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出版者:中国水利水电出版社

作者:黄强

出品人:

页数:191

译者:

出版时间:1998-10

价格:12.40

装帧:平装

isbn号码:9787801246578

丛书系列:

图书标签:

• 水利工程
• 水电站
• 可再生能源
• 能源利用
• 水资源
• 清洁能源
• 电力工程
• 水力发电
• 绿色能源
• 可持续发展

《现代城市供水系统设计与优化》 第一章 城市供水系统的基础理论与规划 本章深入探讨现代城市供水系统的基本构成要素、运行原理及其在城市发展中的战略地位。首先，系统阐述了水资源评估在供水规划中的核心作用，包括地表水、地下水资源的勘测、水量平衡分析以及水质特性研究。随后，详细介绍了城市供水系统规划的宏观层面，涵盖了服务区域的确定、供水水源的战略选择（如跨流域调水、非常规水源利用等），并着重分析了不同规划标准（如服务人口、用水高峰系数、抗灾能力要求）对系统容量和布局的影响。 在基础理论方面，本章引入了水力学在管网分析中的应用，包括水流阻力计算、水头损失模型（如达西-威斯巴赫公式与海曾-威廉斯公式的适用性比较）以及泵站选型的流体力学基础。同时，对城市给水系统的演化历史进行了梳理，从早期的重力流系统到现代的加压分区供水模式的转变，揭示了技术进步对系统可靠性和经济性的驱动作用。此外，本章还涉及了供水安全的概念框架，包括多重冗余设计、关键节点的风险评估以及应急水源的预留策略，为后续章节的详细设计奠定了坚实的理论基础。 第二章 原水处理与水质保障技术 本章聚焦于水处理工艺的选择、设计与运行控制，旨在确保输送到用户的自来水达到国家现行的生活饮用水卫生标准，并具备良好的感官特性。 首先，系统分类论述了不同水源（如高浊度地表水、高硬度地下水、以及受特定污染的非常规水源）的预处理技术。针对悬浮物、胶体颗粒的去除，详细解析了混凝、絮凝过程的机理，包括混凝剂的选择（硫酸铝、聚合氯化铝PAC的投加优化）、pH值控制对絮凝效果的影响，以及快速混合池和反应池的设计参数。 其次，深入探讨了水净化流程的核心——沉淀与过滤技术。沉淀池的设计参数（如沉降表面负荷率、水流停留时间）的确定方法，以及水平流、辐流、辐辐流沉淀池的结构特点和适用场景。在过滤方面，重点剖析了快滤池和慢滤池的工作原理，包括滤层材料的选择（石英砂、无烟煤、锰砂的配比与粒径分布）、滤速的控制、以及反冲洗工艺的优化，以确保出水水质的稳定。 随后，针对水质深度处理的需求，本章详细介绍了消毒工艺。氯消毒（液氯、次氯酸钠）的动力学模型、接触时间（CT值）的计算与控制、以及余氯稳定性的维持是重点内容。对于新兴的饮用水安全挑战，本章也引入了臭氧氧化、活性炭吸附（颗粒活性炭GAC与粉末活性炭PAC）在去除微量污染物、内分泌干扰物和消毒副产物（如三卤甲烷THMs）方面的应用及工艺参数优化。 第三章 输配水管网的结构设计与水力分析 本章是供水系统工程设计的核心部分，侧重于如何构建一个高效、可靠、低能耗的给水管网。 首先，阐述了管网的几何布局原则。根据城市道路网的格局，系统地介绍了树状管网、环状管网及其混合形式的优缺点，以及在不同功能区域（居住区、工业区、高层建筑区）的适用性。管网节点和管段的编号、绘制规范也得到了强调。 其次，深入研究了管网的水力分析方法。对于静态水力分析，详细介绍了如何应用节点流量平衡和回路水头损失平衡原理，利用修正的哈森-威廉斯公式或能量方程，通过迭代法（如牛顿-拉夫逊法）求解复杂的环状管网中的流量和水头损失。对于动态水力分析，引入了瞬变水力学基础，包括压力波的产生机理（水锤效应），并介绍了特征线法等数值方法在分析阀门关闭或水泵突然停运事件中的应用。 在管材选择与防腐方面，本章比较了球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管（PCCP）、高密度聚乙烯管（HDPE）等主流管材的物理性能、经济性、抗震性和使用寿命。同时，详细阐述了管道的防腐措施，包括内外防腐层（如环氧树脂涂层、水泥砂浆内衬）的选择、阴极保护技术的应用及其在复杂地质条件下的管线铺设要求。 第四章 泵站与水塔（高位水池）的优化配置 本章专注于供水系统的加压与储存环节，确保水压的满足性和系统的运行弹性。 泵站是供水系统的“心脏”，本章首先分类讨论了不同类型的泵站：常规加压泵站、变频调速泵站和低位水池泵站的设计要点。在水泵选型上，重点讲解了离心泵的性能曲线分析，包括最佳效率点（BEP）的选择，并详细介绍了变频调速（VFD）技术在泵站节能降耗中的应用机制，包括变频器选型、控制策略（如恒压控制、流量反馈控制）的编程逻辑。 对于水泵的并联与串联布局，本章给出了详细的工况点叠加分析方法，以确保系统在不同用水负荷下都能稳定运行。此外，水泵机组的冗余度设计、吸水池的设计水力条件（防止气蚀）、以及噪音和振动控制措施也被纳入讨论范围。 高位水池（或水塔）作为重要的平衡设施，其功能不仅在于调节瞬时流量变化、提供应急消防水量，还在于为管网提供稳定的设计水头。本章分析了水池的容积确定方法，平衡容积、消防容积和事故应急容积的计算标准，并探讨了水池的防污染设计（进出水设计、防鸟防虫措施、水位监测与联锁控制）。 第五章 供水管网的漏损控制与智能化管理 随着城市水资源压力增大，管网漏损控制成为保障供水安全和运营效率的关键领域。 本章首先量化了漏损的类型与影响，包括可见漏损（Burst）和不可见漏损（Leakage），并介绍了漏损率的计算方法与行业基准。随后，系统地阐述了漏损控制策略（LCS）。核心内容在于DMA（District Metered Area，分区计量管理）的划分与设计，包括如何根据地形、水力特性和用户密度合理划分DMA边界，并确定所需的流量计和压力监测点。 在漏损探测技术方面，本章详细介绍了声学泄漏检测技术（如地面听漏仪、关联定位技术）的工作原理及数据处理方法。同时，对比了管道压力波动法、示踪剂法等其他先进的泄漏定位手段的优缺点。 最后，本章迈向供水系统的智能化发展。介绍了SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统在远程监控、数据采集与处理中的作用，以及GIS（Geographic Information System）在管网资产管理、应急抢修调度中的集成应用。讨论了新型传感器技术（如智能水表、在线水质监测仪）如何为供水系统的实时优化和预测性维护提供数据支撑。 附录 A：城市给水管网水力计算实例 附录 B：水处理厂常用设备选型参数表

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这本《水能利用》真是让我大开眼界，虽然我本来对水力发电这块了解不多，但读完之后，感觉自己对这个领域的基础知识和前沿动态都有了全新的认识。书里对水轮机的设计原理和运行效率的分析尤其到位，那些复杂的流体力学公式和图表，被作者用非常直观易懂的方式阐释出来，即便是像我这样跨专业背景的读者也能迅速抓住核心要点。特别是关于不同类型水库和电站布局的案例研究，简直就像带着我实地考察了一番，那种身临其境的感觉，让我清晰地看到了理论如何转化为实际的工程应用。作者在描述水能开发对生态环境影响和缓解措施的部分，也展现了极高的责任心和专业素养，没有回避这个敏感话题，而是提供了许多建设性的、基于科学数据的解决方案。我印象最深的是关于小型、分散式水力发电系统的章节，这对于偏远地区的可持续发展具有重要的指导意义，让我看到了水能利用不仅仅是大型工程的专利，更是普惠民生的技术。总的来说，这本书的深度和广度都超出了我的预期，是一本非常值得细细品味的专业著作，对于从事相关行业的人来说，绝对是案头必备的工具书，即便是对新能源感兴趣的普通读者，也能从中汲取到丰富的知识养分。

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我本来以为《水能利用》会是一本比较“硬核”的工程技术书，没想到它在社会经济效益评估这块也做得非常扎实。作者用大量的案例数据对比了水电、火电、风电等不同能源形式的度电成本（LCOE）以及对当地经济的拉动作用，这种量化的比较分析，让讨论变得更有说服力。特别是书中对“水能的储能特性”的讨论，将其放在现代电力系统的柔性需求下进行重新审视，观点非常新颖。它不再仅仅被视为基础负荷电源，而是被定位为平衡间歇性可再生能源（如太阳能和风能）的关键调节器。书中对抽水蓄能电站的详细技术和经济分析，清晰地展示了其在电网稳定中的核心地位。这本书的文字风格是那种非常朴素、直白的叙述风格，没有太多华丽的辞藻，但每一个论断都建立在扎实的数据和逻辑推理之上，读起来虽然需要集中注意力，但收获的知识的沉淀感非常强，绝对是值得反复阅读和参考的经典之作，能帮助读者建立一个全面、立体的“水能观”。

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对于我这种关注水资源管理和气候变化交叉领域的研究者来说，《水能利用》这本书简直就是一本宝库。它不仅详尽地梳理了水能技术的发展脉络，更难得的是，它非常批判性地审视了现有技术路线的局限性。书中最精彩的部分，我认为是它对“非常规水能”开发的探讨，比如潮汐能、波浪能和温差能等，这些往往是传统水电教材中一带而过的内容，但在本书中却得到了充分的篇幅和深入的分析，展示了水能资源的多样性和潜力。作者在数据引用上的严谨性也令人印象深刻，参考文献的覆盖面极广，既有经典文献，也有最新的国际会议报告，这为任何想要进一步深挖某一领域的研究人员提供了坚实的起点。此外，书中关于跨国界河流的水能开发与共享的国际法和政治博弈的分析，更是提升了本书的格局，让读者明白“水能利用”绝非单纯的技术问题，而是涉及复杂的地缘政治和经济利益的综合议题。这本书在技术深度和政策广度上的平衡把握得恰到好处。

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这本书的装帧和排版就给人一种沉稳、可靠的感觉，内容更是名副其实。我尤其想称赞作者在介绍水能项目全生命周期管理方面的详尽描述。从最初的选址勘测、环境影响评价（EIA），到工程建设中的风险控制，再到后期的退役和生态修复，每一个环节都被拆解得井井有条。这种“全景式”的叙事方式，对于我们工程项目管理人员来说极为实用。我发现书里有一章专门讲水轮机在非最佳工况下的性能衰减与优化策略，这在实际电站运行中是极其常见的难题，作者给出的几套优化方案，我回去立刻就可以在我们的系统上进行小范围测试。这本书的图表绘制质量非常高，那些复杂的流程图和结构剖面图，线条清晰，标识明确，甚至可以直接作为培训新员工的教学材料使用。它真正做到了理论指导实践，而不是高悬于空中的学术探讨，读起来让人觉得每翻一页，都能在自己的专业实践中找到可以直接应用的知识点。

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说实话，一开始翻开《水能利用》这本书，我内心是有点忐忑的，毕竟水利工程听起来就跟高深的理论和晦涩的计算挂钩。但这本书的叙事方式却出奇地流畅自然，仿佛在跟一位经验丰富的老工程师聊天。它不像那种教科书一样干巴巴地堆砌定义，而是充满了对实际问题的洞察。我特别欣赏作者在探讨水能潜力评估时采用的宏观视角，不仅仅局限于流域内的技术可行性，更将全球能源结构转型的大背景融入其中，让人理解水能开发在未来能源版图中的战略地位。书中对“水能的智能化管理”这一新兴领域的探讨，更是点睛之笔，结合物联网和大数据技术来优化水电站的调度和维护，这绝对是技术与效率的完美结合。虽然有些技术细节部分我需要反复阅读才能完全消化，但作者提供的那些精妙的比喻和类比，总能在关键时刻帮我搭建起理解的桥梁。这本书的价值不仅在于传授知识，更在于激发思考，促使读者去关注如何更智慧、更可持续地驾驭我们地球上最宝贵的资源之一——水流的动能。

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