02第二章给水排水管网工程规划.ppt
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1、第二章第二章 给水排水管网工程规划给水排水管网工程规划2.1 给水排水工程规划原则和工作程序给水排水工程规划原则和工作程序城市总体规划的重要内容城市总体规划的重要内容规划内容规划内容给水水源规划;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;排水管网规划;排水管网规划;排水处理厂规划和废水排放与利用规划等。排水处理厂规划和废水排放与利用规划等。规划任务规划任务1)确定给水排水系统的服务范围与保护措施;)确定给水排水系统的服务范围与保护措施;2)确定水资源综合利用与保护措施;)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;)确定系统的组成与体系结构;4)
2、确定给水排水主要构筑物的位置;)确定给水排水主要构筑物的位置;5)确定给水排水处理工艺流程与水质保证措施;)确定给水排水处理工艺流程与水质保证措施;6)给水排水管网规划和干管布置与定线;)给水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;)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。)给水排水工程规划的技术经济比较。给水排水工程规划以规划文书和说明书的形给水排水工程规划以规划文书和说明书的形式进行表达。阐述规划编制的依据和原则,式进行表达。阐述规划编制的依据和原则,确定近远期的用水与排水量的计算依据和方确定近远期的用水与排水量的计算依据和方法
3、,以及对规划内容的分项说明。法,以及对规划内容的分项说明。步骤:城市总体规划步骤:城市总体规划-详细规划。详细规划。规划原则规划原则1)贯彻执行国家和地方的相关政策和法规;)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;)城镇及工业企业规划时应兼顾给水排水工程;水源缺乏不宜盲目扩大城市水源缺乏不宜盲目扩大城市,设置用水量大的工厂设置用水量大的工厂;水厂附近或地形低处的建筑层次可规划的高些水厂附近或地形低处的建筑层次可规划的高些;同一性质的工业企业适当集中同一性质的工业企业适当集中.3)给水排水工程规划要服从城镇发展规划;)给水排水工程规划要服从城镇发展规划;4
4、)合理确定远近期规划和建设范围;)合理确定远近期规划和建设范围;近期一个水源一条输水管及树枝状配水管网近期一个水源一条输水管及树枝状配水管网;土建工程可按远期规模一次建成,内部设备按近期所需进行安装;土建工程可按远期规模一次建成,内部设备按近期所需进行安装;近期直排,远期截流,或近期只建污水系统。近期直排,远期截流,或近期只建污水系统。5)要合理利用水资源和保护环境;)要合理利用水资源和保护环境;6)规划方案应尽可能经济和高效。)规划方案应尽可能经济和高效。规划工作程序规划工作程序1)明确规划任务,确定规划编制依据。)明确规划任务,确定规划编制依据。2)调查收集必需的基础资料,进行现场勘察。)
5、调查收集必需的基础资料,进行现场勘察。3)合理确定城市用水定额,估算用水量和排水量。)合理确定城市用水定额,估算用水量和排水量。4)制定给水排水工程规划方案。)制定给水排水工程规划方案。5)根据规划期限,提出分期实施规划的步骤和措施。)根据规划期限,提出分期实施规划的步骤和措施。6)编制工程规划文件,绘制工程规划图纸,完成规)编制工程规划文件,绘制工程规划图纸,完成规划成果文本。划成果文本。2.2 给水排水工程技术经济分析方法给水排水工程技术经济分析方法数学分析法数学分析法:将工程方案构成工程费用最小化数学:将工程方案构成工程费用最小化数学模型,将工程费用作为目标函数,将工程技术要求模型,将工
6、程费用作为目标函数,将工程技术要求作为约束条件,通过数学最优化求解计算,使目标作为约束条件,通过数学最优化求解计算,使目标函数达到最优解。函数达到最优解。方案比较法方案比较法:通过多方案比较,从有限个方案中寻:通过多方案比较,从有限个方案中寻求经济效果最佳者。求经济效果最佳者。对于给水或排水工程整体系统,常有方案比较法;对于给水或排水工程整体系统,常有方案比较法;对于用数学模型可以完整表达的给水或排水管网系对于用数学模型可以完整表达的给水或排水管网系统,常用数学分析法。统,常用数学分析法。工程方案的技术经济分析是在技术上满足工工程方案的技术经济分析是在技术上满足工程建设目标的条件下,计算方案的
7、经济费用。程建设目标的条件下,计算方案的经济费用。通常采用工程项目的年计算费用值来表达,通常采用工程项目的年计算费用值来表达,即年平均费用值最低的工程方案为最佳方案。即年平均费用值最低的工程方案为最佳方案。静态年计算费用法静态年计算费用法W年计算费用,元年计算费用,元/a;C工程项目投资额,元;工程项目投资额,元;T投资偿还期,投资偿还期,a;Y年运行费用,元年运行费用,元/a。动态年计算费用法动态年计算费用法是指针对不同时间的经济因素变化,对项目在一定是指针对不同时间的经济因素变化,对项目在一定时期内发生的投资、运行成本等费用折算成当前的时期内发生的投资、运行成本等费用折算成当前的现值作为经
8、济比较的指标。现值作为经济比较的指标。投资资金的时间价值计算通常采用复利法,常用的投资资金的时间价值计算通常采用复利法,常用的计算公式如下:计算公式如下:动态年计算费用法动态年计算费用法(1)当资金的现值为)当资金的现值为P,利率为,利率为i%,则,则n年后的资年后的资金终值金终值F为为(2)当已知资金的终值为)当已知资金的终值为F,则现值,则现值P为为 a-折现系数折现系数 (3)当资金现值)当资金现值p,利率,利率i%,设在,设在n年内各年平均年内各年平均分摊资金现金分摊资金现金A,则各年分摊资金现值的计算方法,则各年分摊资金现值的计算方法如下:如下:第一年:第一年:第二年:第二年:第第n
9、年:年:为保证资金现值为保证资金现值P得到回收,则有得到回收,则有例例2.1 某给水工程项目建设投资为某给水工程项目建设投资为5800万元,年运行万元,年运行费用为费用为245万元万元/年,求:年,求:1)投资偿还期为)投资偿还期为20年的静年的静态年计算费用值;态年计算费用值;2)利率为)利率为5.5%,还款期为,还款期为20年的年的动态年计算费用值。动态年计算费用值。解解1)静态年计算费用值为:)静态年计算费用值为:2)动态年计算费用值:动态年计算费用值:2.3 城市用水量预测计算城市用水量预测计算 城市用水量由两部分组成城市用水量由两部分组成:第一部分:规划期内由城市给水工程统一供第一部
10、分:规划期内由城市给水工程统一供给的居民生活用水、工业用水、公共设施用给的居民生活用水、工业用水、公共设施用水以及其他用水量总和。水以及其他用水量总和。第二部分:城市给水工程统一供水之外的所第二部分:城市给水工程统一供水之外的所有用水量的总和。包括工业和公共设施自备有用水量的总和。包括工业和公共设施自备水源供给的用水、农业灌溉用水、农村居民水源供给的用水、农业灌溉用水、农村居民用水等。用水等。用水量及其变化用水量及其变化 用水量的表示用水量的表示:综合生活用水(居民生活用水、公共设施用水)综合生活用水(居民生活用水、公共设施用水)工业企业生产用水和生活用水工业企业生产用水和生活用水市政用水市政
11、用水消防用水消防用水未预见用水量及管网漏失水量未预见用水量及管网漏失水量 用水量时刻变化,只能按一定时间范围内的平均值计算:用水量时刻变化,只能按一定时间范围内的平均值计算:平均日用水量平均日用水量最高日用水量(最高日平均时用水量)最高日用水量(最高日平均时用水量)最高时用水量最高时用水量用水量变化系数用水量变化系数(1)日变化系数)日变化系数 Kd最高日用水量最高日用水量Qd/年均日用水量年均日用水量Qd 与当地的地理位置、气候、生活习惯和室内给排水与当地的地理位置、气候、生活习惯和室内给排水设施有关,反映一年中各天用水量的不均匀情况,设施有关,反映一年中各天用水量的不均匀情况,Kd 1.1
12、1.5。特大城市特大城市 大城市大城市 中等城市中等城市 小城市小城市 1.11.3 1.21.4 1.31.5 1.41.8。用水量变化系数用水量变化系数(2)时变化系数)时变化系数 Kh=最最大大日日最最大大时时用用水水量量Qh/最最大大日日平平均均时时用用水水量量Qh 反反映映一一天天当当中中各各小小时时用用水水量量的的不不均均匀匀情情况况,与与给给水水管管网网大大小小有有关关,管管网网小小则则Kh大大、用用水水不不均均匀匀;管管网网大则大则Kh小、用水较均匀。小、用水较均匀。Kh通常在通常在1.33.0,用水量变化曲线用水量变化曲线表示用水量在一天表示用水量在一天24小时的变化情况。小
13、时的变化情况。为了使给水系统能合理的适应城市用水量的变化,应按照用水为了使给水系统能合理的适应城市用水量的变化,应按照用水量变化曲线来确定二级泵站、输水管、管网、蓄水设施。量变化曲线来确定二级泵站、输水管、管网、蓄水设施。城市用水量预测计算城市用水量预测计算(1)分类估算法)分类估算法综合生活用水工业企业用水消防用水市政用水未预见及管网漏失用水量居民生活用水工业用水非工业用水大生活用水工业用水(2)单位面积法)单位面积法 区域 城市规模 特大城市 大城市 中等城市 小城市 一区 1.01.6 0.81.4 0.61.0 0.40.8 二区 0.81.2 0.61.0 0.40.7 0.30.6
14、 三区 0.61.0 0.50.8 0.30.60 0.250.5城市单位建设用地综合用水量指标城市单位建设用地综合用水量指标 单位:万单位:万m3/km2.dm3/km2.d 区域 城市规模 特大城市 大城市 中等城市 小城市 一区 0.81.2 0.71.1 0.61.0 0.40.8 二区 0.61.0 0.50.8 0.350.7 0.30.6 三区 0.50.8 0.40.7 0.30.60 0.250.5城市人均综合用水量指标城市人均综合用水量指标 单位:万单位:万m3/m3/万人万人.d.d(3)人均综合指标法)人均综合指标法(4)年递增速率法年递增速率法Q0起始年份平均日用水量
15、,起始年份平均日用水量,m3/d;Qa 起始年份后第起始年份后第t年的平均日用水量,年的平均日用水量,m3/d;用水量年平均增长率,用水量年平均增长率,%;t 年数,年数,a。(5)线型回归法线型回归法Q 日平均用水量的年平均增量,日平均用水量的年平均增量,m3/d;其他符号同上其他符号同上.(6)生长曲线法生长曲线法 城市用水量初始阶段发展很快,而后趋于缓慢增长城市用水量初始阶段发展很快,而后趋于缓慢增长到稳定甚至适度减少阶段。到稳定甚至适度减少阶段。a,b待定参数;待定参数;Q预测用水量,预测用水量,m3/d;L预测用水量的上限值,预测用水量的上限值,m3/d。生长曲线模型图2.4 给水管
16、网系统规划布置给水管网系统规划布置给水管网给水管网布置原则布置原则包括包括输水管渠输水管渠和和配水管网配水管网两大部分。两大部分。(1)按照城市总体规划,结合当地实际情况布置,进行多方)按照城市总体规划,结合当地实际情况布置,进行多方案技术经济比较;案技术经济比较;(2)分清主次,现搞好输水管渠和主干管布置,然后布置一)分清主次,现搞好输水管渠和主干管布置,然后布置一般管线和设施;般管线和设施;(3)尽量缩短管线长度,节约工程投资与运行管理费用;)尽量缩短管线长度,节约工程投资与运行管理费用;(4)协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系;)协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系;(5)保证
17、供水具有安全性;)保证供水具有安全性;(6)尽量减小拆迁,少占农田;)尽量减小拆迁,少占农田;(7)管渠的施工、运行和维护方便;)管渠的施工、运行和维护方便;(8)近远期结合,留有发展余地,考虑分期实施的可能性。)近远期结合,留有发展余地,考虑分期实施的可能性。给水管网布置基本形式给水管网布置基本形式 根据管网的布置形式,可分为树状管网和环状管网。根据管网的布置形式,可分为树状管网和环状管网。给水管网布置基本形式给水管网布置基本形式 树状管网:管径随所供用户的减少而降低,构造简树状管网:管径随所供用户的减少而降低,构造简单,投资低,但安全性差,一般用于建设初期。单,投资低,但安全性差,一般用于
18、建设初期。环状管网:闭合的环,增加了管线的总长度,提高环状管网:闭合的环,增加了管线的总长度,提高了管线的安全性,了管线的安全性,投资明显高于树状管网,但投资明显高于树状管网,但大大大大降低水锤,降低水锤,增加了供水的可靠性。增加了供水的可靠性。一般在城镇建设的初期采用树状管网,随着城镇的一般在城镇建设的初期采用树状管网,随着城镇的发展逐渐连成环状管网。在城市的中心布置成环状发展逐渐连成环状管网。在城市的中心布置成环状管网,郊区布置成树状管网。管网,郊区布置成树状管网。输水管渠定线输水管渠定线 定义定义:从水源到水厂或水厂到相距较远管网:从水源到水厂或水厂到相距较远管网的管、渠叫做输水管渠。的
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- 02 第二 给水 排水 管网 工程规划