《給水排水管道系統(tǒng)》PPT課件

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1、給水排水管道系統(tǒng),第1章 給水排水管道系統(tǒng)概論 第2章 管網(wǎng)工程規(guī)劃 第3章 水力計算基礎 第4章 給水管道設計用水量 第5章 給水系統(tǒng)的工作狀況 第6章 給水工程設計 第7章 給水管道材料與附件 第8章 污水管道系統(tǒng)的設計計算 第9章 雨水管渠的設計計算 第10章 排水管渠材料及附屬構筑物 第11章 給水排水管道系統(tǒng)的技術管理和維護,第一章 給水排水管道系統(tǒng)概論,1.1 給水排水系統(tǒng)的組成 1.2 給水排水管道系統(tǒng)的功能與特點 1.3 給水管網(wǎng)系統(tǒng) 1.4 排水管道系統(tǒng),,1.1 給水排水系統(tǒng)的組成,1.1.1給水排水系統(tǒng),給水排水系統(tǒng)是為人們的生活、生產(chǎn)、市政和消防提供 用水和廢水排除設施

2、的總稱。 給水排水系統(tǒng)的功能：向各種不同類別的用戶供應滿足 不同需求的水量和水質，同時承擔用戶排除廢水的收集、輸 送和處理，達到消除廢水中污染物質對于人體健康和保護環(huán) 境的目的。 給水系統(tǒng)（water supply system）是保障城市居民、 工礦企業(yè)等用水的各項構筑物和輸配水管網(wǎng)組成的系統(tǒng)。,根據(jù)系統(tǒng)的性質不同有四種分類方法： 按水源種類：分為地表水（江河、湖泊、水庫、海洋等）和地下水（潛水、承壓水、泉水等）給水系統(tǒng)； 按服務范圍：可分為區(qū)域給水、城鎮(zhèn)給水、工業(yè)給水和建筑給水等系統(tǒng)； 按供水方式：分為自流系統(tǒng)（重力供水）、水泵供水系統(tǒng)（加壓供水）和兩者相結合的混合供水系統(tǒng)； 按使

3、用目的：可分為生活給水、生產(chǎn)給水和消防給水系統(tǒng)。 廢水收集、處理和排放工程設施，稱為排水系統(tǒng)（sewerage system）。 根據(jù)排水系統(tǒng)所接受的廢水的性質和來源不同，廢水可分為生活污水、工業(yè)廢水和雨水三類。 整個城市給水排水系統(tǒng)如圖1.1,,圖1.1 城市給水排水系統(tǒng),1.1.2、給水排水系統(tǒng)應具有以下三項主要功能： （1）水量保障。 （2）水質保障。 （3）水壓保障。,1.1.3、給水排水系統(tǒng)組成：,（1）取水系統(tǒng)。 （2）給水處理系統(tǒng)。 （3）給水管網(wǎng)系統(tǒng)。 （4）排水管道系統(tǒng)。 （5）廢水處理系統(tǒng)。 （6）廢水排放系統(tǒng)。 （7）重復利用系統(tǒng)。 給水排水系統(tǒng)組成如圖1.2,圖1-2

4、城鎮(zhèn)給水排水系統(tǒng)示意圖 1-取水系統(tǒng)；2-給水處理系統(tǒng)；3-給水管網(wǎng)系統(tǒng)； 4-排水管道系統(tǒng)；5-污水處理系統(tǒng)；6污水排放系統(tǒng),1.1.4、給水排水系統(tǒng)工作原理,給水排水系統(tǒng)中的各組成部分在水量、水質和水壓（能量）上有著緊密的聯(lián)系，必須正確認識和理解他們的相互關系并有效地進行控制和運行調度管理，才能滿足用戶對水量、水質、和水壓的要求，達到水資源優(yōu)化利用、降低生產(chǎn)運行成本、滿足生產(chǎn)要求、保證產(chǎn)品質量、方便人們生活、保護環(huán)境、防止災害等目標。,1.1.4.1、給水排水系統(tǒng)的流量關系,給水排水系統(tǒng)流量關系如圖1-3所示,圖1-3 給水排水系統(tǒng)流量關系示意圖 1-取水系統(tǒng)；2-給水

5、處理系統(tǒng)；3-清水池；4-給水管網(wǎng)系統(tǒng)；5-水塔 6-用戶；7-排水管道系統(tǒng)；8-調節(jié)池；9-均和池；10-污水處理系統(tǒng),1.1.4.2、給水排水系統(tǒng)的水質關系,給水排水系統(tǒng)的水質主要以各組成部分的水質標準和變化過程來體現(xiàn)。 作為城鎮(zhèn)給水水源，其水質必須符合國家生活飲用水水源水質標準 生活飲用水必須達到國家生活飲用水水質衛(wèi)生規(guī)范要求，工業(yè)用水和其他用水必須達到有關行業(yè)水質標準或用戶特定的水質要求 廢水排放，其水質要求應按照國家廢水排放水質標準及廢水排放受納水體的承受能力確定,1.1.4.3.給水排水系統(tǒng)的水壓關系,給水排水整個過程都與能量有關 在給水系統(tǒng)中 ： 全重力供水 一級加壓供水 （當水

6、廠地勢較高 、水源地勢較高 、原水水質較好 ） 二級加壓供水：這是目前采用最多的供水方式 多級加壓供水：（一是長距離輸水時需要多級加壓提升 ；大型給水系統(tǒng) ）,在排水系統(tǒng)中 ： 排水系統(tǒng)一般靠地形高差按重力輸水 ，特 殊情況下采用壓力輸水。 排水系統(tǒng)提升： 埋深較大的情況 局部地勢低的地方 排水系統(tǒng)提升有可能需要進行多次。,1.2 給水排水管道系統(tǒng)的功能與特點,1.2.1、給水排水管道系統(tǒng)的功能 水量輸送：即實現(xiàn)一定水量的位置遷移，滿足用水和排水的地點要求； 水量調節(jié)：即采用貯水措施解決供水、用水與排水的水量不平均問題。 水壓調節(jié)：即采用加壓和減壓措施調節(jié)水的壓力，滿足水輸送、使用和排放的

7、能量要求。,1.2.2、給水排水管道系統(tǒng)的特點,給水排水管道系統(tǒng)具有一般網(wǎng)絡系統(tǒng)的特點，即分散性 （覆蓋整個用水區(qū)域）、連通性（各部分之間的水量、水壓和 水質緊密關聯(lián)且相互作用）、傳輸性（水量輸送、能量傳 遞）、擴展性（可以向內部或外部擴展，一般分多次建成） 等。同時給水排水管道系統(tǒng)又具有與一般網(wǎng)絡系統(tǒng)不同的特 點，如隱蔽性強、外部干擾因素多、容易發(fā)生事故、基建投 資費用大、擴建改建頻繁、運行管理復雜等。,1.3 給水管網(wǎng)系統(tǒng),1.3.1、給水管網(wǎng)系統(tǒng)的組成 給水管網(wǎng)系統(tǒng)一般是由輸水管（渠）、配 水管網(wǎng)、水壓調節(jié)設施（泵站、減壓閥）及 水量調節(jié)設施（清水池、水塔、高位水池） 等構成。如圖1

8、-4所示。,,圖1-4（a） 地表水源給水管道系統(tǒng)示意圖 1-取水構筑物；2-一級泵站；3-水處理構筑物； 4-清水池；5-二級泵站；6-輸水管；7-管網(wǎng)；8-水塔,1.3.2、給水管網(wǎng)系統(tǒng)類型,1按水源的數(shù)目分類 （1）單水源給水管網(wǎng)系統(tǒng) （2）多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng),,圖1.5 多水源給水系統(tǒng),,,2按系統(tǒng)構成方式分類 （1）統(tǒng)一給水管網(wǎng)系統(tǒng)：同一管網(wǎng)按相同的壓力供應生活、 生產(chǎn)、消防各類用水。 系統(tǒng)簡單，投資較少，管理方便。 適用在工業(yè)用水量占總水量比例小，地形平坦的地區(qū)。 按水源數(shù)目不同可為單水源給水系統(tǒng)和多水源給水系統(tǒng)。,（2）分質給水系統(tǒng)：因用戶

9、對水質的要求不同而分成兩個 或兩個以上系統(tǒng)，分別供給各類用戶。 可分為生活給水管網(wǎng)和生產(chǎn)給水管網(wǎng)等。 可以從同一水源取水，在同一水廠中經(jīng)過不同的 工藝和流程處理后，由彼此獨立的水泵、輸水管和管 網(wǎng)，將不同水質的水供給各類用戶。 如圖,,圖1.6 分質給水系統(tǒng),采用此種系統(tǒng)，可使城市水廠規(guī)?？s小，特別是可以節(jié)約大量藥劑費用和動力費用，但管道和設備增多，管理較復雜。 適用在工業(yè)用水量占總水量比例大，水質要求不高的地區(qū)。,（3）分區(qū)給水系統(tǒng) 將給水管網(wǎng)系統(tǒng)劃分為多個區(qū)域，各區(qū)域管網(wǎng)具有獨立的供水泵站，供水具有不同的水壓。分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng)可以降低平均供水壓力，避免局部水壓過高的

10、現(xiàn)象，減少爆管的幾率和泵站能量的浪費。 管網(wǎng)分區(qū)的方法有兩種： 城鎮(zhèn)地形較平坦，功能分區(qū)較明顯或自然分隔而分區(qū)，如圖1-7所示 ： 地形高差較大或輸水距離較長而分區(qū)，又有串聯(lián)分區(qū)和并聯(lián)分區(qū)兩類 ，圖1-8所示為并聯(lián)分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng)，圖1-9所示為串聯(lián)分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng)。,,,圖1-7 分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng),圖1-8 并聯(lián)分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng) a-高區(qū)；b-低渠；1-凈水廠；2-水塔；,圖1-9 串聯(lián)分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng) a-高區(qū)；b-低區(qū)；1-凈水廠；2-水塔；3-加壓泵站,,3按輸水方式分類 （1）重力輸水：水源處地勢較高，清水池中的水依 靠重力 進入管網(wǎng)系統(tǒng)，無動力消

11、 耗，教經(jīng)濟。 （2）壓力輸水：依靠泵站加壓輸水。,1.4 排水管道系統(tǒng),1.4.1、排水管道系統(tǒng)的組成 排水管道系統(tǒng)一般由廢水收集設施、排水管 道、水量調節(jié)池、提升泵站、廢水輸水管 （渠）和排放口等組成。如圖1-10所示。,圖1-14 排水管道系統(tǒng)示意圖 1-排水管道；2-水量調節(jié)池；3-提升泵站；4-輸水管道（渠）；5-污水處理廠,1.4.2、排水管網(wǎng)系統(tǒng)的體制 排水系統(tǒng)的體制是指在一個地區(qū)內收集和輸送廢水 的方式，簡稱排水體制（制度）。 它有合流制和分流制兩種基本方式。,1合流制 所謂合流制是指用同一種管渠收集和輸送生活污水、工業(yè)廢水和雨水的排水方式。 根據(jù)污水匯集后的處置

12、方式不同，又可把合流制分為下列三種情況：,,,,（）直排式合流制：,管道系統(tǒng)的布置就近坡向水體，分若干排出口，混合的污水未經(jīng)處理直接排入水體，我國許多老城市的舊城區(qū)大多采用的是這種排水體制。,特點：對水體污染嚴重，系統(tǒng)簡單。 這種直排式合流制系統(tǒng)目前不宜采用。,（）截流式合流制 ：,,這種系統(tǒng)是在沿河的岸邊鋪設一條截流干管，同時在截流干管上設置溢流井，并在下游設置污水處理廠。,,晴天和初降雨時污水,污水處理廠,排入水體或再利用,,,,當混合污水的流量截流干管的輸水能力，,,,特點：比直排式有了較大的改 進，但在雨天時，仍有部 分混合污水未經(jīng)處理而直 接排放，成為水體的污染 源而使水體遭

13、受污染。,適用于對老城市的舊合流制 的改造,,,,（）完全合流制,是將污水和雨水合流于一條管渠，全部送往污水處理廠進行處理。,特點: 衛(wèi)生條件較好， 在街道下，管道綜 合也比較方便， 但工程量較大，初期投資大，污水廠的運行管理不便。,采用者不多。,,2分流制,所謂分流制是指用不同管渠分別收集和輸送生活污水、工業(yè)廢水和雨水的排水方式。 排除生活污水、工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱為污水排水系統(tǒng) 排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水排水系統(tǒng)。 根據(jù)雨水的排除方式不同，分流制又分為下列兩種情況：,,,生活污水 工業(yè)廢水,污水廠,排入水體或再利用,,（）完全分流制,既有污水管道系統(tǒng)，又有雨水管渠系統(tǒng),,雨水,排入水

14、體,,雨水排水系統(tǒng),污水排水系統(tǒng),,,特點：比較符合環(huán)境保 護的要求，但對 城市管渠的一次 性投資較大。 適用于新建城市。,,（）不完全分流制,這種體制只有污水排水系統(tǒng)，沒有完整的雨水排水系統(tǒng)。各種污水通過污水排水系統(tǒng)送至污水廠，經(jīng)過處理后排,如城鎮(zhèn)的地勢適宜，不易積水時，或初建城鎮(zhèn)和小區(qū)可采用不完全分流制，先解決污水的排放問題，待城鎮(zhèn)進一步發(fā)展后，再建雨水排水系統(tǒng)，完成完全分流制的排水系統(tǒng)。這樣可以節(jié)省初期投資，有利于城鎮(zhèn)的逐步發(fā)展。,,入水體；雨水沿道路邊溝，地面明渠和小河，然后進入較大的水體。,,（3）半分流制：,,既有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)。,,,初降雨水,污水廠,

15、排入水體或再利用,,后續(xù)雨水,排入水體,,雨水排水系統(tǒng),雨水跳躍井,,特點：可以更好地保護水 環(huán)境，但工程費用較大，目前使用不多。適用于污染較嚴重地區(qū)。,混合制,既有分流制，又有合流制，這種體制可稱為混合制。,,3排水體制的選擇,合流制僅有一條管渠系統(tǒng)，對地下建筑相互間的矛盾較小，占地少，施工方便。分流制管線多，對地下建筑的豎向規(guī)劃矛盾較大。,（2）從環(huán)境保護方面看：,直排式合流制不符合衛(wèi)生要求，新建的城鎮(zhèn)和小區(qū)已不再采用； 完全合流制排水系統(tǒng)衛(wèi)生條件較好，但工程量大，初期投資大，污水廠的運行管理不便，特別是在我國經(jīng)濟實力還不雄厚的城鎮(zhèn)和地區(qū)，更是無法采用；,,,,,（1）從城市規(guī)劃方面看：,

16、在老城市的改造中，常采用截流式合流制，充分利用原有的排水設施，與直排式相比，減小了對環(huán)境的危害，但仍有部分混合污水通過溢流井直接排入水體。,分流制排水系統(tǒng)的管線多，但衛(wèi)生條件好，有利于環(huán)境保護，雖然初降雨水對水體有污染，但它比較靈活，比較容易適應社會發(fā)展的需要，一般又能符合城鎮(zhèn)衛(wèi)生的要求，所以在國內外得到推薦應用，而且也是城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)體制發(fā)展的方向； 不完全分流制排水系統(tǒng)，初期投資少，有利于城鎮(zhèn)建設的分期發(fā)展，在新建城鎮(zhèn)和小區(qū)可考慮采用這種體制；半分流制衛(wèi)生情況比較好，但管渠數(shù)量多，建造費用高，一般僅在地面污染較嚴重的區(qū)域（如某些工廠區(qū)等）采用。,（3）從投資方面看：,分流制比合流制高。合流制

17、只敷設一條管渠，其管渠斷面尺寸與分流制的雨水管渠相差不大，管道總投資較分流制低20%40%，但合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。由于管道工程的投資占給排水工程總投資的70%80%，所以總的投資分流制比合流制高。,如果是初建的城鎮(zhèn)和小區(qū)，初期投資受到限制時，可以考慮采用不完全分流制，先建污水管道而后建雨水管道系統(tǒng)，以節(jié)省初期投資，有利于城鎮(zhèn)發(fā)展，且工期短，見效快，隨著工程建設的發(fā)展，逐步建設雨水排水系統(tǒng)。,（4）從排水系統(tǒng)的管理上看：,合流制管道系統(tǒng)在晴天時只是部分流，流速較低，容易 產(chǎn)生沉淀，據(jù)經(jīng)驗，管中的沉淀物易被暴雨水流沖走，這樣以來合流制管道系統(tǒng)的維護管理費用可以降低，但是，流入

18、污水廠的水量變化較大，污水廠運行管理復雜。 分流制管道系統(tǒng)可以保證管內的流速，不致發(fā)生沉淀，同時，污水廠的運行管理也易于控制。,新建的城鎮(zhèn)和小區(qū)宜采用分流制和不完全分流制； 老城鎮(zhèn)可采用截流式合流制； 在干旱少雨地區(qū)；或街道較窄地下設施較多而修建污水和雨水兩條管線有困難的地區(qū)，也可考慮采用合流制。,排水系統(tǒng)體制的選擇，應根據(jù)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當?shù)亟涤昵闆r和排放標準、原有排水設施、污水處理和利用情況、地形和水體等條件，在滿足環(huán)境保護的前提下，全面規(guī)劃，按近期設計，考慮遠期發(fā)展，通過技術經(jīng)濟比較，綜合考慮而定。,第2章 給水排水管網(wǎng)工程規(guī)劃,2.1 規(guī)劃原則和工作程序 2.2 技術經(jīng)濟分析方法

19、 2.3 城市用水量預測計算 2.4 給水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置 2.5 排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置,,,給水排水系統(tǒng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃工作的重要組成部分，必須與城市總體規(guī)劃相協(xié)調。,規(guī)劃內容： 給水水源； 給水處理廠； 給水管網(wǎng)； 排水管網(wǎng)； 排水處理廠； 廢水排放與利用。,規(guī)劃任務： 確定服務范圍、規(guī)模 水資源利用與保護措施 系統(tǒng)的組成與體系結構 主要構筑物位置 水處理工藝流程與水質保證措施 管網(wǎng)規(guī)劃和干管定線 廢水處置方案與環(huán)境影響評價 工程規(guī)劃的技術經(jīng)濟比較,2.1 規(guī)劃原則和工作程序,2.1.1 給水排水工程規(guī)劃原則

20、 （1） 執(zhí)行相關政策、法規(guī) （2）服從城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃（以城市規(guī)劃作為給排水系統(tǒng)規(guī)劃的依據(jù)） （3） 合理確定遠近期規(guī)劃與建設范 （4） 一般按遠期規(guī)劃、按近期設計和分期建設 （5） 合理利用水資源和保護環(huán)境 （6） 規(guī)劃方案盡可能經(jīng)濟、高效,2.1.2 規(guī)劃工作程序 （1）明確規(guī)劃任務，確定規(guī)劃編制依據(jù) （2）收集資料，現(xiàn)場勘察 （3）確定用水定額，估算用水量和排水量 （4）制定工程規(guī)劃方案 （5）根據(jù)規(guī)劃期限，提出分期實施規(guī)劃的步驟和措施 （6） 編制規(guī)劃文件，繪制規(guī)劃圖紙，完成規(guī)劃成果文本,2.2 技術經(jīng)濟分析方法 技術經(jīng)濟分析是在滿足工程建設目標的條件下 （技術上可行），計算方案的

21、經(jīng)濟費用。,,,,,,2.2.1 靜態(tài)年計算費用法,,方法簡單，確定T比較困難，且此法不能反映資金的時間價值因素，經(jīng)濟概念不夠清晰。 2.2.2 動態(tài)年計算費用法 動態(tài)年計算費用法是針對不同時間的經(jīng)濟因素的變化，對項目在一定時期內發(fā)生的投資、運行成本等費用折算成當前的現(xiàn)值作為經(jīng)濟比較的指標，稱為折現(xiàn)計算。,投資資金的時間價值計算常采用復利法,,,,,動態(tài)法更能反映項目經(jīng)濟效益的真實性。工程項目的年計算費用值為,,【例】某給水工程項目建設投資為5800萬元，年運行費用為245萬元，求：1）投資償還期為20年的靜態(tài)計算費用值；2）利率為5.5%，還款期為20年的動態(tài)年費用值。,【解】 靜態(tài)年計

22、算費用值為：,,動態(tài)年計算費用值為：,,2.3 城市用水量預測計算 是決定水資源使用量、建設規(guī)模、投資額的依據(jù)。 包括： 城市給水工程統(tǒng)一供給的部分 城市給水工程統(tǒng)一供給以外的所有用水量的 總和,2.3.1 用水量及其變化 一、 用水量的表示 （1）城市用水量包括： 1) 綜合生活用水量，包括居民生活用水和公共設施用水 2) 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量和工作人員生活用水量 3) 消防用水量 4) 市政用水量，主要指澆灑道路和綠地用水量 5) 未預見水量及給水管網(wǎng)漏失水量。,（2）表示方法 1) 最高日用水量Qd：用水量最多一年內，用水量最多一天的用水量。

23、m3/d 2) 最高日平均時用水量Qd/24，m3/h 3)平均日用水量Qad：用水量最多一年內平均每天的用水量 4) 最高時用水量Qh：用水量最多一年內，用水量最多 一天中，用水量最大的一小時的用水量。 二、 用水量變化的表示,,,一般日變化系數(shù)Kd 1.12.0 2) 時變化系數(shù)Kh,,（2）用水量變化曲線 表示一天24小時的變化情況,（1）用水量變化系數(shù) 1) 日變化系數(shù)Kd,2.3.2 城市用水量預測計算 （1） 分類估算法 按照用水的性質分類（生活、生產(chǎn)等）確定用水量標準確定各自用水量總用水量 用于設計階段 （2） 單位面積法 根據(jù)城市用水區(qū)域面積估算用水量 10

24、4m3/km2 d （3） 人均綜合指標法 城市人口平均總用水量稱為人均綜合用水量。,,（4）年遞增率法（指數(shù)曲線的外推模型）,（5）線性回歸法（一元線性回歸模型）,,（6）生長曲線法,,2.4 給水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置,241 給水管網(wǎng)布置原則與形式,1給水管網(wǎng)布置原則 （1）按照城市總體規(guī)劃，結合實際布置 （2）主次明確 （3）盡量縮短管線長度 （4）協(xié)調好與其他管道關系 （5）保證供水安全可靠 （6）盡量減少拆遷，少占農(nóng)田 （7）施工、運行和維護方便 （8）遠近期結合，留有發(fā)展余地,2給水管網(wǎng)布置基本形式,（1）樹狀網(wǎng)：,特點： 管線長度短，構造 簡單，投資省 安全可靠性差 水力條件差

25、，易產(chǎn) 生“死水區(qū)”，末端水 流停滯影響水質,,適用：對供水安全可靠性要求不高的小城市和小型工業(yè)企業(yè)。,（2）環(huán)狀網(wǎng)：,特點： 管線長度長，投資大 安全可靠性好 水力條件較好，不易 產(chǎn)生“死水區(qū)”，水錘 危害輕。,,適用：對供水安全可靠性要求較高的大、中城市和大型工業(yè)企業(yè)。,242 輸水管渠定線,1特點 （1）距離長 （2）障礙物多，地形、地質復雜 （3）易損壞，維修困難 （4）一旦出現(xiàn)故障，易引起供水中斷,2原則 （1）盡量縮短管線長度，減少拆遷，少占農(nóng)田 （2）選擇最佳的地形和地質條件，盡量沿現(xiàn)有道路定線，以利施工和檢修 （3）減少與鐵路、公路和河流的交叉 （4）避免穿越滑坡、巖層、

26、沼澤、高地下水位和河水淹沒沖刷地區(qū),3輸水方式,,,2. 4. 3 給水管網(wǎng)定線,,（1）內容： 包括干管和連接管（干管之間），不包括從干管到用戶的分配管和進戶管。,（2）管網(wǎng)定線要點, 以滿足供水要求為前提，盡可能縮短管線長度； 干管延伸方向與管網(wǎng)的主導流向一致，主要取決于 二級泵站到大用水戶、水塔的水流方向, 沿管網(wǎng)的主導流向布置一條或數(shù)條干管 干管應從兩側用水量大的街道下經(jīng)過（雙側配水）， 減少單側配水的管線長度；, 干管之間的間距根據(jù)街區(qū)情況，宜控制在500800m左右，連接管間距宜控制在8001000m左右；,1）分配管： 敷設在每一街道或工廠車間的路邊，將干管中的水送到用戶和

27、消火栓。直徑由消防流量決定（防止火災時分配管中的水頭損失過大），最小管徑為100mm，大城市一般150mm200mm。 2）進戶管：一般設一條，重要建筑設兩條，從不同方向引入。,（3）分配管、進戶管,, 干管一般沿城市規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級路面 或重要道路下通過； 管線在街道下的平面和高程位置，應符合城鎮(zhèn)或廠區(qū) 管道的綜合設計要求。,25 排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置 251 排水管網(wǎng)布置原則與形式 1排水管網(wǎng)布置原則 （1）按照城市總體規(guī)劃，結合實際布置 （2）先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管 網(wǎng)，按從主干管到干管到支管的順序進行布置； （3）充分利用地形，采用重力流排除污水和

28、雨水，并 使管線最短和埋深最??； （4）協(xié)調好與其他管道關系 （5）施工、運行和維護方便 （6）遠近期結合，留有發(fā)展余地,2排水管網(wǎng)布置形式,排水管網(wǎng)一般布置成樹狀網(wǎng)，根據(jù)地形、豎向規(guī)劃、污水廠的位置、土壤條件、河流情況以及污水種類和污染程度等分為多種形式，以地形為主要考慮因素的布置形式有以下幾種：,,正交式： 在地勢向水體適當傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管可以最短距離沿與水體垂直相交的方向布置。,特點： 干管長度短，管徑小，較經(jīng)濟，污水排出也迅速。由于污水未經(jīng)處理就直接排放，會使水體遭受嚴重污染，影響環(huán)境。 適用：雨水排水系統(tǒng)。,截流式： 沿河岸再敷設主干管，并將各干管的污水截

29、流送至污水廠，是正交式發(fā)展的結果。,,,特點：減輕水體污染，保護環(huán)境。 適用：分流制污水排水系統(tǒng)。,（3）平行式： 在地勢向河流方向有較大傾斜的地區(qū)，可使干管與等高線及河道基本上平行，主干管與等高線及河道成一傾斜角敷設。,,特點：保證干管較好的水力條件，避免因干管坡度過大以至于管內流速過大，使管道受到嚴重沖刷或跌水井過多。 適用：地形坡度大的地區(qū)。,分區(qū)式： 在地勢高低相差很大的地區(qū)，當污水不能靠重力流至污水廠時采用。分別在高地區(qū)和低地區(qū)敷設獨立的管道系統(tǒng)。高地區(qū)的污水靠重力流直接流入污水廠，而低地區(qū)的污水用水泵抽送至高地區(qū)干管或污水廠。,,優(yōu)點：能充分利用地形排水，節(jié)省電力。 適用：

30、個別階梯地形或起伏很大的地區(qū)。,分散式： 當城鎮(zhèn)中央部分地勢高，且向周圍傾斜，四周又有多處排水出路時，各排水流域的干管常采用輻射狀布置，各排水流域具有獨立的排水系統(tǒng)。,,特點： 干管長度短，管徑小，管道埋深淺，便于污水灌溉等 但污水廠和泵站（如需設置時）的數(shù)量將增多。 適用：在地勢平坦的大城市,(6) 環(huán)繞式： 可沿四周布置主干管，將各干管的污水截流送往污水廠集中處理，這樣就由分散式發(fā)展成環(huán)繞式布置。,,特點：污水廠和泵站（如需設置時）的數(shù)量少。基建投資和運行管理費用小。,252 污水管網(wǎng)布置,主要內容包括： 確定排水區(qū)界，劃分排水流域； 選定污水廠和出水口的位置； 進行污水管道系統(tǒng)

31、的定線； 確定需要抽升區(qū)域的泵站位置； 確定管道在街道上的位置等。 一般按主干管、干管、支管的順序進行布置。,1確定排水區(qū)界、劃分排水流域,排水區(qū)界是污水排水系統(tǒng)設置的界限。它是根據(jù)城市規(guī)劃的設計規(guī)模確定的。 在排水區(qū)界內，一般根據(jù)地形劃分為若干個排水流域。,（1）在丘陵和地形起伏的地區(qū)：流域的分界線與地形的 分水線基本一致，由分水線所圍成的地區(qū)即為一個 排水流域。 （2）在地形平坦無明顯分水線的地區(qū)：可按面積的大小 劃分，使各流域的管道系統(tǒng)合理分擔排水面積，并 使干管在最大合理埋深的情況下，各流域的絕大部 分污水能自流排出。,每一個排水流域內，可布置若干條干管，根據(jù)流域地

32、勢標明水流方向和污水需要抽升的地區(qū)。,2選定污水廠和出水口位置,現(xiàn)代化的城市，需將各排水流域的污水通過主干管輸送到污水廠，經(jīng)處理后再排放，以保護受納水體。在污水管道系統(tǒng)的布置時，應遵循如下原則選定污水廠和出水口的位置。,（1）出水口應位于城市河流下游。當城市采用地表水源 時，應位于取水構筑物下游，并保持100 m以上的 距離。 （2）出水口不應設在回水區(qū)，以防止回水污染。 （3）污水廠要位于河流下游，并與出水口盡量靠近，以 減少排放渠道的長度。,（4）污水廠應設在城市夏季主導風向的下風向，并與城 市、工礦企業(yè)和農(nóng)村居民點保持300 m以上的衛(wèi)生防 護距離。 （5）污水廠

33、應設在地質條件較好，不受雨洪水威脅的地 方，并有擴建的余地。,3污水管道定線,在城市規(guī)劃平面圖上確定污水管道的位置和走向，稱為污水管道系統(tǒng)的定線。 主要原則：采用重力流排除污水和雨水，盡可能在管線最 短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能 自流排出。 影響因素：城市地形、豎向規(guī)劃、排水體制、污水廠和出水口位置、水文地質、道路寬度、大出水戶位置等。,（1）主干管 地形平坦或略有坡度，主干管一般平行于等高線 布置，在地勢較低處，沿河岸邊敷設，以便于收 集干管來水。 地形較陡，主干管可與等高線垂直，這樣布置主 干管坡度較大，但可設置數(shù)量不多的跌水井，使 干管的水

34、力條件改善，避免受到嚴重沖刷。 避開地質條件差的地區(qū),（2）干管 盡量設在地勢較低處，以便支管順坡排水； 地形平坦或略有坡度，干管與等高線垂直（減小埋 深） 地形較陡，干管與等高線平行（減少跌水井數(shù)量） 一般沿城市街道布置。通常設置在污水量較大、地 下管線較少、地勢較低一側的人行道、綠化帶或慢 車道下，并與街道平行。當街道寬度40m，可考慮 在街兩側設兩條污水管，以減少連接支管的長度和 數(shù)量。,（3）支管 取決于地形和街坊建筑特征，并應便于用戶接管排水。布置形式有：,1）低邊式： 當街坊面積較小而街坊內污水又采用集中出水方式時，支管敷設在服務街坊較低側的街道下。,,2）周邊式（

35、圍坊式）,3）穿坊式 當街坊或小區(qū)已按規(guī)劃確定，其內部的污水管網(wǎng)已按建筑物需要設計，組成一個系統(tǒng)時，可將該系統(tǒng)穿過其它街坊，并與所穿街坊的污水管網(wǎng)相連。,,當街坊面積較大且地勢平坦時，宜在街坊四周的街道下敷設支管。,4泵站位置,（1）中途泵站：當管道的埋深超過最大允許埋深時， 應設置泵站以提高下游管道的管位； （干管或主干管中途） （2）局部泵站：地形復雜的城市，往往需要將地勢較 低處的污水抽升至地勢較高地區(qū)的污 水管道中；（局部低洼地區(qū)） （3）總泵站（或終點泵站）：污水管道系統(tǒng)終點的埋深一般都很大，而污水廠的第一個處理構筑物一般埋深

36、較淺，或設在地面以上，這就需要將管道系統(tǒng)輸送來的污水抽升到第一個處理構筑物中。（污水廠起端）,4泵站位置,（1）中途泵站：當管道的埋深超過最大允許埋深時， 應設置泵站以提高下游管道的管位； （干管或主干管中途） （2）局部泵站：地形復雜的城市，往往需要將地勢較 低處的污水抽升至地勢較高地區(qū)的污 水管道中；（局部低洼地區(qū)） （3）總泵站（或終點泵站）：污水管道系統(tǒng)終點的埋深一般都很大，而污水廠的第一個處理構筑物一般埋深較淺，或設在地面以上，這就需要將管道系統(tǒng)輸送來的污水抽升到第一個處理構筑物中。（污水廠起端）,泵站設置的具體位置，應綜合考慮

37、環(huán)境衛(wèi)生、地質、電源和施工條件等因素，并征得規(guī)劃、環(huán)保、城建部門的同意。,5確定污水管道在街道下的具體位置,在城市街道下常有各種管線，如給水管、污水管、雨水管、煤氣管、熱力管、電力電纜、電訊電纜等。此外，街道下還可能有地鐵、地下人行橫道、工業(yè)隧道等地下設施。這就需要在各單項管道工程規(guī)劃的基礎上，綜合規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮，合理安排各種管線在空間的位置，以利施工和維護管理。,由于污水管道為重力流管道，其埋深大，連接支管多，使用過程中難免滲漏損壞。所有這些都增加了污水管道的施工和維修難度，還會對附近建筑物和構筑物的基礎造成危害，甚至污染生活飲用水。 因此，污水管道與建筑物應有一定間距，與生活給水管道交

38、叉時，應敷設在生活給水管的下面。污水管道與其它地下管線或構筑物的最小凈距可參照附錄101確定。,管線綜合規(guī)劃時，所有地下管線都應盡量設置在人行 道、非機動車道和綠化帶下，只有在不得已時，才考 慮將埋深大，維修次數(shù)較少的污水、雨水管道布置在 機動車道下。 各種管線在平面上布置的次序一般是，從建筑規(guī)劃 線向道路中心線方向依次為：電力電纜 電訊電 纜 煤氣管道 熱力管道 給水管道 雨水管道 污水管道。 若各種管線布置時發(fā)生沖突，處理的原則是：未建讓 已建的，臨時讓永久的，小管讓大管，壓力管讓無壓 管，可彎管讓不可彎管。,在地下設施較多的地區(qū)或交通極為繁忙的街道下， 應把污水

39、管道與其它管線集中設置在隧道（管廊） 中，但雨水管道應設在隧道外，并與隧道平行敷 設。,,253 雨水管網(wǎng)布置,1充分利用地形，就近排入水體 （1）基本原則：雨水管渠應盡量利用自然地形坡度布 置，要以最短的距離靠重力流將雨水排 入附近的池塘、河流、湖泊等水體中。 （2）當?shù)匦纹露容^大時，雨水干管布置在地形低處或溪 谷線上； 當?shù)匦纹教箷r，雨水干管布置在排水流域的中間， 以便于支管接入，盡量擴大重力流排除雨水的范 圍。,2盡量避免設置雨水泵站,當?shù)匦纹教梗业孛嫫骄鶚烁叩陀诤恿鞯暮樗粯烁邥r，需將管道適當集中，在出水口前設雨水泵站，經(jīng)抽升后排入水體

40、。盡可能使通過雨水泵站的流量減到最小，以節(jié)省泵站的工程造價和經(jīng)常運行費用。,3根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道,通常應根據(jù)建筑物的分布，道路布置及街坊或小區(qū)內 部的地形，出水口的位置等布置雨水管道，使街坊或 小區(qū)內大部分雨水以最短距離排入街道低側的雨水管 道。,雨水干管的平面和豎向布置應考慮與其它地下管線 和構筑物在相交處相互協(xié)調，以滿足其最小凈距的要 求。排水管道與其它管線（構筑物）的最小凈距見附 錄101。市區(qū)內如有可利用的池塘、洼地等，可考 慮雨水的調蓄。在有連接條件的地方，可考慮兩個管 渠系統(tǒng)之間的連接。 雨水管道應平行道路敷設，宜布置在人行道或綠化 帶下，不宜布置在快車道下

41、，以免積水時影響交通 或維修管道時破壞路面。當?shù)缆反笥?0 m時，應考 慮在道路兩側分別設置雨水管道。,4采用明渠或暗管的選擇,,（1）暗管：在城市市區(qū)或廠區(qū)內，由于建筑密度高，交 通量大，一般采用暗管排除雨水。 特點----衛(wèi)生條件好、不影響交通，造價高。,（2）明渠：在城市郊區(qū)，建筑密度較低，交通量較小的地 方，一般考慮采用明渠。 特點---造價低；但明渠容易淤積，孳生蚊蠅，影響 環(huán)境衛(wèi)生，且明渠占地大，使道路的豎向規(guī)劃 和橫斷面設計受限，橋涵費用也增加。 在地形平坦、埋設深度或出水口深度受限制的地區(qū)，可采用暗渠（蓋板渠）排除雨水,5

42、合理布置雨水口，保證路面雨水順暢排除,雨水口的布置應根據(jù)地形和匯水面積確定，以使雨水不致漫過路口。 一般在道路交叉口的匯水點、低洼地段均應設置雨水口。此外，在道路上每隔2550 m也應設置雨水口。,,此外，在道路路面上應盡可能利用道路邊溝排除雨水，為此，在每條雨水干管的起端，通常利用道路邊溝排除雨水，從而減少暗管長度約100150 m，降低了整個管渠工程的造價。,,6雨水出水口的布置 （1）分散出水口： 當管道將雨水排入池塘或小河時，水位變化小，出水口構造簡單，宜采用分散出水口。就近排放管線短、管徑小，造價低。 （2）集中出水口式： 當河流等水體的水位變化很大，管道的出水口離常水位

43、較遠時，出水口的構造就復雜，因而造價較高，此時宜采用集中出水口式布置形式。,7排洪溝的設置,對于傍山建設的城市和廠礦企業(yè)，為了消除洪水的影響，除在設計地區(qū)內部設置雨水管道外，尚應考慮在設計地區(qū)周圍或超過設計地區(qū)設置排洪溝，以攔截從分水嶺以內排泄下來的洪水，并將其引入附近水體，以保證城市和廠礦企業(yè)的安全。,8調蓄水體的設置,可調節(jié)洪峰流量。,第3章 給水排水管網(wǎng)水力學基礎,3.1 給排水管網(wǎng)水流特征 32 管渠水頭損失計算 33 非滿流管渠水力計算 34 管道的水力等效簡化,,3.1 給排水管網(wǎng)水流特征,,,311 流態(tài)特征,312 恒定流與非恒定流,水量變化非恒定流（復雜）按恒定流計算,313

44、 均勻流與非均勻流,水流參數(shù)往往隨時間和空間變化非均勻流,314 壓力流與重力流,1壓力流：hfn、l、v；與H、I無關（壓能克服水流阻力） 2重力流：靠水的位能克服,315 水流的水頭與水頭損失,水頭是指單位重量的流體所具有的機械能。 HZP/v2/2g,,水頭損失：流體克服流動阻力所消耗的 機械能,,,,,32 管渠水頭損失計算,321 沿程水頭損失計算,管渠沿程水頭損失用謝才公式,圓管滿流，沿程水頭損失也可以用達西公式表示：,,C、與水流流態(tài)有關，一般采用經(jīng)驗公式或半經(jīng)驗公式計算。常用：,1舍維列夫公式,適用：舊鑄鐵管和舊鋼管滿管紊流，水溫100C0（給水管道計算）,,2海曾威廉

45、公式,,適用：較光滑圓管滿流紊流（給水管道）,,3柯爾勃洛克懷特公式,,適用：各種紊流，是適應性和計算精度最高的公式,,,4. 巴甫洛夫斯基公式,,適用：明渠流、非滿流排水管道,5曼寧公式,曼寧公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6時的特例，適用于明渠或較粗糙的管道計算。,,322 沿程水頭損失計算公式的比較與選用 巴甫洛夫斯基公式適用范圍廣，計算精度也較高，特別是對于較粗糙的管道，管道水流狀態(tài)仍保持較準確的計算結果，最佳適用范圍為1.0e5.0mm； 曼寧公式亦適用于較粗糙的管道，最佳適用范圍為0.5e4.0mm； 海曾威廉公式則適用于較光滑的管道，特別是當e0.25mm（CW130）時，該公式

46、較其它公式有較高的計算精度； 舍維列夫公式在1.0e1.5mm之間給出了令人滿意的結果，對舊金屬管道較適用，但對管壁光滑或特別粗糙的管道是不適用的。,323 局部水頭損失計算,式中 hm局部水頭損失，m； 局部阻力系數(shù)。,,給水排水管網(wǎng)中局部水頭損失一般不超過沿程水頭損失的5%，常忽略局部水頭損失的影響，不會造成大的計算誤差。,324水頭損失公式的指數(shù)形式,有利于管網(wǎng)理論分析，便于計算機程序設計。,1沿程水頭損失公式的指數(shù)形式為：,,式中 k、n、m指數(shù)公式參數(shù)； a比阻，即單位管長的摩 阻系數(shù)，,,2局部水頭損失公式的指數(shù)形式為：,,3沿程水頭損失與局部水頭損失之和,式中

47、 Sm局部阻力系數(shù)；,,式中 Sg管道阻力系數(shù)；,。,33 非滿流管渠水力計算,水力計算目的：確定,,331非滿流管渠水力計算公式,1非滿流管渠水力計算公式,,,常用的均勻流基本公式有：,,,式中 Q 流量（m3/s）； 過水斷面面積（m2） v 流速（m/s）； R 水力半徑（）； I 水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）。 n 管壁粗糙系數(shù)（見表）。,,,排水管渠粗糙系數(shù)表,非滿流管渠水力計算基本公式,,v、q、D、h/D、I五個變量，已知三個，求另兩個。,簡化： 水力計算表，按兩個公式制成圖表。簡單，精度較差，且只適用于一種管材。 借助

48、滿流水力計算公式并通過一定的比例變換進行計算。假設一條滿流管渠與待計算的非滿流管渠具有相同的D和I，滿流時，,,,,332 非滿流管渠水力計算方法,1常采用水力計算圖或表進行計算,水力計算圖適用于混凝土及鋼筋混凝土管道，其粗糙系數(shù) n0.014。每張圖適用于一個指定的管徑。圖上的縱座標表示坡度 I，即是設計管道的管底坡度，橫座標表示流量 Q，圖中的曲線分別表示流量、坡度、流速和充滿度間的關系。當選定管材與管徑后，在流量 Q、坡度 I、流速 v、充滿度 h/D四個因素中，只要已知其中任意兩個，就可由圖查出另外兩個。 2.借助于滿流水力計算公式并通過一定的比例變換進行計算。,34 管道的水力等效簡

49、化,管網(wǎng)簡化：利用水力等效簡化原理,水力等效簡化原則：簡化后，等效的管網(wǎng)對象與原 來的實際對象具有相同的水力 特性。,341 串聯(lián)或并聯(lián)管道的簡化,1串聯(lián),,2并聯(lián),,當并聯(lián)管道直徑相同時,,342 沿線均勻出流的簡化,,干管配水情況,假設沿線出流是均勻的，則管道的任一斷面上的流量,,,沿程水頭損失,,,,,沿程水頭損失,將 移至兩端點，分別為,,,,,管道內流量為,,,,根據(jù)水力等效原則,,,,,,,,,,,,,,,,343 局部水頭損失計算的簡化 一般忽略，特殊情況下，局部水頭損失必須進行計算。,4.1 最高日設計用水量 42 設計用水量變化,第四章 設計用水量,,1最高

50、日設計用水量定額 （1）居民生活用水 居民生活用水定額和綜合生活用水定額（包括公共設施生活用水量）見室外給水設計規(guī)范 （2）工業(yè)企業(yè) 1）,,4.1 最高日設計用水量,,,2),（3）消防用水：按建筑設計防火規(guī)范執(zhí)行 （4）其他用水 1）澆灑道路：12 L/m2 次，每日23 2）綠化：1.54 L/m2 d,,,2最高日設計用水量計算Qd,（1）城市最高日綜合生活用水量（包括公共設施 生活用水量）,,,（2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量,,,（3）工業(yè)企業(yè)職工生活用水和淋浴用水量,,,,,,（4）澆灑道路和綠化用水量,,,最高日設計用水量,（5）未預見水量和管網(wǎng)漏失量,,,,3消防用水量（

51、校核時使用）,,,42 設計用水量變化,,,,1設計用水量變化規(guī)律的確定 可用變化系數(shù)（粗略）或變化曲線（比較精確）。無詳細資料時，可供參考。 （1）最高日城市綜合用水的時變化系數(shù)Kh宜采用 1.31.6，日變化系數(shù)Kd 1.11.5； （2）工業(yè)企業(yè)職工生活用水時變化系數(shù)為2.53.0。 （3）工業(yè)生產(chǎn)用水可均勻分配。,第5章 給水系統(tǒng)的工作狀況,5.1 給水排水系統(tǒng)的流量關系 5.2 清水池和水塔 5.3 給水系統(tǒng)的水壓關系,,5.1 給水排水系統(tǒng)的流量關系,1取水構筑物和水處理構筑物的設計流量 主要取決于一級泵站和水廠的工作情況，通常是連續(xù)均勻地工作. 原因是： 1) 流量穩(wěn)定，

52、有利于水處理構筑物運行和管理，保證出 水水質，使水廠運行管理簡單； 2) 從造價方面，構筑物尺寸、設備容量降低，降低工程造 價。,式中 水廠自用水系數(shù)，一般=1.051.1； T每天工作小時數(shù)。 Qd最高日設計用水量。,2二級泵站的設計流量 二級泵站的工作情況（與管網(wǎng)中是否設置流量調節(jié)設施有關）,1）管網(wǎng)中無流量調節(jié)設施 任何時刻供水量等于用水量； 為使水泵高效工作使用大小搭配的多臺水泵來適應用水量 的變化；,泵站管理，可根據(jù)管網(wǎng)的壓力來切換水泵 Q二泵=Qh,2）管網(wǎng)有流量調節(jié)設施 每小時供水量可以不等于用水量，但24h總供水量等于總用 水量用水量； 二級泵站的工作

53、是按照設計供水曲線進行，設計供水曲線 是根據(jù)用水量變化曲線擬定的，擬定時注意：,供水曲線盡量接近于用水曲線，且分級數(shù)不宜超過三級；有利于選泵及水泵的合理搭配，適當留有發(fā)展余地。 Q二泵=Qmax,3 、輸水管和配水管網(wǎng),輸水管和配水管網(wǎng)的計算流量均應按輸配水系統(tǒng)在最 高日最高用水時工作情況確定，并與管網(wǎng)中有無水塔(或 高地水池)及其在管網(wǎng)中的位置有關。 當管網(wǎng)中無水塔時，泵站到管網(wǎng)的輸水管和配水管網(wǎng) 都應以最高日最高時設計用水量作為設計流量。 管網(wǎng)起端設水塔時 (網(wǎng)前水塔)，泵站到水塔的輸水管 直徑應按泵站分級工作的最大一級供水流量計算，水塔到 管網(wǎng)的輸水管和配水管網(wǎng)仍按最高時用水量計算。

54、 管網(wǎng)末端設水塔時 (對置水塔或網(wǎng)后水塔)，因最高時 用水量必須從二級泵站和水塔同時向管網(wǎng)供水，泵站到管 網(wǎng)的輸水管以泵站分級工作的最大一級供水流量作為設計 流量，水塔到管網(wǎng)的輸水管流量按照水塔輸入管網(wǎng)的流量 進行計算。,5.2 清 水 池 和 水 塔,5.2.1 清水池和水塔的調節(jié)作用,1.水塔的流量調節(jié) 二級泵站供水流量和用戶用水流量不相等時， 其差額可由水塔來調節(jié)。 2.清水池的流量調節(jié) 調節(jié)一、二級泵站供水量的差額。,5.2.2 水塔與清水池的容積計算,清水池和水塔的調節(jié)容積的計算，通常采用 兩種方法：一種是根據(jù)24h供水量和用水量變化曲 線推算，一種是憑經(jīng)驗估算。 清水池調節(jié)

55、容積按最高日用水量的10%20%估算。水塔的調節(jié)容積按最高日用水量的2.5%6%估算。,當有城市24小時的用水量變化的詳細資料時，清水 池和水塔的調節(jié)容積可按連續(xù)相加法等方法進行計算,清水池中除了貯存調節(jié)用水以外，還存放消防用水和 水廠生產(chǎn)用水，因此，清水池有效容積等于：,,式中 w1一清水池調節(jié)容積,m3； w2消防貯水量，m3，按2h火災延續(xù)時間計算； w3水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，等 于最高日用水量的510； w4安全貯水量。,水塔除了貯存調節(jié)用水量以外，還需貯存室內消防用水量。因此，水塔設計有效容積為: （5-4） 式中 w1調

56、節(jié)容積 w2消防貯水量，按10min室內消防用水量計算。,,5.2.3水塔和清水池的構造,清水池 形狀：圓形和矩形 管道：進水管、出水管、溢流管、放空管 注意： 一般設兩個以上 選用時盡可能往標準圖集上靠,清水池構造圖,5.3 給水系統(tǒng)的水壓關系,城市給水管網(wǎng)需保持最小的自由水壓為：1層10m，2 層12m，2層以上每層增加4m。,5.3.1、二級泵站水泵揚程和水塔高度的確定 二級泵站水泵揚程和水塔的高度與管網(wǎng)中是否設置水 塔及水塔在管網(wǎng)中的位置有關。 1.無水塔管網(wǎng),,控制點是指整個給水系統(tǒng)中水壓最不容易滿足的地點 （又稱最不利點），用以控制整個供水系統(tǒng)的水壓，一般 情況下，控制點通常

57、在系統(tǒng)的下列地點： （1）地形最高點； （2）距離供水起點最遠點； （3）要求自由水壓最高點。,式中 Zc 管網(wǎng)控制點c的地面標高和清水池最低水位的高程差，m； Hc 控制點所需的最小服務水頭，m； hs 吸水管中的水頭損失，m； hc 、hn輸水管和管網(wǎng)中水頭損失，m。,2.網(wǎng)前（前置）水塔管網(wǎng),,3.網(wǎng)后（對置）水塔管網(wǎng),可能有兩種工作情況：,（1）在最高用水量時，管網(wǎng)用水由泵站和水塔同時供給，兩者各有自己的給水區(qū)，在給水區(qū)分界線上，水壓最低。水泵揚程可按無水塔管網(wǎng)的計算公式進行計算，水塔高度的計算公式可按網(wǎng)前水塔的計算公式進行計算。 （2）最大轉輸流量時 最大轉輸時水泵揚程的計算公式

58、為：,,第6章 給水管網(wǎng)工程設計,6.1 管段設計流量計算 6.2 初擬管徑 6.3 管網(wǎng)平差 6.4 管網(wǎng)水力計算 6.5 輸水管設計 6.6 管網(wǎng)校核 6.7 最大閉合差的環(huán)校正法和多水源管網(wǎng)平差 6.8 設計成果整理,,管網(wǎng)計算會遇到兩類課題： 1管網(wǎng)設計計算（最高時）第一類課題 2管網(wǎng)復核計算（消防時、事故時及最大轉輸時等）第二類課題,61 管段設計流量計算,1沿線流量 是指沿線分配給用戶的流量。 管網(wǎng)配水情況比較復雜，高峰流量各異。計算時加以簡化。比流量法，假定小用水戶的流量沿線均勻分布。,（1）長度比流量 假定水量沿管網(wǎng)長度均勻流出。管線單位長度上的配水流量，稱為長度比流量，

59、記作qcb。,,則每一計算管段沿線流量記作qy為：,,（2）面積比流量 假定沿線流量均勻分布在整個供水面積上。管線單位面積上的配水流量，稱為面積比流量，記作qmb。,,則每一計算管段沿線流量記作qy為：,,每一管段所負擔的供水面積可按分角線法和對角線法劃分。,,注意： 1）面積比流量考慮了沿線供水面積（人數(shù)）多少對管線配水的影響，計算結果更接近實際配水情況，但計算較麻煩。當供水區(qū)域的干管分布比較均勻時，二者相差很小。這時，用長度比流量較好。 2）當供水區(qū)域內各區(qū)衛(wèi)生設備或人口密度相差較大時，各區(qū)的比流量應分別計算。 3）同一管網(wǎng)，比流量的大小隨用水量變化而變化。各種工況下需分別計算。,2、節(jié)

60、點流量,（1）、沿線流量為什么要轉化為節(jié)點流量,但是，實際的管段并沒有喇叭口形狀的，管徑也是不連續(xù)的，所以，仔細去計算每一個沿線流出去的流量已經(jīng)沒有實際意義了。沿線流量只有當其累積到一定量，足以引起管徑變化的時候計算起來才有實際意義。這樣，就可以不考慮實際沿線配水的情況，而把一定長度管段上的沿線流量用一個等效的流量來代替，即節(jié)點流量。,,（2）沿線流量如何轉換成節(jié)點流量,沿線流量劃成節(jié)點流量公式,（3）沿線流量轉換成節(jié)點流量的依據(jù),假設沿線出流是均勻的，則管道的任一斷面上的流量,,,沿程水頭損失,,,,,沿程水頭損失,將 移至兩端點，分別為,,,,,管道內流量為,,,,根據(jù)水力等效原則,,,,

61、,,（2）、節(jié)點流量計算公式 節(jié)點流量包括兩部分： 由沿線流量劃成節(jié)點流量和該節(jié)點的集中流量,,【例題】某城市最高時總用水量為260L/s，其中集中供應的工業(yè)用水量120 L/s（分別在節(jié)點2、3、4集中出流40 L/s）。各管段長度（單位為m）和節(jié)點編號見圖。管段1-5、2-3、3-4為一側供水，其余為雙側供水。試求：（1）比流量；（2）各管段的沿線流量；（3）各節(jié)點流量。,解：1配水干管計算總長度,,2配水干管比流量,,3沿線流量：,,,各 管 段 沿 線 流 量 計 算,4節(jié)點流量計算：,各 管 段 節(jié) 點 流 量 計 算,6.2 初擬管徑,1、管段設計流量分配 目的：確定各管段中的流量

62、，進而確定管段直徑。 流量分配要保持水流的連續(xù)性，每一節(jié)點必須滿足節(jié)點流量的平衡條件：流入任一節(jié)點的流量等于流離該節(jié)點的流量，若以流入為“一”，流離為“+”，則Q=0。,a. 枝狀網(wǎng) 水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的流量等于以后所有節(jié)點流量總和。,,,,b. 環(huán)狀網(wǎng),流量分配有多種組合方案 基本原則：滿足供水可靠性前提下，兼顧經(jīng)濟性。,,,方法和步驟： 確定控制點位置，管網(wǎng)主導流向； 參照主導流向擬定各管段水流方向，以最短距離供水到大用戶或邊遠地區(qū)； 盡量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某些管段負荷過重），連接管要少分配流量，滿足沿線配水為限（主要作用是干管損壞時轉輸流量） 各干管

63、通過的流量沿主要流向逐漸減少，不要忽多忽少； 可以起端開始或從末端，滿足節(jié)點流量的平衡條件。 此分配值是預分配，用來選擇管徑，真正值由平差結果定。,2、初擬管徑,確定管網(wǎng)中每一管段的直徑是輸水和配水系統(tǒng)設計計算的主要課題之一。管段的直徑應按分配后的流量確定。 在設計中，各管段的管徑按下式計算：,,式中 q為管段流量，m3/s； V為管內流速，m/s。 由上式可知，管徑不但和管段流量有關，而且還與流速有關。因此，確定管徑時必須先選定流速。,從公式可以看出，流量一定時，管徑與流速的平方根成反比。如果流速選用的大一些，管徑就會減小，相應的管網(wǎng)造價便可降低，但水頭損失明顯增加，所需的水泵揚程將增大，

64、從而使經(jīng)營管理費（主要指電費）增大，同時流速過大，管內壓力高，因水錘現(xiàn)象引起的破壞作用也隨之增大。相反，若流速選用小一些，因管徑增大，管網(wǎng)造價會增加。但因水頭損失減小，可節(jié)約電費，使經(jīng)營管理費降低。因此，管網(wǎng)造價和經(jīng)營管理費（主要指電費）這兩項經(jīng)濟因素是決定流速的關鍵。求一定年限t（稱為投資償還期）內，管網(wǎng)造價和經(jīng)營管理費用之和為最小的流速，稱為經(jīng)濟流速），以此來確定的管徑，稱為經(jīng)濟管徑。,為了防止管網(wǎng)因水錘現(xiàn)象而損壞，在技術上最大設計流速限定在2.53.0m/s范圍內；在輸送渾濁的原水時，為了避免水中懸浮物質在水管內沉積，最低流速通常應大于0.60m/s，由此可見，在技術上允許的流速范圍是較

65、大的。因此，還需在上述流速范圍內，根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)濟條件，考慮管網(wǎng)的造價和經(jīng)營管理費用，來選定合適的流速。,各城市的經(jīng)濟流速值應按當?shù)貤l件，如水管材料和價格、施工條件、電費等來確定，不能直接套用其他城市的數(shù)據(jù)。另外，管網(wǎng)中各管段的經(jīng)濟流速也不一樣，須隨管網(wǎng)圖形、該管段在管網(wǎng)中的位置、該管段流量和管網(wǎng)總流量的比例等決定。因為計算復雜，有時簡便地應用“界限流量表”確定經(jīng)濟管徑，見界限流量表 。,由于實際管網(wǎng)的復雜性，加上情況在不斷的變化，例如流量在不斷增加，管網(wǎng)逐步擴展，諸多經(jīng)濟指標如水管價格、電費等也隨時變化，要從理論上計算管網(wǎng)造價和年管理費用相當復雜且有一定難度。在條件不具備時，設計中也可采用由各

66、地統(tǒng)計資料計算出的平均經(jīng)濟流速來確定管徑，得出的是近似經(jīng)濟管徑，見平均經(jīng)濟流速表,界 限 流 量 表,平 均 經(jīng) 濟 流 速 表,在使用各地區(qū)提供的經(jīng)濟流速或按平均經(jīng)濟流速確定管網(wǎng)管徑時，需考慮以下原則： 1）一般大管徑可取較大的經(jīng)濟流速，小管徑可取較小的經(jīng)濟流速； 2）首先定出管網(wǎng)所采用的最小管徑（由消防流量確定），按e確定的管徑小于最小管徑時，一律采用最小管徑； 3）連接管屬于管網(wǎng)的構造管，應注重安全可靠性，其管徑應由管網(wǎng)構造來確定，即按與它連接的次要干管管徑相當或小一號確定； 4）由管徑和管道比阻之間的關系可知，當管徑較小時，管徑縮小或放大一號，水頭損失會大幅度增減，而所需管材變化不多；相反，當管徑較大時，管徑縮小或放大一號，水頭損失增減不很明顯，而所需管材變化較大。因此，在確定管網(wǎng)管徑時，一般對于管網(wǎng)起端的大口徑管道可按略高于平均經(jīng)濟流速來確定管徑，對于管網(wǎng)末端較小口徑的管道，可按略低于平均經(jīng)濟流速確定管徑，特別是對確定水泵揚程影響較大的管段，適當降低流速，使管徑放大一號，比較經(jīng)濟； 5）管線造價（含管材價格、施工費用等）較高而電價相對較低時，取較大的經(jīng)濟流速，反之取較小的經(jīng)濟