《給水排水管道系統(tǒng)》

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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(jì)算基礎(chǔ) 第 4章 給水管道設(shè)計(jì)用水量 第 5章 給水系統(tǒng)的工作狀況 第 6章 給水工程設(shè)計(jì) 第 7章 給水管道材料與附件 第 8章 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 第 9章 雨水管渠的設(shè)計(jì)計(jì)算 第 10章 排水管渠材料及附屬構(gòu)筑物 第 11章 給水排水管道系統(tǒng)的技術(shù)管理和維護(hù) 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(diǎn) 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

2、 用水和廢水排除設(shè)施的總稱。 給水排水系統(tǒng)的功能：向各種不同類別的用戶供應(yīng)滿足 不同需求的水量和水質(zhì)，同時(shí)承擔(dān)用戶排除廢水的收集、輸 送和處理，達(dá)到消除廢水中污染物質(zhì)對(duì)于人體健康和保護(hù)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(xiàng)構(gòu)筑物和輸配水管網(wǎng)組成的系統(tǒng)。 根據(jù)系統(tǒng)的性質(zhì)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(wù)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(jié)合的

3、混合供水系統(tǒng)； 按使用目的：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(shè)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(zhì)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(gè)城市給水排水系統(tǒng)如圖 1.1 取水設(shè)施 給水處理設(shè)施 居民生活用水 公共設(shè)施用水 市政用水 城市消防用水 城 市 污 水 管 道 工業(yè)廢 水處理 工業(yè)用水企業(yè)給水輸配 城市雨水管道 城市污水處理設(shè)施廢水凈化后的處置 灌溉農(nóng)田 廢水深度處理 自 然 水 體 回 用 排放 城市給水輸配 自然降水 再生成品水輸配 圖 1.1 城市給水排水系統(tǒng) 1.1.2、給水排

4、水系統(tǒng)應(yīng)具有以下三項(xiàng)主要功能： （ 1）水量保障。 （ 2）水質(zhì)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(fù)利用系統(tǒng)。 給水排水系統(tǒng)組成如圖 1.2 河流 圖 1-2 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(zhì)和水壓（能 量）上有著緊密的聯(lián)系，必須正確認(rèn)識(shí)和理解他們

5、的相互關(guān)系 并有效地進(jìn)行控制和運(yùn)行調(diào)度管理，才能滿足用戶對(duì)水量、水 質(zhì)、和水壓的要求，達(dá)到水資源優(yōu)化利用、降低生產(chǎn)運(yùn)行成本、 滿足生產(chǎn)要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量、方便人們生活、保護(hù)環(huán)境、防 止災(zāi)害等目標(biāo)。 1.1.4.1、給水排水系統(tǒng)的流量關(guān)系 給水排水系統(tǒng)流量關(guān)系如圖 1-3所示 河 流 圖 1-3 給水排水系統(tǒng)流量關(guān)系示意圖 1-取水系統(tǒng)； 2-給水處理系統(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(diào)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(zhì)關(guān)系 給水排水系統(tǒng)的水質(zhì)主要以各組成部分的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和 變化過程來體現(xiàn)。 作為城鎮(zhèn)給

6、水水源，其水質(zhì)必須符合國家生活飲用水水 源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 生活飲用水必須達(dá)到國家生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范要求， 工業(yè)用水和其他用水必須達(dá)到有關(guān)行業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或用戶 特定的水質(zhì)要求 廢水排放，其水質(zhì)要求應(yīng)按照國家廢水排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)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(guān)系 給水排水整個(gè)過程都與能量有關(guān) 在給水系統(tǒng)中 ： 全重力供水 一級(jí)加壓供水 （當(dāng)水廠地勢(shì)較高 、水源地勢(shì)較高 、原 水水質(zhì)較好 ） 二級(jí)加壓供水：這是目前采用最多的供水方式 多級(jí)加壓供水：（一是長距離輸水時(shí)需要多級(jí)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

7、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(shì)低的地方 排水系統(tǒng)提升有可能需要進(jìn)行多次。 1.2 給水排水管道系統(tǒng)的功能與特點(diǎn) 1.2.1、給水排水管道系統(tǒng)的功能 水量輸送：即實(shí)現(xiàn)一定水量的位置遷移，滿足 用水和排水的地點(diǎn)要求； 水量調(diào)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(diào)節(jié)：即采用加壓和減壓措施調(diào)節(jié)水的壓 力，滿足水輸送、使用和排放的能量要求。 1.2.2、給水排水管道系統(tǒng)的特點(diǎn) 給水排水管道系統(tǒng)具有一般網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)，即分散 性 （覆蓋整個(gè)用水區(qū)域）、連通性（各部分之間的水量、水 壓和 水質(zhì)緊密關(guān)聯(lián)且相互作用）、傳輸性（水量輸送、能量傳 遞）、擴(kuò)展性

8、（可以向內(nèi)部或外部擴(kuò)展，一般分多次建成） 等。同時(shí)給水排水管道系統(tǒng)又具有與一般網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不同的 特 點(diǎn)，如隱蔽性強(qiáng)、外部干擾因素多、容易發(fā)生事故、基建 投 資費(fèi)用大、擴(kuò)建改建頻繁、運(yùn)行管理復(fù)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(diào)節(jié)設(shè)施（泵站、減壓閥）及 水量調(diào)節(jié)設(shè)施（清水池、水塔、高位水池） 等構(gòu)成。如圖 1-4所示。 河 流 圖 1-4（ a） 地表水源給水管道系統(tǒng)示意圖 1-取水構(gòu)筑物； 2-一級(jí)泵站； 3-水處理構(gòu)筑物； 4-清水池； 5-二級(jí)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

9、 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) 1 1 3 2 圖 1.5 多水源給水系統(tǒng) 2按系統(tǒng)構(gòu)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(yīng)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(zhì)給水系統(tǒng) ：因用戶對(duì)水質(zhì)的要求不同而分成兩個(gè) 或兩個(gè)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(dú)立的水泵、輸水管和管 網(wǎng)，將不同水

10、質(zhì)的水供給各類用戶。 如圖 2 3 4 6 5 1 6 5 4 3 1 2 圖 1.6 分質(zhì)給水系統(tǒng) 采用此種系統(tǒng) ， 可使城市水廠規(guī)模縮小 ， 特別是可 以節(jié)約大量藥劑費(fèi)用和動(dòng)力費(fèi)用 ， 但管道和設(shè)備增多 ， 管理較復(fù)雜 。 適用在工業(yè)用水量占總水量比例大，水質(zhì)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(gè)區(qū)域，各區(qū)域管網(wǎng)具有獨(dú)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現(xiàn)象，減少爆管的幾率和泵 站能量的浪費(fèi)。 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

11、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)。 河流 圖 1-7 分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng) 河流 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 河流 3按輸水方式分類 （ 1）重力輸水：水源處地勢(shì)較高，清水池中的水依 靠重力 進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng)，無動(dòng)力消 耗，教經(jīng)濟(jì)。 （ 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(shè)施、

12、排水管 道、水量調(diào)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(diào)節(jié)池； 3-提升泵站； 4-輸水管道（渠）； 5-污水處理廠 河流 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(gè)地區(qū)內(nèi)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)

13、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(diǎn) ：對(duì)水體污染嚴(yán)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 ： 截流管 溢流井 污水廠 這種系統(tǒng)是在沿河 的岸邊鋪設(shè)一條截流干 管，同時(shí)在截流干管上 設(shè)置溢流井，并在下游 設(shè)置污水處理廠。 晴天和初降雨 時(shí)污水 污水處理廠 排入水體或再 利用 當(dāng)混合污水的流量 截流干管的輸水能力， 水體部分混合污水 溢流井 特點(diǎn)： 比直排式有了較大的改 進(jìn)，但在雨天時(shí)，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 源而使水體遭受污染。 適用于 對(duì)老城市的舊合流制 的改造 上 游 合 流 管 截 流

14、管 溢 流 堰 溢 流 管 （）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(jìn)行處理。 特點(diǎn) : 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(yùn)行 管理不便。 采用者不多。 污水廠 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 排入水體 雨水排水系統(tǒng)

15、污水排水系統(tǒng) 污水廠 特點(diǎn)：比較符合環(huán)境保 護(hù)的要求，但對(duì) 城市管渠的一次 性投資較大。 適用于新建城市。 污水廠 （）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(shì)適宜，不易積水時(shí)，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(jìn)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(jìn)入較 大的水體。 污水廠溢流井主干管 （ 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

16、污水廠 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 1 1 2 3 1 4 面剖 特點(diǎn)：可以更好地保護(hù)水 環(huán)境，但工程費(fèi)用較大， 目前使用不多。適用于 污染較嚴(yán)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(duì)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(duì)地下建筑的 豎向規(guī)劃矛盾較大。 （ 2）從環(huán)境保護(hù)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(yùn)行管理不便，特別是在 我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力還不雄厚的城鎮(zhèn)和地區(qū)

17、，更是無法 采用； （ 1）從城市規(guī)劃方面看： 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(shè)施，與直排式相比，減小了對(duì)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(hù)，雖然初降雨水對(duì)水體有污染，但它比較靈活， 比較容易適應(yīng)社會(huì)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(nèi)外得到推薦應(yīng)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(shè)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(fèi)用高，一般僅在地面污染較嚴(yán)重的區(qū)域（如某

18、些工 廠區(qū)等）采用。 （ 3）從投資方面看： 分流制比合流制高。合流制只敷設(shè)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(jià)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(shí)，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(shè)的發(fā)展，逐步建設(shè)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(shí)只是部分流，流速較 低，容易 產(chǎn)生沉

19、淀，據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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(hù)管 理費(fèi)用可以降低，但是，流入污水廠的水量變化較 大，污水廠運(yùn)行管理復(fù)雜。 分流制管道系統(tǒng)可以保證管內(nèi)的流速，不致 發(fā)生沉淀，同時(shí)，污水廠的運(yùn)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(shè)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(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當(dāng) 地降雨情況和排放標(biāo)準(zhǔn)、原有排水設(shè)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(hù)的前提下，全面規(guī) 劃，按近期設(shè)計(jì)，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展，通

20、過技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法 2.3 城市用水量預(yù)測計(jì)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(diào) 。 規(guī)劃內(nèi)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(wù)： 確定服務(wù)范圍、規(guī)模 水資源利用與保護(hù)措施 系統(tǒng)的組成與體系結(jié)構(gòu) 主要構(gòu)筑物位置 水處理工藝流程與水質(zhì)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(píng)價(jià) 工程規(guī)劃的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 2.1 規(guī)劃原則

21、和工作程序 2.1.1 給水排水工程規(guī)劃原則 （ 1） 執(zhí)行相關(guān)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(yuǎn)近期規(guī)劃與建設(shè)范 （ 4） 一般按遠(yuǎn)期規(guī)劃 、 按近期設(shè)計(jì)和分期建設(shè) （ 5） 合理利用水資源和保護(hù)環(huán)境 （ 6） 規(guī)劃方案盡可能經(jīng)濟(jì) 、 高效 2.1.2 規(guī)劃工作程序 （ 1） 明確規(guī)劃任務(wù) ， 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(shí)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，

22、完成 規(guī)劃成果文本 2.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析是在滿足工程建設(shè)目標(biāo)的條件下 （ 技術(shù)上可行 ） ， 計(jì)算方案的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用 。 。求經(jīng)濟(jì)效果最佳的方案 案中需案的比較，從有限個(gè)方方案比較法：通過多方 達(dá)到最遠(yuǎn)解。求解計(jì)算，使目標(biāo)函數(shù) 通過數(shù)學(xué)最優(yōu)化術(shù)要求作為約束條件， 函數(shù)，就工程技模型，將工程費(fèi)用作為 化數(shù)學(xué)方案構(gòu)成工程費(fèi)用最小數(shù)學(xué)分析法：是將工程 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析法 。年運(yùn)行費(fèi)，元 投資來源情況確定；，一般由項(xiàng)目的性質(zhì)和投資償還期， ；工程項(xiàng)目投資額，元 年計(jì)算費(fèi)用，元式中 aY aT C aW Y T C W / ;/ 2.2.1 靜態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法 方法簡單 ， 確定 T比較困難 ，

23、 且此法不能反映資金的時(shí)間價(jià)值 因素 ， 經(jīng)濟(jì)概念不夠清晰 。 2.2.2 動(dòng)態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法 動(dòng)態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法 是針對(duì)不同時(shí)間的經(jīng)濟(jì)因素的變化 ， 對(duì)項(xiàng) 目在一定時(shí)期內(nèi)發(fā)生的投資 、 運(yùn)行成本等費(fèi)用 折算成當(dāng)前的現(xiàn)值 作 為經(jīng)濟(jì)比較的指標(biāo) ， 稱為折現(xiàn)計(jì)算 。 投資資金的時(shí)間價(jià)值計(jì)算常采用復(fù)利法 PiF FniP n）（ 為年后的資金終值，則，利率為）當(dāng)資金的現(xiàn)值為（ %1 %1 利率稱為貼現(xiàn)率。值稱為貼現(xiàn)，其相應(yīng)的將資金的終值折算為現(xiàn) 折現(xiàn)系數(shù)式中 ）（ 為，則現(xiàn)值年后的資金終值為）已知（ F i F P PFn n %1 2 nn i A An i A A i A A A niP ）（ 年

24、：第 ）（ 第二年： ）（ 第一年： 的計(jì)算方法如下，則各年分?jǐn)傎Y金現(xiàn)值分?jǐn)傎Y金現(xiàn)金 年內(nèi)各年平均，設(shè)在，利率為）當(dāng)資金現(xiàn)值為（ %1 %1 %1 %3 22 1 A ii i i A i A i A AAAP n n n n ）（ ）（ ）（）（ ）（ ）（ 得到回收，則有：為保證資金現(xiàn)值 %1% 1%1 %1%1%1 P 2 21 動(dòng)態(tài)法更能反映項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的真實(shí)性 。 工程項(xiàng)目的年計(jì)算費(fèi) 用值為 YC i iiYCW T T ）（ ）（ 1%1 %1% 【 例 】 某給水工程項(xiàng)目建設(shè)投資為 5800萬元 ， 年運(yùn)行費(fèi)用為 245萬 元 ， 求： 1） 投資償還期為 20年的靜態(tài)計(jì)算費(fèi)用值

25、； 2） 利率為 5.5%， 還款期為 20年的動(dòng)態(tài)年費(fèi)用值 。 【 解 】 靜態(tài)年計(jì)算費(fèi)用值為： aYTCW /5 3 52 4 5205 8 0 0 萬元 動(dòng)態(tài)年計(jì)算費(fèi)用值為： a YCW /34.7302455800084.0 2455800 1%5.51 %5.51%5.5 20 20 萬元 ）（ ）（ 2.3 城市用水量預(yù)測計(jì)算 是決定水資源使用量 、 建設(shè)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(shè)

26、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(yù)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(nèi) ， 用水量最 多一天的用水量 。 m3/d 2) 最高日平均時(shí)用水量 Qd/24， m3/h 3) 平均日用水量 Qad：用水量最多一年內(nèi)平均每天的用 水量 4) 最高時(shí)用水量 Qh：用水量最多一年內(nèi) ， 用水量最多 一天中 ， 用水量最大的一小時(shí)的用水量 。 二 、 用水量變化的表示 一般日變化系數(shù) Kd 1.1 2.0 2) 時(shí)變化系數(shù) Kh h d h d h h K Q

27、 Q Q Q K 24 24/ （ 2） 用水量變化曲線 表示一天 24小時(shí)的變化情況 d d ad ad d d K Q Q Q Q K （ 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(yù)測計(jì)算 （ 1） 分類估算法 按照用水的性質(zhì)分類 （ 生活 、 生產(chǎn)等 ） 確定用水量標(biāo) 準(zhǔn) 確定各自用水量 總用水量 用于設(shè)計(jì)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 104m3/km2 d （ 3） 人均綜合指標(biāo)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 ） at dmtQ dmQ dmQQ a o t oa 年

28、數(shù)， ，用水量年平均增長率 年的平均日用水量，起始年份后第 量，起始年份平均日用水式中 / / )/( )1( 3 3 3 （ 5） 線性回歸法 （ 一元線性回歸模型 ） / )/( Q 3 3 dmQ dmtQQ oa 回歸計(jì)算求得，均增量，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)日平均用水量的年平式中 （ 6）生長曲線法 2.4 給水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置 2 4 1 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(jié)合實(shí)際布置 （ 2）主次明確 （ 3）盡量縮短管線長度 （ 4）協(xié)調(diào)好與其他管道關(guān)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(yùn)行和維護(hù)方便 （ 8）遠(yuǎn)近

29、期結(jié)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(diǎn)： 管線長度短，構(gòu)造 簡單，投資省 安全可靠性差 水力條件差，易產(chǎn) 生“死水區(qū)”，末端 水 流停滯影響水質(zhì) 二級(jí)泵站 適用： 對(duì)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(diǎn)： 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。 二級(jí)泵站 適用：對(duì)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)。 2 4 2 輸水管渠定線 1特點(diǎn) （ 1）距離長 （ 2）障礙物多，地形、地質(zhì)復(fù)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

30、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(zhì)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、沼澤、高地下水位和河水淹沒沖刷地 區(qū) 3輸水方式 壓力輸水結(jié)合混合輸水：重力輸水與 壓力輸水 重力輸水 ，中間加設(shè)連接管雙管輸水：兩條輸水管 調(diào)節(jié)池單管輸水：一條輸水管 2. 4. 3 給水管網(wǎng)定線 二級(jí)泵站 水塔 干管連接管 干管 分配管 （ 1）內(nèi)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(jìn)戶管。 （ 2）管網(wǎng)定線要點(diǎn) 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(dǎo)流向一致，

31、主要取決于 二級(jí)泵站到大用水戶、水塔的水流方向 沿管網(wǎng)的主導(dǎo)流向布置一條或數(shù)條干管 干管應(yīng)從兩側(cè)用水量大的街道下經(jīng)過（雙側(cè)配水）， 減少單側(cè)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(shè)在每一街道或工廠車間的路邊，將干管中的水 送到用戶和消火栓。直徑由消防流量決定（防止火災(zāi)時(shí) 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(jìn)戶管：一般設(shè)一條，重要建筑設(shè)兩條，從不同方 向引入。 （ 3）分配管、進(jìn)戶管 干管一般沿城市規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級(jí)路面 或重要道

32、路下通過； 管線在街道下的平面和高程位置，應(yīng)符合城鎮(zhèn)或廠區(qū) 管道的綜合設(shè)計(jì)要求。 2 5 排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置 2 5 1 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(jié)合實(shí)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(jìn)行布置； （ 3）充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并 使管線最短和埋深最?。?（ 4）協(xié)調(diào)好與其他管道關(guān)系 （ 5）施工、運(yùn)行和維護(hù)方便 （ 6）遠(yuǎn)近期結(jié)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

33、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： (1)正交式： 在地勢(shì)向水體適當(dāng)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(diǎn)： 干管長度短，管徑小，較經(jīng)濟(jì)，污水排出也迅速。 由于污水未經(jīng)處理就直接排放，會(huì)使水體遭受嚴(yán)重污染， 影響環(huán)境。 適用： 雨水排水系統(tǒng)。 (2) 截流式： 沿河岸再敷設(shè)主干管， 并將各干管的污水截流 送至污水廠，是正交式 發(fā)展的結(jié)果。 污水廠 特點(diǎn)：減輕水體污染，保護(hù)環(huán)境。 適用：分流制污水排水系統(tǒng)。 （ 3）平行式： 在地勢(shì)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(shè)

34、。 污水廠 特點(diǎn)：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(nèi)流速過大，使管道受到嚴(yán)重沖刷或跌水 井過多。 適用：地形坡度大的地區(qū)。 (4) 分區(qū)式： 在地勢(shì)高低相差很大的地 區(qū)，當(dāng)污水不能靠重力流至污 水廠時(shí)采用。分別在高地區(qū)和 低地區(qū)敷設(shè)獨(dú)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。 泵站 污水廠 優(yōu)點(diǎn)：能充分利用地形排水，節(jié)省電力。 適用：個(gè)別階梯地形或起伏很大的地區(qū)。 (5)分散式： 當(dāng)城鎮(zhèn)中央部分地勢(shì)高，且 向周圍傾斜，四周又有多處排 水出路時(shí)，各排水流域的干管 常采用輻射狀布置，各排水流 域具有獨(dú)立的排水系統(tǒng)。

35、特點(diǎn)： 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(shè)置時(shí)）的數(shù)量將增多。 適用：在地勢(shì)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。 污水廠 特點(diǎn)：污水廠和泵站（如需設(shè)置時(shí)）的數(shù)量少?；?建投資和運(yùn)行管理費(fèi)用小。 2 5 2 污水管網(wǎng)布置 主要內(nèi)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(jìn)行污水管道系統(tǒng)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(jìn)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

36、系統(tǒng)設(shè)置的界限。它是根據(jù)城 市規(guī)劃的設(shè)計(jì)規(guī)模確定的。 在排水區(qū)界內(nèi)，一般根據(jù)地形劃分為若干個(gè)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(gè) 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(dān)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(gè)排水流域內(nèi)，可布置若干條干管，根據(jù)流域地 勢(shì)標(biāo)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(hù)受納水體。在污水

37、 管道系統(tǒng)的布置時(shí)，應(yīng)遵循如下原則選定污水廠和出水口 的位置。 （ 1）出水口應(yīng)位于城市河流下游。當(dāng)城市采用地表水源 時(shí)，應(yīng)位于取水構(gòu)筑物下游，并保持 100 m以上的 距離。 （ 2）出水口不應(yīng)設(shè)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(yīng)設(shè)在城市夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，并與城 市、工礦企業(yè)和農(nóng)村居民點(diǎn)保持 300 m以上的衛(wèi)生防 護(hù)距離。 （ 5）污水廠應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好，不受雨洪水威脅的地 方，并有擴(kuò)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 ：

38、 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(zhì)、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(shì)較低處，沿河岸邊敷設(shè)，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(shè)置數(shù)量不多的跌水井，使 干管的水力條件改善，避免受到嚴(yán)重沖刷。 避開地質(zhì)條件差的地區(qū) （ 2）干管 盡量設(shè)在地勢(shì)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

39、（減少跌水井?dāng)?shù)量） 一般沿城市街道布置。通常設(shè)置在污水量較大、地 下管線較少、地勢(shì)較低一側(cè)的人行道、綠化帶或慢 車道下，并與街道平行。當(dāng)街道寬度 40m，可考慮 在街兩側(cè)設(shè)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(yīng)便于用戶接管排水。 布置形式有： 1）低邊式： 當(dāng)街坊面積較 小而街坊內(nèi)污水又 采用集中出水方式 時(shí)，支管敷設(shè)在服 務(wù)街坊較低側(cè)的街 道下。 (a) 2）周邊式（ 圍坊式 ） 3）穿坊式 當(dāng)街坊或小區(qū)已按規(guī)劃確定， 其內(nèi)部的污水管網(wǎng)已按建筑物需要 設(shè)計(jì)，組成一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，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(dāng)街坊面積較

40、 大且地勢(shì)平坦時(shí)， 宜在街坊四周的街 道下敷設(shè)支管。 4泵站位置 （ 1） 中途泵站 ：當(dāng)管道的埋深超過最大允許埋深時(shí)， 應(yīng)設(shè)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(fù)雜的城市，往往需要將地勢(shì)較 低處的污水抽升至地勢(shì)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(diǎn)泵站） ：污水管道系統(tǒng)終點(diǎn)的埋 深一般都很大，而污水廠的第一個(gè)處理構(gòu)筑物一般埋深 較淺，或設(shè)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(gè)處理構(gòu)筑物中。（污水廠起端） 4泵站位置 （ 1） 中途泵站 ：當(dāng)管道的埋深超過最大允許埋深時(shí)， 應(yīng)設(shè)置泵站以提高下游管道的管位；

41、（干管或主干管中途） （ 2） 局部泵站： 地形復(fù)雜的城市，往往需要將地勢(shì)較 低處的污水抽升至地勢(shì)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(diǎn)泵站） ：污水管道系統(tǒng)終點(diǎn)的埋 深一般都很大，而污水廠的第一個(gè)處理構(gòu)筑物一般埋深 較淺，或設(shè)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(gè)處理構(gòu)筑物中。（污水廠起端） 泵站設(shè)置的具體位置，應(yīng)綜合考慮環(huán)境衛(wèi)生、地 質(zhì)、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

42、鐵、地下人行橫道、工業(yè)隧道等 地下設(shè)施。這就需要在各單項(xiàng)管道工程規(guī)劃的基礎(chǔ)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(hù)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(huì)對(duì)附近建筑物和構(gòu)筑物的基礎(chǔ) 造成危害，甚至污染生活飲用水。 因此，污水管道與建筑物應(yīng)有一定間距，與生活給 水管道交叉時(shí)，應(yīng)敷設(shè)在生活給水管的下面。污水管道 與其它地下管線或構(gòu)筑物的最小凈距可參照附錄 10 1確 定。 管線綜合規(guī)劃時(shí)，所有地下管線都應(yīng)盡量設(shè)置在人行 道、非機(jī)動(dòng)車道和綠化帶下，只有在不得已時(shí)，才考 慮將埋深大

43、，維修次數(shù)較少的污水、雨水管道布置在 機(jī)動(dòng)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(shí)發(fā)生沖突，處理的 原則 是： 未建讓 已建的，臨時(shí)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(shè)施較多的地區(qū)或交通極為繁忙的街道下， 應(yīng)把污水管道與其它管線集中設(shè)置在隧道（管廊） 中，但雨水管道應(yīng)設(shè)在隧道外，并與隧道平行敷 設(shè)。 2 5 3 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(yīng)盡量利用自然地形坡度布 置，要以最短

44、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(dāng)?shù)匦纹露容^大時(shí) ，雨水干管布置在地形低處或溪 谷線上； 當(dāng)?shù)匦纹教箷r(shí) ，雨水干管布置在排水流域的中間， 以便于支管接入，盡量擴(kuò)大重力流排除雨水的范 圍。 2盡量避免設(shè)置雨水泵站 當(dāng)?shù)匦纹教?，且地面平均?biāo)高低于河流的洪水位標(biāo)高 時(shí)，需將管道適當(dāng)集中，在出水口前設(shè)雨水泵站，經(jīng)抽升 后排入水體。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(jià)和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用。 3根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道 通常應(yīng)根據(jù)建筑物的分布，道路布置及街坊或小區(qū)內(nèi) 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(nèi)大部分雨水以最短距離排入街道低側(cè)

45、的雨水管 道。 雨水干管的平面和豎向布置應(yīng)考慮與其它地下管線 和構(gòu)筑物在相交處相互協(xié)調(diào)，以滿足其最小凈距的要 求。排水管道與其它管線（構(gòu)筑物）的最小凈距見附 錄 10 1。市區(qū)內(nèi)如有可利用的池塘、洼地等，可考 慮雨水的調(diào)蓄。在有連接條件的地方，可考慮兩個(gè)管 渠系統(tǒng)之間的連接。 雨水管道應(yīng)平行道路敷設(shè)，宜布置在人行道或綠化 帶下，不宜布置在快車道下，以免積水時(shí)影響交通 或維修管道時(shí)破壞路面。當(dāng)?shù)缆反笥?40 m時(shí)，應(yīng)考 慮在道路兩側(cè)分別設(shè)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(nèi)，由于建筑密度高，交 通量大，一般采用暗管排除雨水。 特點(diǎn) -衛(wèi)生條件好、不影響交通，

46、造價(jià)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(diǎn) -造價(jià)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(shè)計(jì)受限，橋涵費(fèi)用也增加。 在地形平坦、埋設(shè)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合理布置雨水口，保證路面雨水順暢排除 雨水口的布置應(yīng)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(diǎn)、低洼地段均應(yīng)設(shè) 置雨水口。此外，在道路 上每隔 25 50 m也應(yīng)設(shè)置 雨水口。 1 2 此外，在道路路面上應(yīng)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，

47、通常利用道路邊溝 排除雨水，從而減少暗管長度約 100 150 m，降低了整 個(gè)管渠工程的造價(jià)。 3 1 2 6雨水出水口的布置 （ 1） 分散出水口 ： 當(dāng)管道將雨水排入池塘或小河時(shí)，水位變化小， 出水口構(gòu)造簡單，宜采用 分散出水口。 就近排放管線 短、管徑小，造價(jià)低。 （ 2） 集中出水口式 ： 當(dāng)河流等水體的水位變化很大，管道的出水口離 常水位較遠(yuǎn)時(shí)，出水口的構(gòu)造就復(fù)雜，因而造價(jià)較高， 此時(shí)宜采用 集中出水口式 布置形式。 7排洪溝的設(shè)置 對(duì)于 傍山建設(shè)的城市和廠礦企業(yè) ，為了消除洪水 的影響，除在設(shè)計(jì)地區(qū)內(nèi)部設(shè)置雨水管道外，尚應(yīng)考 慮在設(shè)計(jì)地區(qū)周圍或超過設(shè)計(jì)地區(qū)設(shè)置排洪溝，以攔 截從分

48、水嶺以內(nèi)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(diào)蓄水體的設(shè)置 可調(diào)節(jié)洪峰流量。 第 3章 給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ) 3.1 給排水管網(wǎng)水流特征 3 2 管渠水頭損失計(jì)算 3 3 非滿流管渠水力計(jì)算 3 4 管道的水力等效簡化 3.1 給排水管網(wǎng)水流特征 流考慮）（給排水管網(wǎng)一般按紊紊流： 過渡流 層流： 流態(tài) 4000Re 4000Re2000: 2000Re .1 75.1 22.1 2 .2 vh Dvh Dvh 水力光滑區(qū) 較小或管壁較光滑）（管徑過渡區(qū) 較大或管壁較粗糙）（管徑）阻力平方區(qū)（粗糙管區(qū) 紊流 3 1 1 流態(tài)特征 3 1 2 恒定流與非恒定流

49、 水量變化非恒定流（復(fù)雜）按恒定流計(jì)算 3 1 3 均勻流與非均勻流 水流參數(shù)往往隨時(shí)間和空間變化非均勻流 3 1 4 壓力流與重力流 1壓力流： hfn 、 l、 v；與 H、 I無關(guān)（壓能 克服水流阻力） 2重力流：靠水的位能克服 3 1 5 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(jī)械能。 H Z P/ v2/2g g v g vPZ 2 , 2 22 忽略 水頭損失：流體克服流動(dòng)阻力所消耗的 機(jī)械能 局部水頭損失 沿程水頭損失 3 2 管渠水頭損失計(jì)算 RC viRiCv 2 2 3 2 1 沿程水頭損失計(jì)算 管渠沿程水頭損失用謝才公式 ( m ) 2 2 l RC vil

50、h f 圓管滿流，沿程水頭損失也可以用達(dá)西公式表示： 2 2 8 )( 2 C g m g v D l h f 沿程阻力系數(shù)，式中 C、 與水流流態(tài)有關(guān)，一般采用經(jīng) 驗(yàn)公式或半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(jì)算） 1 . 2 m / s v 867.0 1 0 . 0 0 1 8 2 4 g 1 . 2 m / s v D 0 . 0 0 2 1 4 g 3.0 3.0 0 . 3 vD 2 海曾威廉公式 1 .2 m / s v 867.0 1 0 .0 0 0 9 1 2 v 1 .2 m / s v D 0 .0 0 1

51、 0 7 v 3.0 3.1 2 1 . 3 2 l vD l h f 適用：較光滑圓管滿流紊流（給水管道） 海曾威廉粗糙系數(shù) 流量，式中 w w C smq qC gD / 16.13 3 148.0852.1 13.0 3柯爾勃洛克懷特公式 l DC q h w f 87.4852.1 852.167.10 適用：各種紊流，是適應(yīng)性和計(jì)算精度最高的公式 Re 51.2 7.3 lg2 1 Re53.38.14 lg71.17 D e C R e C 或 875.0 875.0 2 Re 462.4 7.3 lg2 1 Re 462.4 8.14 lg71.17 ;/ 4 ReRe D e

52、R e C me sm vDvR 或 直接計(jì)算的形式： 便于應(yīng)用，可以簡化為但此式需迭代計(jì)算，不 ，由實(shí)驗(yàn)確定。管壁當(dāng)量粗糙度， 水動(dòng)力粘度系數(shù)， 是與水溫有關(guān)的，其中雷諾數(shù)，式中 4. 巴甫洛夫斯基公式 適用：明渠流、非滿流排水管道 l R vn h n nRny n R C y B f B BB B y 12 22 )10.0(75.013.05.2 系數(shù)。巴甫洛夫斯基公式粗糙 式中 5 曼寧公式 曼寧公式是巴甫洛夫斯基公式中 y=1/6時(shí) 的特例，適用于明渠或較粗糙的管道計(jì)算。 l D qn hl R vn h nn n R C M f M f BM M 333.5 22 333.1 2

53、2 6 29.10 或 相同。甫洛夫斯基公式曼寧粗糙系數(shù)，與巴式中 3 2 2 沿程水頭損失計(jì)算公式的比較與選用 巴甫洛夫斯基公式適用范圍廣，計(jì)算精度也較高， 特別是對(duì)于較粗糙的管道，管道水流狀態(tài)仍保持較 準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)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(dāng) e0.25mm（ CW130）時(shí)，該公式較其它公式有較 高的計(jì)算精度； 舍維列夫公式在 1.0e1.5mm之間給出了令人滿意 的結(jié)果，對(duì)舊金屬管道較適用，但對(duì)管壁光滑或特 別粗糙的管道是不適用的。 3 2 3 局部水頭損失計(jì)算

54、式中 hm 局部水頭損失， m； 局部阻力系數(shù)。 g v h m 2 2 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(huì)造成大的計(jì)算誤差。 3 2 4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(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)。 1沿程水頭損失公式的指數(shù)形式為： n ff n f m n f qsh laqh l D kq h 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)， ;m D ka 。摩阻系數(shù)， mff D klalss 2局部水頭損失公式的指數(shù)形式為： nmm qsh 3沿程水頭損失與局部水頭損失之和 式中 Sm 局部阻力系數(shù)

55、； ngnfmfmg qsqsshhh )( 式中 Sg 管道阻力系數(shù)； fmg sss 。 3 3 非滿流管渠水力計(jì)算 水力計(jì)算 目的 ：確定 之間的水力關(guān)系。、 iDhDvq 3 3 1非滿流管渠水力計(jì)算公式 1非滿流管渠水力計(jì)算公式 )21(c os2 )1()21( 4 / )1()21( 2 )21(c os 4 / 1 2 1 2 D h D h D h D h D D DhDRR D h D h D hD D hD DhDAA ），（ ），（ 6/11 R nCRICv M 曼寧公式謝才公式常用的均勻流基本公式有： vQ 2 1 3 21 IRnv 式中 Q 流量（ m3/s）；

56、 過水?dāng)嗝婷娣e（ 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）。 h D 圖9.2 充滿度示意圖 排水管渠粗糙系數(shù)表 管渠類別 粗糙系數(shù) n 管渠類別 粗糙系數(shù) n 石棉水泥管、 鋼管 0.012 漿砌磚渠道 0.015 木槽 0.012 0.014 漿砌塊石渠道 0.017 陶土管、鑄鐵 管 0.013 干砌塊石渠道 0.020 0.025 混凝土管、鋼 筋混凝土 管 水泥砂漿抹面 渠道 0.013 0.014 土明渠 包括（帶草皮 ） 0.025 0.030 非滿流管渠水力計(jì)算基本公式 2 1 3 2 2 1 3

57、 2 2 1 3 2 2 1 3 2 h / D ) I( D ,h / D )( D , 1 I 1 q h / D ) I( D , 1 I 1 RA n AR n R n R n v MM MM v、 q、 D、 h/D、 I五個(gè)變量，已知三個(gè)，求另兩 個(gè)。 簡化： 水力計(jì)算表，按兩個(gè)公式制成圖表。簡單，精 度較差，且只適用于一種管材。 借助滿流水力計(jì)算公式并通過一定的比例變換 進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)一條滿流管渠與待計(jì)算的非滿 流管渠具有相同的 D和 I，滿流時(shí)， 2/13/22/13/22 1 1 4 4 1 IR nvIRAnq DRDA o M ooo M ooo )( )()( )()1

58、()21( 2 )21(c os 1 )( )21(c os )1()21(2 1 4 3 2 3 3 2 2 1 1 1 D h f R R v v D h f R R A A q q D h f D h D h D h D h A A D h f D h D h D h D h R R oo ooo o o 3 3 2 非滿流管渠水力計(jì)算方法 1常采用水力計(jì)算圖或表進(jìn)行計(jì)算 水力計(jì)算圖適用于混凝土及鋼筋混凝土管道，其粗糙 系數(shù) n 0.014。每張圖適用于一個(gè)指定的管徑。圖上的縱 座標(biāo)表示坡度 I，即是設(shè)計(jì)管道的管底坡度，橫座標(biāo)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

59、的關(guān)系。當(dāng)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(gè)因素中，只要已知其中任意兩個(gè)， 就可由圖查出另外兩個(gè)。 2.借助于滿流水力計(jì)算公式并通過一定的比例變換進(jìn)行計(jì)算。 3 4 管道的水力等效簡化 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(duì)象與原 來的實(shí)際對(duì)象具有相同的水力 特性。 3 4 1 串聯(lián)或并聯(lián)管道的簡化 1串聯(lián) m N i m i i N i m i i n m n m n f d l ld d lkq l d kq l d kq h 1 1 1 )/( 2并聯(lián) m n N i n m i m N n N m n m n m

60、n dd d lkq d lkq d lkq l d kq )( 1 2 2 1 1 當(dāng)并聯(lián)管道直徑相同時(shí) i m n m n nm i iN dNNdd dddd )()( / 21 3 4 2 沿線均勻出流的簡化 配水支管 配水干管 Q 2 Q 1 Q 3 Q 4 q 1 q 2 q q q q q 3 4 5 7 6 圖 14-1 干管配水情況 干管配水情況 假設(shè)沿線出流是均勻 的，則管道的任一斷 面上的流量 q t lq 2 1+ tq q t tq tq x )( xl l qqq l tx 沿程水頭損失 l lm n t n lt m n lt f lqdn qqq kdx d q

61、 l xl qk h 0 11 )1( )()( ltx qqq 沿程水頭損失 l lm n t n lt m n lt f lqdn qqq kdx d q l xl qk h 0 11 )1( )()( 將 移至兩端點(diǎn)， 分別為 lq + l（1- ） q l q l q + t q t q q l q t ll qq ,)1( 管道內(nèi)流量為 根據(jù)水力等效原則 l qdn qqq kl d qq kh lm n t n lt m n lt f )1( )()( 11 577.00 5.0 3 1 2 2 ，管網(wǎng)末端， ，管網(wǎng)起端， ）（ ，代入上式，得，令 lt lt l t qq qq

62、f q q n li qq 5.0,5.0, 一般 q0.5+q q0.5 l lt q 0.5 l q t q l + t q li qq 5.0,5.0, 一般 3 4 3 局部水頭損失計(jì)算的簡化 一般忽略，特殊情況下，局部水頭損失必須 進(jìn)行計(jì)算。 4.1 最高日設(shè)計(jì)用水量 4 2 設(shè)計(jì)用水量變化 第四章 設(shè)計(jì)用水量 1最高日設(shè)計(jì)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(shè)施生活用水量）見 室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范 （ 2）工業(yè)企業(yè) 1） 單位產(chǎn)品用水量 單位設(shè)備用水量 示以每萬元產(chǎn)值用水量表 生產(chǎn)用水定額 4.1 最高日設(shè)計(jì)用水量 班人高溫車間 班人一般車間

63、 職工淋浴用水定額 /60 /40 L L 班人高溫車間 班人一般車間 職工生活用水定額 /35 /25 L L2) （ 3） 消防用水 ：按 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 執(zhí)行 （ 4） 其他用水 1）澆灑道路： 1 2 L/m2 次，每日 2 3 2）綠化： 1.5 4 L/m2 d 2最高日設(shè)計(jì)用水量計(jì)算 Qd （ 1）城市最高日綜合生活用水量（包括公共設(shè)施 生活用水量） )/(1000 3111 dmNqQ ii 數(shù)，人。水分區(qū)的計(jì)劃用水人口設(shè)計(jì)年限內(nèi)城市各用 人，高日綜合生活用水定額城市各用水分區(qū)的最式中 i i N dLq 1 1 / （ 2） 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量 )/(22 32 )1( d

64、miiiQ fNq 重復(fù)使用率。各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水 數(shù)量，或產(chǎn)量，或生產(chǎn)設(shè)備元各工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值，萬 ）（單位生產(chǎn)設(shè)備 單位產(chǎn)量或萬元，產(chǎn)用水量定額，各工業(yè)企業(yè)最高日生式中 i i i f dN dm mmq / / / 2 3 33 2 （ 3）工業(yè)企業(yè)職工生活用水和淋浴用水量 )/( 1000 )/( 1000 32323131323231313 3 33333 3 dm NqNqNqNq Q dm NqNq Q bbbbaaaa bibiaiai 或 ，人。最高日職工淋浴總?cè)藬?shù)各工業(yè)企業(yè)高溫車間 ，人；最高日職工淋浴總?cè)藬?shù)各工業(yè)企業(yè)一般車間 班；人職工淋浴用水量定額，各工業(yè)企業(yè)高溫車間 班；

65、人職工淋浴用水量定額，各工業(yè)企業(yè)一般車間 ；最高日職工總?cè)藬?shù)，人各工業(yè)企業(yè)高溫車間 ；最高日職工總?cè)藬?shù)，人各工業(yè)企業(yè)一般車間 班；人職工生活用水量定額，各工業(yè)企業(yè)高溫車間 班；人職工生活用水量定額，各工業(yè)企業(yè)一般車間式中 23 13 23 13 23 13 23 13 /60 /40 /35 /25 b b b b a a a a N N Lq Lq N N Lq Lq （ 4）澆灑道路和綠化用水量 )/(1000 3444444 dmNqfNqQ bbaa 最高日設(shè)計(jì)用水量 （ 5）未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失量 dmQQQQQ / )(25.015.0 343215 （ 。面積，城市最高日綠化用水

66、 ；次次數(shù)，城市最高日澆灑道路 ；面積，城市最高日澆灑道路 ）；（，城市綠化用水量定額 次）；（定額，城市澆灑道路用水量式中 2 4 4 2 4 2 4 2 4 /32 / / mN df mN dmLq mLq b a b a dmQQQQQQQQQQ d / )(25.115.1 3432154321 （ 3消防用水量（校核時(shí)使用） dmNqQ ffx / 3 / 同時(shí)發(fā)生火災(zāi)次數(shù)。 ；消防用水量定額，式中 f f N sLq 4 2 設(shè)計(jì)用水量變化 1設(shè)計(jì)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(xì)資料時(shí)，可供參考。 （ 1）最高日城市綜合用水的時(shí)變化系數(shù) Kh宜采用 1.3 1.6，日變化系數(shù) Kd 1.1 1.5； （ 2）工業(yè)企業(yè)職工生活用水時(shí)變化系數(shù)為 2.5 3.0。 （ 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(guān)系 5.2 清水池和水塔 5.3 給水系統(tǒng)的水壓關(guān)系 5.1 給水排水系統(tǒng)的流量關(guān)系 1取水構(gòu)筑物和水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)流量 主要取決于一級(jí)泵站和水廠的工作情況，通常是連續(xù)均勻 地工作