市政工程基础给水排水工程.ppt

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1、城市市政工程城市市政工程给水排水工程3.3 取水工程1 1 1 1、水资源概述及取水工程任务、水资源概述及取水工程任务、水资源概述及取水工程任务、水资源概述及取水工程任务广义概念：广义概念：包括海洋、地下水、冰川、湖泊、河川包括海洋、地下水、冰川、湖泊、河川径流、土壤水、大气水在内的各种水体径流、土壤水、大气水在内的各种水体狭义概念：狭义概念：广义范围内逐年可以得到恢复更新的淡广义范围内逐年可以得到恢复更新的淡水水工程概念：工程概念：少量用于冷却的海水和狭义范围内在一少量用于冷却的海水和狭义范围内在一定技术经济条件下，可以被人们使用的水定技术经济条件下，可以被人们使用的水2 2、全球水资源情况

2、：、全球水资源情况：水资源总量水资源总量1.41.410101818mm3 3，其中海水占总，其中海水占总体积的体积的97.2%97.2%，大陆水体占，大陆水体占2.8%2.8%；在大陆水；在大陆水体中，极地和高山地区的冰体约占体中，极地和高山地区的冰体约占78.6%78.6%；河流湖泊水仅占总量河流湖泊水仅占总量0.010.01，雨水只占总量，雨水只占总量的的0.0010.001，而且大部分降落在海洋中。陆地，而且大部分降落在海洋中。陆地上每年的径流总量约为上每年的径流总量约为4.14.110101313mm3 3，其中，其中7878以洪水形式从无人区流入大海，仅以洪水形式从无人区流入大海，

3、仅2222可可供人类开发利用。全球可利用淡水供人类开发利用。全球可利用淡水4.74.710101313mm3 3，仅占水资源总量的，仅占水资源总量的0.03%0.03%；3、我国水资源情况：总量总量2.82.810101212mm3 3，居世界第，居世界第6 6位，但人均水位，但人均水资源总量为资源总量为 2200m2200m3 3，为全球人均水资源占有量，为全球人均水资源占有量的的1 14 4，居，居110110位；预计到位；预计到20302030年我国人均水资年我国人均水资源将降到源将降到 1760m1760m3 3，接近国际上被认为用水紧张，接近国际上被认为用水紧张国家的人均水资源国家的

4、人均水资源1700m1700m3 3的标准。的标准。全国全国666666个城市中，缺水城市达个城市中，缺水城市达400400多个，其多个，其中严重缺水的城市中严重缺水的城市114114个，日缺水个，日缺水16001600万万mm3 3。4、造成缺水的三种原因：资源性缺水由于气候和地理位置等自然原因所导致；污染性缺水水资源丰富但污染严重而不能利用；管理性缺水由于不合理开发利用和水的浪费所造成。降水降水降水降水分区分区分区分区年降水深年降水深年降水深年降水深（mmmm）年径流深年径流深年径流深年径流深（mmmm）径流分区径流分区径流分区径流分区大概范围大概范围大概范围大概范围多雨多雨多雨多雨160

5、01600900900丰水丰水丰水丰水海南、广东、福建、台湾大部、湖海南、广东、福建、台湾大部、湖海南、广东、福建、台湾大部、湖海南、广东、福建、台湾大部、湖南山地、广西南部、云南西南部、南山地、广西南部、云南西南部、南山地、广西南部、云南西南部、南山地、广西南部、云南西南部、西藏东南部，浙江西藏东南部，浙江西藏东南部，浙江西藏东南部，浙江湿润湿润湿润湿润80080016001600200200900900多水多水多水多水广西、云南，贵州、四川、长江中广西、云南，贵州、四川、长江中广西、云南，贵州、四川、长江中广西、云南，贵州、四川、长江中下游地区下游地区下游地区下游地区半湿润半湿润半湿润半湿

6、润4004008008005050200200过渡过渡过渡过渡黄、淮海大平原，山西、陕西、东黄、淮海大平原，山西、陕西、东黄、淮海大平原，山西、陕西、东黄、淮海大平原，山西、陕西、东北大部、四川西北部、西藏东部北大部、四川西北部、西藏东部北大部、四川西北部、西藏东部北大部、四川西北部、西藏东部半干旱半干旱半干旱半干旱20020040040010105050少水少水少水少水东北西部、内蒙古、甘肃、宁夏、东北西部、内蒙古、甘肃、宁夏、东北西部、内蒙古、甘肃、宁夏、东北西部、内蒙古、甘肃、宁夏、新疆西部和北部、西藏北部新疆西部和北部、西藏北部新疆西部和北部、西藏北部新疆西部和北部、西藏北部干旱干旱干

7、旱干旱2002001010缺水缺水缺水缺水（干涸）（干涸）（干涸）（干涸）内蒙古、宁夏、甘肃的沙漠柴达内蒙古、宁夏、甘肃的沙漠柴达内蒙古、宁夏、甘肃的沙漠柴达内蒙古、宁夏、甘肃的沙漠柴达木盆地塔里木和准噶尔盆地木盆地塔里木和准噶尔盆地木盆地塔里木和准噶尔盆地木盆地塔里木和准噶尔盆地我国径流地带区划及降水、径流分区我国径流地带区划及降水、径流分区水源污染的形式：一是自然污染，因地质的溶解作用，降水对大气的淋洗、对地面的冲刷，挟带各种污染物流入水体而形成；二是人为污染，即工业废水、生活污水、农药化肥等对水体的污染。这一种是比较严重的，但也是可以控制的。水源的污染源：病原体污染、需氧物质污染、植物性

8、营养物污染、热污染、放射性污染、盐污染、有机物与重金属污染等。5、水资源开发利用存在的问题：节水机制不完善，用水需求缺乏合理制约；尚未摆脱资源粗放利用的生产模式，工农业耗水量大；水资源配置不科学，没有按不同用途分质分类使用，大量污水没有再生利用。据统计，我国万元工业产值用水量平均为103m3，是发达国家的10至20倍；而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。可持续发展：既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。强调公平性（当代、后代）原则、持续性（不超过资源与环境的承受能力）原则、共同性（全球发展的总目标）原则。6、取水工程任务 从水源取水并送往水

9、厂或用户。研究内容：水源方面各种天然水体的存在形式、运动变化规律、作为给水水源的可能性，为供水目的而进行的水源勘查、规划、调节治理与卫生防护等；取水构筑物方面各种水源的选择和利用，从各种水源取水的方法，各种取水构筑物的构造形式，设计计算，施工方法和运行管理等。7、给水水源给水水源给水水源地表水地表水地下水地下水江江河河水水湖湖泊泊水水水水库库水水海海 水水潜潜 水水自自流流水水泉泉水水水源特点水源特点地表水：径流量较大、汛期混浊度较高、水温变幅大、有机污染物和细菌含量高、容易受到污染、具有明显的季节性、矿化度及硬度低。地下水：水质清澈、水温稳定、分布面广、矿化度及硬度高、径流量小。8、水源选择

10、要求：水源选择应密切结合城市远近期规划和工业总体布局要求，通过技术经济比较后综合考虑确定。所选水源应该水质良好且稳定、水量充沛并能持续开发利用、易于进行卫生防护、靠近主要用水区域、有利于水资源的综合利用、具有良好的取水构筑物施工条件。符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水的水源；用地下不作为供水水源时，应有确切的水文地质资料，取水量必须小于允许开采量，严禁盲目开采。用地表水作为城市供水水源时，其设计枯水流量的保证率，应根据城市规模和工业大用户的重要性选定，一般可采用90%97%；用地表水作为工业企业供水水源时，其设计枯水流量的保证率，应按各有关部门的规定执行。9、采用地下水源的优点：、采用

11、地下水源的优点：.取水构筑物构造简单，便于施工和运行管理；.水处理工艺比地表水简单，处理构筑物投资和运行费用较省；.便于靠近用户建立水源，降低给水系统(特别是输水管和管网)投资，节省输水费用，提高给水系统的安全可靠性；.便于分期修建；.便于建立卫生防护区。10 取水工程设施取水工程设施地下水取水构筑物地下水取水构筑物形形式式尺寸尺寸深度深度水文地质条件水文地质条件出水量出水量管管井井井径井径50-50-1000mm1000mm常常用用150-150-600mm600mm20-1000m20-1000m常用常用300m300m以内以内地下水埋深：地下水埋深：抽水设备能力抽水设备能力解决的情况下解

12、决的情况下不受限制不受限制含水层厚度：含水层厚度：一般一般5m5m以上或以上或有几个含水层有几个含水层水文地质特水文地质特征：适用于征：适用于任何砂卵石任何砂卵石底层底层单井出水量一般单井出水量一般为为500-6000m3/d500-6000m3/d，最大为，最大为2000-2000-30000m3/d30000m3/d大大口口井井井径井径2-12m2-12m常用常用4-8m4-8m30m30m以内以内常用常用6-6-20m20m埋藏较浅一般埋藏较浅一般12m12m以内以内厚度一般在厚度一般在5-5-20m20m补给条件良补给条件良好渗透性较好渗透性较好渗透系数好渗透系数大于大于20m/d20

13、m/d任任何砂砾地区何砂砾地区单井出水量一般单井出水量一般为为500-500-10000m3/d10000m3/d，最，最大为大为20000-20000-30000m3/d30000m3/d辐辐射射井井同大口井同大口井 同大口井同大口井同大口井同大口井同大口井同大口井同大口井同大口井5000-50000m3/d5000-50000m3/d渗渗渠渠管井管井0.45-0.45-1.5m1.5m，常用，常用0 0。6-1.0m6-1.0m埋深埋深10m10m以内；以内；4-4-7m7m埋深较浅一般埋深较浅一般2m2m以内以内厚度较薄，厚度较薄，1-6m1-6m补给条件较补给条件较hoahoa，渗透性

14、，渗透性较好较好一般为一般为15-15-30m3/(d.m)30m3/(d.m)；最；最大大50-50-100m3/(d.m)100m3/(d.m)地表水取水构筑物地表水取水构筑物n n取水点应设在具有稳定河床、靠近主流和有足够水深的地取水点应设在具有稳定河床、靠近主流和有足够水深的地段段n n取水点应尽量设在水质较好的地段取水点应尽量设在水质较好的地段n n取水点应尽量靠近主要用水区取水点应尽量靠近主要用水区n n取水点应设在具有稳定的河床及岸边取水点应设在具有稳定的河床及岸边n n取水点应避开人工构筑物和天然障碍物的影响取水点应避开人工构筑物和天然障碍物的影响n n城市供水保证率采用城市供

15、水保证率采用90-97%90-97%，设计枯水位保证率，设计枯水位保证率90-99%90-99%地表水取水构筑物地表水取水构筑物分类：分类：选取时考虑因素：河流水文，地形，地制裁，施工条件，技术要求。1、固定式取水构筑物 岸边式，河床式，斗槽式2、活动式取水构筑物 缆车式，浮船式3、山区浅水河流取水构筑物 底栏栅式，低坝式取水泵船大连氯酸钾厂海水取水泵房大连氯酸钾厂海水取水泵房山西万家寨小沙湾取水工程取水构筑物用地指标取水构筑物用地指标设计规模设计规模（万（万m3/dm3/d）每每m3/dm3/d水量取水构筑物用地指标水量取水构筑物用地指标(m2)(m2)地表水地表水地下水地下水简单取水工程简

16、单取水工程 复杂取水工程复杂取水工程 深层取水工程深层取水工程 浅层取水工程浅层取水工程I I类类:10:100.02-0.040.02-0.040.03-0.050.03-0.050.10-0.120.10-0.120.35-0.400.35-0.40II II类类:2-10:2-100.04-0.060.04-0.060.05-0.070.05-0.070.11-.0140.11-.0140.40-0.450.40-0.45IIIIII类类:1-2:1-20.06-0.090.06-0.090.06-0.100.06-0.100.13-0.150.13-0.150.42-0.550.42-

17、0.55110.09-0.120.09-0.120.10-0.140.10-0.140.14-0.170.14-0.170.71-1.950.71-1.9511、防止水源水质污染措施：合理规划城市居住区和工业区，应尽量将容易造成污染的工厂布置在城市及水源地的下游；加强水源水质监督管理，制定污水排放标准并切实贯彻实施；勘察新水源时，应从防止污染角度，提出卫生防护条件与防护措施；注意地下水开采引起的咸水入侵、与水质不良含水层发生水力联系等问题；进行水体污染调查研究，建立水体污染监测网。12、地表水源卫生防护：取水点周围半径100m的水域内严禁捕捞、停靠船只、游泳和从事可能污染水源的任何活动，并应设

18、有明显的范围标志和严禁事项的告示牌；河流取水点上游1000m至下游100m的水域内，不得排入工业废水和生活污水；饮用水水源的水库和湖泊，应根据情况将取水点周围部分水域或整个水域及其沿岸列入防护范围；受潮汐影响的河流取水点的防护范围，由水厂会同卫生防疫站、环境卫生监测站研究确定。13、地下水源卫生防护：取水构筑物的防护范围应根据水文地质条件、取水构筑物形式和附近地区的卫生状况进行确定；在单井或井群影响半径范围内，不得使用工业废水或生活污水灌溉和施用有持久性毒性或剧毒的农药，不得修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺设污水渠道，并不得从事破坏深层土层的活动。如取水层在水井影响半径内不露出地面或取水层与

19、地面水没有互相补充关系时，可根据具体情况设置较小的防护范围。3.4 净水工程规划n n水厂厂址选择与用地要求n n系统布置n n水质标准n n水处理工艺流程水厂用地水厂用地泵站用地泵站用地第第4 4章章 管网和输水管渠布置管网和输水管渠布置n n输配水系统的作用是以适当的水压不间断地向用户提供充沛的水量，并能够保证所输送的水不受污染。输配水系统包括输水管渠、配水管网、泵站、水塔和水池。n n 输水管渠：从水源到城市水厂或城市水厂到相距较远管网的管线或渠道。n n 配水管网：将水送到用户的管道系统。4.1 4.1 管网布置形式管网布置形式 根据管网的布置形式，可分为树状管网和环状管网。树状管网投

20、资较省，但供水安全性较差；环状管网投资明显高于树状管网，但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。泵站树 状 管 网树状网特点n n管线长度短，构造简单，投资省n n安全可靠性差n n水力条件差，易产 生“死水区”，末端水 流停滞影响水质适用：对供水安全可靠性要求不高的小城市和小型工业企业。泵站环环 状状 管管 网网环状网特点n n管线长度长，投资大管线长度长，投资大n n安全可靠性好安全可靠性好n n水力条件较好，不易产生水力条件较好，不易产生“死水区死水区”，水锤，水锤 危危害轻。害轻。适用：对供

21、水安全可靠性要求较高的大、中城市和适用：对供水安全可靠性要求较高的大、中城市和大型工业企业。大型工业企业。给水管网的布置应满足以下要求：1按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发展余地；2管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小；3管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压；4力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。4.2 管网定线1、内容管网定线是指在供水区域内确定给水干管以及干管之间的连接管的平面位置和走向，不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。影响因素：城市平面布置，供水区域的地形，水源和调

22、节水池位置，街区和用户特别是大用户的分布，河流、铁路、桥梁的位置等。以满足供水要求为前提，尽可能缩短管线长度；干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管应从用水量较大的街区通过。干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过。管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水平净距，均应符合有关规定。2、管网定线要点管网可采用树状网和若干环组成的环状网相结合的形式，管线大致均匀地分布于整个给水区。干管的间距采用500800m。连接管的间距可根据街区的大小考

23、虑在8001000m左右。n n干管干管干管干管 管径较大，用以输水到各用水地区，间距，可根据街管径较大，用以输水到各用水地区，间距，可根据街区情况，采用区情况，采用500800m500800m；n n连接管连接管连接管连接管 在干管和干管之间连接，形成环状网，连接管的间距在干管和干管之间连接，形成环状网，连接管的间距可根据街区的大小考虑在可根据街区的大小考虑在8001000m8001000m左右；左右；n n连接管连接管连接管连接管 在干管和干管之间连接，形成环状网，连接管的间距在干管和干管之间连接，形成环状网，连接管的间距可根据街区的大小考虑在可根据街区的大小考虑在8001000m8001

24、000m左右；左右；n n分配管分配管：敷设在每一街道或工厂车间的路边，将干管中的水送到用户和消火栓。直径由消防流量决定（防止火灾时分配管中的水头损失过大），最小管径为100mm，大城市一般150mm200mm。n n进户管进户管：一般设一条，重要建筑设两条，从不同方向引入。4、管径计算n n管道直径、管段计算流量和水流速度之间满足以管道直径、管段计算流量和水流速度之间满足以下关系：下关系：n n在确定的计算流量下，管道直径是流速的函数：在确定的计算流量下，管道直径是流速的函数：n n从技术上考虑，水流的最大速度应不超过从技术上考虑，水流的最大速度应不超过2.52.53.03.0米米/秒（防止

25、水锤），最小速度不得小于秒（防止水锤），最小速度不得小于0.60.6米米/秒（防止沉积）。秒（防止沉积）。n n从经济上考虑，较大的水流速度可减小管道直径，从经济上考虑，较大的水流速度可减小管道直径，降低工程造价；但由于水流速度大而会导致水头降低工程造价；但由于水流速度大而会导致水头损失增加，从而加大运行的动力费用。合理的流损失增加，从而加大运行的动力费用。合理的流速应该使得在一定年限（投资偿还期）内管网造速应该使得在一定年限（投资偿还期）内管网造价与运行费用之和最小。价与运行费用之和最小。管径管径管径管径 （mmmm）平均经济流速平均经济流速平均经济流速平均经济流速 （m/sm/s）D=10

26、0D=100400400D400D4000.60.60.90.90.90.91.41.44.3 4.3 设计流量分配与管径设计设计流量分配与管径设计4.3.1 4.3.1 节点流量分配计算节点流量分配计算1 1 1 1沿线流量沿线流量沿线流量沿线流量 是指沿线分配给用户的流量。是指沿线分配给用户的流量。是指沿线分配给用户的流量。是指沿线分配给用户的流量。管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿

27、时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿线均匀分布。线均匀分布。线均匀分布。线均匀分布。（1 1 1 1）长度比流量）长度比流量）长度比流量）长度比流量 假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长度上的配水流量，称为长度比流量，记作度上的配水流量，称为长度比流量，记作度上的配水流量，称为长度比流量，记作度上的配水流量，称为长度比流量，记作q q q qcbcbcbcb。则每一计算管段沿线流量记作qy为：（2）面积比流量 假定沿线流量均匀分布在

28、整个供水面积上。管线单位面积上的配水流量，称为面积比流量，记作qmb。则每一计算管段则每一计算管段则每一计算管段则每一计算管段沿线流量沿线流量沿线流量沿线流量记作记作记作记作qyqyqyqy为：为：为：为：每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角线法划分。线法划分。线法划分。线法划分。注意：注意：注意：注意：1 1 1 1）面积比流量考虑了沿线供水面积（人数）多少）面积比流量考虑了沿线供水面积（人数）多少）面积比流量考虑了沿线供水面积（人数）多少）面积比流量考虑了沿线

29、供水面积（人数）多少对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比流量较好。流量较好。流量较好。流量较好。2 2 2 2）当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较）当

30、供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较）当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较）当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较大时，各区的比流量应分别计算。大时，各区的比流量应分别计算。大时，各区的比流量应分别计算。大时，各区的比流量应分别计算。3 3 3 3）同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。）同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。）同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。）同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。各种工况下需分别计算。各种工况下需分别计算。各种工况下需分别计算。各种工况下需分别计算。2 2 2 2节点流量节点流量节点流量节点流量（1 1 1 1）集中流量）集中流

31、量）集中流量）集中流量（2 2 2 2）沿线流量划成节点流量）沿线流量划成节点流量）沿线流量划成节点流量）沿线流量划成节点流量【例题【例题【例题【例题】某城市最高时总用水量为某城市最高时总用水量为某城市最高时总用水量为某城市最高时总用水量为260L/s260L/s260L/s260L/s，其中集中，其中集中，其中集中，其中集中供应的工业用水量供应的工业用水量供应的工业用水量供应的工业用水量120 L/s120 L/s120 L/s120 L/s（分别在节点（分别在节点（分别在节点（分别在节点2 2 2 2、3 3 3 3、4 4 4 4集集集集中出流中出流中出流中出流40 L/s40 L/s4

32、0 L/s40 L/s）。各管段长度（单位为）。各管段长度（单位为）。各管段长度（单位为）。各管段长度（单位为m m m m）和节点）和节点）和节点）和节点编号见图。管段编号见图。管段编号见图。管段编号见图。管段1-51-51-51-5、2-32-32-32-3、3-43-43-43-4为一侧供水，其余为一侧供水，其余为一侧供水，其余为一侧供水，其余为双侧供水。试求：（为双侧供水。试求：（为双侧供水。试求：（为双侧供水。试求：（1 1 1 1）比流量；（）比流量；（）比流量；（）比流量；（2 2 2 2）各管段的）各管段的）各管段的）各管段的沿线流量；（沿线流量；（沿线流量；（沿线流量；（3

33、3 3 3）各节点流量。）各节点流量。）各节点流量。）各节点流量。解解解解：1 1 1 1配水干管计算总长度配水干管计算总长度配水干管计算总长度配水干管计算总长度2 2 2 2配水干管比流配水干管比流配水干管比流配水干管比流量量量量 3沿线流量：管段编号管段编号管段计算总长管段计算总长度度 （mm）比比 流流 量量 (L/s.m(L/s.m)沿沿 线线 流流 量量 (L/s)(L/s)1-21-2 2-3 2-3 3-4 3-4 1-5 1-5 3-5 3-5 4-6 4-6 5-6 5-6 6-7 6-7 800800 0.0.5 5600=300600=300 0.0.5 5600=300

34、600=300 0.0.5 5600=300600=300 800 800 800 800 600 600 500 500 0.031820.03182 25.4525.45 9.55 9.55 9.55 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 25.45 25.45 19.09 19.09 15.91 15.91 合合 计计 44004400 140.00140.00各各各各 管管管管 段段段段 沿沿沿沿 线线线线 流流流流 量量量量 计计计计 算算算算 4节点流量计算：各各 管管 段段 节节 点点 流流 量量 计计 算算 节节点点节点连的管段节点连的管段节节 点点 流流 量量

35、(L/s)(L/s)集集 中中 流流 量量(L/s)(L/s)节点总节点总流量流量 (L/s)(L/s)1 12 23 34 45 56 67 71-2,1-5 1-2,1-5 1-2,2-31-2,2-32-3,3-4,3-52-3,3-4,3-53-4,4-63-4,4-61-5,3-5,5-61-5,3-5,5-64-6,5-6,7-64-6,5-6,7-66-76-70.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+9.55+25.45)=22.280

36、.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(15.91)=7.950.5(15.91)=7.95 40404040 40 40 40 40 17.5017.50 57.50 57.50 62.28 62.28 57.50 57.50 27.05 27.05 30.22 30.22

37、7.95 7.95合合计计140.00140.00120.0120.00 0260.00260.004.3.2 4.3.2 管段设计流量分配管段设计流量分配目的目的目的目的：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。流量分配流量分配流量分配流量分配要保持水流的连续性，每一节点必须满足要保持水流的连续性，每一节点必须满足要保持水流的连续性，每一节点必须满足要保持水流的连续性，每一节点必须满足节点流量的节点流量的节点流量的节点流量的平衡条件平衡条件平衡条件平衡条件：流入任一节点的流量

38、等于流：流入任一节点的流量等于流：流入任一节点的流量等于流：流入任一节点的流量等于流离该节点的流量，若以流入为离该节点的流量，若以流入为离该节点的流量，若以流入为离该节点的流量，若以流入为“一一一一”，流离为，流离为，流离为，流离为“+”，则，则，则，则Q=0Q=0Q=0Q=0。1.1.1.1.枝状网枝状网枝状网枝状网 水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的流量等于以后所有节点流量总和。流量等于以后所有节点流量总和。流量等于以后所有节点流量总和。流量等于以后所有节点流量总和。2.环

39、状网 流量分配有多种组合方案流量分配有多种组合方案流量分配有多种组合方案流量分配有多种组合方案基本原则：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。基本原则：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。基本原则：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。基本原则：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。方法和步骤方法和步骤方法和步骤方法和步骤：确定控制点位置，管网主导流向；确定控制点位置，管网主导流向；确定控制点位置，管网主导流向；确定控制点位置，管网主导流向；参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离

40、供水到大用户或边远地区；供水到大用户或边远地区；供水到大用户或边远地区；供水到大用户或边远地区；尽量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某尽量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某尽量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某尽量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某些管段负荷过重），连接管要少分配流量，满足些管段负荷过重），连接管要少分配流量，满足些管段负荷过重），连接管要少分配流量，满足些管段负荷过重），连接管要少分配流量，满足沿线配水为限（主要作用是干管损坏时转输流量）沿线配水为限（主要作用是干管损坏时转输流量）沿线配水为限（主要作用是干管损坏时转输流量）沿线配水为限（主要作用是干管损坏时转

41、输流量）各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽多忽少；多忽少；多忽少；多忽少；可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条件。件。件。件。此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差结果定。结果定。结果定。结果定。

42、4.4 输水管渠定线 定义：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。特点：距离长，与河流、高地、交通路线等的交叉较多。中途一般没有流量的流入与流出。形式：常用的有压力输水管渠和无压输水管渠两种形式。1特点（1）距离长（2）障碍物多，地形、地质复杂（3）易损坏，维修困难 （4）一旦出现故障，易引起供水中断 无压输水通常以重力为输水动力，运行费用较低，但管渠的布置受到地形的限制，管渠的断面尺寸以及水流速度也会受到水位落差的影响，明渠输水过程中原水可能受到污染。压力输水通常以水泵为动力，运行费用较高，但管道的布置相对来说比较自由，输水过程中原水不会受到污染。2、输送方式3、定线原则必须

43、与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全；选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便于施工和检修；减少与铁路、公路和河流的交叉；管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理；尽可能重力输水。输水干管一般不宜少于两条，并且每隔一定距离设连接管连通。当有安全贮水池或其他安全供水措施时，也可修建一条输水干管。输水干管和连通管管径及连通管根数，应按输水干管任何一段发生保障时仍能通过事故用水量计算确定。城镇的事故水量为设计水量的70%，工业企业的事故水量按有关工艺要求确定。当负有消防给水任务时

44、，还应包括消防水量。从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量加自用水量确定。当长距离输水时，输水管渠的设计流量应计入管渠漏失水量。向管网输水的管道设计流量，当管网内有调节构筑物时，应按最高日最高时用水条件下，由水厂所负担供应的水量确定；当无调节构筑物时，应按最高日最高时供水量确定。当采用明渠输送原水时，应有可靠的保护水质和防止水量流失的措施。输水管渠应根据具体情况设置检查井，检查井间距：当管径为700毫米以下时，不宜大于200米；当管径为700至1400毫米时，不宜大于400米。非满流的重力输水管渠，必要时还应设置跌水井或控制水位的措施。长距离输水管渠的定

45、线应在对各种可行的方案进行详细的技术经济比较后确定。对于地势起伏较大的地段，宜采取压力输送与重力输送相结合，特别要避免管路中出现负压。在输水管道隆起点和平直段的必要位置上，应装设排（进）气阀，低处应装设泄水阀。其数量和直径应通过计算确定。设计满流输水管道时，应考虑发生水锤的可能，必要时应采取 消除水锤的措施。第5章 水管、管网附件和附属构筑物5.1 水管材料和配件1 1、管道材料应该符合以下要求：、管道材料应该符合以下要求：.密闭性能好密闭性能好 减少水量漏失，降低产销差率，避免管网检修时减少水量漏失，降低产销差率，避免管网检修时外界污水渗入。外界污水渗入。.化学稳定性化学稳定性 管道内壁具有

46、耐腐蚀性，不会受到水中各种物质管道内壁具有耐腐蚀性，不会受到水中各种物质的侵蚀，同时也不会向水中析出有毒有害物质。的侵蚀，同时也不会向水中析出有毒有害物质。.水力条件好 内壁光滑、不易结垢、减少水头损失，降低常年供水电耗。.施工维修方便尽可能缩短维修所造成的停水时间。.建设投资省管网建设费用占总费用的50%-70%，管材的价格占管道综合工程50%以上。.使用寿命长管网扩建对城市交通、环境产生很大影响，一般按永久性工程设施进行设计。2、金属管材 1）钢管（Steel pipe SP）直缝焊接钢管 螺旋焊接钢管 无缝钢管 不锈钢管 镀锌钢管 钢塑复合管2）铸铁管（Cast iron pipe CI

47、P）灰口铸铁管（GCIP）离心灰口铸铁管 半连续灰口铸铁管 稀土铸铁管 延性铸铁管（球墨铸铁管 DCIP）退火球墨铸铁管 铸态球墨铸铁管3）有色金属管 铜管 铝管3、非金属管材1）水泥压力管（CP）石棉水泥管（ACP）自应力管（SSCP）预应力管（PCP）管芯缠丝预应力管（三阶段管）振动挤压预应力管（一阶段管）钢筒预应力管（PCCP）2）塑料管 硬聚氯乙烯管（UPVC）聚乙烯管（PE）高密度聚乙烯管（HDPE）中密度聚乙烯管（MDPE）低密度聚乙烯管（LDPE）聚乙烯夹铝复合管（HAH）交联聚乙烯管（PEX）聚丙烯管（PP）聚丁烯管（PB）工程塑料管（ABS）玻璃钢管（GRP）大口径钢管通常选

48、用大口径钢管通常选用A3镇静钢钢板焊镇静钢钢板焊制，管材及管件容易加工，强度高，韧性制，管材及管件容易加工，强度高，韧性好，能承受高的内外压，对复杂地形适应好，能承受高的内外压，对复杂地形适应性强。性强。钢管刚度小，易变形，衬里及外防腐钢管刚度小，易变形，衬里及外防腐成本高，必要时还需作阴极保护，施工过成本高，必要时还需作阴极保护，施工过程中焊接工作量大，有缺陷的焊缝会出现程中焊接工作量大，有缺陷的焊缝会出现应力集中，出现爆裂事故。应力集中，出现爆裂事故。管节拼装时纵向焊缝要错开管节拼装时纵向焊缝要错开300mm以上。出厂前应逐根作水压试验，试压值以上。出厂前应逐根作水压试验，试压值为管线试验

49、压力的为管线试验压力的1.25倍。倍。镀锌钢管存在锈蚀问题，影响水质镀锌钢管存在锈蚀问题，影响水质和使用年限，已经停止在饮用水方面的和使用年限，已经停止在饮用水方面的应用，主要用于消火栓和自动喷水灭火应用，主要用于消火栓和自动喷水灭火系统。生活用水采用的镀锌钢管为内衬系统。生活用水采用的镀锌钢管为内衬聚乙烯或聚丙烯的镀锌钢管。聚乙烯或聚丙烯的镀锌钢管。镀锌钢管衬塑有两种方式，一种是镀锌钢管衬塑有两种方式，一种是内部衬涂聚乙烯，另一种是在薄镀锌钢内部衬涂聚乙烯，另一种是在薄镀锌钢管内部挤压聚乙烯管。前一种方式涂衬管内部挤压聚乙烯管。前一种方式涂衬层既不容易粘牢，也不容易衬匀；后一层既不容易粘牢，

50、也不容易衬匀；后一种方式效果较好，钢塑复合管的连接管种方式效果较好，钢塑复合管的连接管件内部，也都衬有聚乙烯。件内部，也都衬有聚乙烯。灰口铸铁管口径小、材质不稳定，发灰口铸铁管口径小、材质不稳定，发生爆管事故较多，在供水工程中基本不再生爆管事故较多，在供水工程中基本不再采用。采用。球墨（延性）铸铁管用低硫、低磷的球墨（延性）铸铁管用低硫、低磷的优质铸铁熔炼后，经球化处理，使其中的优质铸铁熔炼后，经球化处理，使其中的碳以球状游离石墨的形式存在，消除了片碳以球状游离石墨的形式存在，消除了片状石墨引起的金属晶体连续性被割断的缺状石墨引起的金属晶体连续性被割断的缺陷，既保留了铸铁的铸造性、耐腐蚀性，陷