給水排水管道系統(tǒng).ppt

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) 市政和消防提供用水和廢水排除設(shè)施的總稱(chēng) 給水排水系統(tǒng)的功能 向各種不同類(lèi)別的用戶(hù)供應(yīng)滿(mǎn)足不同需求的水量和水質(zhì) 同時(shí)承擔(dān)用戶(hù)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) watersupplysystem 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(lèi)方法 按水源種類(lèi) 分為地表水 江河 湖泊 水庫(kù) 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(chēng)為排水系統(tǒng) seweragesystem 根據(jù)排水系統(tǒng)所接受的廢水的性質(zhì)和來(lái)源不同 廢水可分為生活污水 工業(yè)廢水和雨水三類(lèi) 整個(gè)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(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 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(mǎn)足用戶(hù)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(mǎn)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 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(hù) 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(guò)程來(lái)體現(xiàn) 作為城鎮(zhèn)給水水源 其水質(zhì)必須符合國(guó)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(guó)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(hù)特定的水質(zhì)要求廢水排放 其水質(zhì)要求應(yīng)按照國(guó)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(guò)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(zhǎng)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(mǎn)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(wèn)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(mǎn)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 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 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(lèi)型 1 按水源的數(shù)目分類(lèi) 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(gòu)成方式分類(lèi) 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(lèi)用水 系統(tǒng)簡(jiǎn)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(hù)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(lèi)用戶(hù) 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(guò)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) 將不同水質(zhì)的水供給各類(lèi)用戶(hù) 如圖 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(guò)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 地形高差較大或輸水距離較長(zhǎng)而分區(qū) 又有串聯(lián)分區(qū)和并聯(lián)分區(qū)兩類(lèi) 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(lèi) 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(wú)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 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 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(jiǎn)稱(chēng)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)處理直接排入水體 我國(guó)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(jiǎn)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(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 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 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 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(chēng)為污水排水系統(tǒng)排除雨水的系統(tǒng)稱(chēng)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) 污水排水系統(tǒng) 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 不完全分流制 這種體制只有污水排水系統(tǒng) 沒(méi)有完整的雨水排水系統(tǒng) 各種污水通過(guò)污水排水系統(tǒng)送至污水廠 經(jīng)過(guò)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(wèn)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 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 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(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(chēng)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(xiàn)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(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力還不雄厚的城鎮(zhèn)和地區(qū) 更是無(wú)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(guò)溢流井直接排入水體 分流制排水系統(tǒng)的管線(xiàn)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(guó)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(jiàn)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(lái)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(xiàn)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)?shù)亟涤昵闆r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(mǎn)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 通過(guò)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(cè)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(xiàn) 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(chǎng)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 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(mǎn)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 2 2 1靜態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法 方法簡(jiǎn)單 確定T比較困難 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(chēng)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 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 例 某給水工程項(xiàng)目建設(shè)投資為5800萬(wàn)元 年運(yùn)行費(fèi)用為245萬(wàn)元 求 1 投資償還期為20年的靜態(tài)計(jì)算費(fèi)用值 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 動(dòng)態(tài)年計(jì)算費(fèi)用值為 2 3城市用水量預(yù)測(cè)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)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(jiàn)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 d2 最高日平均時(shí)用水量Qd 24 m3 h3 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)Kd1 1 2 02 時(shí)變化系數(shù)Kh 2 用水量變化曲線(xiàn)表示一天24小時(shí)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(yù)測(cè)計(jì)算 1 分類(lèi)估算法按照用水的性質(zhì)分類(lèi) 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 km2d 3 人均綜合指標(biāo)法城市人口平均總用水量稱(chēng)為人均綜合用水量 4 年遞增率法 指數(shù)曲線(xiàn)的外推模型 5 線(xiàn)性回歸法 一元線(xiàn)性回歸模型 6 生長(zhǎng)曲線(xiàn)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(xiàn)長(zhǎng)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(shù)狀網(wǎng) 特點(diǎn) 管線(xiàn)長(zhǎng)度短 構(gòu)造簡(jiǎn)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) 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(xiàn)長(zhǎng)度長(zhǎng) 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(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(xiàn) 1 特點(diǎn) 1 距離長(zhǎng) 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 盡量縮短管線(xiàn)長(zhǎng)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(xiàn) 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(méi)沖刷地區(qū) 3 輸水方式 2 4 3給水管網(wǎng)定線(xiàn) 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(hù)的分配管和進(jìn)戶(hù)管 2 管網(wǎng)定線(xiàn)要點(diǎn) 以滿(mǎn)足供水要求為前提 盡可能縮短管線(xiàn)長(zhǎng)度 干管延伸方向與管網(wǎng)的主導(dǎo)流向一致 主要取決于二級(jí)泵站到大用水戶(hù) 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(guò) 雙側(cè)配水 減少單側(cè)配水的管線(xiàn)長(zhǎng)度 干管之間的間距根據(jù)街區(qū)情況 宜控制在500 800m左右 連接管間距宜控制在800 1000m左右 1 分配管 敷設(shè)在每一街道或工廠車(chē)間的路邊 將干管中的水送到用戶(hù)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(guò)大 最小管徑為100mm 大城市一般150mm 200mm 2 進(jìn)戶(hù)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(hù)管 干管一般沿城市規(guī)劃道路定線(xiàn) 盡量避免在高級(jí)路面或重要道路下通過(guò) 管線(xiàn)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(xiàn)最短和埋深最小 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(shù)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(lèi)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(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(zhǎng)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?chē)?yán)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(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 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(xiàn)及河道基本上平行 主干管與等高線(xiàn)及河道成一傾斜角敷設(shè) 特點(diǎn) 保證干管較好的水力條件 避免因干管坡度過(guò)大以至于管內(nèi)流速過(guò)大 使管道受到嚴(yán)重沖刷或跌水井過(guò)多 適用 地形坡度大的地區(qū) 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 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) 分散式 當(dāng)城鎮(zhèn)中央部分地勢(shì)高 且向周?chē)鷥A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) 特點(diǎn) 干管長(zhǎng)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 特點(diǎn) 污水廠和泵站 如需設(shè)置時(shí) 的數(shù)量少 基建投資和運(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(xiàn) 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(xiàn)與地形的分水線(xiàn)基本一致 由分水線(xiàn)所圍成的地區(qū)即為一個(gè)排水流域 2 在地形平坦無(wú)明顯分水線(xiàn)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(guò)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100m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(zhǎng)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300m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(xiàn) 在城市規(guī)劃平面圖上確定污水管道的位置和走向 稱(chēng)為污水管道系統(tǒng)的定線(xiàn) 主要原則 采用重力流排除污水和雨水 盡可能在管線(xiàn)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(hù)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(xiàn)布置 在地勢(shì)較低處 沿河岸邊敷設(shè) 以便于收集干管來(lái)水 地形較陡 主干管可與等高線(xiàn)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(kāi)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(xiàn)垂直 減小埋深 地形較陡 干管與等高線(xiàn)平行 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(xiàn)較少 地勢(shì)較低一側(cè)的人行道 綠化帶或慢車(chē)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(zhǎng)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(hù)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 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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)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(lái)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(mén)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(xiàn) 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(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(xiàn)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(guò)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(xiàn)或構(gòu)筑物的最小凈距可參照附錄10 1確定 管線(xiàn)綜合規(guī)劃時(shí) 所有地下管線(xiàn)都應(yīng)盡量設(shè)置在人行道 非機(jī)動(dòng)車(chē)道和綠化帶下 只有在不得已時(shí) 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(jī)動(dòng)車(chē)道下 各種管線(xiàn)在平面上布置的次序一般是 從建筑規(guī)劃線(xiàn)向道路中心線(xiàn)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(xiàn)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(wú)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(xiàn)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(xiàn)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?且地面平均標(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(guò)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)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(xiàn)和構(gòu)筑物在相交處相互協(xié)調(diào) 以滿(mǎn)足其最小凈距的要求 排水管道與其它管線(xiàn) 構(gòu)筑物 的最小凈距見(jiàn)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(chē)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?0m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 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(guò)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 50m也應(yīng)設(shè)置雨水口 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 通常利用道路邊溝排除雨水 從而減少暗管長(zhǎng)度約100 150m 降低了整個(gè)管渠工程的造價(jià) 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(jiǎn)單 宜采用分散出水口 就近排放管線(xiàn)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?chē)虺^(guò)設(shè)計(jì)地區(qū)設(shè)置排洪溝 以攔截從分水嶺以?xún)?nèi)排泄下來(lái)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(mǎn)流管渠水力計(jì)算3 4管道的水力等效簡(jiǎn)化 3 1給排水管網(wǎng)水流特征 3 1 1流態(tài)特征 3 1 2恒定流與非恒定流 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 hf n l v 與H I無(wú)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 水頭損失 流體克服流動(dòng)阻力所消耗的機(jī)械能 3 2管渠水頭損失計(jì)算 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 圓管滿(mǎn)流 沿程水頭損失也可以用達(dá)西公式表示 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(mǎn)管紊流 水溫100C0 給水管道計(jì)算 2 海曾 威廉公式 適用 較光滑圓管滿(mǎn)流紊流 給水管道 3 柯?tīng)柌蹇?懷特公式 適用 各種紊流 是適應(yīng)性和計(jì)算精度最高的公式 4 巴甫洛夫斯基公式 適用 明渠流 非滿(mǎn)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(shí)的特例 適用于明渠或較粗糙的管道計(jì)算 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 0 e 5 0mm 曼寧公式亦適用于較粗糙的管道 最佳適用范圍為0 5 e 4 0mm 海曾 威廉公式則適用于較光滑的管道 特別是當(dāng)e 0 25mm CW 130 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 0 e 1 5mm之間給出了令人滿(mǎn)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 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(guò)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 式中k n m 指數(shù)公式參數(shù) a 比阻 即單位管長(zhǎng)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Sm 局部阻力系數(shù) 式中Sg 管道阻力系數(shù) 3 3非滿(mǎn)流管渠水力計(jì)算 水力計(jì)算目的 確定 3 3 1非滿(mǎn)流管渠水力計(jì)算公式 1 非滿(mǎn)流管渠水力計(jì)算公式 常用的均勻流基本公式有 式中Q 流量 m3 s 過(guò)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(jiàn)表 排水管渠粗糙系數(shù)表 非滿(mǎn)流管渠水力計(jì)算基本公式 v q D h D I五個(gè)變量 已知三個(gè) 求另兩個(gè) 簡(jiǎn)化 水力計(jì)算表 按兩個(gè)公式制成圖表 簡(jiǎn)單 精度較差 且只適用于一種管材 借助滿(mǎn)流水力計(jì)算公式并通過(guò)一定的比例變換進(jìn)行計(jì)算 假設(shè)一條滿(mǎn)流管渠與待計(jì)算的非滿(mǎn)流管渠具有相同的D和I 滿(mǎn)流時(shí) 3 3 2非滿(mǎn)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(xiàn)分別表示流量 坡度 流速和充滿(mǎn)度間的關(guān)系 當(dāng)選定管材與管徑后 在流量Q 坡度I 流速v 充滿(mǎn)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(mǎn)流水力計(jì)算公式并通過(guò)一定的比例變換進(jìn)行計(jì)算 3 4管道的水力等效簡(jiǎn)化 管網(wǎng)簡(jiǎn)化 利用水力等效簡(jiǎn)化原理 水力等效簡(jiǎn)化原則 簡(jiǎn)化后 等效的管網(wǎng)對(duì)象與原來(lái)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(jiǎn)化 1 串聯(lián) 2 并聯(lián) 當(dāng)并聯(lián)管道直徑相同時(shí) 3 4 2沿線(xiàn)均勻出流的簡(jiǎn)化 干管配水情況 假設(shè)沿線(xiàn)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(diǎn) 分別為 管道內(nèi)流量為 根據(jù)水力等效原則 3 4 3局部水頭損失計(jì)算的簡(jiǎn)化一般忽略 特殊情況下 局部水頭損失必須進(jìn)行計(jì)算 第四章設(shè)計(jì)用水量 4 1最高日設(shè)計(jì)用水量4 2設(shè)計(jì)用水量變化 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(jiàn) 室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范 2 工業(yè)企業(yè)1 4 1最高日設(shè)計(jì)用水量 2 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 2L m2 次 每日2 32 綠化 1 5 4L 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 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(shè)計(jì)用水量 5 未預(yù)見(jiàn)水量和管網(wǎng)漏失量 3 消防用水量 校核時(shí)使用 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(xiàn) 比較精確 無(wú)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)Kd1 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 原因是 1 流量穩(wěn)定 有利于水處理構(gòu)筑物運(yùn)行和管理 保證出水水質(zhì) 使水廠運(yùn)行管理簡(jiǎn)單 2 從造價(jià)方面 構(gòu)筑物尺寸 設(shè)備容量降低 降低工程造價(jià) 式中 水廠自用水系數(shù) 一般 1 05 1 1 T 每天工作小時(shí)數(shù) Qd 最高日設(shè)計(jì)用水量 2 二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)流量二級(jí)泵站的工作情況 與管網(wǎng)中是否設(shè)置流量調(diào)節(jié)設(shè)施有關(guān) 1 管網(wǎng)中無(wú)流量調(diào)節(jié)設(shè)施 任何時(shí)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(tái)水泵來(lái)適應(yīng)用水量的變化 泵站管理 可根據(jù)管網(wǎng)的壓力來(lái)切換水泵Q二泵 Qh 2 管網(wǎng)有流量調(diào)節(jié)設(shè)施 每小時(shí)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(jí)泵站的工作是按照設(shè)計(jì)供水曲線(xiàn)進(jìn)行 設(shè)計(jì)供水曲線(xiàn)是根據(jù)用水量變化曲線(xiàn)擬定的 擬定時(shí)注意 供水曲線(xiàn)盡量接近于用水曲線(xiàn) 且分級(jí)數(shù)不宜超過(guò)三級(jí) 有利于選泵及水泵的合理搭配 適當(dāng)留有發(fā)展余地 Q二泵 Q max 3 輸水管和配水管網(wǎng) 輸水管和配水管網(wǎng)的計(jì)算流量均應(yīng)按輸配水系統(tǒng)在最高日最高用水時(shí)工作情況確定 并與管網(wǎng)中有無(wú)水塔 或高地水池 及其在管網(wǎng)中的位置有關(guān) 當(dāng)管網(wǎng)中無(wú)水塔時(shí) 泵站到管網(wǎng)的輸水管和配水管網(wǎng)都應(yīng)以最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量作為設(shè)計(jì)流量 管網(wǎng)起端設(shè)水塔時(shí) 網(wǎng)前水塔 泵站到水塔的輸水管直徑應(yīng)按泵站分級(jí)工作的最大一級(jí)供水流量計(jì)算 水塔到管網(wǎng)的輸水管和配水管網(wǎng)仍按最高時(shí)用水量計(jì)算 管網(wǎng)末端設(shè)水塔時(shí) 對(duì)置水塔或網(wǎng)后水塔 因最高時(shí)用水量必須從二級(jí)泵站和水塔同時(shí)向管網(wǎng)供水 泵站到管網(wǎng)的輸水管以泵站分級(jí)工作的最大一級(jí)供水流量作為設(shè)計(jì)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(jìn)行計(jì)算 5 2清水池和水塔 5 2 1清水池和水塔的調(diào)節(jié)作用 1 水塔的流量調(diào)節(jié)二級(jí)泵站供水流量和用戶(hù)用水流量不相等時(shí) 其差額可由水塔來(lái)調(diào)節(jié) 2 清水池的流量調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)一 二級(jí)泵站供水量的差額 5 2 2水塔與清水池的容積計(jì)算 清水池和水塔的調(diào)節(jié)容積的計(jì)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(xiàn)推算 一種是憑經(jīng)驗(yàn)估算 清水池調(diào)節(jié)容積按最高日用水量的10 20 估算 水塔的調(diào)節(jié)容積按最高日用水量的2 5 6 估算 當(dāng)有城市24小時(shí)的用水量變化的詳細(xì)資料時(shí) 清水池和水塔的調(diào)節(jié)容積可按連續(xù)相加法等方法進(jìn)行計(jì)算 清水池中除了貯存調(diào)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(diào)節(jié)容積 m3 w2 消防貯水量 m3 按2h火災(zāi)延續(xù)時(shí)間計(jì)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5 10 w4 安全貯水量 水塔除了貯存調(diào)節(jié)用水量以外 還需貯存室內(nèi)消防用水量 因此 水塔設(shè)計(jì)有效容積為 5 4 式中w1 調(diào)節(jié)容積w2 消防貯水量 按10min室內(nèi)消防用水量計(jì)算 5 2 3水塔和清水池的構(gòu)造 清水池形狀 圓形和矩形管道 進(jìn)水管 出水管 溢流管 放空管注意 一般設(shè)兩個(gè)以上選用時(shí)盡可能往標(biāo)準(zhǔn)圖集上靠 清水池構(gòu)造圖 5 3給水系統(tǒng)的水壓關(guān)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(jí)泵站水泵揚(yáng)程和水塔高度的確定二級(jí)泵站水泵揚(yáng)程和水塔的高度與管網(wǎng)中是否設(shè)置水塔及水塔在管網(wǎng)中的位置有關(guān) 1 無(wú)水塔管網(wǎng) 控制點(diǎn)是指整個(gè)給水系統(tǒng)中水壓最不容易滿(mǎn)足的地點(diǎn) 又稱(chēng)最不利點(diǎn) 用以控制整個(gè)供水系統(tǒng)的水壓 一般情況下 控制點(diǎn)通常在系統(tǒng)的下列地點(diǎn) 1 地形最高點(diǎn) 2 距離供水起點(diǎn)最遠(yuǎn)點(diǎn) 3 要求自由水壓最高點(diǎn) 式中Zc 管網(wǎng)控制點(diǎn)c的地面標(biāo)高和清水池最低水位的高程差 m Hc 控制點(diǎn)所需的最小服務(wù)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(duì)置 水塔管網(wǎng) 可能有兩種工作情況 1 在最高用水量時(shí) 管網(wǎng)用水由泵站和水塔同時(shí)供給 兩者各有自己的給水區(qū) 在給水區(qū)分界線(xiàn)上 水壓最低 水泵揚(yáng)程可按無(wú)水塔管網(wǎng)的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算 水塔高度的計(jì)算公式可按網(wǎng)前水塔的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算 2 最大轉(zhuǎn)輸流量時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí)水泵揚(yáng)程的計(jì)算公式為 第6章給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì) 6 1管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算6 2初擬管徑6 3管網(wǎng)平差6 4管網(wǎng)水力計(jì)算6 5輸水管設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)成果整理 管網(wǎng)計(jì)算會(huì)遇到兩類(lèi)課題 1 管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算 最高時(shí) 第一類(lèi)課題2 管網(wǎng)復(fù)核計(jì)算 消防時(shí) 事故時(shí)及最大轉(zhuǎn)輸時(shí)等 第二類(lèi)課題 6 1管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算 1 沿線(xiàn)流量是指沿線(xiàn)分配給用戶(hù)的流量 管網(wǎng)配水情況比較復(fù)雜 高峰流量各異 計(jì)算時(shí)加以簡(jiǎn)化 比流量法 假定小用水戶(hù)的流量沿線(xiàn)均勻分布 1 長(zhǎng)度比流量假定水量沿管網(wǎng)長(zhǎng)度均勻流出 管線(xiàn)單位長(zhǎng)度上的配水流量 稱(chēng)為長(zhǎng)度比流量 記作qcb 則每一計(jì)算管段沿線(xiàn)流量記作qy為 2 面積比流量假定沿線(xiàn)流量均勻分布在整個(gè)供水面積上 管線(xiàn)單位面積上的配水流量 稱(chēng)為面積比流量 記作qmb 則每一計(jì)算管段沿線(xiàn)流量記作qy為 每一管段所負(fù)擔(dān)的供水面積可按分角線(xiàn)法和對(duì)角線(xiàn)法劃分 注意 1 面積比流量考慮了沿線(xiàn)供水面積 人數(shù) 多少對(duì)管線(xiàn)配水的影響 計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)際配水情況 但計(jì)算較麻煩 當(dāng)供水區(qū)域的干管分布比較均勻時(shí) 二者相差很小 這時(shí) 用長(zhǎng)度比流量較好 2 當(dāng)供水區(qū)域內(nèi)各區(qū)衛(wèi)生設(shè)備或人口密度相差較大時(shí) 各區(qū)的比流量應(yīng)分別計(jì)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(jì)算 2 節(jié)點(diǎn)流量 1 沿線(xiàn)流量為什么要轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)流量 但是 實(shí)際的管段并沒(méi)有喇叭口形狀的 管徑也是不連續(xù)的 所以 仔細(xì)去計(jì)算每一個(gè)沿線(xiàn)流出去的流量已經(jīng)沒(méi)有實(shí)際意義了 沿線(xiàn)流量只有當(dāng)其累積到一定量 足以引起管徑變化的時(shí)候計(jì)算起來(lái)才有實(shí)際意義 這樣 就可以不考慮實(shí)際沿線(xiàn)配水的情況 而把一定長(zhǎng)度管段上的沿線(xiàn)流量用一個(gè)等效的流量來(lái)代替 即節(jié)點(diǎn)流量 2 沿線(xiàn)流量如何轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量 沿線(xiàn)流量劃成節(jié)點(diǎn)流量公式 3 沿線(xiàn)流量轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量的依據(jù) 假設(shè)沿線(xiàn)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(diǎn) 分別為 管道內(nèi)流量為 根據(jù)水力等效原則 2 節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算公式節(jié)點(diǎn)流量包括兩部分 由沿線(xiàn)流量劃成節(jié)點(diǎn)流量和該節(jié)點(diǎn)的集中流量 例題 某城市最高時(shí)總用水量為260L s 其中集中供應(yīng)的工業(yè)用水量120L s 分別在節(jié)點(diǎn)2 3 4集中出流40L s 各管段長(zhǎng)度 單位為m 和節(jié)點(diǎn)編號(hào)見(jiàn)圖 管段1 5 2 3 3 4為一側(cè)供水 其余為雙側(cè)供水 試求 1 比流量 2 各管段的沿線(xiàn)流量 3 各節(jié)點(diǎn)流量 解 1 配水干管計(jì)算總長(zhǎng)度 2 配水干管比流量 3 沿線(xiàn)流量 各管段沿線(xiàn)流量計(jì)算 4 節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算 各管段節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算 6 2初擬管徑 1 管段設(shè)計(jì)流量分配目的 確定各管段中的流量 進(jìn)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(diǎn)必須滿(mǎn)足節(jié)點(diǎn)流量的平衡條件 流入任一節(jié)點(diǎn)的流量等于流離該節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(mǎn)足供水可靠性前提下 兼顧經(jīng)濟(jì)性 方法和步驟 確定控制點(diǎn)位置 管網(wǎng)主導(dǎo)流向 參照主導(dǎo)流向擬定各管段水流方向 以最短距離供水到大用戶(hù)或邊遠(yuǎn)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(fù)荷過(guò)重 連接管要少分配流量 滿(mǎn)足沿線(xiàn)配水為限 主要作用是干管損壞時(shí)轉(zhuǎn)輸流量 各干管通過(guò)的流量沿主要流向逐漸減少 不要忽多忽少 可以起端開(kāi)始或從末端 滿(mǎn)足節(jié)點(diǎn)流量的平衡條件 此分配值是預(yù)分配 用來(lái)選擇管徑 真正值由平差結(jié)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(shè)計(jì)計(jì)算的主要課題之一 管段的直徑應(yīng)按分配后的流量確定 在設(shè)計(jì)中 各管段的管徑按下式計(jì)算 式中q為管段流量 m3 s V為管內(nèi)流速 m s 由上式可知 管徑不但和管段流量有關(guān) 而且還與流速有關(guān) 因此 確定管徑時(shí)必須先選定流速 從公式可以看出 流量一定時(shí) 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(huì)減小 相應(yīng)的管網(wǎng)造價(jià)便可降低 但水頭損失明顯增加 所需的水泵揚(yáng)程將增大 從而使經(jīng)營(yíng)管理費(fèi) 主要指電費(fèi) 增大 同時(shí)流速過(guò)大 管內(nèi)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(jià)會(huì)增加 但因水頭損失減小 可節(jié)約電費(fèi) 使經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)降低 因此 管網(wǎng)造價(jià)和經(jīng)營(yíng)管理費(fèi) 主要指電費(fèi) 這兩項(xiàng)經(jīng)濟(jì)因素是決定流速的關(guān)鍵 求一定年限t 稱(chēng)為投資償還期 內(nèi) 管網(wǎng)造價(jià)和經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用之和為最小的流速 稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)流速 以此來(lái)確定的管徑 稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)管徑 為了防止管網(wǎng)因水錘現(xiàn)象而損壞 在技術(shù)上最大設(shè)計(jì)流速限定在2 5 3 0m s范圍內(nèi) 在輸送渾濁的原水時(shí) 為了避免水中懸浮物質(zhì)在水管內(nèi)沉積 最低流速通常應(yīng)大于0 60m s 由此可見(jiàn) 在技術(shù)上允許的流速范圍是較大的 因此 還需在上述流速范圍內(nèi) 根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件 考慮管網(wǎng)的造價(jià)和經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用 來(lái)選定合適的流速 各城市的經(jīng)濟(jì)流速值應(yīng)按當(dāng)?shù)貤l件 如水管材料和價(jià)格 施工條件 電費(fèi)等來(lái)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(jì)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?yàn)橛?jì)算復(fù)雜 有時(shí)簡(jiǎn)便地應(yīng)用 界限流量表 確定經(jīng)濟(jì)管徑 見(jiàn)界限流量表 由于實(shí)際管網(wǎng)的復(fù)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(kuò)展 諸多經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如水管價(jià)格 電費(fèi)等也隨時(shí)變化 要從理論上計(jì)算管網(wǎng)造價(jià)和年管理費(fèi)用相當(dāng)復(fù)雜且有一定難度 在條件不具備時(shí) 設(shè)計(jì)中也可采用由各地統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算出的平均經(jīng)濟(jì)流速來(lái)確定管徑 得出的是近似經(jīng)濟(jì)管徑 見(jiàn)平均經(jīng)濟(jì)流速表 界限流量表 平均經(jīng)濟(jì)流速表