。控制点距水塔5000m，从水塔到控制点的管线水力坡度为i=0.0015，局部水头损失按沿程水头损失的10%计算，控制点地面标高为14m，则在控制点处最多可满足几层建筑的最小服务水头？重点教学重点：一级泵站和二级泵站扬程的计算，水塔高度的计算；

低，造价越低，当 Ht ＝0 时，即变为高地水池，这就是水塔建在高地的 原因。 （3）网后（对置）水塔管网（20min） 由于城市地形和保证供水区水压的需要，水塔可能布置在管网末端 的高地上，这样就形成对置水塔的给水系统。 （a）在最高用水量时，管网用水由泵站和水塔同时供给，两者各有 自己的给水区，在给水区分界线上，水压最低。水泵扬程可按无水塔管 网的计算公式进行计算，水塔高度的计算公式可按网前水塔的计算公式 进行计算。 （b）在一天内有若干小时因二级泵站供水量大于用水量，多余的水 通过管网转输入水塔贮存，一般取最大一小时的转输流量作为管网设计 校核的依据。 最大转输时水泵扬程的计算公式为： 0 ' ' ' ' H Z H H h h h p t t s c n       （3-5） 式中： ' H p －最大转输时水泵扬程，m； ', ', ' s c n h h h －最大转输时吸水管、输水管和管网中水头损失，m； ' s h ， ' c h 和 ' n h 都应按最大转输流量计算。 这时需校核根据最高用水量确定的水泵扬程 H p 能否满足最大转输时水 泵扬程 ' H p 。 4、例题（5min） 某城市水塔所在地面标高为 20m，水塔高度为 15.5m，水柜水深 3m。控 制点距水塔 5000m，从水塔到控制点的管线水力坡度为 i=0.0015，局部 水头损失按沿程水头损失的 10%计算，控制点地面标高为 14m，则在控制 点处最多可满足几层建筑的最小服务水头？ 重点 教学重点：一级泵站和二级泵站扬程的计算，水塔高度的计算；

与教学难点：网后水塔的二级泵站扬程和水塔高度的设计计算。难点教学对策：对策（1）采用图片示意图的方式对所介绍的基本理论进行直观的讲授，使学生能理解公式的具体表达意思：（2）一级泵站的计算较为简单，二级泵站的设计计算需分类计算，掌握较困难，因此课堂中引入例题立即对所介绍的公式进行运用，使学生掌握该类计算的切入点和易错点。而后，通过预留练习题的方式，让学生在课下掌握和继续巩固该类计算问题。教学采用板书为主，多媒体为辅，二者相结合的教学方法，在基本概念和公方法式的讲述过程中主要采用板书，图片演示、例题等内容的讲授主要采用与多媒体课件展示。手段练习题：1、若无水塔管网的控制点为4层建筑，控制点地面标高为160m，清水池最低水位标高为150m，在最高用水时管网水头损失为10m，设泵房内管路水头损失为2m，则二级泵站扬程为多少米？2、一级泵站吸水井最低水位标高是100m，给水处理厂前端处理构筑物的最高水位标高为140m，水泵吸水管、压水管和输水管线的总水头损失为10m，则一级泵站的设计扬程宜为多少米？作业及课外资源推荐

与 难点 对策 教学难点：网后水塔的二级泵站扬程和水塔高度的设计计算。 教学对策： （1） 采用图片示意图的方式对所介绍的基本理论进行直观的讲授，使 学生能理解公式的具体表达意思； （2） 一级泵站的计算较为简单，二级泵站的设计计算需分类计算，掌 握较困难，因此课堂中引入例题立即对所介绍的公式进行运用， 使学生掌握该类计算的切入点和易错点。而后，通过预留练习题 的方式，让学生在课下掌握和继续巩固该类计算问题。 教学 方法 与 手段 采用板书为主，多媒体为辅，二者相结合的教学方法，在基本概念和公 式的讲述过程中主要采用板书，图片演示、例题等内容的讲授主要采用 多媒体课件展示。 作业 及 课外 资源 推荐 练习题： 1、若无水塔管网的控制点为 4 层建筑，控制点地面标高为 160m，清水 池最低水位标高为 150m，在最高用水时管网水头损失为 10m，设泵房内 管路水头损失为 2m，则二级泵站扬程为多少米？ 2、一级泵站吸水井最低水位标高是 100m，给水处理厂前端处理构筑物 的最高水位标高为 140m，水泵吸水管、压水管和输水管线的总水头损失 为 10m，则一级泵站的设计扬程宜为多少米？