园林给排水工程讲义

第二章园林给排水工程前言：第一节园林给水工程第三节园林排水工程

本章主要讲述园林中给水、排水工程设计基本原理、工程计算的简单方法，给排水设施的具体选用和设计及相关内容。

给水工程可分为三个部分，取水工程、净水工程和输配水工程，并用水泵联系，组成一个供水系统。

1）取水工程：包括选择水源和取水地点，建造适宜的取水构筑物，其主要任务是保证城市用水量。

2）净水工程：建造给水处理构筑物，对天然水质进行处理，以满足生活饮用水水质标准或工业生产用水水质标准要求。前言：1、给水系统的组成

3）输配水工程：将足够的水量输送和分配到各用水地点，并保证水压和水质，为此需敷设输水管道、配水管道和建造泵站以及水塔、水池等调节构筑物。水塔、高位水池常设于地势较高地点，借以调节用水量并保证管网中的水压。水源水处理输配水管网用户加压加压加压给水系统示意图

1）引用式

水源来自城市管网，是城市给水管网的一个用户。其构成较为简单。

2．园林给水方式

2）自给式

在野外风景区或郊区的园林绿地中，如果没有直接取用城市给水水源的条件，就可考虑就近取用地下水或地表水。以地下水为水源时，因水质一般比较好，往往不用净化处理就可以直接使用，因而其给水工程的构成就要简单一些。如果是采用地表水作水源，其给水系统构成就要复杂一些。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各用户，这种系统称分质给水系统。

分区给水系统将整个给水系统分为几个系统，分别建立自己的泵站、管网、水塔，不同系统之间水压不同，系统之间保持适当联系，以保证供水安全和调度的灵活性。3、兼用式第一节给水工程园林给水的分类：1．生活用水2．养护用水3．造景用水4．消防用水一、概述二、园林给水特点1．园林中用水点分散。由于园林内多数功能点都不是密集布置的，在各功能点之间常常有较宽的植物种植区，因此用水点也必然很分散，不会像住宅、公共建筑那样密集；就是在植物种植区内所设的用水点，也是分散的。由于用水点分散，给水管道的密度就不太大，但一般管段的长度却比较长。

2．用水点分布布于起伏的地地形，高程变变化大。喷泉、喷灌设设施等用水点点的水头与园园林内餐饮、、鱼池等用水水点的水头就就有很大变化化。3．水质可据不不同用途分别别处理。生活用水水质质要求较高，，而其它用水水则相对要求求较低。4．错开用水高高峰时间。园林中灌溉用用水、娱乐用用水、造景用用水等的具体体时间都是可可以自由确定定的；也就是是说，园林中中可以做到用用水均匀。三、水源与水水质1）地表水：指江、河、湖湖、水库等地地表水源。。采用地表水作作为水源时，，取水地点及取取水构筑物的的结构形式是比较重要的的问题。1、给水水源的的分类与特点点地下水又分为为潜水和承压水两种。地面以下第一一个隔水层（（不透水层））所托起的含含水层的水，，就是潜水。2）地下水含水层在两个个不透水层之之间，并且受受到较大的压压力，这种含含水层中的地地下水就是承压水；溢出地表的的承压水就是是泉水。3）再生水：污水经过处理理后，达到一一定的水质指指标，满足某某种使用要求求，可以再次次使用的水。。选择给水水源源，首先应满满足水量、水水质的要求，，注重安全防防护、经济并并结合公园和和风景区的发发展。1）城市公园或或近郊风景区区可直接从城城市的给水管管网系统中接接入，也可从从自来水水厂厂接入。2）没有城市给给水管网或给给水管网水量量不能满足园园林的要求的的前提下，可可优先考虑地地下水（包括括泉水），其其次考虑江、、河、湖、水水库等地表水水。2．给水水源选选择3、水质混凝沉淀（澄澄清）：是在水中加加入混凝剂（（明矾或硫酸酸铝），使水水中产生一种种絮状物，和和杂质亲自凝凝聚在一起，，沉淀到水底底。地表水：易受污染，水水质较差，须须经过净化和和严格消毒，，才可作为生生活用水。过滤（砂滤））：将澄清水依依次透过细砂砂层、粗砂层层、细石层、、粗石层构成成的过砂石层层，以滤去杂杂质。消毒：加氯法或加加漂白粉。地下水：水源不易受污污染，水质较较好，可只作作消毒，不必必净化。地下水一般含含有矿化物较较多，硬度较较大，需要进进行软化处理理。四、公园给水水管网的布置置与计算（1）树枝状管网树状网以引水点至用水点的管线布置成树枝状，管径随用水点的减少而逐步变小。

优点：方式简单，省管材，适合用水点分散的情况，有利于分期发展的公园。

缺点：供水保证率低。（一）给水管管网基本布置置形式和布线线要点1、给水管网基基本布置形式式（2）环状管网给水管线纵横横相互接近，，形成闭合的的环状管网。。优点：管网供水能互互相调剂，供供水保证率大大、可靠性高高。缺点：管线较长，管2、给水管网的的布置要点1．干管应靠近近主要供水点点

3.在保证不受冻的情况下，干管宜随地形地伏敷设，避开复杂条件和难于施工的地段，以减少土石方工程量。4．干管应尽量量埋设于绿地地下，避免穿穿越或设于园园路下。5．和其它管（二）管网布布置的一般规规定1.给水管线敷设设原则①水管管顶以以上的覆土深深度，在不冰冰冻地区由外外部荷载、水水管强度、土土壤地基与其其他管线交叉叉等情况决定定。金属管道道一般不小于于0.7m，非金属管道道不小于1.0m-1.2m。②冰冻地区除考考虑以上条件件外，还须考考虑土壤冰冻冻深度，一般般水管的埋深深在冰冻下的的深度：管径径d=300-600mm时，为0.75d，d>600mm时为0.5d。③在土壤耐压力力较高和地下下水位较低时时，水管可直直接埋在天然然地基上。在在岩基上应加加垫砂层。对对承载力达不不到要求的地地基土层，应应进行基础处处理。④给水管道相2、阀门和消防防栓（1）阀门井在给水管网的的节点处，一一般设有阀门门等附件。阀阀门是用来调调节管线中的的流量和水压压，主管和支支管交接处的的阀门常设在在支管上。一一般把阀门放放在阀门井内内，平面尺寸寸由水管直径径及附件种类类和数量定，，井口一般DN600-800mm，井深由水管管埋深决定。。为便于检修修，一般要求求每500m直线距离设一一阀门井。（2）消火栓分地上式和地地下式，地上上式易于寻找找，使用方便便，但易碰坏坏，地下式适适于气温较低低地区，一般般安装在阀门门井内。在城市室外消消火栓间距在在120m以内，公园或或风景区根据据建筑情况而而定。消火栓栓应距建筑物物在5m以上，距离车车行道不大于于2m，便于消防车车的连接。3、管道材料的的选择（包含含排水管道））管材对水质有有影响，管材材的抗压强度度影响管网的的使用寿命。。管网属于地地下永久性隐隐敝工程设施施，要求很高高的安全可靠靠性，目前常常用的给水管管材有下列几几种：铸铁管分为灰口铸铁管和球墨铸铁管（碳在铸铁中中存在的形式式不同），灰灰口铸铁管具具有经久耐用用、耐腐蚀性性强，使用寿寿命长的优点点，但质地较较脆，不耐振振动和弯折，，重量大，灰灰口铸铁管是是以往使用最最广的管材，，主要用在DN80-1000mm的地方，但运运用中易发生生爆管，不适适应城市的发发展，在国外外已被球墨铸铸铁管代替。。球墨铸铁管管在抗压、抗抗震上有提高高。1．铸铁管钢管有焊接钢管和无缝钢管两种，焊接钢钢管又分为镀镀锌钢管（白白铁管）和非非镀锌钢管（（黑铁管）。。钢管有较好好的机械强度度，耐高压、、振动，重量量较轻，单管管长度长，接接口方便，有有强的适应性性，但耐腐蚀蚀性差，防腐腐造价高。镀镀锌钢管就是是防腐处理后后的钢管，它它防腐、防锈锈、水质不易易变坏，并延延长了使用寿寿命，是生活活用水的室内内主要给水管管材。2．钢管3．钢筋混凝土土管钢筋混凝土管管防腐能力强强，不需任何何防腐处理，，有较好的抗抗渗性和耐久久性，但水水管重量大，，质地脆，装装卸和搬运不不便。其中自应力钢筋混混凝土管会后期膨胀，，可使管疏松松，不用于主主要管道；预应力钢筋混混凝土管能承受一定压压力，在国内内大口径输水水管中应用较较广，但由于于接口问题，，易爆管、漏漏水。为克服服这个缺陷现现采用预应力钢筒混混凝土管（PCCP管），是利用钢筒和和预应力钢筋筋砼管复合而而成，具有抗抗震性好，使使用寿命长，，不宜腐蚀，，渗漏的特点点，是较理想想的大水量输输水管材。4．塑料管塑料管表面光光滑，不易结结垢，水头损损失小。耐腐腐蚀，重量轻轻，加工连接接方便，但管管材强度低，，性质脆，抗抗外压和冲击击性差。多用用于小口径，，一般小于DN200，同时不宜安安装在车行道道下。国外在在新安装的管管道中占70%左右，国内许许多城市已大大量应用，特特别是绿地、、农田的喷灌灌系统中。5．其他管材玻璃钢管价格格高，正刚刚刚起步，石棉棉水泥管宜破破碎，已逐渐渐被淘汰。管材选用取决决于承受的水水压、价格、、输送的水量量、外部荷载载、埋管条件件、供应情况况等，可参照照下表据各种种管材的特性性，其大致适适应性如下:1）长距离大水水量输水系统统：若压力较低，，可选用预应应力钢筋砼管管，若压力较较高，可采用用预应力钢筒筒砼管和玻璃璃钢管。2）城市输配水水管道系统可可采用球墨铸铸铁管和玻璃璃钢管。3）室内、小区区、绿地中内内部可采用塑塑料管和镀锌锌钢管。管径(mm)主要管材≤501．镀锌钢管2．硬聚氯乙烯等塑料管≤2001．连续浇铸铸铁管，采用柔性接口2．塑料管价低，耐腐蚀，使用可靠，但抗压较差300-12001．球墨铸铁管较为理想，但目前产量少，规格不多，价高2．质量可靠的预应力和自应力钢筋砼管，价格便宜可以选用>12001．薄型钢筒预应力混凝土管，性能好，价格适中，但目前产量较低2．钢管性能可靠，价贵，在必要时使用，但要注意内外防腐3．质量可靠的预应力钢筋砼管是较经济的管材管材选用1．用水量标准准用水量标准亦称用水定额，它是对不同同的用水对象象，在一定时时期内制订的的相对合理的的单位用水量量的数值标准准，是国家根根据我国各地地区、城镇的的性质、生活活水平、习惯惯、气候、建建筑卫生设备备设施等不同同情况而制定定的。（三）与给给水管网布布置计算有有关的几个个名词及水水力学概念念园林中的用用水量，不不是固定不不变的，一一年中随着着气候、游游人量以及及人们不同同的生活方方式而不同同，把一年年中用水量量最多的一一天的用水水量称为最高日用水水量，最高日用用水量与平平均日用水水量的比值值，叫日变化系数数，以Kd表示2．日变化系系数和时变变化系数Kd—城镇一般取取1.2～2.0；农村一般般取1.5～3.0。一天中由于于公园的营营业时间、、游人的需需要，每小小时用水量量也不相同同，把用水水量最高日日那天用水水最多的一一小时的用用水量称为为最高时用水水量，它与这一一天平均时时用水量的的比值，叫叫时变化系数数，以Kh表示。Kh—城镇一般取取1.3～2.5；农村一般般取5～6。3、管段流量量的确定管网的水力力计算主要要针对干管管网，管网网是由多个个管段组成成，沿线流量是指供给该该管段两侧侧用户所需需流量。节点流量是从沿线流流量计算得得出的并且且假设水的的流量，管管网水力计计算，须求求出沿线流流量和节点点流量，并并求得各管管段的计算算流量。分为集中流量Qn和沿线流量qn，为便于计计算，可用用长度比流流量qs表示沿程流流量。式中：qs—长度比流量量（L/s.m)；Q—管网供水总总流量（L/s)；∑Qn—大用水户集集中流量总总和（L/s)；∑L—配水管网干干管总长度度（m)。①沿线流量：：②节点流量和和管段计算算流量节点流量(Qj)—将管段的均均匀沿线流流量简化成两个相等等的集中流流量，集中中在计算管管段的始、末端输输入输出。。管段总流量量—包括节点流流量Qj和转输流量量Qt。园林中的给给水水源若若取自城市市给水管网网，则园中中给水干管管将是城市市给水管网网中的一根根支管，在在这根“干管”上只有为数数不多的一一些用水量量相对较多多的用水点点，沿线不不像城镇给给水管网那那样有许多多居民用水水点。所以以在进行管管段流量的的计算时，，根据用水水量标准分分别求出各各用水点的的需水量，，管段的计计算流量等等于该管段所负负担的转输输流量加上该节点相连连各管段的的沿线流量量总和的一一半。管段计算流流量Q式中：Q—管段计算流流量（L/s)；Qt—管段传输流流量（L/s)；QL—管段沿线流流量（L/s)。(L/s)管段沿线流量：管段节点流量：(L/s)4、经济流速速流量（Q）：单位时时间内通过过某一过水水断面的液体体积（（m3/s或l/s)。式中：Q—流量（L/s或m3/s)；ω—管道断面积积（cm2或m2)；v—流速（m/s)。因为：所以：式中：D—管径（mm)W0—管网系统年年费用F—管网基建投投资C—管网的年运运行费用从公式可知知：当Q不变时，ω和v互相制约。。D大，则管道道断面积也也大，流速速v可小；反之之v大则D可小。而管管径大基建建投资也大大；管径小小，管材投投资节省了了，但流速速大，故水水头损失大大，从而使使远处用水水点水压不不足，因此此管道运行行费用增大大，故管径径的选择，，应在流速速和水头损损失两者之之间进行比比较后综合合考虑。可可据经济流流速选择经经济管径。。从技术上说说，给水管管为防止流流速过大而而致管道爆爆裂，一般般流速不得得大于2.5-3m/s；浑水输水水管为防止止泥砂等淤淤积，流速速不得小于于0.5m/s。从经济上上说，应根根据当地的的管网造价价和输水电电价，选用用经济合理理流速。一般情况下下，经济流流速可参照照下述范围围数值。d=100-350mm时，Ve=0.6-1.1m/sd=350-600mm时，Ve=1.1-1.6m/sd=600-1000mm时，Ve=1.6-2.1m/s5、水压力和和水头损失失①水压力P—在给水管上任意意点安装压力表表，所测得的读读数，即为该点点的水压力值，，（kg/cm2或N、KN、mH2O）。为了便于计计算，也把水压压称为“水柱高”，力学上又称“水头”，其单位换算关关系为1kg/cm2=10m水头=100Kpa。②水头损失—水在管中流动时时，为克服水与与管壁间摩擦力力而消耗的势能能。其值可用压力表表测得的两点压压力差来确定。。水头损失沿程水头损失局部水头损失沿程水头损失—当固体边界的形形状和尺寸沿程程不变时发生的的水头损失。式中：a—阻力系数（s2/m6)，由试验求得，，与管道材料、、管壁的粗糙程程度、管径、管管内流动物质以以及温度等因素素有关。l—管段长度（m）局部水头损失—水流因边界的改改变而引起断面面流速分布发生生急骤的变化而而产生的阻力为为局部阻力，为为克服阻力而引引起的水头损失失称为局部水头头损失，通常用用hj表示。(四）树枝状给水水管网的设计计计算1、给水管网计算算指标用水量（Q)：以秒流量表示管径（DN）：以mm为单位；水头（H）：水压(以kg/cm为单位）；米水水柱高度（100KPa=1kg/cm2=10米水柱）管段计算流量Q式中：Q—管段计算流量（（L/s)；Qt—上一管段输给下下一管段的流量量（转输流量））（L/s)；QL—管段沿线流量（（L/s)。2、管段流量计算算园林中的给水水水源若取自城市市给水管网，则则园中给水干管将是是城市给水管网网中的一根支管管，在这根“干管”上只有有为数不多的一一些用水量相对对较多的用水点，沿线不像城城镇给水管网那那样有许多居民民用水点。所以在进行管段段流量的计算时时，根据用水量量标准分别求出各用水点的的需水量，管段的计算流量量等于该管段所负担的转输流流量加上该节点点相连各管段的的沿线流量总和的一半。对于引用式给水水方式：确定城市给水管管网的水压是否否能满足公园用用水的要求；对于自给式给水水方式：主要确定水泵所所需扬程及水塔塔（或高位水池池）所需高度，，以保证各用水水点有足够的水水量和水压。3、管网计算目的的根据最高时用水水量作为设计用用水量求出各段段管线的直径和和水头损失。有关图纸、资料料的搜集与研讨讨从公园设计图纸纸、说明书等，，了解原有或拟拟建的建筑物、设施施等的用途及用用水要求、各用用水点的高程等。再根据公园所在在地附近城市给给水管网的布置置情况，掌握其位置置、管径、水压压及引用的可能能性。4、管网计算步骤骤在公园设计平面面图上，定出给给水干管的位置置、走向、并对对节点进行编号号，量出节点间间的长度。（遵遵循前述管网的的布置要点）。。布置管网求公园中各用用水点的用水水量及水压要要求（l/d或m3/d)式中:q—用水量标准（（最大日）；；N—游人数（服务务对象数目））或用水设施施的数目。（1）求某一用水水点的最高日日用水量Qd（2）求该用水点点的最高时用用水量Qh式中:Kh—时变化系数（（可取4—6）。（l/d或m3/d)（3）求设计秒流流量q0（l/s或m3/s)根据各用水点点所求得的设计秒流量q0及要求的水压，可查表确定定连接园内给给水干管和用用水点之间的的管段的管径径，还可查得得与该管径相相应的流速和和单位长度的的水头损失值值。各管段管径的的确定水头计算水头损失值用水点与引水水点的高程差差用水点建筑的的高低及用水水点的水压要要求必须考虑1、使管中的水水流在经过消消耗后到达用用水点仍有足足够的自由水水头以保证用用水点有足够够的水量和水水压。2、校核城市自自来水配水管管的水压（或或水泵扬程））是否满足公公园内最不利利点配水水压压要求。计算目的公园给水管段段所需水压计计算式：式中：H—引水管处所需需的总压力（（mH2O)H1—引水点和用水水点之间的地地面高程差（（m)；H2—用水点与建筑筑进水管的高高差（m)；H3—用水点所需的的工作水头（（mH2O)；H2+H3值可依建筑不不同层数按有有关规定采用用。平房：10mH2O二层：12mH2O三层：16mH2O以后每增加一一层增加4mH2OH4—沿程水头损失失和局部水头头损失之和（（mH2O)有条件时可适适当考虑一定定的富裕水头头(如消防水头））干管的水力计计算完成各用水点点用水量计算算和确定各点点引水管的管管径之后，应应进一步计算算干管各节点点的总流量，，据此确定干干管各管段的的管径，并对对整个管网的的总水头要求求进行复查。。复查方法：最不利点（地势高、距距离引水点远远、用水量大大或要求工作作水头特别高高的用水点））水压满足法。试计算该餐厅厅①的用水量量、引水管管管径、水头损损失及其水压压线标高，并并复核A点的自由水头头是否能满足足餐厅的要求求。例1：某公园大众餐餐厅（二层楼楼房，见图示示），其设计计接待能力为为1500人次/日，引水点A处的自由水头头为37.40mH2O，用水点①位位置见图，标标高为50.50m1A城市给水干管引水点餐厅解：1、求①点的最最高日用水量量2、求最高日最最高时用水量