第2章给水排水管网工程规划.ppt

1、第第2章章 给水排水管网工程规划给水排水管网工程规划给水工程规划给水工程规划知识点：1.城镇给水工程任务；2.城镇给水工程系统的组成和布置形式；3.影响城镇给水工程系统选择的因素。重 点：1.城镇给水工程任务；2.城镇给水工程系统的组成和布置形式；3.影响城镇给水工程系统选择的因素。难 点：1.影响城镇给水工程系统选择的因素。排水工程规划 知识点：1.城镇排水工程规划任务；2.城镇排水系统的体制，合流制和分流制；3.城镇排水系统的组成；4.城镇排水系统的平面布置，周边式和穿坊式。重 点：1.城镇排水工程规划任务；2.城镇排水系统的体制，合流制和分流制；3.城镇排水系统的组成；4.城镇排水系统的

2、平面布置。难 点：1.城镇排水系统的体制；2.城镇排水系统的平面布置。2.1 给水排水管网工程给水排水管网工程规划原则和工作程序规划原则和工作程序 给水水源规划给水水源规划 给水处理厂规划给水处理厂规划 给水管网规划给水管网规划给水排水工程规划包括给水排水工程规划包括 排水管网规划排水管网规划 排水处理厂规划排水处理厂规划 废水排放与利用规划废水排放与利用规划 给水排水工程规划任务给水排水工程规划任务 1）确定给水排水系统的服务范围与建设规模；2）确定水资源综合利用与保护措施；3）确定系统的组成与体系结构；4）确定给水排水主要构筑物的位置；5）确定给水排水处理的工艺流程与水质保证措施；6）给水

3、排水管网规划和干管布置与定线；7）确定废水的处置方案及其环境影响评价；8）给水排水工程规划的技术经济比较，包括经济、环境和社会效益分析。排水管网布置原则与形式辐射分散式（排水区域分块不连通）辐射分散式（排水区域分块不连通）适用于周边适用于周边有排放水体、有排放水体、中央地势较中央地势较高的区域，或高的区域，或面积较大的面积较大的城市等城市等污水厂污水厂污水厂污水厂2.1.1 给水排水工程规划原则给水排水工程规划原则1、贯彻执行国家和地方的相关政策和法规。2、城镇及工业企业规划时应兼顾给水排水工程。3、给水排水工程规划要服从城镇发展规划。4、合理确定远近期规划与建设范围。给水工程的设计应在服从城

4、市总体规划的前提下，近远期结合，以近期为主。近期设计年限宜采用510年，远期规划年限宜采用1020年。5、要合理利用水资源和保护环境。6、规划方案尽可能经济、高效。相关政策和法规相关政策和法规“城市规划法”“环境保护法”“水污染防治法”“海洋环境保护法”“水法”“城市供水条例”“城市排水条例”“城市给水工程规划规范”“饮用水水源保护区污染防治管理规定”“城市地下水开发利用保护管理规定”“生活饮用水水源水质标准”“生活饮用水卫生标准”、“防洪标准”设计年限：所设计的系统能够在符合设计要求的条件下正常使用的年限。给水工程的设计应在服从城市总体规划的前提下，近远期结合，以近期为主。近期设计年限宜采用

5、510年，远期规划年限宜采用1020年。2.1.2 给水排水工程规划工作程序给水排水工程规划工作程序1、明确规划任务，确定编制依据2、调查收集必须的基础资料，进行现场勘察。3、在掌握资料，了解现状及规划要求 基础之上，合理确定用水定额，估算用水量与排水量。4、制定给排水工程规划方案。5、根据规划期限，提出分期事实的步骤和措施，控制引导工程有序建设，节省资金。6、编制给排水工程规划文件，绘制工程图纸，完成规划成果文本。2.2 给排水工程技术经济分析方法给排水工程技术经济分析方法 一、方法1、数学分析法：建立最小化数学模型，目标函数是工程费用；约束条件是技术要求，通过最优化来求解，求得最优解。2、

6、方案比较法：实际应用此法较多。二、工程规划方案技术经济分析要求 在技术上满足工程建设目标要求基础上，计算方案的经济费用。通常用年计算费用值表示 静态：动态：YTCW PHiFn ）(管网造价管网造价投资偿还期投资偿还期电费电费折旧大修率折旧大修率ijijlbDa)+(1)1001(/MCpttWWtRMB分分 元元 泵站效率泵站效率(0.550.85)管径管径 管长管长 电费：分电费：分/度度 10003652401.0gQHpE电功率：瓦电功率：瓦 注意使用注意使用 的单位的单位 管网年费用折算值管网年费用折算值 2.3 城市用水量预测城市用水量预测知识点：1.用水量定额及其用水量变化 系数

7、；2.用水量计算重 点：用水量计算。2.3 城市用水量预测城市用水量预测一、用水量及表示方法1、定义2、组成（1）居民生活用水：Ni：用水人数；qi：标准用水定额；f：用水普及率（2）公共建筑用水：A：面积；Ni：用水人数；（3）消防用水：fNqQii 1 iiANqQ2iiiftNqq （4）市政用水量：（5）未预见用水量及漏失：按照总用水量的 1525计算，即（6）生产用水：Q4，a、用产值法计算公式：万元产值用水量标准；Bi：产值；b、用设备数量法计算公式：iiANqQ3)%)(25%15(43215QQQQQ 3654iiBqQ iiaNqQ4nNqQiib 4baQQQ444 iq附

8、加内容：附加内容：用水量定额用水量定额 用水量定额（标准）：设计年限内可能达到的最高用水水平，是确定设计用水量的主要依据。生活用水量 生活用水量是指居住区、工业企业以及公共建筑内用于饮用、洗涤、烹饪和清洁卫生等用途的水量。生活用水量定额：城镇居民是指每人每日平均生活用水量，工业企业是指每一职工每班的生活和淋浴用水量。生活用水量定额受生活习惯、气候、水资源、经济因素、居住条件等因素影响。工业企业职工生活用水量采用每人每天2535升，淋浴用水采用每人每班4060升。公共建筑内的生活用水量，应按现行的建筑给水排水设计规范执行。城市规模特大城市大城市中、小城市分区最高日 平均日 最高日 平均日 最高日

9、 平均日 一 180270140210160250 120190 140230 100170二 140200 110160120180 90140 100160 70120三 140180110150120160 90130 100140 70110居民生活用水定额（居民生活用水定额（L/capd）综合生活用水定额（综合生活用水定额（L/capd）城市规模 特大城市 大城市 中、小城市 分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一 260410210340240390 190310 220370 170280二 190280150240170260 130210 150240 110180三 1

10、70270140230150250 120200 130230 100170 居民生活用水：城市居民日常生活用水。综合生活用水：城市居民日常生活用水和公共建筑用水。但不包括浇洒道路、绿地和其它市政用水。特大城市：市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市；大城市：市区和近郊区非农业人口50万及以上，不满100万的城市；中、小城市：市区和近郊区非农业人口不满50万的城市。一区：贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、云南、江苏、安徽、重庆；二区：黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区；三区：新疆、青海、西藏

11、、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。生产用水量 生产用水是指在工业企业内用于冷却、制造、空调、加工、净化和洗涤等用途的水量。工业企业生产用水量标准以万元产值用水量表示，因水资源情况、产品类型、生产工艺、管理方式和管理水平而异。我国工业万元产值用水量平均为103立方米，是发达国家的10至20倍；水的重复利用率平均仅为40左右，发达国家平均已达到75至85。消防用水量 消防用水是指在发生火灾的情况下用于灭火所需的水量。特点：历时短、流量大。城市、居住区、工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量按同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量确定。城市室外消防用水量包括工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量。浇洒

12、道路和绿化用水量浇洒道路用水采用每平米每次11.5升，一般每日23次；绿化用水采用每平米每天1.52升；未预见水量未预见水量采用1015%；管网漏损采用10%（国外7%），两项合并按1525%计算。设计用水量的大小决定着整个给水系统中取水、净水、调节构筑物的大小、加压设备的规模以及管网系统的规格。设计用水量偏大：工程规模过大，工程投产后在较长时间内不能发挥作用，造成资金浪费；设计用水量偏小：不能满足生活和生产的用水要求，出现年年需要扩建的被动局面。3、用水量表示方法 生活用水随季节与生活习惯的变化而变化。生产用水随气温与生产形势的变化而变化。具有随机性和周期性两个特征。（1）平均日用水量 ：设

13、计年限内，用水量最高一年的日平均用水量。（2）最高日用水量 ：设计年限内，用水量最高一年最高一日用水量。（3）最高日平均时用水量 ：最高日内平均值。（4）最高日最高时 ：最高日内用水最高的一小时用水量。dQdQ hQhQ4、用水量变化的表示方法（1）用水量变化系数：日变化系数 ：最高日用水量与平均日用水量的比值。时变化系数 ：最高日最高时用水量与该日平均时用水量的比值。hKdK 城市供水中，时变化系数、日变化系数应根据城市性质、城市规模、国民经济与社会发展和城市供水系统并结合现状供水曲线和日用水变化分析确定；在缺乏实际用水资料情况下，最高日综合用水的时变化系数宜采用1.31.6，日变化系数宜采

14、用1.11.5，个别小城镇可适当加大。工业企业内工作人员的生活用水的时变化系数为2.53.0。0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24最大时最大时平均时平均时（2）用水量变化曲线二、城市用水量预测计算1、分类估算法 按照用水的性质对用水进行分类，根据各类用水特点，确定用水量标准并按照用水量标准计算各类用水量，最后累计总用水量。火灾时：具体参数物理意义见上述。54321QQQQQQ总总 fqQQQQQQ总总54321 2、单位面积法优缺点：根据城市用水区域面积估算用水 量，麻烦，但是准确度高。（城市给水工程规划规范中给出了城市单位面积综合用水量指标）iniiACQ 1总

15、总3、人均综合指标法城市给水工程规划规范（GB50258-98）推荐了我国城市每万人最高日综合用水量，折算成人均综合用水量指标，4、年递增法 城市发展，人口增加，生活水平提高，那么供水量一般呈递增趋势，假设过去若干年内，递增比率相近，则可用如下公式：起始年份平均日用水量；：起始年份后第t年平均日用水量m3/d；:用水量年平均递增率，t：年数，a 可用来预测未来年份的规划用水量总和iniiNmQ 1总总taQQ)1(0 0QaQ5、线性回归法 一元线性回归法 Q:日平均用水量年平均增量，用历史数据回归计算求得6、生长曲线法 微生物生长曲线公式：tQQQa 0btaeLQ 1三、用水量变化系数 城

16、市供水工程水资源供水量为城市最高日用水量除以日变化系数再乘以供水天数。城市污水量计算也需要以日平均用水量为依据。（见教材所述）给水系统的设计用水量一般是指设计年限内最高日用水量，包括：1、综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；2、工业企业生产用水和工作人员生活用水；3、消防用水；4、浇洒道路和绿地用水；5、未预见用水量及管网漏失水量。)QQQ)(Q(1.151.25Q4321dQd最高日设计用水量Q1居住区综合生活用水量Q2工业企业生活用水量Q3生产用水量Q4浇洒道路和绿化用水量 Q1：由最高日生活用水定额、规划人口数、自来水普及率计算确定；Q2：由职工人数、用水定额、淋浴人数、淋浴

17、用水量计算确定；Q3：由万元产值用水量、工业总产值、用水重复率计算确定；Q4：由规划道路面积、浇洒道路用水量、道路浇洒次数、规划绿地面积、绿化用水量计算确定。864001000dhhQKQ最大小时用水量：最高日用水量一般不包括消防用水量，消防用水量用于确定清水池的容积和输配水管网的校核。补充内容：补充内容：在给水系统设计时，各构筑物用水量计算公式如下：1、最高日用水量：2、最高时用水量：4321543211)(25.115.1(QQQQQQQQQQd）（）（)/(4.86)/(243sLQKhmQKQdhdhh 3、水厂用水量计算：自用水按（510）计，4、一级泵站，原水输水管：（平均用水量）

18、5、二级泵站，清水输水管：用曲线图计算dQQ)10.105.1（厂厂 hQTQQTTI24 dQ6、管网计算：按最高日最高时计算7、消防时水量：8、最大转输时：一小时内流到水塔最高的流量qt，9、事故用水量：)/(4.86)/(243sLQKhmQKQdhdhh fhFqQQ thTqKQQ hQQ7.0 事事 城市管网的最小服务水头：1层楼 10m，2层楼12m，2层以上每层增加4m。市政给水管网的供水压力，以满足数量上占主导地位的低层和多层建筑需要为准，高层建筑所需水压通常采用局部加压的方式予以满足。市政管网水压过高既造成能量浪费、增加漏损、不便使用，还需采用高压管道，增大工程投资。2.4

19、 给水管网系统规划布置给水管网系统规划布置 知识点：1.给水管网的布置原则和方式；2.给水管网的定线；重 点：1.给水管网的布置原则和方式；2.给水管网的定线；难 点：1.给水管网的定线；2.4 给水管网系统规划布置2.4.1 管网规划布置的原则和形式一、布置原则总要求：经济合理；统一规划；分区实施1、按照城市总体规划，结合实际情况布置 管网，进行方案经济技术比较；2、主次分明3、节省投资4、保证安全可靠供水5、少占农田，较少拆迁6、运行维护方便7、分期实施二、资料的来源和收集1、地形图（1：100001：15000）（测绘局）2、城市规划图（规划局）3、市政规划图（市政局）4、道路规划图5、

20、现状市政管线图（市政局、排水处、自来水公司）6、社会、经济、画镜资料（社科院、环保局、市政局）7、技术经济指标：施工费、管材费、电费、投资收益率、投资偿还期、拆迁期（标准局，计委）8、特殊要求三、管网图形1、树枝状管网：适用：建设初期或供水要求不严格时 采用，通常在郊区，或远车间 处，管线的管径随着用水量的 减少而缩小。优点：长度短，投资省；布置简单；缺点：可靠性差；水质易坏，末端水 流停滞；水锤危险性大；2、环状管网：适用：发展后城镇中心区，供水可靠性 要求高的工矿企业，较大城市采 用。每条管均有两个方向来水优点：可靠性好，事故发生时，还可有 另一方向供水；水质不易变坏；水锤危险性大；缺点：

21、投资大；布置复杂四、管网规划布置原则1、管线要短，遍布整个供水区，满足 用户对水量，水压，水质的要求2、主干管穿越主要用水区，尽量布置 在两侧均有大用户的道路。3、不产生回流现象，干管延伸方向与 水流方向一致。4、配水管网连接成环，要满足事故校 核要求。当局部损坏时，保证不间 断供水。5、最小管径：150200mm，负担消防 的管径不得小于150mm6、生活水源严禁与非饮用水源相连 生活水源严禁与各单位自备水源相 连，若必须相连，必须有隔断措施7、加压泵站不得从管网直接取水8、调节设施应布置在适当位置五、山区管网布置1、主干管沿等高线布置2、支管垂直等高线六、主干管布置1、主干管作用：输水2、

22、特点：投资大，影响范围广3、布置时要分析的内容（1）水源：供水方式是重力还是压力供水或两者结合？（2）水质：是否是分质供水？（3）地形：是否需要分压供水？（4）用水分布：定主干管走向（5）路网：定管网布置（6）地下管网：定管位，协调与其它管线 的关系（7）路宽及重要程度：当D35m时，两侧 布置；道路重要时，要两侧布置（8）障碍物：河道，公路，铁路，过沼泽 地等。4、主干管布置方法（1）小城市：沿主干道路双管布置（2）中型城市：中字或内环布置（3）大型城市：双环布置 七、实际工程中管网布置满足供水可靠性，把用户连接即可布置原则：1、连接管间距8001000m。2、干管间距：5001000m。3

23、、公用水龙头：50100m服务范围。4、消火栓：间距5m，离车行道0.7m，并考虑防冻防压。5、连接管间距输水管长（km）40m时，在道路两侧各设一条，减少连接管数目及与其它管道的交叉。利于施工，检修等最好以排放大量工业废水工厂为起点。（3）支管布置及定线低边式布置：适用于街区面积不大，可 采用集中出水方式时。支管敷设在服务街区较低侧街道。周边式布置：街区面积较大且地形平坦 时。在街区四周的街道敷设污水支管。穿坊式：街区已按规定确定，按建筑需 要设计。2.5.3 雨水管渠布置一、城市雨水管渠组成 雨水口，雨水管渠，检查井，出水口等构成二、城市雨水管布置内容1、确定排水流域于排水方式2、进行管渠

24、定线3、确定雨水泵站，雨水调节池，雨水排放口位置三、布置原则1、充分利用地形，就近排入水体 规划雨水管线时，首先按划分排水区域，进行管线布置 根据地面标高和河道水位，划分自排（利用重力排入河道）和强排区（设雨水泵站提升后排入）多采用正交式布置，只有水体位置较远或地形平坦或地形不利情况下，才需设雨水泵站。一般，地形坡度大式，干管宜布置再地形低处或溪谷线上；当地形平坦时，宜布置在排水流域中间。2、尽量避免设置雨水泵站，因为雨水泵站投 资大，运转时间短，利用率低。3、结合街区及道路规划布置：雨水管应平行 于道路敷设，宜布置在人行道或草地下，不宜设在交通量大的干道下（检修方便）4、雨水管渠采用明渠和暗

25、管相结合的形式。P405、雨水出口的位置。有分散和集中两种布置 形式。分散式出口离流域很近，水体水位 变化不大，洪水位低于流域地面标高。反 之采用集中出口。6、城市中靠近山麓建设的中心区、居 住区、工业区，除了设雨水管外，还应设排洪沟，拦截从分水岭排泄 的洪水，避免洪灾。四、设计中与给水纵断面内容相近废水的综合治理 指对废水进行统一规划，多重治理。其主要内容有：减少和控制废水及污染物的排放量城市规划与生产布局合理化充分利用水体、土壤的环境容量发展经济、节能的水处理技术。废水中有用物质的回收及综合利用发展区域性废水及水污染整治系统 2.5.4 废水综合治理和区域排水系统一、废水综合治理要考虑的因

26、素 1、合理的工业布局。合理规划出居住区，商业区，工业区等，使产生废水和污染物的单位尽量布置在水源的下游 2、合理利用水体，土壤等自然环境的自净能力。如利用生物氧化塘，贮存湖和污水灌溉田等组成的土地处理系统，是一种节省能源和合理利用资源的经济有效方法。生态系统物质循环和能量交换手段。3、严格控制废水和污染物排放量。防治的概念是从源头上控制或消除污染，而不是消极处理污染后产生的废水（清洁生产的概念）4、发展区域性废水及水污染综合整治系统。有利于对污水所有污染源进行全面规划和综合治理。二、区域排水系统 1、定义：见教材略 2、优缺点（略）排水系统的设计程序排水系统的设计程序 基本建设程序：可行性研究阶段计划任务书阶段设计阶段组织施工阶段竣工验收交付使用论证项目技术经济可行性确定基建项目编制设计文件设计图纸与概预算项目实施