城市工程系统规划第五节城市给水管网规划

1、 第五节 城市给水工程管网规划l 给水管网：输水管网；配水管网输水管：从水源到水厂或从水厂到配水管网的管线，且沿线不接用户，主要起转输水量的作用。有时，从配水管网到个别大用户的管线，因沿线也不接用户，所以此管线也叫输水管。 配水管网：是将水分配供应到各用户的管道系统。l 输水干管和配水管网的设计，一般应经过以下步骤：1. 输水干管和配水管网的定线；2. 按照系统的运行情况（一，二级泵站的运行时间和有无调节水塔等）和用户的要求根据设计用水量，计算出输水干管的设计流量；3. 按照输水干管的设计流量和城市给水系统对输水的要求，结合当地的经济条件，确定输水干管的根数及管径；4. 根据管网各配水点的用水

2、情况，确定树状管网各管段的计算流量和初步确定环状管网各管段的计算流量；5. 确定管网各管段的管径，并进行管网水力计算，确定管网各节点的水压；6. 确定水塔高度和水泵扬程一输水管渠布置（一）输水管渠的定线原则1.根据城市总体规划,结合当地地形条件,进行多方案技术经济比较确定输水管位置。2.定线时力求缩短线路长度，尽量沿现有或规划道路定线，少占农田、减少拆迁、减少与河流、公路、山岳的交叉，便于施工和维护。3.选择最佳的地形和地质条件，努力避开滑坡、塌方、岩层、沼泽、侵蚀性土壤和洪水泛滥区，以降低造价和便于管理。4.规划时考虑近远期的结合和分期实施的要求。（二）输水管渠的规划布置1. 输水管渠的流量

3、要求见表7-272. 输水管条数 主要根据输水量、事故时须保证的用水量、输水管长度、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，一般不宜少于2条；当输水管小，输水管长，或有其他水源可以利用时，或用水可以暂时中断时，可考虑单管输水另加水池。若管线长，水压高，地形复杂，交通不便，应采用较大水池容积。3. 输水方式：泵站加压输水；重力输水（明渠，暗渠）（四）输水管的其他要求平行的两条或三条输水管之间加设连通管并装置必要的阀们，管径可与输水管相同或小20%30%，事故流量可达正常流量的70%以上.输水管的最小坡度应大于1：5D，D为管径。管线坡度小于1：1000时，应每隔0.51.0Km设排

4、气阀，即使平坦地区，埋管也应做成上升和下降的坡度。输水管渠应根据具体情况设置检查井，其间距：管径小于700mm时，不宜大于200m；管径700mm1400mm时不宜大于400m。管线埋深应按当地条件决定，在严寒地区敷设管线应注意冰冻。 例题:某城镇最高日最高时用水量为300L/s,要求不间断供水,事故时供水量为正常供水量的70%,试设计供水干管。因为要求不间断供水，事故流量为正常流量的70%, 故选用两条输水干管，管线之间设三条连接管。正常时，每条管线输送的流量为150L/s，合0.15m3/s,选用经济流速为1.1m/s,可算得管径为416mm,实际选用管径为400mm。 给水管网的管线分类

5、：图7-15，图7-16干管，分配管（配水管），接户管（进户管） 给水管网的布置形式：图7-17，图7-18树状网，环状网 给水管网的布置原则： 城市给水管网敷设二 . 给水管网布置给水管网的作用就是将输水管线送来的水，配送给用户。三. 给水管网各管段流量和管径的初步确定 基本概念：节点，管段，管线，管网的环 管段流量确定管段的水力计算主要针对干管网。目的在于由最高日最高时用水量确定管段的流量，确定管段的管径，在计算管路的水头损失，确定所需供水压力。在专业工程设计中，还需要确定水塔高度和水泵扬程。 (一)沿线流量ql:指供给该管段两侧用户所需流量。（二）节点流量：是从沿线流量计算得出的并且假设

6、水的流量。（三）长度比流量：为简化计算，通常假定用水量均匀分布在全部干管上，得出单位长度的流量，称为长度比流量。 qs=（Q - q）/ l ql = qs l（四）转输流量qt（五）管段的计算流量：q = qt + 0.5 ql是确定管段直径进行水力计算时所依据的流量。管径确定 d=4Q/ 1. 经济流速e :管网投资费用和日常运行费用之和最小时的流速称为经济流速2. 经济管径 例:图所示管网,给水区的范围如虚线所示,比流量为qs,求各节点的流量。解:以节点3、5、8、9为例，节点流量如下：输水管iq1q2q4q5q8 q6q9q3q q7q5=1/2 qs （l4-5+ l2-5 +l5-

7、6+ l5-8）q8=1/2 qs （l7-8+ l8-9+ l5-8）q9=1/2 qs （l6-9+ l8-9 ）q3=1/2 qs （l2-3+ l3-6）四. 给水管网的水力计算l 管段水头损失l 树状管网的设计及水力计算步骤和方法如下：1）布置管线，计算各干线，各支线的长度及总长度。2）计算管网比流量，确定各节点的节点流量。3）确定各管段的计算流量。4）确定控制点。5）选定经济流速，初步确定管径。6）计算干管管线上各节点的水压标高。7）将干线上各管段的水头损失相加求出干线的总水头损失。 计算二级泵站所需水泵扬程和水塔高度。8）计算支管管径。l 例7-1作业：某城镇用水人口5.5万人，

8、最高日用水量定额为150L/人d，各节点要求的最小服务水头为16m，管网采用24小时供水，节点4接某工厂，该工厂工业用水量为4003/d,二班工作制。该镇地形平坦，地面标高为5m，管网布置如下图。试确定管网各管段的管径，各节点水头（水压标高）和水塔高度及水泵扬程。泵站300045015025023065019020512348567600(1)总用水量设计最高日生活用水量：50000*0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.8L/s工业用水量:400/16=25m3/h=6.94L/s总水量为: Q=86.81+6.94=93.75L/s(2)管线总长度L=3025m,其中水塔到

9、节点0的管段两侧无用户。(3)比流量 qs=93.75-6.94/3025-600=0.0358L/m.s(4)沿线流量,见表7-30环状网的闭合差：管环中两点间沿不同方向计算的管路水头损失不相等，出现差值 h 即为闭合差。在水力计算中，一般假定管环中水流方向顺时针向的管线水头损失为正值，逆时针向的水头损失为负值。环状网的平差：环状网中某些管段的初次流量分配不恰当，应当在满足的q+ Qj=0的前提下，适当调整某些管段的流量分配，争取最后结果达到某一管环的闭合差 h =0，这样的计算过程叫作环状网的平差。环状网水力计算步骤和方法如下：1）布置管线，计算管网比流量，确定各节点的节点流量。2）根据q+ Qj=0进行管网初始流量分配3）考虑经济流速，选定各管段管径4）计算出水头损失值i5)计算出各环的 h 6）求各环的校正流量 q = h/ 2 h/Q7）将各管段的校正流量填入表中8)按调整的流量再次计算管网各环的闭合差。如 h0.5m则重新分配流量，从第2步起重新计算，直到每一环 h0.5m 为止。 给水管网除了上述计算外，通常还要进行用水情况的水力核算五. 给水管材和管网附属设施给水管材1.金属管材：灰铸铁管，球墨铸铁管，钢管等2.非金属管材：