第二章 给水排水管道系统规划与布置(2015) (1).pptx

1、水危机是我过社会经济发展的主要制约因素,人口增长，工农业迅速发展，导致用水危机 水危机表现为：水资源短缺，水环境污染 我国人均水资源为世界平均值1/4 我国目前城市污水处理率仅为35%，工业废水达标率不足50% 城市省会饮用水水源90%受到污染,2,给排水系统的功能,给排水系统功能关系示意图,5,直排合流制 截流合流制 完全合流制,6,不完全分流 完全分流 半分流,7,第2章 给水排水管网工程规划,9,10,给水排水系统规划是城市总体规划工作的重要组成部分，必须与城市总体规划相协调。,2.1 规划原则和工作程序,11,12,13,汉莫拉比法典,汉穆拉比法典（The Code of Hammur

2、abi）是古巴比伦国王汉谟拉比（约公元前1792一前1750年在位）颁布的法律汇编，是最具代表性的楔形文字法典，也是迄今世界上最早的一部完整保存下来的成文法典（其实早在它260多年前亚伯拉罕已经有法律意识）。汉谟拉比法典原文刻在一段高2.25米，上周长1.65米，底部周长1.90米的黑色玄武岩石柱上，故又名“石柱法”。,14,关于给水排水的法典条文 53. If any one be too lazy to keep his dam in proper condition, and does not so keep it; if then the dam break and all the f

3、ields be flooded, then shall he in whose dam the break occurred be sold for money, and the money shall replace the corn which he has caused to be ruined. 55. If any one open his ditches to water his crop, but is careless, and the water flood the field of his neighbor, then he shall pay his neighbor

4、corn for his loss. 56. If a man let in the water, and the water overflow the plantation of his neighbor, he shall pay ten gur of corn for every ten gan of land.,15,现藏于法国巴黎卢浮宫博物馆,第53款，任何人如懒于使其维护的堤坝处于最佳状态，必须令其改正，如造成溃决而田地受淹，则将其财产卖掉卖的钱应作为抵偿粮食损失之用。 第55款任何人如开挖渠道灌溉田地时粗心大意而使邻居的田地受淹时，则应以粮食补偿邻居的损失。 第56款如有人放水淹

5、没邻家土地则每淹没10gan地，赔偿粮食10 gan,16,2.1.2 规划工作程序 （1）明确规划任务，确定规划编制依据 （2）收集资料，现场勘察 （3）确定用水定额，估算用水量和排水量 （4）制定工程规划方案 （5）根据规划期限，提出分期实施规划的步骤和措施 （6） 编制规划文件，绘制规划图纸，完成规划成果文本,国家和地方的相关法律政策和法规,“城乡规划法”；“环境保护法”； “水污染防治法”；“海洋环境保护法”； “水法”； “城市供水条例”；“城市排水条例”； “饮用水水源保护区污染防治管理规定”； “城市地下水开发利用保护管理规定”； “生活饮用水水源水质标准”； “生活饮用水卫生标

6、准”； “防洪标准”； 工程设计规范、设计标准。,17,18,2.2 城市用水量预测计算 是决定水资源使用量、建设规模、投资额的依据 包括： 城市给水工程统一供给的部分 城市给水工程统一供给以外的所有用水量的总和,19,2.2.1 用水量及其变化 一、 用水量的表示 （1）城市用水量包括： 1) 综合生活用水量，包括居民生活用水和公共设施用水 2) 工业企业生产用水量和工作人员生活用水量 3) 消防用水量 4) 市政用水量，主要指浇洒道路和绿地用水量 5) 未预见水量及给水管网漏失水量。,20,（2）表示方法 1) 最高日用水量Qd：用水量最多一年内，用水量最多一天的用水量。m3/d 2) 最

7、高日平均时用水量Qd/24，m3/h 3)平均日用水量Qad：用水量最多一年内平均每天的用水量 4) 最高时用水量Qh：用水量最多一年内，用水量最多 一天中，用水量最大的一小时的用水量。,21,（2）用水量变化曲线 表示一天24小时的变化情况,二、 用水量变化的表示 （1）用水量变化系数 1) 日变化系数Kd 一般日变化系数Kd 为1.12.0 2) 时变化系数Kh,22,2.2.2 城市用水量预测计算 （1） 分类估算法 按照用水的性质分类（生活、生产等）确定用水量标准确定各自用水量总用水量 用于设计阶段 （2） 单位面积法 根据城市用水区域面积 估算用水量104m3/km2 d （3） 人

8、均综合指标法,分类估算法,人均综合指标法,24,25,（4）年递增率法（指数曲线的外推模型）,例,某城市2000年的用水量是1623.6万立方米，按2.1%的增长率计算，到2015年用水量会达到多少？,26,（5）Historical demand forecasting,Historical/current per person water demand (l/p-d) Historical growth in demand Forecast water demand by multiplying the per person demand by projected population I

9、t is a quick and easy method Limitations Only projecting current/past situation which may have been affected by other factors such as climate Does not account for changes in consumption Changes in use e.g. showers, flush toilets, washing m/cs Changes in technology and efficiencies,Inaccuracies of hi

10、storical demand forecasting, example from Sydney,29,（5）线性回归法（一元线性回归模型）,（6）生长曲线法,例,某城市2000-2006年的用水量如下表所示，试建立线性回归方程,30,31,2.3 给水管网系统规划布置,231 给水管网布置原则与形式,1给水管网布置原则 （1）按照城市总体规划，结合实际布置 （2）主次明确 （3）尽量缩短管线长度 （4）协调好与其他管道关系 （5）保证供水安全可靠 （6）尽量减少拆迁，少占农田 （7）施工、运行和维护方便 （8）远近期结合，留有发展余地,给水管网的布置应满足一下要求,按照城市规划平面图布置管网

11、，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； 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； 管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压； 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。,管网布置形式,34,古代巴勒斯坦城市输水管渠设计,城市建在山上，供水靠山下的河流 敌人战争时很容易切断城市的水源供应。 Hezekiah王修建了引水隧洞，一端与河流秘密相通，一端在城内，入口处事一个带有阶梯的竖井。,35,Hezekiahs Tunnel,在公元前八世纪建造的希西家水道（Hezekiahs Tunnel）：为了防备亚述王西拿基立的入侵，

12、希西家作好准备功夫，加强耶路撒冷的防御设备，在防御工程中最著名的就是他命令工程师修筑水道，将基训泉的水引入城中。水道全长 534米，平均高度由六尺，穿过坚石，出口在旧城的东南角，后来称为西罗亚水池的地方,36,37,2给水管网布置基本形式,（1）树状网：,特点： 管线长度短，构造 简单，投资省 安全可靠性差 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。,38,（2）环状网：,特点： 管线长度长，投资大 安全可靠性好 水力条件较好，不易 产生“死水区”，水锤 危害轻。,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。,2

13、32 输水管渠定线,39,1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,2原则 （1）尽量缩短管线长度，减少拆迁，少占农田 （2）选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以利施工和检修 （3）减少与铁路、公路和河流的交叉 （4）避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没冲刷地区,40,3输水方式,输水管渠,输水管渠,输水管渠,输水管渠定线,有地形图时 应先在图上初步选定几种可能的定线方案，然后到现场沿线踏勘了解，从投资、施工、管理等方面，对各种方案进行技术经济比较后再作决定。 缺乏地形图 需在踏勘选线的基础上，进行地

14、形测量，绘出地形图，然后在图上确定管线位置。,输水管渠定线,输水管渠定线原则： 必须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。,输水管渠定线,当输水管渠定线时，经常会遇到山嘴、山谷、山岳等障碍物以及穿越河流和干沟等。这时应考虑： 在山嘴地段是绕过山嘴还是开凿山嘴； 在山谷地段是延长路线通过还是用倒虹管； 遇独山时是从远处统过还是开凿隧洞通过； 穿越河

15、流或干沟时是用过河管还是倒虹管等。,输水管渠定线,路线选定后，接下来要考虑采用单管渠输水还是双管渠输水，管线上应布置哪些附属构筑物，以及输水管的排气和检修放空等问题。 为保证安全供水，可以用一条输水管渠而在用水区附近建造水池进行流量调节，或者采用两条输水管渠。 输水管渠条数主要根据输水量、事故时需保证的用水量、输水管渠长度、当地有无其他水源和用水量增长情况而定。 供水不许间断时，输水管渠一般不宜少于两条。 当输水量小、输水管长、或有其他水源可以利用时，可考虑单管渠输水另加调节水池的方案。,输水管渠定线,输水管渠的输水方式： 第一类是水源低于给水区，例如取用江河水时。需要采用泵站加压输水，根据地

16、形高差、管线长度和水管承压能力等情况、有时需在输水途中再设置加压泵站； 第二类是水源位置高于给水区，例如取用蓄水库水时，有可能采用重力管渠输水。 根据水源和给水区的地形高差及地形变化，输水管渠可以是重力式或压力式。 远距离输水时，地形往往有起有伏，采用压力式的较多。,输水管渠定线,远距离输水时，一般情况往往是加压和重力输水两者的结合形式。 有时虽然水源低于给水区，但个别地段也可借重力自流输水； 水源高于给水区时，个别地段也有可能采用加压输水。,输水管渠定线,为避免输水管渠局部损坏时，输水量降低过多，可在平行的2条或3条输水管渠之间设置连接管，并装置必要的阀门，以缩小事故检修时的断水范围。 输水

17、管的最小坡度应大于1：5D，D为管径，以mm计。输水管线坡度小于1：1000时，应每隔0.51km装置排气阀。 即使在平坦地区，埋管时也应人为地做成上升和下降的坡度，以便在管坡顶点设排气阀，管坡低处设泄水阀。 排气阀一般以每公里设一个为宜，在管线起伏处应适当增设。 管线埋设应按当地条件决定，在严寒地区敷设的管线应注意防止冰冻。,输水管渠定线,52,2. 3. 3 给水管网定线,（1）内容： 包括干管和连接管（干管之间），不包括从干管到用户的分配管和进户管。,53,（2）管网定线要点, 以满足供水要求为前提，尽可能缩短管线长度； 干管延伸方向与管网的主导流向一致，主要取决于 二级泵站到大用水户、

18、水塔的水流方向, 沿管网的主导流向布置一条或数条干管 干管应从两侧用水量大的街道下经过（双侧配水）， 减少单侧配水的管线长度；, 干管之间的间距根据街区情况，宜控制在500800m左右，连接管间距宜控制在8001000m左右；,54,1）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。 2）进户管：一般设一条，重要建筑设两条，从不同方向引入。,（3）分配管、进户管, 干管一般沿城市规划道路定线，尽量避免在高级路面 或重要道路下通过； 管线在街道下的平面和高程位置

19、，应符合城镇或厂区 管道的综合设计要求。,55,24 排水管网系统规划布置 241 排水管网布置原则与形式 1排水管网布置原则 （1）按照城市总体规划，结合实际布置 （2）先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管 网，按从主干管到干管到支管的顺序进行布置； （3）充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并 使管线最短和埋深最小； （4）协调好与其他管道关系 （5）施工、运行和维护方便 （6）远近期结合，留有发展余地,56,2排水管网布置形式,排水管网一般布置成树状网，根据地形、竖向规划、污水厂的位置、土壤条件、河流情况以及污水种类和污染程度等分为多种形式，以地形为主要考虑因素的布置形式有以下几

20、种：,57,正交式： 在地势向水体适当倾斜的地区，各排水流域的干管可以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置。,特点： 干管长度短，管径小，较经济，污水排出也迅速。由于污水未经处理就直接排放，会使水体遭受严重污染，影响环境。 适用：雨水排水系统。,58,截流式： 沿河岸再敷设主干管，并将各干管的污水截流送至污水厂，是正交式发展的结果。,特点：减轻水体污染，保护环境。 适用：分流制污水排水系统。,59,（3）平行式： 在地势向河流方向有较大倾斜的地区，可使干管与等高线及河道基本上平行，主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。,特点：保证干管较好的水力条件，避免因干管坡度过大以至于管内流速过大，使管道受到

21、严重冲刷或跌水井过多。 适用：地形坡度大的地区。,60,分区式： 在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流至污水厂时采用。分别在高地区和低地区敷设独立的管道系统。高地区的污水靠重力流直接流入污水厂，而低地区的污水用水泵抽送至高地区干管或污水厂。,优点：能充分利用地形排水，节省电力。 适用：个别阶梯地形或起伏很大的地区。,61,分散式： 当城镇中央部分地势高，且向周围倾斜，四周又有多处排水出路时，各排水流域的干管常采用辐射状布置，各排水流域具有独立的排水系统。,特点： 干管长度短，管径小，管道埋深浅，便于污水灌溉等，但污水厂和泵站（如需设置时）的数量将增多。适用：在地势平坦的大城市,62,(

22、6) 环绕式： 可沿四周布置主干管，将各干管的污水截流送往污水厂集中处理，这样就由分散式发展成环绕式布置。,特点：污水厂和泵站（如需设置时）的数量少。基建投资和运行管理费用小。,242 污水管网布置,63,主要内容包括： 确定排水区界，划分排水流域； 选定污水厂和出水口的位置； 进行污水管道系统的定线； 确定需要抽升区域的泵站位置； 确定管道在街道上的位置等。 一般按主干管、干管、支管的顺序进行布置。,64,1确定排水区界、划分排水流域,排水区界是污水排水系统设置的界限。它是根据城市规划的设计规模确定的。 在排水区界内，一般根据地形划分为若干个排水流域。,（1）在丘陵和地形起伏的地区：流域的分

23、界线与地形的 分水线基本一致，由分水线所围成的地区即为一个 排水流域。 （2）在地形平坦无明显分水线的地区：可按面积的大小 划分，使各流域的管道系统合理分担排水面积，并 使干管在最大合理埋深的情况下，各流域的绝大部 分污水能自流排出。,65,每一个排水流域内，可布置若干条干管，根据流域地势标明水流方向和污水需要抽升的地区。,2选定污水厂和出水口位置,现代化的城市，需将各排水流域的污水通过主干管输送到污水厂，经处理后再排放，以保护受纳水体。在污水管道系统的布置时，应遵循如下原则选定污水厂和出水口的位置。,（1）出水口应位于城市河流下游。当城市采用地表水源 时，应位于取水构筑物下游，并保持100

24、m以上的 距离。 （2）出水口不应设在回水区，以防止回水污染。 （3）污水厂要位于河流下游，并与出水口尽量靠近，以 减少排放渠道的长度。,66,（4）污水厂应设在城市夏季主导风向的下风向，并与城 市、工矿企业和农村居民点保持300 m以上的卫生防 护距离。 （5）污水厂应设在地质条件较好，不受雨洪水威胁的地 方，并有扩建的余地。,3污水管道定线,在城市规划平面图上确定污水管道的位置和走向，称为污水管道系统的定线。 主要原则：采用重力流排除污水和雨水，尽可能在管线最 短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能 自流排出。 影响因素：城市地形、竖向规划、排水体制、污水厂和出水口位置、水文地质、道路宽

25、度、大出水户位置等。,67,（1）主干管 地形平坦或略有坡度，主干管一般平行于等高线 布置，在地势较低处，沿河岸边敷设，以便于收 集干管来水。 地形较陡，主干管可与等高线垂直，这样布置主 干管坡度较大，但可设置数量不多的跌水井，使 干管的水力条件改善，避免受到严重冲刷。 避开地质条件差的地区,68,（2）干管 尽量设在地势较低处，以便支管顺坡排水； 地形平坦或略有坡度，干管与等高线垂直（减小埋 深） 地形较陡，干管与等高线平行（减少跌水井数量） 一般沿城市街道布置。通常设置在污水量较大、地 下管线较少、地势较低一侧的人行道、绿化带或慢 车道下，并与街道平行。当街道宽度40m，可考虑 在街两侧设

26、两条污水管，以减少连接支管的长度和 数量。,69,（3）支管 取决于地形和街坊建筑特征，并应便于用户接管排水。布置形式有：,1）低边式： 当街坊面积较小而街坊内污水又采用集中出水方式时，支管敷设在服务街坊较低侧的街道下。,70,2）周边式（围坊式）,3）穿坊式 当街坊或小区已按规划确定，其内部的污水管网已按建筑物需要设计，组成一个系统时，可将该系统穿过其它街坊，并与所穿街坊的污水管网相连。,当街坊面积较大且地势平坦时，宜在街坊四周的街道下敷设支管。,71,4泵站位置,（1）中途泵站：当管道的埋深超过最大允许埋深时， 应设置泵站以提高下游管道的管位； （干管或主干管中途） （2）局部泵站：地形复

27、杂的城市，往往需要将地势较 低处的污水抽升至地势较高地区的污 水管道中；（局部低洼地区） （3）总泵站（或终点泵站）：污水管道系统终点的埋深一般都很大，而污水厂的第一个处理构筑物一般埋深较浅，或设在地面以上，这就需要将管道系统输送来的污水抽升到第一个处理构筑物中。（污水厂起端）,72,泵站设置的具体位置，应综合考虑环境卫生、地质、电源和施工条件等因素，并征得规划、环保、城建部门的同意。,5确定污水管道在街道下的具体位置,在城市街道下常有各种管线，如给水管、污水管、雨水管、煤气管、热力管、电力电缆、电讯电缆等。此外，街道下还可能有地铁、地下人行横道、工业隧道等地下设施。这就需要在各单项管道工程规

28、划的基础上，综合规划，统筹考虑，合理安排各种管线在空间的位置，以利施工和维护管理。,73,由于污水管道为重力流管道，其埋深大，连接支管多，使用过程中难免渗漏损坏。所有这些都增加了污水管道的施工和维修难度，还会对附近建筑物和构筑物的基础造成危害，甚至污染生活饮用水。 因此，污水管道与建筑物应有一定间距，与生活给水管道交叉时，应敷设在生活给水管的下面。污水管道与其它地下管线或构筑物的最小净距可参照附录101确定。,74,管线综合规划时，所有地下管线都应尽量设置在人行 道、非机动车道和绿化带下，只有在不得已时，才考 虑将埋深大，维修次数较少的污水、雨水管道布置在 机动车道下。 各种管线在平面上布置的

29、次序一般是，从建筑规划 线向道路中心线方向依次为：电力电缆 电讯电 缆 煤气管道 热力管道 给水管道 雨水管道 污水管道。 若各种管线布置时发生冲突，处理的原则是：未建让 已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让无压 管，可弯管让不可弯管。,75,在地下设施较多的地区或交通极为繁忙的街道下， 应把污水管道与其它管线集中设置在隧道（管廊） 中，但雨水管道应设在隧道外，并与隧道平行敷 设。,76,243 雨水管网布置,1充分利用地形，就近排入水体 （1）基本原则：雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布 置，要以最短的距离靠重力流将雨水排 入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。 （2）当地形坡度较大时，雨水

30、干管布置在地形低处或溪 谷线上； 当地形平坦时，雨水干管布置在排水流域的中间， 以便于支管接入，尽量扩大重力流排除雨水的范 围。,77,2尽量避免设置雨水泵站,当地形平坦，且地面平均标高低于河流的洪水位标高时，需将管道适当集中，在出水口前设雨水泵站，经抽升后排入水体。尽可能使通过雨水泵站的流量减到最小，以节省泵站的工程造价和经常运行费用。,3根据城市规划布置雨水管道,通常应根据建筑物的分布，道路布置及街坊或小区内 部的地形，出水口的位置等布置雨水管道，使街坊或 小区内大部分雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管 道。,78,雨水干管的平面和竖向布置应考虑与其它地下管线 和构筑物在相交处相互协调，以

31、满足其最小净距的要 求。排水管道与其它管线（构筑物）的最小净距见附 录101。市区内如有可利用的池塘、洼地等，可考 虑雨水的调蓄。在有连接条件的地方，可考虑两个管 渠系统之间的连接。 雨水管道应平行道路敷设，宜布置在人行道或绿化 带下，不宜布置在快车道下，以免积水时影响交通 或维修管道时破坏路面。当道路大于40 m时，应考 虑在道路两侧分别设置雨水管道。,79,4采用明渠或暗管的选择,（1）暗管：在城市市区或厂区内，由于建筑密度高，交 通量大，一般采用暗管排除雨水。 特点-卫生条件好、不影响交通，造价高。,（2）明渠：在城市郊区，建筑密度较低，交通量较小的地 方，一般考虑采用明渠。 特点-造价低；但明渠容易淤积，孳生蚊蝇，影响 环境卫生，且明渠占地大，使道路的竖向规划 和横断面设计受限，桥涵费用也增加。 在地形平坦、埋设深度或出水口深度受限制的地区，可采用暗渠（盖板渠）排除雨水,80,5合理布置雨水口，保证路面雨水顺畅排除,雨水口的布置应根据地形和汇水面积确定，以使雨水不致漫过路口。 一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。此外，在道路上每隔2550 m也应设置雨水口。,81,此外，在道