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1、给水管网管径、水力计算,给水管网管径计算,基本公式,沿线流量：供给管段两侧用户所需流量。传输流量：给水管中流向下一管段，没有在本管段被用户取用的流量。集中流量：给水管网中用大用户的用水量,比流量：将扣除了集中流量后的用水量，均匀分布在干管（用水面积）上，所得到的单位长度（面积）上的流量，分别称为长度比流量和面积比流量。,为简化计算，假定用水量均匀分布，并且用户从管道节点处取水。,管段中的流量为Qqt+1/2qL,节点流量：由沿线流量计算得出的，假定从节点被用户从管段取用的水流量。,集中于节点的流量为该相连的所有管段的沿线流量的总和的一半，并考虑加上集中流量。,qL1,qL2,qL3,qL4,q
2、n,把沿线流量转换为节点流量后，每条管段所通过的流量，即为其计算流量。对于树状管网，管段上的流量为其后所有节点流量与集中流量的和。,1,2,0,q3,q6,q2,q4,q1,q5,Q12=q2+q3+q4Q01=q1+q2+q3+q4+q5+q6,流速的确定,管中流速越小，则管径越大（建设费用高），管中水头损失越小，水泵扬程与耗电越小（运行费用低）；管中流速越大，则管径越小建设费用高），管中水头损失越大，水泵扬程与耗电越大（运行费用低）。,总费用G+ty,t年的运行费用ty,建造费用费用G,流速v,经济流速ve,费用,在确定了流速之后，即可由下式计算出管径,几何高差,给水系统的水压关系,泵扬程
3、,自由水压,管道埋深,0,0,总水头,基准线,用户接水处,地面,水头损失,水泵扬程中包括管道 水头损失、用户自由 水压和几何高差,管道(管网),水力计算,我国关于给水管网中水头的相关规定：城市给水工程规划规定 GB50282-984.0.5.城市配水管网的供水水压宜满足用户接管点处服务水头28米的要求。室外给水设计规范第2.0.3.条 当按建筑层数确定生活饮用水管网上的最小服务水头时：一层为10米，二层为12米，二层以上每增高一层增加4米。,管段沿程水头损失,无水塔的管网,二级泵站扬程为：,网前水塔的管网,水塔底高为,二级泵站扬程为：,给水管材和附属设施,给水管材 给水管网属于城市地下永久性隐
4、蔽工程设施,要求有很高的安全可靠性。给水管网是由众多水管联接而成,水管为工厂现成品,运到施工现场后进行埋管和接头。水管性能要求有承受内外荷载的强度,一定的水密性,内壁光滑,寿命长,价格便宜,运输安装方便,并有一定抗侵蚀性,目前常用的给水管材有下列几种:,灰铸铁管 灰铸铁管具有经久耐用、耐腐蚀性强、使用寿命长的优点,但质地较脆,不耐振动和弯折,重量大。灰铸铁管是以往使用最广的管材,主要用在 DN801000 的地方。球墨铸铁管 球墨铸铁管强度高,耐腐蚀,使用寿命长,安装施工方便,能适用于各种场合,如高压、重载、地基不良、振动等条件,并较适合于大、中口径管道。,钢管 钢管有较好的机械强度,耐高压,
5、耐振动,重量较轻,单管长度大,接口方便,有强的适应性,但耐腐蚀性差,防腐造价高。钢筋混凝土管 钢筋混凝土管防腐能力强,不需任何防腐处理,有较好的抗渗性和耐久性,但水管重量大、质地脆、装卸和搬运不便。,塑料管 塑料管表面光滑,不易结垢,水头损失小,耐腐蚀,重量轻,加工连接方便,但管材强度低、性质脆、抗外压和冲击性差。多用于小口径,如城市住宅主要主管安装,不宜埋在城市车行道 下。玻璃钢管 玻璃钢管重量轻、运输安装方便、内阻小、耐腐蚀性强,使用寿命可达 50 年以上。但价格高、刚度差。,泵站,水泵是输送和提升水流的机械,在给水系统中必须利用水泵来提升水量,满足使用要求。水泵一般布置在泵站内。按照泵站
6、在给水系统中所起的作用,可分为如下:一级泵站 水源 净水厂二级泵站 水厂轻水池 给水管网 加压泵站 管网 管网调节泵房 调节水池 管网,水塔 高地水池,水塔和高地水池是给水系统中调节流量和保证水压的构筑物 用水低峰时 管网 水塔、水池 用水高峰时 水塔、水池 管网,水塔,水塔可根据在管网中的位置，分为网前水塔、网中水塔和对置水塔 水塔多用于城镇和工业企业的小型水厂，以保证水量和水压，其调节容量较小，在大中城市一般不用。,水池,在一二级泵站间建清水池，目的在于调节一二级泵站流量的相差。有高地可以利用时，设高地水池，具有保证水压的作用。大、中、小水厂都应设清水池，以调节水量变化，并贮存消防用水。,
7、管网附属设施,阀门井 阀门是用来调节管线中的流量或水压。一般把阀门放阀门井内，井口一般700mm。排气阀和排气阀井 排气阀装在管线的高起部位，用以在投产、平时或检修后排出管内空气。排水阀和排水阀井 为排除管道中沉淀物检修时放空存水,设在管线最低处,消火栓 分地上式和地下式,地下式适于气温 较低的地区,一般安装在阀门井内。室外消火栓间距在 120m 以内,连接消火栓的管道直径应 大于 100m,在消火栓连接管上应有阀门。消火栓应设在交叉路口的人行道上,距建筑物在 5m 以上,距离车行道也不大于 2m,使消防车易于驶近。,给水管网的敷设,水管管顶以上的覆土深度 不冰冻地区 金属管道一般不小于 0.
8、7m,非金属管道不小于 1.0m1.2m。冰冻地面 管底在冰冻线以下的深度如下:管径 d=300600mm 时为 0.75d,d 600mm 时,为 0.5d。天津 埋深为 0.8m1.2m。哈尔滨冻土深度在 1.8m 左右,埋深在 2.0m 2.5m 以下。黑龙江北部冻土在 2.0m 以下,埋深有的达 3m4m。,与其它管线和构筑物的位置关系,给水管道相互交叉时,其净距不应小于 0.15m。与污水管相平行时,间距取 1.5m。生活饮用水给水管道与污水管道或输送有毒液体管道交叉时,给水管道应敷设在上面,且不应有接口重叠;当给水管敷设在下面时,应采用钢管或钢套管。,给水管线穿越铁路和公路时,一般
9、均在路基下垂直方向穿越,也可根据具体情况架空穿越。,管线穿越河川山谷时,可利用现有桥梁架设水管,或敷设倒虹管,或建造水管桥,城市给水工程系统规划的主要任务,根据城市和区域水资源的状况,最大限度地保护和合理利用水资源,合理选择水源,进行城市水源规划和水资源利用平衡工作；确定城市自来水厂等给水设施的规模、容量;科学布局给水设施和各级给水管网系统,满足用户对水质、水量、水压等要求；制定水源和 水资源的保护措施。,城市给水工程系统规划的工作程序,城市给水工程系统规划内容的深度,总体规划阶段内容深度主要内容(1)确定用水量标准,预测城市总用水量;(2)平衡供需水量,选择水源,确定取水方式和位置;(3)确
10、定给水系统的形式、水厂供水能力和厂址,选择处理工艺;(4)布局输配水干管、输水管网和供水重要设施,估算干管管径(5)确定水源地卫生防护措施。图纸（1）城市给水系统现状图。（2）城市给水系统规划图。,分区规划阶段内容深度主要内容(1)估算分区用水量;(2)进一步确定供水设施规模,确定主要设施位置和用地范围;(3)对总体规划中供水管渠的走向、位置、线路,进行落实或修正补充,估算控制管径。图纸(1)分区给水系统现状图;(2)分区给水系统规划图;(3)必要的附图。,详细规划阶段主要内容(l)计算用水量,提出对水质、水压的要求(2)布局给水设施和给水管网;(3)计算输配水管渠管径,校核配水管网水量及水压
11、;若需要时，还需进行选择管材，造价估算。图纸(1)给水系统规划图。图中标明给水设施位置、规模、用地,给水管道的平面位置、管径、主要控制点标高。(2)必要的附图。,城市工程系统规划基础资料,自然环境资料 气象、水文、地质资料城市基本情况 现状经济、人口、用地、城市布局、城市环境资料 城市规划资料 城市性质、人口规模和分布、用地布局、道路网和各类设施规划分布状况 分区或详规地块相应资料,城市给水工程资料,1.城市水源资料(1)城市水资源分布图,城市水资源分布状况,可利用的地下水、地表水资源量与开发条件。(2)城市及周围的水库设计容量、死库容量、总蓄水量。(3)城市现有的引水工程分布、规模、运行状况
12、。(4)城市取水口的位置、取水条件、原水水质状况。,2.城市现状供水设施资料(1)城市给水系统现状图、分区或详细规划范围的给水设施、管线现状图。(2)城市现有自来水厂的分布、规模、制水能力、供水能力、供水压力、运行情况。(3)现有给水管网分布、走向、管径、管材,管网水质、运行情况。(4)现状供水水质状况。饮用水(蒸馆水、纯水、矿泉水)制造、使用及销售情况。(5)现状企业自备水源数量、分布、规模及使用情况。,3.现状供水资料(1)城市现状总用水量、各类用水量,城市历年用水量增长情况。(2)城市现状供水普及率、用水重复利用率及分质供水情况。(3)城市现状供水水价及节约用水情况。(4)城市用水保证率及不均匀情况。,
