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1、 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。 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)。第1頁/共421頁根據(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
2、)、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第2頁/共421頁取水設(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)第3頁/共421頁第4頁/共421頁
3、第5頁/共421頁河流 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)第6頁/共421頁第7頁/共421頁河流 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)第8頁/共421頁第9頁/共421頁第10頁/共421頁第11頁/共421頁第12頁/共421頁第13頁/共421頁第14頁/共421頁河流圖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
4、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 第15頁/共421頁1132圖1.5 多水源給水系統(tǒng)第16頁/共421頁第17頁/共421頁234651654312第18頁/共421頁 :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)。第19頁/共421頁河流圖1-7 分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng) 第20頁/共421頁河流圖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; 第21頁/共421頁河流第22頁/共421頁第23頁/共421頁第24頁/共421頁河流第25頁/共4
5、21頁第26頁/共421頁第27頁/共421頁截流管溢流井污水廠第28頁/共421頁當(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NoImageNoImage上游合流管截流管溢流堰溢流管第29頁/共421頁 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。污 水 廠第30頁/共421頁第31頁/共421頁污水廠第32頁/共421頁污水廠第33頁/共421頁污水廠溢流井主干管第34頁/共421頁112314面剖第35頁/共421頁第36頁/共421頁第37頁/共421頁第38頁/共421頁 合流制管道系統(tǒng)在晴天時(shí)只是部分流,
6、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。第39頁/共421頁新建的城鎮(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)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、污水處理和利用情地降雨情況和排放
7、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)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,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,綜合劃,按近期設(shè)計(jì),考慮遠(yuǎn)期發(fā)展,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,綜合考慮而定??紤]而定。 第40頁/共421頁 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2.3 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)劃布置第41頁/共421頁 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;
8、 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)劃原則和工作程序第42頁/共421頁第43頁/共421頁第44頁/共421頁。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 第45頁/共421頁動(dòng)態(tài)法靜態(tài)法值工程項(xiàng)目的年計(jì)算費(fèi)用。年運(yùn)行費(fèi),元投
9、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aYaTCaWYTCW/ ;/ 靜態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法靜態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法第46頁/共421頁 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。動(dòng)態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法動(dòng)態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法 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。第47頁/共421頁P(yáng)iFFniPn)(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
10、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(FiFPPFnn%1 2第48頁/共421頁nniAAniAAiAAAniP)(年: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 %3221第49頁/共421頁AiiiiAiAiAAAAPnnnn)()()()()()(得到回收,則有:為保證資金現(xiàn)值%1%1%1 %1%1%1 P221第50頁/共421頁額。年內(nèi)每年平均分?jǐn)偟姆葙Y金現(xiàn)金在資金回收系數(shù),表示式中)()(nPiiiPAnn1%1%1% 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
11、費(fèi)用值為YCiiiYCWTT)()(1%1%1%第51頁/共421頁【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;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/535245205800萬元?jiǎng)討B(tài)年計(jì)算費(fèi)用值為:aYCW/34.7302455800084. 0 24558001%5 . 51%5 . 51%5 . 52020萬元)()(第52頁/共421頁2.3 2.3 城市用水量預(yù)測(cè)計(jì)算城市用水量預(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
12、 城市給水工程統(tǒng)一供給以外的所有用水量的 總和第53頁/共421頁 用水量及其變化用水量及其變化一、 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)見水量及給水管網(wǎng)漏失水量。第54頁/共421頁 第55頁/共421頁hdhdhhKQQQQK2424/(2)用水量變化曲線 表示一天24小時(shí)的變化情況ddadadddKQQQQK(1)用水量變化系數(shù) 1) 日變化系數(shù)Kd第56頁/共421頁第57頁/共421頁atdmtQdmQdmQQaotoa年
13、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 ( 333第58頁/共421頁 / )/( Q 33dmQdmtQQoa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 / ba )/( 1 33dmQLdmaeLQbt預(yù)測(cè)用水量,預(yù)測(cè)用水量的上限值待定參數(shù)、式中第59頁/共421頁2.4 2.4 給水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置給水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置2 24 41 1 給水管網(wǎng)布置原則與形式給水管網(wǎng)布置原則與形式 1給水管網(wǎng)布置原則給水管網(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)
14、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)展余地第60頁/共421頁2給水管網(wǎng)布置基本形式給水管網(wǎng)布置基本形式(1)樹狀網(wǎng):)樹狀網(wǎng): 特點(diǎn):特點(diǎn):管線長度短,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)二級(jí)泵站適用: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)。第61頁/共421頁(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)。第62頁/共421頁
15、1特點(diǎn)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)第63頁/共421頁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:一條輸水管第64頁/共421頁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
16、的分配管和進(jìn)戶管。第65頁/共421頁(2)管網(wǎng)定線要點(diǎn))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,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;第66頁/共421頁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150mm2
17、00mm。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。第67頁/共421頁2 25 5 排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置排水管網(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(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
18、)遠(yuǎn)近期結(jié)合,留有發(fā)展余地第68頁/共421頁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: 第69頁/共421頁(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):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:適用:雨水排水系統(tǒng)。第70頁/共421頁(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。
19、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)。第71頁/共421頁(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)。 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)。 第72頁/共421頁(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)
20、省電力。適用:個(gè)別階梯地形或起伏很大的地區(qū)。第73頁/共421頁(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)。 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)平坦的大城市第74頁/共421頁(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?;ㄍ顿Y和運(yùn)行管理費(fèi)用小。第75頁/共421頁主要內(nèi)容包括: 確定排水區(qū)界,劃分排水流域; 選定污
21、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。第76頁/共421頁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。第77頁/共421頁
22、 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。第78頁/共421頁(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
23、 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)的定線污水管道系統(tǒng)的定線。主要原則主要原則: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: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。第79頁/共421頁(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,
24、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)第80頁/共421頁(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(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。第81頁/共421頁(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
25、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)第82頁/共421頁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)街坊面積較大且地勢(shì)平坦時(shí),宜在街坊四周的街道下敷設(shè)支管。第83頁/共421頁4泵站位置泵站位置(1)中途泵站中途泵站: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: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(
26、或終點(diǎn)泵站)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)第84頁/共421頁4泵站位置泵站位置(1)中途泵站中途泵站: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: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)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
27、,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)第85頁/共421頁 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。第86頁/共421頁 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
28、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101確定。 第87頁/共421頁v 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,維修次數(shù)較少的污水、雨水管道布置在 機(jī)動(dòng)車道下。v 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。v 若各種管線布置時(shí)發(fā)生沖突,處理的原
29、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。第88頁/共421頁v 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)。 第89頁/共421頁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: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)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)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,
30、盡量擴(kuò)大重力流排除雨水的范 圍。第90頁/共421頁2盡量避免設(shè)置雨水泵站盡量避免設(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)劃布置雨水管道根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道v 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。第91頁/共421頁v 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。
31、排水管道與其它管線(構(gòu)筑物)的最小凈距見附 錄101。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。 v 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?0 m時(shí),應(yīng)考 慮在道路兩側(cè)分別設(shè)置雨水管道。第92頁/共421頁4采用明渠或暗管的選擇(1)暗管: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
32、;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)排除雨水第93頁/共421頁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2550 m也應(yīng)設(shè)置雨水口。12第94頁/共421頁 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,從而減少暗管長度約100150 m,降低了整個(gè)管渠工程的造價(jià)。312
33、第95頁/共421頁6 6雨水出水口的布置雨水出水口的布置(1)分散出水口分散出水口: 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。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集中出水口式布置形式。第96頁/共421頁7排洪溝的設(shè)置排洪溝的設(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,以攔截從分水嶺以內(nèi)排泄下來的洪水,并將其引入
34、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)置調(diào)蓄水體的設(shè)置可調(diào)節(jié)洪峰流量。 第97頁/共421頁第98頁/共421頁流考慮)(給排水管網(wǎng)一般按紊紊流:過渡流層流:流態(tài)4000Re4000Re2000:2000Re. 175. 122 . 12 . 2vhDvhDvh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)紊流第99頁/共421頁第100頁/共421頁3 31 15 5 水流的水頭與水頭損失水流的水頭與水頭損失gvgvPZ2,222忽略第101頁/共421頁局部水頭損失沿程水頭損失第102頁/共421頁RCviRiCv22 (m) 22lR
35、Cvilhf第103頁/共421頁228 )( 2 CgmgvDlhf沿程阻力系數(shù),式中第104頁/共421頁1.2m/s v867. 010.001824g 1.2m/s v D0.00214g 3 . 03 . 00.3vD第105頁/共421頁1.2m/s v 867. 010.000912v 1.2m/s v D0.00107v 3 . 03 . 121.32lvDlhf海曾威廉粗糙系數(shù)流量,式中wwCsmqqCgD / 16.13 3148.0852.113.0第106頁/共421頁lDCqhwf87. 4852. 1852. 167.10 Re51. 27 . 3lg21 Re53
36、. 38 .14lg71.17 DeCReC或第107頁/共421頁875. 0875. 02Re462. 47 . 3lg21 Re462. 48 .14lg71.17 ;/ 4ReRe DeReCmesmvDvR或直接計(jì)算的形式:便于應(yīng)用,可以簡(jiǎn)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),式中第108頁/共421頁適用:明渠流、非滿流排水管道lRvnhnnRnynRCyBfBBBBy1222 )10. 0(75. 013. 05 . 2 系數(shù)。巴甫洛夫斯基公式粗糙式中第109頁/共421頁lDqnhlRvnhnnnRCMfMfBMM33
37、3. 522333. 122629.10 或相同。甫洛夫斯基公式曼寧粗糙系數(shù),與巴式中第110頁/共421頁第111頁/共421頁gvhm22第112頁/共421頁nffnfmnfqshlaqhlDkqh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),;mDka 。摩阻系數(shù),mffDklalss第113頁/共421頁nmmqsh3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);ngnfmfmgqsqsshhh)(式中 Sg管道阻力系數(shù);fmgsss。第114頁/共421頁之間的水力關(guān)系。、iDhDvq331非滿流管渠水力計(jì)算公式非滿流管渠水力計(jì)算公式1非滿流管渠水力計(jì)算公
38、式)21 (cos2)1 ()21 (4/)1 ()21 (2)21 (cos4/1212DhDhDhDhDDDhDRRDhDhDhDDhDDhDAA),(),(第115頁/共421頁6/11 RnCRICvM曼寧公式謝才公式常用的均勻流基本公式有:vQ21321IRnv式中 Q 流量(m3/s); 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)。hD圖9.2 充滿度示意圖第116頁/共421頁排水管渠粗糙系數(shù)表NoImage第117頁/共421頁2132213221322132h/D)I(D,h/D)(D,
39、1I1q h/D)I(D,1 I1RAnARnRnRnvMMMMv、q、D、h/D、I五個(gè)變量,已知三個(gè),求另兩個(gè)。第118頁/共421頁2 / 13 / 22 / 13 / 221 1 4 41IRnvIRAnqDRDAoMoooMooo第119頁/共421頁)()()()()1()21(2)21(cos1)()21(cos)1()21(214323322111DhfRRvvDhfRRAAqqDhfDhDhDhDhAADhfDhDhDhDhRRooooooo第120頁/共421頁第121頁/共421頁第122頁/共421頁mNimiiNimiinmnmnfdllddlkqldkqldkqh1
40、11)/(第123頁/共421頁2并聯(lián)mnNinmimNnNmnmnmndddlkqdlkqdlkqldkq)(12211當(dāng)并聯(lián)管道直徑相同時(shí)imnmnnmiiNdNNdddddd)()(/21第124頁/共421頁3 34 42 2 沿線均勻出流的簡(jiǎn)化沿線均勻出流的簡(jiǎn)化配水支管配水干管Q2Q1Q3Q4q1q2qqqqq34576圖 14-1 干管配水情況第125頁/共421頁假設(shè)沿線出流是均勻的,則管道的任一斷面上的流量qtlq21+tqqttqtqx)(xllqqqltx沿程水頭損失沿程水頭損失llmntnltmnltflqdnqqqkdxdqlxlqkh011) 1()()(第126頁/
41、共421頁ltxqqq沿程水頭損失沿程水頭損失llmntnltmnltflqdnqqqkdxdqlxlqkh011) 1()()(lq+l(1-)qlqlq+tqtqqlqtllqq,)1 ( 第127頁/共421頁lqdnqqqkldqqkhlmntnltmnltf) 1()()(11577. 005 . 03122,管網(wǎng)末端,管網(wǎng)起端,)(,代入上式,得,令ltltltqqqqfqqnliqq5 . 0, 5 . 0,一般第128頁/共421頁q0.5+qq0.5lltq0.5lqtql+tqliqq5 . 0, 5 . 0,一般第129頁/共421頁42 設(shè)計(jì)用水量變化第130頁/共42
42、1頁單位產(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)用水定額第131頁/共421頁班人高溫車間班人一般車間職工淋浴用水定額/60/40LL班人高溫車間班人一般車間職工生活用水定額/35/25LL(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:12 L/m2 次,每日232)綠化:1.54 L/m2 d第132頁/共421頁2最高日設(shè)計(jì)用水量計(jì)算Qd)/(10003111dmNqQii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iiNdLq11 / (2)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量第133頁/共421頁)/(2
43、232)1 (dmiiiQfNq重復(fù)使用率。各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水?dāng)?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iiifdNdmmmq / / / 23332)/(1000)/(1000323231313232313133333333dmNqNqNqNqQdmNqNqQbbbbaaaabibiaiai或第134頁/共421頁,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;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
44、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2313231323132313 /60 /40 /35 /25 bbbbaaaaNNLqLqNNLqLq(4)澆灑道路和綠化用水量)/(10003444444dmNqfNqQbbaa第135頁/共421頁最高日設(shè)計(jì)用水量最高日設(shè)計(jì)用水量(5)未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失量dmQQQQQ/ )(25. 015. 0343215 (。面積,城市最高日綠化用水;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
45、中244242424 /32 / / mNdfmNdmLqmLqbabadmQQQQQQQQQQd/ )(25. 115.第136頁/共421頁3消防用水量(校核時(shí)使用)dmNqQffx/ 3 / 同時(shí)發(fā)生火災(zāi)次數(shù)。;消防用水量定額,式中ffNsLq第137頁/共421頁4 42 2 設(shè)計(jì)用水量變化設(shè)計(jì)用水量變化第138頁/共421頁5.1 給水排水系統(tǒng)的流量關(guān)系第139頁/共421頁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.原因原因是: 1) 流量穩(wěn)
46、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)。 第140頁/共421頁TQQdI式中 水廠自用水系數(shù),一般=1.051.1; 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)泵站二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)流量的設(shè)計(jì)流量二級(jí)泵站的工作情況二級(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)中無流量調(diào)節(jié)設(shè)施)管網(wǎng)中無流量調(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)水泵來適應(yīng)用水量 的變化; 第141頁/共421頁占最高日用水量的百分比間時(shí)43216518 20 22 241614121086
47、2405%4.17%2.78%2)管網(wǎng)有流量調(diào)節(jié)設(shè)施)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)供水曲線進(jìn)行,設(shè)計(jì)供水曲線 是根據(jù)用水量變化曲線擬定的,擬定時(shí)注意:第142頁/共421頁供水曲線盡量接近于用水曲線,且分級(jí)數(shù)不宜超過三級(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=Qmax3 、輸水管和配水管網(wǎng)第143頁/共421頁第144頁/共421頁1.水塔的流量調(diào)節(jié) 二級(jí)泵站供水流量和用戶用水流量不相等時(shí),其差額可由水塔來調(diào)節(jié)。2.清水池的流量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)一、二級(jí)泵站供水量的差額第145頁/共421頁水塔與清水
48、池的容積計(jì)算第146頁/共421頁4321WWWWW第147頁/共421頁21WWW第148頁/共421頁第149頁/共421頁 清水池構(gòu)造圖第150頁/共421頁、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)。ncsccphhhHZH第151頁/共421頁第152頁/共421頁ttccnZHZHh第153頁/共421頁0pttscnHZHHhhh第154頁/共421頁6.1 6.1 管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算6.2 6.2 初擬管徑初擬管徑6.3 6.3 管網(wǎng)平差管網(wǎng)平差6.4 6.4 管網(wǎng)水力計(jì)算管網(wǎng)水力計(jì)算6.5 6.5
49、 輸水管設(shè)計(jì)輸水管設(shè)計(jì)6.6 6.6 管網(wǎng)校核管網(wǎng)校核6.7 6.7 最大閉合差的環(huán)校正法和多水源管網(wǎng)平差最大閉合差的環(huán)校正法和多水源管網(wǎng)平差6.8 6.8 設(shè)計(jì)成果整理設(shè)計(jì)成果整理第155頁/共421頁第156頁/共421頁6 61 1 管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算第157頁/共421頁不配水:計(jì)算長度為零的一半單側(cè)配水:取管道實(shí)長雙側(cè)配水:取管道實(shí)長。,配水干管計(jì)算總長度;流量的總和,管網(wǎng)中大用水戶集中;量,管網(wǎng)總最高時(shí)設(shè)計(jì)流式中mlslqslQmsllqQqihihcb / / / 則每一計(jì)算管段沿線流量記作qy為:。該管段的計(jì)算長度,式中m )/( iicbylsllqq第158頁
50、/共421頁(2)面積比流量 假定沿線流量均勻分布在整個(gè)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。積總和,需沿線配水的供水面式22 / mmslqQqihmb。積,該管段負(fù)擔(dān)的供水面式中2m A )/( iimbyslAqq第159頁/共421頁45132第160頁/共421頁第161頁/共421頁第162頁/共421頁 但是,實(shí)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(xì)去計(jì)算每一個(gè)沿線流出去的流量已經(jīng)沒有實(shí)際意義了。沿線流量只有當(dāng)其累積到一定量,足以引起管徑變化的時(shí)候計(jì)算起來才有實(shí)際意義。這樣,就可以不考慮實(shí)際沿線配水的情況,而把一定長度管段上的沿線流量
51、用一個(gè)等效的流量來代替,即節(jié)點(diǎn)流量。第163頁/共421頁(2)沿線流量如何轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量)/( q5.0Q islqyj(3)沿線流量轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量的依據(jù)第164頁/共421頁假設(shè)沿線出流是均勻的,則管道的任一斷面上的流量qtlq21+tqqttqtqx)(xllqqqltx沿程水頭損失沿程水頭損失llmntnltmnltflqdnqqqkdxdqlxlqkh011) 1()()(第165頁/共421頁ltxqqq沿程水頭損失沿程水頭損失llmntnltmnltflqdnqqqkdxdqlxlqkh011) 1()()(lq+l(1-)qlqlq+tqtqqlqtllqq,)1 ( 第166
52、頁/共421頁lqdnqqqkldqqkhlmntnltmnltf) 1()()(11577. 005 . 03122,管網(wǎng)末端,管網(wǎng)起端,)(,代入上式,得,令ltltltqqqqfqqnliqq5 . 0, 5 . 0,一般第167頁/共421頁)/( q5 . 0Q islqyj第168頁/共421頁第169頁/共421頁居住區(qū)居住區(qū)居住區(qū)綠地居住區(qū)工廠工廠居住區(qū)Q=260L/s17.5027.0560057.562.2830.227.95800800800600600600342165757.5500)( 4400 500600 8003600)600(6000.5 5 . 05 .
53、0 5 . 0 5176645321433251mLLLLLLLLLmsllqQqihcb/ 0.031824400120260 第170頁/共421頁3沿線流量:)/( sllqqicby第171頁/共421頁4節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算:)/( q5 . 0Q islqyj各各 管管 段段 節(jié)節(jié) 點(diǎn)點(diǎn) 流流 量量 計(jì)計(jì) 算算第172頁/共421頁6.2 6.2 初擬管徑初擬管徑管段設(shè)計(jì)流量分配管段設(shè)計(jì)流量分配第173頁/共421頁二級(jí)泵站5443554QQqQq11854332QQQQQq第174頁/共421頁b. 環(huán)狀網(wǎng)第175頁/共421頁第176頁/共421頁 確定管網(wǎng)中每一管段的直徑是輸水和配水
54、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:qD4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。第177頁/共421頁 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)營管理費(fèi)(主要指電費(fèi))增大,同時(shí)流速過大,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),
55、使經(jīng)營管理費(fèi)降低。因此,管網(wǎng)造價(jià)和經(jīng)營管理費(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(稱為投資償還期)內(nèi),管網(wǎng)造價(jià)和經(jīng)營管理費(fèi)用之和為最小的流速,稱為經(jīng)濟(jì)流速),以此來確定的管徑,稱為經(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2.53.0m/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,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)營管理費(fèi)用,來選定合適的流速。第178頁/共421頁 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
56、條件、電費(fèi)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(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)流速來確定管徑,得出的是近似經(jīng)濟(jì)管徑,見平均經(jīng)濟(jì)流速表 第179頁/共421頁 界界 限限 流流 量量 表表 第180頁/共421頁
57、平平 均均 經(jīng)經(jīng) 濟(jì)濟(jì) 流流 速速 表第181頁/共421頁在使用各地區(qū)提供的經(jīng)濟(jì)流速或按平均經(jīng)濟(jì)流速確定管網(wǎng)管徑時(shí),需考慮以下原則:1)一般大管徑可取較大的經(jīng)濟(jì)流速,小管徑可取較小的經(jīng)濟(jì)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(shí),一律采用最小管徑;3)連接管屬于管網(wǎng)的構(gòu)造管,應(yīng)注重安全可靠性,其管徑應(yīng)由管網(wǎng)構(gòu)造來確定,即按與它連接的次要干管管徑相當(dāng)或小一號(hào)確定;4)由管徑和管道比阻之間的關(guān)系可知,當(dāng)管徑較小時(shí),管徑縮小或放大一號(hào),水頭損失會(huì)大幅度增減,而所需管材變化不多;相反,當(dāng)管徑較大時(shí),管徑縮小或放大一號(hào),水頭損失增減不很明顯,而所需管材變化較
58、大。因此,在確定管網(wǎng)管徑時(shí),一般對(duì)于管網(wǎng)起端的大口徑管道可按略高于平均經(jīng)濟(jì)流速來確定管徑,對(duì)于管網(wǎng)末端較小口徑的管道,可按略低于平均經(jīng)濟(jì)流速確定管徑,特別是對(duì)確定水泵揚(yáng)程影響較大的管段,適當(dāng)降低流速,使管徑放大一號(hào),比較經(jīng)濟(jì);5)管線造價(jià)(含管材價(jià)格、施工費(fèi)用等)較高而電價(jià)相對(duì)較低時(shí),取較大的經(jīng)濟(jì)流速,反之取較小的經(jīng)濟(jì)流速。以上是指水泵供水時(shí)的經(jīng)濟(jì)管徑確定方法,在求經(jīng)濟(jì)管徑時(shí),考慮了抽水所需的電費(fèi)。重力供水時(shí),由于水源水位高于給水區(qū)所需水壓,兩者的標(biāo)高差H可使水在管內(nèi)重力流動(dòng)。此時(shí),各管段的經(jīng)濟(jì)管徑應(yīng)按輸水管和管網(wǎng)通過設(shè)計(jì)流量時(shí),供水起點(diǎn)至控制點(diǎn)的水頭損失總和等于或略小于可利用的水頭來確定。第
59、182頁/共421頁6.3 管網(wǎng)平差什么叫管網(wǎng)平差 上一節(jié)課已經(jīng)根據(jù)管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)流量進(jìn)行了流量的初分配,并且已經(jīng)根據(jù)初分配流量和經(jīng)濟(jì)流速初擬了管徑。由于初分流量時(shí)是嚴(yán)格按照節(jié)點(diǎn)流量平衡來進(jìn)行的,所以連續(xù)性方程能夠滿足,但是能量方程就有可能不滿足,即環(huán)內(nèi)正反兩個(gè)方向的水頭損失不相等。環(huán)內(nèi)正反兩個(gè)方向的水頭損失之差稱作閉合差。調(diào)整管段流量,減少閉合差到一定精度范圍的過程就叫管網(wǎng)平差0ijiqQ0ijh連續(xù)性方程能量方程第183頁/共421頁 實(shí)際管網(wǎng)中的流量分配總是自動(dòng)的滿足連續(xù)性方程和能量方程,如果初分流量不能滿足能量方程,那只能說明我們初分的流量在管網(wǎng)的實(shí)際流量中永遠(yuǎn)都不會(huì)發(fā)生,所以就不能根據(jù)這
60、個(gè)初分流量進(jìn)行后面的水力計(jì)算。這就要求對(duì)初分流量進(jìn)行調(diào)整,使之符合實(shí)際情況。為什么要進(jìn)行管網(wǎng)平差第184頁/共421頁如何進(jìn)行管網(wǎng)平差如何進(jìn)行管網(wǎng)平差管網(wǎng)平差有下面管網(wǎng)平差有下面3中方法中方法(1)解環(huán)方程組法)解環(huán)方程組法 原理:原理:在初步分配流量的基礎(chǔ)上,逐步調(diào)整管段流在初步分配流量的基礎(chǔ)上,逐步調(diào)整管段流量以滿足能量方程。量以滿足能量方程。L個(gè)非線性的能量方程:個(gè)非線性的能量方程:0),(3211PqqqqF0),(3212PqqqqF0),(321PLqqqqF第185頁/共421頁初步分配的流量一般不滿足能量方程:初步分配的流量一般不滿足能量方程: 0),(00302011Pqqq
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