城鎮(zhèn)給水管道系統(tǒng)規(guī)劃課件

第四節(jié)城鎮(zhèn)給水管道系統(tǒng)規(guī)劃第四節(jié)城鎮(zhèn)給水管道系統(tǒng)規(guī)劃城鎮(zhèn)管道系統(tǒng)規(guī)劃目的：將水從水廠合理地輸送分配給用戶。要求：供給用戶所需的水量，保證配水管網(wǎng)足夠的水壓，保證可以提供不間斷給水。內(nèi)容：（1）合理布置輸水管和配水管網(wǎng)；

（2）估算管道管徑；

（3）合理規(guī)劃泵站及揚(yáng)程。城鎮(zhèn)管道系統(tǒng)規(guī)劃2023/9/4

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一、給水管道系統(tǒng)的組成與布置輸水和配水系統(tǒng)輸水管渠配水管網(wǎng)泵站水塔水池1-清水池；2-供水泵站；3-輸水管；4-配水管網(wǎng)；5-水塔(高位水池)；6-加壓泵站；7-減壓設(shè)施2023/8/23一、給水管道系統(tǒng)的組成與布置輸水和配水1、輸水管渠的布置輸水管道渡槽定義：在輸水過程中基本沒有流量分出的管渠。主要指從水源到水廠的渾水輸水管渠、從水廠到用水區(qū)或從用水區(qū)到遠(yuǎn)距離大用戶的清水輸水管渠。特點(diǎn)：距離長，管徑大，與河流、高地、交通路線等的交叉較多，對投資及供水安全影響大。形式：常用的有壓力輸水管渠和無壓輸水管渠兩種形式。1、輸水管渠的布置輸水管道渡槽定義：在輸水過程中基本沒有流量布置：輸水管的布置主要是定線和管道數(shù)量的確定。定線：指在地形平面圖上確定管線的走向和位置。（1）定線步驟①在地形圖上初步選定幾條可能的輸水線路；②實(shí)地踏勘、測量；③將方案細(xì)化，以技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定路線。布置：（2）定線原則①必須與城市建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，盡量縮短線路長度，減少拆遷，少占農(nóng)田，減少交叉，降低造價(jià)；②選擇最佳的地形和地質(zhì)條件，盡量沿現(xiàn)有或規(guī)劃道路定線，以便于施工和檢修，提高供水安全性；③充分利用地形，盡可能重力輸水，降低運(yùn)行費(fèi)用；④考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合和分期實(shí)施。（2）定線原則（3）輸水管的數(shù)量①供水安全性要求較高時(shí)，輸水干管一般不宜少于兩條；

供水安全性要求較低，或采用雙管不可行、不經(jīng)濟(jì)時(shí)，采用單管輸水，管渠末端設(shè)儲(chǔ)水池；

供水安全性要求低或多水源供水，單管輸水。②輸水干管和連通管管徑及連通管根數(shù)，應(yīng)按輸水干管任何一段發(fā)生故障時(shí)仍能通過事故用水量計(jì)算確定；儲(chǔ)水池容積滿足城鎮(zhèn)事故用水量。城鎮(zhèn)的事故水量為設(shè)計(jì)水量的70%；工業(yè)企業(yè)的事故水量按有關(guān)工藝要求確定；當(dāng)負(fù)有消防給水任務(wù)時(shí)，還應(yīng)包括消防水量。（3）輸水管的數(shù)量2023/9/4

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管網(wǎng)組成：按照在管網(wǎng)中所起作用不同，配水管道分為：干管：將水輸送給各用水區(qū)域，同時(shí)也向沿途用戶供水。連接管：用于連接各干管，均衡各干管的水量和水壓。分配管：從干管取水分配給各街坊或小用水區(qū)域及消火栓。接戶管：從分配管或直接從干管、連接管引水到用戶。管網(wǎng)布置指干管和連接管的布置。2、配水管網(wǎng)的布置2023/8/28管網(wǎng)組成：2、配水管網(wǎng)的布置2023/9/4

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布置形式樹狀網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)一般適用于小城市和小型工礦企業(yè)，供水可靠性較差，樹狀網(wǎng)的末端水質(zhì)容易變壞。供水可靠性增加?？梢源蟠鬁p輕因水錘作用產(chǎn)生的危害。但是環(huán)狀網(wǎng)的造價(jià)明顯地比樹狀網(wǎng)高。樹狀和環(huán)狀結(jié)合一般城鎮(zhèn)的中心區(qū)采用環(huán)狀，提高供水安全性；周邊采用樹狀網(wǎng)輻射，節(jié)約投資；近期樹狀遠(yuǎn)期環(huán)狀。2、配水管網(wǎng)的布置2023/8/29布置形式樹狀網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)一般適用于小城市和2023/9/4

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○圖1樹狀網(wǎng)□圖2環(huán)狀網(wǎng)2023/8/210○圖1樹狀網(wǎng)□圖2環(huán)狀網(wǎng)管網(wǎng)定線：

定線時(shí)一股只限于管網(wǎng)的干管以及干管之間的連接管，不包括從干管到用戶的分配管和接到用戶的進(jìn)水管。（1）影響因素：城鎮(zhèn)平面布置，供水區(qū)的地形，水源和調(diào)節(jié)水池位置，街區(qū)和用戶特別是大用戶的分布，河流、鐵路、橋梁等的位置等。管網(wǎng)定線：（2）原則：①符合城鎮(zhèn)規(guī)劃，近遠(yuǎn)期結(jié)合，并留有發(fā)展余地；②管線遍布在整個(gè)給水區(qū)內(nèi)，保證用戶有足夠的水量和水壓；③合理選擇管網(wǎng)布置形式，保證供水可靠，事故影響范圍??；④力求管線短，交叉少，施工維護(hù)方便。（2）原則：（3）布置要點(diǎn)（干管走向，條數(shù)，位置）①以最短的距離從水廠向用水區(qū)布置一條或幾條平行的干管。干管延伸方向應(yīng)和二級泵站輸水到水池、水塔、大用戶的水流方向一致；②干管一般按城市規(guī)劃道路定線，但盡量避免在高級路面或重要道路下通過；③干管盡量從用水量大、兩側(cè)均勻用水的地區(qū)通過，避免沿河、廣場、公園等不用水的地區(qū)通過；④管線大致均勻地分布于整個(gè)給水區(qū)。干管的間距采用500～800m；連接管的間距可根據(jù)街區(qū)的大小考慮在800~1000m左右（3）布置要點(diǎn)（干管走向，條數(shù)，位置）2023/9/4

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二、給水管網(wǎng)的計(jì)算管道工程的建設(shè)投資（包括管道、閥門、附屬設(shè)施等）占整個(gè)給水系統(tǒng)總投資的60％~80%，輸配水所需的動(dòng)力費(fèi)用占給水系統(tǒng)運(yùn)行總費(fèi)用的40％~70%。計(jì)算步驟是：（1）求比流量、沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量；（2）求管段計(jì)算流量；（3）確定各管段的管徑和水頭損失；（4）進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算或技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算；（5）確定水塔高度和水泵揚(yáng)程2023/8/214二、給水管網(wǎng)的計(jì)算管道工程的建設(shè)投資2023/9/4

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節(jié)點(diǎn)：一般指不同管徑或不同材質(zhì)的管線交接點(diǎn)或兩管交點(diǎn)或集中向大用戶供水的點(diǎn)。管段：兩節(jié)點(diǎn)之間的管線。管線：管段順序連接形成管線。管網(wǎng)的環(huán)：起點(diǎn)和終點(diǎn)重合的管線?；h(huán)：不含其它環(huán)的環(huán)。大環(huán)：含有基環(huán)的環(huán)。2023/8/215節(jié)點(diǎn)：一般指不同管徑或不同材質(zhì)的管線2023/9/4

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1、比流量、沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量；長度比流量qs：為簡化計(jì)算而將除去大用戶集中流量以外的用水量均勻地分配在全部有效干管長度上，由此計(jì)算出的單位長度干管承擔(dān)的供水量，L/(s.m)。Q：管網(wǎng)最高日最高時(shí)流量，L/s；：大用戶集中用水流量量之和，L/s；：管網(wǎng)有效干管長度之和，m（兩側(cè)均不配水的不計(jì)，一側(cè)配水的計(jì)一半長度）。2023/8/2161、比流量、沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量；Q2023/9/4

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按管道長度計(jì)算的比流量不能反映供水人數(shù)和用水量的差別，可采用按面積計(jì)算比流量的方法。面積比流量qA：單位面積上的用水流量稱為面積比流量，L/(s.km2)。Q：管網(wǎng)最高日最高時(shí)流量，L/s；：大用戶集中用水流量量之和，L/s；：用水區(qū)總面積（km2）。2023/8/217按管道長度計(jì)算的比流量不能反映供水人2023/9/4

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沿線流量ql：某一管段沿途分配出去的流量總和。節(jié)點(diǎn)流量qi：從節(jié)點(diǎn)上流出的流量稱為節(jié)點(diǎn)流量，是為了計(jì)算方便將管段沿線流量進(jìn)一步簡化的結(jié)果。包括大用戶集中節(jié)點(diǎn)流量和從管段沿線流量簡化過來的沿線節(jié)點(diǎn)流量。管段沿線流量的簡化方法：將管段的沿線流量平分到管段兩端的節(jié)點(diǎn)上。A：管段擔(dān)負(fù)的供水面積，可用對角線法或角平分線劃分。2023/8/218沿線流量ql：某一管段沿途分配出去的2023/9/4

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2、管段計(jì)算流量（確定管段直徑，進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)的重要依據(jù)）樹狀管網(wǎng)：任一管段的計(jì)算流量等于其后（順?biāo)鞣较颍┧泄?jié)點(diǎn)流量之和。樹狀管網(wǎng)的管段流量具有唯一性。2023/8/2192、管段計(jì)算流量2023/9/4

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環(huán)狀管網(wǎng)：流量初步分配方案可以有無數(shù)多種。初步分配時(shí)需滿足兩個(gè)條件：（1）保證供給用戶所需的水量；（2）節(jié)點(diǎn)平衡條件（節(jié)點(diǎn)水流連續(xù)性條件）

2023/8/220環(huán)狀管網(wǎng)：流量初步分配方案可以有無數(shù)作業(yè)：如圖所示的樹狀管網(wǎng)，已知給水區(qū)的總用水量為95L/s，給水區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)3上有一公共浴室用水量為5L/s，管段長度除了管段1-2和2-3為50m外，其它均為30m。試求管段1-2的管段流量。（虛線為供水范圍線）作業(yè)：如圖所示的樹狀管網(wǎng)，已知給水區(qū)的總用水量為95L/s，2023/9/4

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3、管徑計(jì)算管道直徑、管段計(jì)算流量和水流速度之間滿足以下關(guān)系：在確定的計(jì)算流量下，管道直徑是流速的函數(shù)：2023/8/2223、管徑計(jì)算在確定的計(jì)算流量下，管道2023/9/4

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從技術(shù)上考慮，水流的最大速度應(yīng)不超過2.5～3.0m/s（防止水錘），最小速度不得小于0.6m/s（防止沉積）。從經(jīng)濟(jì)上考慮，較大的水流速度可減小管道直徑，降低工程造價(jià)；但由于水流速度大而會(huì)導(dǎo)致水頭損失增加，從而加大運(yùn)行的動(dòng)力費(fèi)用。合理的流速應(yīng)該使得在一定年限（投資償還期）內(nèi)管網(wǎng)造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用之和最小。管徑（mm）平均經(jīng)濟(jì)流速（m/s）D=100～400D≥4000.6～0.90.9～1.42023/8/223從技術(shù)上考慮，水流的最大速度應(yīng)不超過2023/9/4

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3、水頭損失的計(jì)算均勻流管段用謝才公式計(jì)算舍維列夫公式（適用于舊鑄鐵管和舊鋼管）巴甫洛夫斯基公式（適用于混凝土管、鋼筋混凝土管和渠道）海曾—威廉公式（適用于塑料管、新鑄鐵管等）4、管網(wǎng)水力計(jì)算

樹狀管網(wǎng)水力計(jì)算

環(huán)狀管網(wǎng)水力計(jì)算

要求：復(fù)習(xí)水力學(xué)相關(guān)內(nèi)容；教材例[3－1]和[3－2]。2023/8/2243、水頭損失的計(jì)算二、水管、管網(wǎng)附件1、管材我國目前給水管DN80~1000，以鑄鐵管應(yīng)用最廣；DN1000以上，以預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管較多；DN50，以鍍鋅鋼管為主。鋼管：不耐腐蝕，多在大口徑管道中應(yīng)用；預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管，能節(jié)省鋼材和能源，不易結(jié)垢，使用量大，但沒有標(biāo)準(zhǔn)管件連接；自應(yīng)力鋼筋砼管：主要用于郊區(qū)或農(nóng)村給水；塑料管：多用于200mm以下的管徑；球墨鑄鐵管：接近鋼管的強(qiáng)度，抗腐蝕能力優(yōu)于鋼管。二、水管、管網(wǎng)附件2、管材選用管徑（mm）主要管材<50硬聚乙烯等塑料管<200球墨鑄鐵管，硬聚乙烯等塑料管300~1200鋼管較理想，但價(jià)格高，規(guī)格少；球墨鑄鐵管價(jià)格便宜，不易爆管，可選；預(yù)應(yīng)力和自應(yīng)力鋼筋砼管，價(jià)格便宜，可用。覆土厚度：無冰凍，由外部荷載，水管強(qiáng)度及與其它管線交叉確定，通常不小于0.7m；冰凍區(qū)，考慮土壤冰凍線的深度，在凍土層以下。2、管材選用管徑（mm）主要管材<50硬聚乙烯等塑料管<203、管網(wǎng)附件主要包括：調(diào)節(jié)流量的閥門，提供消防用水的消火栓，控制水流方向的單向閥、排氣閥、安全閥等。（1）閥門主要管線與次要管線交接時(shí)，閥門設(shè)在次要管線上；接消火栓的管線上要安裝閥門；閥門管徑一般與水管的直徑相同，管徑較大時(shí)，閥門直徑可設(shè)為0.8倍的水管直徑。（2）單向閥一般安裝在水泵壓水管上。（3）排氣閥設(shè)在長距離輸水管的高處，閥徑為（1/8~1/12）的管徑。（4）泄水閥和排水閥安裝在管線的最低處。3、管網(wǎng)附件主要包括：調(diào)節(jié)流量的閥門，提供消防用水的消火栓，三、管網(wǎng)改造及滲漏檢測1、鄉(xiāng)鎮(zhèn)給水管網(wǎng)存在的不足（1）管材不合要求，管網(wǎng)漏失嚴(yán)重由于經(jīng)濟(jì)條件所限，許多自然材采用普通農(nóng)用灌溉塑料管，少數(shù)采用鍍鋅管，無防腐措施，長期使用破損嚴(yán)重。（2）多為樹狀管網(wǎng)，延伸較遠(yuǎn)，管徑不能滿足后期要求，造成邊遠(yuǎn)戶用不上水。（3）水質(zhì)難以保證，鄉(xiāng)鎮(zhèn)水源地大多沒有防護(hù)措施，管網(wǎng)結(jié)垢利于細(xì)菌繁殖。（4）管網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)建設(shè)初期，給水管網(wǎng)多數(shù)按近期規(guī)劃設(shè)計(jì)，沒有考慮遠(yuǎn)期發(fā)展需求，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍的擴(kuò)展，用水量成倍增加，使管網(wǎng)處于超負(fù)荷運(yùn)行中。（5）壓力不足鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)之初多為平房式住宅，而隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展，小樓房增多，加之管網(wǎng)漏失，管徑偏小，造成供水壓力不足。三、管網(wǎng)改造及滲漏檢測1、鄉(xiāng)鎮(zhèn)給水管網(wǎng)存在的不足2、管網(wǎng)改造（1）改造原則①符合鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體規(guī)劃要求，滿足中遠(yuǎn)期發(fā)展需求；②低造價(jià)原則，供水建設(shè)投資巨大，缺乏資金是制約供水建設(shè)的主要原因，為節(jié)省費(fèi)用，管網(wǎng)改造時(shí)對一些仍有使用價(jià)值的管段充分利用，預(yù)留遠(yuǎn)期工程設(shè)施接頭。（2）管網(wǎng)改造方式①對有價(jià)值的管段采取管道刮管措施，對管徑明顯不合理的管段，結(jié)垢嚴(yán)重，破損漏水管段進(jìn)行更換。②采用UPVC管替代破損管路，該種給水管是國家推廣產(chǎn)品，材質(zhì)輕，摩阻小，施工便捷，特別是小管徑價(jià)格大大低于同口徑的鍍鋅鋼管和鑄鐵管。③經(jīng)濟(jì)條件好的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，把樹狀管網(wǎng)改造成環(huán)網(wǎng)。2、管網(wǎng)改造3、滲漏檢測（1）漏損原因分析①規(guī)劃、設(shè)計(jì)方面的問題水壓增加，增加了漏損②管網(wǎng)管理上存在的問題③