给水工程规划

第二部分城市工程系统规划,第一章城市给水工程规划,一、城市给水工程规划的内容和深度（一）内容1、确定用水量标准，预测城市总用水量，进行区域水资源与用水量间的供需平衡分析；2、研究各种用户对水量和水质的要求，合理选择水源，提出水源保护及其开源节流的要求和措施；3、确定水厂位置和净化方法；确定给水系统组成；布置城市输水管道及给水管网；比较与选择给水系统方案。（二）深度1.总规中的给水工程规划（1）确定用水量标准，预测城市总用水量；平衡供需水量，选择水源，确定取水方式和位置；（2）确定给水系统形式、水厂供水能力和厂址，选择处理工艺；（3）布局输配水干管、输水管网和供水重要设施，估算干管管径；（4）确定水源地的卫生保护措施。,2、分区规划中的给水工程规划（1）估算分区用水量；进一步确定供水设施规模，确定主要设施位置和用地范围；（2）对总规给水管网的走向、位置、线路进行落实与修改、补充，估算控制管径。3、详规中的给水工程规划（1）计算用水量，提出对水质、水压的要求；布局给水设施和给水管网；（2）计算输、配水管管径，校核配水管网水量和水压；选择管材；进行造价估算。（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）,二.城市用水量预测城市用水分类；用水量标准；城市用水量预测与计算（总规、详规）；城市用水量预测方法与小结（一）城市用水分类生活用水，生产用水，市政用水，消防用水，水厂自用水和未预见水量（含管网漏失水量）1.生活用水构成：居民日常生活用水、工业企业职工生活用水、公共建筑用水。水质-应符合生活饮用水卫生标准。水压-应符合室外给水设计规范（对于最小水头，一层10m,二层12m，二层以上每增加一层加4m）。注：最小水头就是从地面算起的最小水压。,2、生产用水构成：冷却用水、生产蒸汽和用于冷凝的水、生产过程用水、食品加工用水、交通运输用水等。由于生产工艺的多样性与复杂性，生产用水对水质和水压的要求、标准不同，设计时应深入了解生产工艺过程，合理确定。3、市政用水构成：街道洒水、绿化浇水、车辆冲洗等。4、消防用水从消火栓取水（街道、室内）。消防给水设备由于使用次数少，可与城市生活饮用水给水系统结合在一起考虑。对防火要求高的场所，可设立专用的消防给水系统。5.水厂自身用水、管网漏失水量、未预见水量在计算用水量时通常用系数折算。总用水量的10-20%。,（一）用水量标准1、用水量指标概念：用水量指标是城市规划期内不同供水对象单位人口、单位用地面积或单位产值、单位产品等所采用的用水量定额，它是给水工程规划中的一项基本数据。要求：遵循国家规范、结合当地用水情况、考虑未来发展趋势。结果：不高不低、保持弹性。分类：（1）生活用水量指标；（2）公共建筑用水量指标；（3）工业企业用水量指标；（4）市政用水量指标；（5）消防用水量指标；（6）未预见用水估算。,2.生活用水量指标城市居民生活用水量标准L/(人d),人均综合生活用水量指标L/(人d),注：综合生活用水量为居民日常生活用水和公共建筑用水之和，不包括市政用水,3.公共建筑用水量指标公共建筑生活用水量指标,注：1.表中平均日和最高日包含气候因素（夏季用水多于冬季）。2.Kh是时变化系数（最高时用水量除以平均时用水量）。,4.工业企业用水量指标工业企业内职工生活用水量和淋浴用水量指标,注：淋浴人数占总人数的比例，各种工种不同。,工业生产量用水指标,注：一般情况下生产用水量应该由工业企业生产部门提供，上表仅作为缺乏具体资料时进行估算的参考。,5、市政用水量指标街道洒水量采用11.5L/(次)，洒水次数按气候条件以23次/d计。浇洒绿地用水量采用12L/(d)。6、消防用水量指标,7、未预见用水量估算根据室外给水设计规范的规定，城市未预见用水量及管网渗漏损失按最高日用水量的15%25%计算。，或按总用水量的10-20%（三）城市用水量预测与计算1.城市总规用水量预测(1)人均综合指标法（最常用方法）Q=Nqk其中：Q城市用水量（万m3/d）N规划期末城市总人口（万人）；q规划期内每万人均综合用水指标万m3/（万人d）；K规划期使用统一供水用户普及率（%）。,城市单位人口综合用水量指标万m3/（万人d）,注：1.本表指标为规划期最高日用水量指标，指标已包括管网漏失量。2.一、二、三分区见城市给水工程规划规范。,(2)单位用地指标法Q=q0FQ=qifi其中：q0单位建设用地面积总和用水量指标万m3/（km2d）F城市规划建设用地面积（km2）qi不同性质用地的用水量指标m3/（hm2d）fi不同性质用地面积（hm2）单位居住用地用水量指标万m3/（km2d）,(3)年递增率法Q=Q0(1+r)n其中：Q规划期末城市总用水量；Q0规划基准年实际城市总用水量；r规划时段内城市总用水量的平均增长率；n预测年限。(4)分类求和法Q=Qi其中：Qi城市各类用水量预测值。最基本的分类是:居民生活用水、公共建筑用水、工业企业用水、市政用水、消防用水、未预见及管网漏失用水。,(5)规划估算法（常用方法）生活用水量：规划人口用水量指标；工业生产用水量：按单位产品耗水量等指标计算；市政用水量估算：用生活与生产用水量之和乘以5%10%；公共建筑用水量：用生活与生产用水量之和乘以10%15%；未预见水量：将以上四项之和乘以10%20%；自来水厂自用水量：将以上五项之和乘以5%10%。城市总用水量即为以上六项之和城市水资源供水量应等于城市最高日用水量除以日变化系数Kd，再乘上供水天数。Kd=年最高日用水量/年平均日用水量,2.城市详规用水量预测(1)变化系数城市用水量受人们作息的影响，总在不断变化中，用水量指标作为平均值，不能作为单项工程的设计水量，因此详规需要了解用水量逐日逐时的变化，而这种变化规律通常用变化系数和时变化曲线来表示。变化系数主要是日变化系数与时变化系数。日变化系数Kd=年最高日用水量/年平均日用水量（经验值为1.11.5，小城镇适当加大）；时变化系数Kd=日最高时用水量/日平均时用水量（经验值为1.31.6，小城镇适当加大）。,用水量时变化曲线,（2）城市最高日用水量规划区最高日生活用水量（m3/d）Q1=N1q1/1000(N1为规划人口数，q1为最高日用水量标准)公共建筑生活用水量（m3/d）Q2=(N2q2/1000)(N2为某类公建生活用水单位的数量，q2为某类公建生活用水量标准)工业企业职工日生活用水量（m3/d）Q3=（nN3q3/1000）(n为每日班制，N3为每班职工数，q3为工业企业生活用水量标准L/(人班)）工业企业职工每日淋浴用水量（m3/d）Q4=(nN4q4/1000)(N4为每班职工淋浴人数，q4工业企业职工淋浴用水量标准L/(人班)工业企业生产用水量（m3/d）Q5同时使用的给累工业企业或车间生产用水量之和,市政用水量（m3/d）Q6=(n6S6q6/1000)+(S6q6/1000)(q6、q6分别为街道洒水和绿地浇水用水量标准L/(次)和L/(d)，s6、s6分别为街道洒水面积和绿地浇水面积()，n6每日街道洒水次数)未预见水量包括管网漏失水量，城市按15%25%计算。最高日用水量为Q=K(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)K为未预见水量系数，采用1.11.2。,最高日平均时用水量：Qc=(1.051.1)Q/24(m3/h)1.05-1.1是考虑水厂自身用水和消防补充水量之后的校核系数。取水构筑物的设计取水量和水厂的设计水量：Qp=(1.051.1)Q/24(m3/h)1.051.1是考虑水厂自身用水和消防补充水量之后的校核系数。最高日最高时用水量为Qmax=KhQ/24(m3/h)Kh为城市用水量时变化系数。,（四）城市用水量预测方法小结1.总规用水量预测总结（1）找指标（最好是能找到总指标，人口或用地都可以）。（2）指标规划期末人口。（3）若是分项指标，就把分项用水量分别求出，再相加（分项一般包括居民生活用水、公共建筑用水、工业企业用水、市政用水、消防用水、未预见及管网漏失用水）。（4）确定水资源供给规模时，要把最高日指标换算成平均日指标后再乘以天数（365）。2.详规用水量预测总结（1）把分项用水量分别求出，再相加。（分项一般包括居民生活用水、公共建筑用水、工业企业用水、市政用水、消防用水、未预见及管网漏失用水）（2）详规要指导取水工程、水厂与管网系统的规划设计，因此需要在平均值的基础上考虑用水逐日和逐时的变化。,三、城市给水水源规划（一）城市水源种类的确定（二）城市水平衡（对水量的要求）（三）城市水质标准（四）城市供水安全保障（五）城市水源保护（六）城市水源规划思路（七）解决城市缺水的规划对策,（一）城市水源种类的确定,地下水地下水是指存在于地面以下的岩石或土地空隙中的水，如井水，其中渗入水为其最主要来源，根据埋藏条件，分为上层滞水、潜水、承压水。最上层隔水层之上的为潜水，主要来源于地表渗透；潜水层之上为包气带，其中的少量地下水为上层滞水；两个隔水层之间的水为承压水。,（二）城市水平衡也称水量平衡,是指在一个用水系统内,输入水量之和等于输出水量之和。对于城市而言，平衡的双方就是城市水资源可利用量和预测用水量。（三）城市水质标准1、城市有多种天然水源时，首先考虑将水质较好，净化简易的水源作为给水水源或考虑多水源分质供水。2、生活饮用水水质分两级，其质量应符合生活饮用水水源水质标准。（1）一级水源：水质良好，简易处理即可使用。（2）二级水源：受轻度污染，常规净化处理后可使用。（3）工业企业用水符合工业企业设计卫生标准。,（四）城市供水安全保障1、地表水源地应位于水体功能区划规定的取水地段或水质符合相应标准的河段，饮水水源地应选在城市和工业区的上游。地下水水源应设在不易受污染的富水地段。2、有多水源时，可首先考虑地下水，然后是泉水、河湖水。3、布局紧凑。地形较好的城市可选择一个或多个水源集中供水，尽量采用重力输配水系统。地形复杂的城市应采用分区供水或分区供水与集中供水相结合的形式。4、取水、输水设施设置方便，施工、运转、管理维护安全经济。5、取水构筑物应设在河岸及河床稳定的地段，避开易于发生滑坡、泥石流、塌陷等不良地区及洪水淹没和低洼内涝地区。6、大中城市考虑多水源分区供水，小城市也应有远期备用水源。无多水源时，设置两个以上的取水口。,（五）城市水源保护了更好地保护水环境，应根据不同水质的使用功能划分水体功能区，从而实施不同的水污染控制标准和控制指标；即水功能区划。城市必须结合水体功能区进行城市布局。有关法规对给水水源的卫生防护提出了具体要求。（六）城市水源规划思路1、在区域内优化供水系统。2、对水资源的可靠性进行详细勘察研究，考虑水质、水量可能发生的变化。3、分析水资源“门槛”对城市发展的限制，主要是城市规模。4、城市产业结构与城市布局要与水资源条件相适应。5、对有限的水资源进行合理分配（上、下游关系，经济、社会发展差异，优先满足生活用水）。6、认真分析城市缺水原因，走内涵发展之路。7、城市水源规划应有长远考虑。,（七）解决城市缺水的规划对策1、尽可能利用当地水源优势。2、当地水资源枯竭或受到污染无法使用时，考虑远距离饮水或跨流域调水，如南水北调。3、城镇密集地区采用区域整体供水。4、加强污水的处理回用，如中水系统。5、海水淡化与直接应用。6、缺水地区建设雨水水库和雨水贮留系统，蓄积雨、洪水作为城市水源。7、分质供水。,四.城市给水工程设施规划城市给水工程系统组成与功能，城市给水工程系统布置形式,取水工程设施规划，给水处理工程设施规划（一）城市给水工程系统组成与功能1.组成（1）取水工程水源、取水点、取水构筑物、提升原水至水厂的一级泵站（2）净水工程水处理构筑物或设备（包括水厂、清水池）、输送净水的二级泵站。（3）输配水工程输水管道、供配水管网以及调节水量、水压的高压水池、水塔、清水增压泵站等设施。,2.功能（1）取水工程从选定水源取水，并输往水厂。（2）净水工程净化原水，并将净水送至二级泵站。（3）输配水工程输水工程负责输送原水、净水（管道），中途加压（泵站）等；配水工程由配水厂调节加压，配水管网及附属构筑物（如水塔）为用户送水。,（二）城市给水工程系统布置形式1.布置形式（1）统一给水系统生活饮用水、工业用水、消防用水都按生活饮用水水质标准，由统一的给水管网供给用户。适用于：新建中、小城镇，工业区，开发区及用户较为集中，不需要长距离转输水量，各用户对水质、水压要求相差不大，地形起伏变化较小和建筑层数差异不大的城市。（2）分质给水系统取水构筑物从水源地取水，经过不同的净化过程，用不同的管道，分别将不同水质的水供给用户。适用于：城市或工业区中低质水占比重较大时。优、劣势分析：处理构筑物的容积较小，投资不多，可节约大量药剂费和动力费，但管道系统增多，管理较复杂。,（3）分区给水系统将城市的整个给水系统按其布局特点，结合地形分成若干子系统；每一系统中有它自己的泵站、管网、水塔和服务区域。适用于：城市用水量较大，城市面积广阔或延伸很长，或城市被自然地形分成若干部分，或功能分区比较明确的大、中城市。,（4）分压给水系统由两个或两个以上水源向不同高程地区供水。适用于：水源较多的山区或丘陵地区的城市或工业区。优、劣势分析：减少动力费用，降低管网压力，减少高压管道和设备用量，供水较安全，并可分期建设。缺点是管理人员及管理设备增多。（5）复用给水系统对于某些工业企业排除的相对洁净的生产废水，经过简易处理或不经处理，可以用作对水质要求较低的工业生产重复使用。城市节约用水的有效途径之一。（6）循环给水系统某些工业废水不排入水体，而是经冷却、降温或其他处理后又循环用于生产。城市节约用水的有效途径之一。,（7）多水源给水系统用于单个水源无法满足城市发展的用水需要之时，或为了提高城市用水保证率。（8）区域给水系统在一系列城市或工业区的上游，统一取水，分配给沿河各城市或工业区使用。,（三）取水工程设施规划1.地下水取水构筑物（1）选址：取水点要水质好、水量足，设在补给条件好、渗透性强、卫生环境良好的地段。取水点的布置与给水系统总体布局相统一，力求降低能耗与造价。取水点有良好的水文地质、卫生防护条件，便于施工管理。取水点应在城镇和工矿企业的地下径流上游，取水井尽可能垂直于地下水流向布置。尽可能靠近主要用水区。（2）形式：地下水取水构筑物的形式根据含水层的埋藏深度、含水层厚度、水文地质特征和施工条件，通过技术经济比较后确定，常用的形式是管井和大口井。,2.地表水取水构筑物（1）选址：设在水量足水质好的地点，宜位于城市和工业的上游清洁河段，避开河流中回流区和死水区。河段中的位置选择（保证水深、凹岸、窄段、避开河口与汇入口）。保证良好的地质、地形及施工条件。与城规和工业布局相适应，尽可能靠近主要用水地区，减少投资，输水管尽量少穿越天然及人工障碍物。与河流综合利用相适应，不妨碍航运、排洪等要求。设计最高水位按100年一遇频率计算。(2)形式：分为固定式和活动式，选择时在保证取水安全的前提下，根据取水量和水质要求，结合地形、水文、施工条件等，经由技术经济比较确定。,(四)给水处理工程设施规划1.水厂选址与用地要求(1)厂址选在工程地质条件好、无洪水威胁、地下水位低、地基承载力大的地方。(2)交通方便、输配电线路短的地段。(3)水厂远离城市时，分开设置水源厂和净水厂。(4)有条件的地方尽量用重力输水。(5)水厂尽可能接近用水区，特别是最大用水区。有时也可将水厂设在取水构筑物附近，在靠近用水区另设配水厂。(6)水厂应位于河道主流的城市上游，取水口应在居住区和工业区排水口上游，不受洪水威胁。取用地下水的水厂，可设在井群附近，也可分开设置。2.自来水厂系统布置由于从城市水源获取的原水水质各异，必须根据城市用水对水质的要求来选择净水工艺流程。不同的工艺流程，其系统布置和适用条件也不相同。,3.水厂用地指标不同规模水厂的用地指标，根据室外给水排水工程技术经济指标和城市给水工程规划规范确定。4.水质标准生活饮用水应符合生活饮用水用水标准。各工业企业对水质有不同要求，即使同一企业，不同生产过程对水质要求也不相同。,五.城市给水管网规划基本要求,管网构成,布置原则,布置形式,流量与管径（一）基本要求1.全覆盖，保证水量和水压。要求一定的自由水头（配水管中的压力高出地面的水柱高度）：一层10m，二层12m,三层以上每加一层增加4m,高层建筑自行解决。管网起点所需的水压必须满足管网控制点的自由水头。控制点为管网内供水最不利点（距离和高程）。2.正常工作或局部管网发生故障时，供水不中断。3.定线时选用短捷的线路，便于施工和管理。（二）管网构成1.输水管为由水源到水厂及由水厂到配水管的管道，一般不装接用户水管。2.配水管把水送至各用户的管道，通常所说的“给水管网”就是城区的配水管网。配水管根据作用和大小分为干管、分配管和接户管。,（三）布置原则1.输水管布置原则（1）输水管不少于两根（之间设连接管），一根坏了，另一根管线的给水量不小于正常给水量的70%；（2）根据总规，结合地形，进行技术经济比较，最终