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城市地下管网工程彭述权目录第1章绪论第2章城市地下管网概述第3章城市地下管网工程规划第4章城市地下管网水力与热力分析第5章城市地下管道结构静力分析与设计第6章城市地下管网工程施工原理第7章城市地下管网运维管理与技术第1章绪论本次网课堂的主要内容包括1.1城市地下管网工程作用1.2城市地下管网发展历史与趋势与趋势(1)
什么是城市地下管网工程?管网:具有一定网络结构的用于传输液体、气体和粉末的管道以及用于传送电力、通讯信号的线缆。包括地下管网和地上管网。1.1城市地下管网工程作用城市地下管网:埋设于城市地面地下以下的管网。(1)
什么是城市地下管网工程?1.1城市地下管网工程作用按性能与用途分类按建造材料分类按规模分类
给水管道排水沟管燃气管道热力管道工业管道电力电信
铸铁管
钢管混凝土管钢筋混凝土管塑料管石棉水泥管陶土管
陶瓷管城市地下管道厂区住宅小区管道施工场地管道专用管道管道按性能与用途、建造材料、规模分类不同分为若干类型。按敷设方式分类
直埋综合管沟敷设地下综合管廊敷设1.1城市地下管网工程作用城市地下管网工程:敷设城市地下的给水、排水、供气、供热、供电、通讯管网及其附属设施。给水:城市居民生活和工业用水排水:城市居民生活和工业污水城市生命线工程系统:城市给水、排水、供气、供热、供电、通讯等基础设施系统,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。(1)
什么是城市地下管网工程?城市地下综合管廊:在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通讯、燃气,热力、给排水等各种管道集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、设计、建设和管理。是一种先进的城市地下管网工程。1.1城市地下管网工程作用(1)
什么是城市地下管网工程?(2)
为什么要学习这门课程?a.城市地下管网工程是一种非常重要的地下工程类型,与城市居民们的生活密切相关,对社会经济发展,具有重要推动作用。1.1城市地下管网工程作用城市居民生活用水和工业用水,用电,用气,用热供给,工业生活污染排除,城市居民和工业通讯都离不开城市地下管网。城市地下管网对于城市防洪排涝具有非常重要的作用。(2)
为什么要学习这门课程?b.在城市化进程中,我国及世界其他国家,曾因为不重视城地地下管网建设,发生过严重的城市环境污染事件。比如:19世纪工业革命促进了生产力发展,也导致了环境污染问题。1831年,欧洲爆发霍乱(甲类传染病),夺去了数以万计人们性命。罗马由于具有较好的地下排水系统,而没有发生严重的霍乱传染病传播。由此,人们意识到城市地下管网对城市卫生水平的重要性。后来,1858年发生了著名晤士河的污染事件,具体情况可参阅《大恶臭:1858年伦敦酷夏》。这次事件也是由于没有重视地下排水管网建设,生活工业污水直接排入泰晤士河导致的。从那以后,从英国开始,欧洲国家普遍重视城市地下管网尤其是地下排水管管网建设,取得了巨大的成就。1.1城市地下管网工程作用我国城市化进程落后于国外,也因为不重视城市地下管网工程建设,多个大中型城市出现内涝现象,影响城市发展和形象。城市内涝(以上图片来源于互联网)1.1城市地下管网工程作用(2)
为什么要学习这门课程?1.1城市地下管网工程作用因此,城市地下管网工程是城市基础设施的主要组成部分,是城市物流、能源流、信息流的输送载体,是维持城市正常生活和促进城市发展所必须的条件。城市地下管网工程也是城市生命线工程系统的重要组成部分,对城市的正常运转具有十分重要的作用。这些系统是维持现代城市生产、生活的基础,系统一旦失效,将造成广泛的社会困难和经济损失。特别是,由于现代城市的各种生命线工程系统高度集中,在大的地震灾害发生后,其生命线工程一般都会遭受严重破坏。城市地下管网一旦因规划和设计不合理,就会影响到今后的使用和发展,给城市建设带来无法挽回的损失。
(2)
为什么要学习这门课程?(3)
这门课程包括哪些内容?如何学习这门课程?复习混凝土结构,城市地下空间规划,土力学,结构力学等前置课程,以教师主编教材为主,也可以参考以下教材。1.1城市地下管网工程作用古代地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟坎儿井是世界上蒸发量大于降水量沙漠地区,以高山雪水融化补充的地下含水层为水源,一种特殊的农业浇灌和居民生活地下给水系统。我国新疆的坎儿井距今有2000多年历史,有1700多条,总长5000km,国家级文物保护单位。
坎儿井地表外观
坎儿井暗渠和竖井
我国吐鲁番坎儿井地下给水系统古代地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟坎儿井有竖井、地下渠道、地面渠道和涝坝(小型蓄水池)。春夏季新疆高山冰雪融水,潜入戈壁滩下形成含水层。坎儿井以地下含水层作为水源,每隔20-30m打一竖井,井深几米至几十米不等,在井底凿通暗渠,沟通各井,引流直下,一直连接的遥远的绿洲。涝坝是调节水量的蓄水池。古代地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟竖井在源头深度可到90m以上,井口为圆形或方形,长1m,宽0.7m。用作开凿和维护时出土和通风。暗渠高1.7m,宽1.2n,长度100m,最长有25km。暗渠地下输水管道,可避免水分蒸发。采用木棍定位法和油灯定位法确定暗渠方形。古代地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟竖井明渠暗渠吐鲁番土质为砂砾和粘土胶结,竖井和暗渠开挖不易坍塌。古代地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟伊朗目前有22000条“坎儿井”仍被使用,总长度达274000公里。2016年,伊朗以“波斯坎儿井”为题,申遗成功。摩洛哥坎儿井1.2城市地下管网发展历史与趋势古代地下管网坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟地下暗渠布置图螭首钱型地面排水孔、明沟位置:江西赣州赣州地势:山间盆地,章水和贡水交汇处;三面环水,西南高东别低1.2城市地下管网发展历史与趋势古代地下管网坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟1.2城市地下管网发展历史与趋势古代地下管网坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟福寿沟地形图南北向为寿沟,东西向为福沟1.2城市地下管网发展历史与趋势古代地下管网坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟清代同治《赣州府志》中的福寿二沟布置图1.2城市地下管网发展历史与趋势古代地下管网坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟水窗原理1.2城市地下管网发展历史与趋势古代地下管网坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟水窗实物图
现存部分图
仅存福寿沟实物图宽90cm,高1.5m1.2城市地下管网发展历史与趋势古代地下管网坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟古代地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟古代地下管网城墙高7m,排水孔高0.6-1.6m,宽0.6-1.0m。1.2城市地下管网发展历史与趋势坎儿井,紫禁城,江西赣州古城福寿沟近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势近代大型下水道和地下综合管廊的发源地就在欧洲。早在19世纪,法国(1833年)、英国(1861年)、德国(1890年)等就开始兴建地下综合管廊。到20世纪美国、西班牙、俄罗斯、日本、匈牙利等国也开始兴建地下综合管廊,目前,以上国家都有发达的地下综合管廊。近代国外地下管网伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊1.2城市地下管网发展历史与趋势英国19世纪工业革命以来,最早建设地下管道系统的国家。伦敦地下管道始于工业革命,其目标是将伦敦污水收集处理后排入泰晤士河下游污水处理厂。目前超过2000km。伦敦下水道是七大工业奇迹之一。近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势英国早期修建的综合管廊伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊现代修建的综合管廊近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势伦敦于2016年开始修建新的地下排水隧道,称为超级地下水道。在泰晤士河流底部65m以下修建一条长25km,直径7m地下排水管道,预计7年完成。伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势巴黎地下排水管网总长2300km,有2.6万个井盖,蓄水池6000多个,是世界上最负盛名的地下水道,也是世界上可供参观的地下排水系统。巴黎地下排水管网当初的目的是将城市生活和工业污水排出巴黎,而不是排入塞纳河。从1878年开始,采用超前的理念,开始大规模建设地下管道,最终持续建设到2000年,实现了100%处理城市废水和雨水。伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势巴黎下水道有多种断面形式。伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊巴黎地下排水管道界面类型近代国外地下管网多种下水道清淤设施,包括木球,清淤船,挖斗1.2城市地下管网发展历史与趋势伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势巴黎下水道编号和门牌号伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊现代巴黎下水道增加博物馆近代国外地下管网现代巴黎下水道增加博物馆,热力、燃气,电信等管道。1.2城市地下管网发展历史与趋势伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊1832年巴黎建设世界上第一条综合管廊,容纳了自来水,通讯,电力和压缩空气管道。近代国外地下管网东京圈外围排水系统于1992年,到2006年才竣工,总投资2400亿日元(约合180亿元人民币)。这个工程主体包括总长6.3km、内径10m的地下管道,5处直径30m、深60m的储水立坑,以及一个长177m、宽77m、高约20m的调压水槽。水槽内部由59根直径约3.5m的钢筋混凝土柱支撑。1.2城市地下管网发展历史与趋势日本是个台风多发国家,台风季节首都圈地区也经常降暴雨,地势低洼遭受严重的内涝,但目前东京却很少出现内涝。通过东京圈外围排水系统,连通附近的江户川、仓松川、中川、18号水路,古利川等河流,以及连接着东京市内长达15700公里的城市下水道,将多余水排入东京湾。伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊暴雨,18号水路至古利川水位上升,向5个立坑注水,进而进入调压水槽,通过4台航空发动机改造的燃气涡轮水泵排出多余的水。最大流量到每秒200m3/s.江户川18号水路中川仓松川古利川幸松川高20m,长177m,宽78m直径30m,深60m近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊排水原理示意图(三维图)数据来源:
日本江户川河川事务所近代国外地下管网直径10m隧道1.2城市地下管网发展历史与趋势伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊竖井深60m调压水槽高22m,宽77m,长177m。近代国外地下管网1.2城市地下管网发展历史与趋势伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊日本共同沟早在上世纪20年代,东京有关方面就在市中心的九段地区干线道路地下修建了第一条地下综合管廊,目前总长度达到126km。
伦敦地下多功能廊道示意图1.2城市地下管网发展历史与趋势近代国外地下管网伦敦、巴黎和日本下水道和综合管廊1.2城市地下管网发展历史与趋势我国城市地下管廊上海浦东张杨路人行道地下管廊上海浦东张杨路人行道地下管廊于1994年建成,全长11.2km,截面为5.9×2.6m的矩形,用于收纳燃气、通信、给水、电力等管线。该管廊为我国第一条较具规模的地下运营管廊1.2城市地下管网发展历史与趋势我国城市地下管廊我国首个投入
最大、建设长度最长、辐射面积最广、纳入管线最多和施工难度最高的管廊是珠海横琴新
区新建城市地下综合管廊于
2011年至
2013年建成,全长
33.4km
。管廊内设有通风、排水、
消防、监控等辅助设施,并由控制中心进行全智能化控制和运行。1.2城市地下管网发展历史与趋势我国城市地下管廊苏通盾构过江综合管廊是我国第一条穿越长江的综合管廊。该管廊修用于容纳电力和电信线缆,建于2016年至
2019年之间,该管廊全长约5.54km
,采用内径为10.5m、外径为11.6m的圆形截面,上覆土层厚度15~50m。苏通盾构过江综合管廊1.2城市地下管网发展历史与趋势趋势(1)城市给水发展的一个趋势是区域给水,预计我国也将在
21世纪中叶进入区域给水阶段。(2)城市地下物流系统(亦称为城市地下货运系统)是近年来逐渐发展起来的一种新型智
慧物流系统,它在城市居民生活和物流运输之间建立紧密的联系。现代和将来城区地下管网地下物流管网:由节点和线路构成的,能完成货物的运输、存储和配送功能的地下工程体系。1.2城市地下管网发展历史与趋势1.2城市地下管网发展历史与趋势几个典型问题1.综合管廊是如何发展起来的2.有哪些管道线缆,为什么一般没有下水道?3.管道和线缆直接的间距,位置如何确定?4.管道的直径,材料和管壁厚如何确定?支座如何设计?5.隧道如何设计?6.综合管廊如何施工?学习完本课程,就可以完整的回答以上问题。第1次作业:查阅科技文献资料,具体了解紫禁城、解福寿沟,坎儿井、日本江户川外围排水系统、巴黎和伦敦,以及其他内外地下管网工程的建造情况,包括且不限于建造历史,工作原理,建造规模,建造材料,施工技术,断面形式,特点,采用的新技术等等。每组可以选择以上1个或多个工程案例进行分析,提供作业报告中组内每位同学写作部分不少1000字,并注明相应的写作内容。平常成绩40%(课程到课,每章一道作业题,共6章,分为6个小组,分工合作完成作业。每次作业顺序安排一个小组做ppt做课堂报告)期末考核成绩60%(开卷考试)课程考核城市地下管网工程彭述权中南大学资源与安全工程学院目录第1章绪论第2章城市地下管网概述第3章城市地下管网工程规划第4章城市地下管网水力与热力分析第5章城市地下管道结构静力分析与设计第6章城市地下管网工程施工原理第7章城市地下管网运维管理与技术第2章城市地下管网概述2.1
城市地下管网组成
2.2城市地下管网布置形式2.3城市地下管网敷设形式2.4地下管网工程读图给水管网布置组成2.1.1给水管网组成给水按使用目的分为生产给水、生活给水和消防给水。生活给水包括民用建筑、公共建筑及工业建筑内饮用、烹调、洗涮和淋浴等生活用水。
生产给水包括供给冷却,原料和产品洗涤,产品制造过程中的其他用水。消防用水:供民用、公共、工业企业建筑中的各种消防设备的用水。给水按水源种类可分为:地表水和地下水地表水包括江河、湖泊和海洋等。
地下水包括浅层地下水、深层地下水和泉水。给水管网组成2.1.1给水管网组成城市给水系统:保障城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。具体包括取水构筑物、水处理构筑物、给水管网、调节构筑物。城市给水系统示意图给水管网组成:管道、配件和附属设施组成。附属设施有调节构筑物(水池、水塔或水柱,消火栓)和给水泵站等。2.1.1给水管网组成给水管道包括硬质聚氯乙烯塑料给水管(UPVC管),不锈钢管,焊接钢管和无缝钢管,适用于管径DN<100mm的给水管。柔性接口铸铁管、混凝土管、钢筋混凝土管、承插式预应力钢筋混凝土管,适用管径DN>100mm的给水管。球墨铸铁管、钢塑复合管、铝塑复合管、高密度聚乙烯管、工程塑料(ABS)给水管也适用于管径DN>100mm的给水管。给水管网组成管道2.1.1给水管网组成聚氯乙烯塑料给水管(UPVC管)及配件给水管网组成管道2.1.1给水管网组成无缝钢管:由钢坯经穿孔轧制和拉制而成的管子,以及用浇筑方法制成的管子。焊接钢管:由钢板、钢带等卷制焊接而成的管子。焊接钢管铸铁管:用铸铁浇铸成型的管子铸铁管给水管网组成管道连接2.1.1给水管网组成焊接连接、螺纹连接、法兰连接、热熔连接、粘胶连接、卡套式连接、刚性卡箍连接、承插连接、套管连接、螺纹连接和卡压连接。焊接连接给水管网组成管道连接2.1.1给水管网组成第2章城市地下管网概述法兰连接热熔连接(塑料管)卡压连接螺纹连接给水管网组成管道连接2.1.1给水管网组成第2章城市地下管网概述粘胶连接卡套式连接给水管网组成管道连接2.1.1给水管网组成第2章城市地下管网概述沟槽式连接(刚性卡箍连接)第2章城市地下管网概述2.1.1给水管网组成承插连接套管连接给水管网组成管道连接第2章城市地下管网概述
阀门密封副2.1.1给水管网组成给水管网组成管道阀门
锥面密封平面密封图球面密封第2章城市地下管网概述
止回阀
截止阀2.1.1给水管网组成给水管网组成管道阀门第2章城市地下管网概述
球阀
蝶阀2.1.1给水管网组成给水管网组成管道阀门第2章城市地下管网概述
闸阀
闸阀2.1.1给水管网组成给水管网组成管道阀门第2章城市地下管网概述2.1.1给水管网组成给水管网组成消火栓,消防水箱水泵结合器消防水箱给水管网组成2.1.1给水管网组成几种常见有固定式(合建岸边式、分建岸边式、河床式和斗槽式)和活动式(浮船式、缆车式)
合建式岸边式
分建式岸边式取水构筑物给水管网组成2.1.1给水管网组成
自流管河床取水
自流管河床取水
取水构筑物2.1.1给水管网组成
虹吸管河床取水
直接吸水河床取水
给水管网组成取水构筑物2.1.1给水管网组成第2章城市地下管网概述
斗槽式取水
浮船式取水
缆车式取水
给水管网组成取水构筑物2.1.1给水管网组成给水处理:原水澄清池(混凝池、沉淀池)滤池
清水池给水管网组成给水处理原水中含有粒径为1-100nm的胶体粒子和100-10000nm的细微悬浮物。需要在混凝池中投加化学药剂并搅拌,使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集,形成絮凝体,称为混凝。然后通过控制沉淀池中的水流速度小于絮凝沉淀速度,使絮凝体与水分离沉淀。最后储存在清水池中,加氯气消毒。絮凝池中搅拌作用可通过安装折板、隔板、搅拌机和制造旋涡实现。常用的化学药剂包括:聚合氯化铝PAC,硫酸铝等铝盐,三氯化铁,硫酸亚铁和聚合铁等铁盐,以及聚丙烯酰胺PAM,骨胶,活化硅酸等助凝剂。2.1.1给水管网组成
折板混凝池给水管网组成给水处理混凝池控制絮凝时间为12~20min,流速为25cm/s-15cm/s
折板混凝池的构造是在池内放置一定数量的平行折板或波纹板。主要运用折板的缩放或转弯造成的边界层分离而产生的附壁紊流,增加液流相对运动,起到搅拌作用,以缩短絮凝时间,提高絮凝体沉降性能。2.1.1给水管网组成隔板混凝池是中国应用极为广泛的一种反应池,分为往复式和回转式两种,池中设多道隔板,形成狭长回转的廊道,水流在廊道中曲折前进,水流转向的角度为:往复式180度,回转式90度,由水流转向产生主要的搅拌作用。给水管网组成给水处理混凝池往复式回转式控制絮凝时间为12~20min,流速为60cm/s-20cm/s
2.1.1给水管网组成
隔板回转式混凝池
隔板回转式混凝池
隔板回转式混凝池
隔板回转式混凝池给水管网组成给水处理混凝池2.1.1给水管网组成给水管网组成给水处理混凝池机械搅拌混凝池2.1.1给水管网组成第2章城市地下管网概述给水管网组成给水处理混凝池旋涡式混凝池2.1.1给水管网组成
辐流式沉淀池
平流沉淀池
平流沉淀池
辐流式沉淀池给水管网组成给水处理沉淀池沉淀池的水流速度控制为7mm/s-5mm/s排水管网分类排水制度:对生活污水、工业废水和雨水采取的排除方式,分为合流制和分流制。2.1.2排水管网组成第2章城市地下管网概述分流制排水管网:将生活污水、工业废水和雨水用独立管网汇聚输送的排水管网。分为生活污水管网,生产废水管网,雨水管网合流制排水管网:将生活污水、工业废水和雨水用一套管网系统汇集输送的排水管网。按排水制度分排水管网分类将生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上的排水管渠来分别排除的排水系统,称为分流制排水系统。其中汇集输送生活污水和工业废水的排水系统称为污水排水系统;排除雨水的排水系统称为雨水排水系统。分流制排水系统的优点是污水能够得到全部处理;排水管道水力条件较好;可分区修建。主要缺点是降雨初期的雨水对水体仍然有污染。我国新建城镇和工矿区多采用分流制。2.1.2排水管网组成第2章城市地下管网概述
分流制排水系统图式分流制排水管网第2章城市地下管网概述2.1.2排水管网组成排水管网分类
合流制排水系统图式排水管网的选择排除生活污水、工业废水和雨水时,是采用合流制还是分流制,取决于污水的性质、城镇原有排水设施情况、城镇规划要求、环境保护的要求、污水的综合利用和处理情况、当地自然,地形条件和水体的水质、水量等条件综合考虑,通过技术经济和环境保护要求比较确定。新建城镇或地区的排水系统,一般采用分流制。旧城区排水系统的改造,采用截流式合流制较多。同一城镇的不同地区,根据具体条件,可采用不同的排水体制。居住区排水规划采用何种排水体制,应取决于城镇排水系统规划的要求、原有的排水方式等。
第2章城市地下管网概述2.1.2排水管网组成第2章城市地下管网概述2.1.2排水管网组成排水管道类型(按材料分):钢筋混凝土隧道,混凝土管,塑料管。钢筋混凝土隧道混凝土管塑料管辅助设施:检修井预制检修井第2章城市地下管网概述2.1.2排水管网组成排水管道类型(按材料分):钢筋混凝土隧道,混凝土管,塑料管。辅助设施:检修井潮门井
雨水口
出水口溢流井
跳跃井检查井
跌水井水封井冲洗井城市排水系统组成:排水管网和污水处理厂2.1.2排水管网组成第2章城市地下管网概述城市污水:生活污水、工业废水和雨水的总称。城市污水含有的污染包括:悬浮固体(粒径>200nm),胶体(粒径1-200nm),溶解固体(粒径<1nm,有机污染物,富营养污染物和酸碱盐污染物),微生物。采用拦截,沉淀等物理方法去除3mm以上的悬浮物,微生物新陈代谢方法去除1mm以上的悬浮物、胶体和溶解态有机污染物,满足BOD30mg/L,COD60mg/L,氨25mg/L,P38mg/L,SS30mg/L,细菌和重金属,进一步采用生化方法处理悬浮物,难容的有机物、氮磷无机污染物和酸碱盐污染物,微生物,满足BOD10mg/L,COD50mg/L,氨5mg/L,P30.5mg/L,SS10mg/L。城市排水系统组成污水处理2.1.2排水管网组成第2章城市地下管网概述污水一级处理(调节,格栅,沉砂、沉淀)二级处理(曝气(好氧生物法),发酵(厌氧生物法))三级处理(混凝(絮凝体),生物除氮和磷,吸附(活性炭物理吸附重金属离子,离子交换吸附无机物),杀菌,反渗透)城市污水处理流程城市排水系统组成污水处理2.1.2排水管网组成第2章城市地下管网概述调节池调节水量,水质,pH,预曝气格栅是一组或多组相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装再进水渠道内,去除较大悬浮物。格栅室城市排水系统组成污水处理2.1.2排水管网组成第2章城市地下管网概述曝气沉砂池利用砂粒的沉降速率小于水流速率,使砂粒与水分离。曝气有利于去除附着在砂粒上的有机物辐流式沉淀池添加絮凝剂,形成絮凝体,沉淀部分,降低污水中的悬浮固体浓度。城市排水系统组成污水处理2.1.2排水管网组成第2章城市地下管网概述曝气池曝气是增加池中的氧气,维持好氧菌的生长,从而有利于消耗污水的有机物好氧菌将有机物分解为水,二氧化碳和氨气。厌氧反应器厌氧菌将有机物分解为水,二氧化碳和甲烷。城市排水系统组成污水处理2.1.2排水管网组成第2章城市地下管网概述生物除氮原理生物除氮流程城市燃气是指可以供城镇居民、工业企业、企事业单位使用的各种气体燃料的总称。城市燃气种类包括天然气、液化石油气和人工煤气。2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述燃气:易燃、易爆的混合气体。燃气种类:人工煤气(氢气、甲烷、一氧化碳),天然气(CH4)、液化石油气(丙烷和丁烷)、压缩天然气和液化天然气,可燃冰。气井出来的天然气主要成为为甲烷,也含有少量的泥沙、二氧化碳,硫化氢,水和凝析油,乙丙烷,需要进行脱硫脱烃,脱水和脱凝析油处理,通过加热,脱水,加抑制剂等技术防止产生天然气化合物(低温高压条件下形成),才能进行传输和使用。2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述天燃气输送路径:气田集输系统长距离输气系统城市燃气输配系统。2.1.井场装置2.1.集气站3.矿场压气站4.天然气处理厂(气田集输系统)5.首站6.阀门7.中间压气站8.末站(长距离输气系统)9.储气设施10.分配站(门站)12.1.城镇或工业基地(城镇燃气输配系统)气田集输系统长距离输气系统城市燃气输配系统
天然气传输路径图
天然气传输路径概念图2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述气田集输系统组成:井场装置、集气站、矿场压气站和天然气处理厂气井集气站天然气处理厂气井采气树2针型阀门,控制流量和井口压力1测压阀门,不停产测量压力3油管阀门,开关油管4总阀门,常开5套管阀门,开关套管2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述气田集输系统组成集气站集气站:收集和加热,调压,计量,管道防腐和清管。加热调压分离计量加药,清管加热作用是提高温度减小天然气水合物生成过滤分离固体粒子,液体杂质(液态水,凝析油)加热炉过滤分离器2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述
气田集输管网形式a.线型b.放射型c.成组型d.环型气田集输系统:气田集输管网形式2.1.气井2.1.集气管3.集气站2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述气田集输系统组成天然气处理厂脱水,采用三甘醇吸附气态原理脱水,减小管道腐蚀和天然气水合物生成天然气处理厂:脱硫脱碳,脱水,轻烃回收。脱硫脱碳,脱硫吸收塔内甲基乙二醇溶液与硫化氢气体,二氧化碳发生化学反应,生成化合物。轻烃回收,将天然气将至露点以下,低温条件下分离乙丙烷冷凝液。2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述燃气长距离输气系统组成:首站、输气干线、压气站、末站(分配站)组成。输气首站实现调压、计量、检测分析、发送清管器。中间压气站调压、检测分析、发送清管器。末站,也叫燃气分配站或门站,调压计量天然气长距离管道输送过程中,或产生凝液,需要进行分离处理。2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述城市燃气输配系统是指自门站到用户的全部设施构成系统。组成:门站、燃气管网、储配站、调压站门站城市燃气输配系统燃气输送路径:街道高压管网街道中压管网街道低压管网庭院管网用户2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述城市燃气输配系统是指自门站到用户的全部设施构成系统。城市燃气输配系统-门站
城市燃气门站主要功能为接受上游来气,过滤、计量、加臭和调压。加臭剂为THT(四氢噻吩),15-25mg/L
城市燃气储配站主要功能为门站来气,过滤、计量、储气、加臭和调压。2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述城市燃气输配系统是指自门站到用户的全部设施构成系统。城市燃气输配系统-调压站
城市燃气调压站满足城市不同压力等级管网的连接要求。过滤、计量和调压。2.1.3燃气管网组成第2章城市地下管网概述2.1.低压燃气管道<0.01MPa2.1.中压燃气管道B0.01-0.2MPa3.中压燃气管道A0.2-0.4MPa4.次高压燃气管道B0.4-0.8MPa5.次高压燃气管道0.8-2.1.6MPa6.高压燃气管道B2.1.6-2.1.5MPa7.高压燃气管道A2.1.5-4MPa城市燃气管道分级一级系统:仅由低压或中压一级压力级别的管网系统二级系统:由低压和中压B,或低压和中压A两等级构成的管网系统三级系统:由低压、中压和次高压组成的管网系统多级系统:由低压、中压、次高压和高压组成的管网系统城市燃气管网系统自街道燃气管网的引入口以后的室外燃气管网为庭院煤气管网。庭院燃气管网大都与建筑物平行铺设。离墙的最小距离为2m,以防止管道漏气时燃气进入建筑物内。庭院燃气管网的设置要求和街道燃气管网相同。图2-11为庭院燃气管网的布置示意图。
庭院燃气管网布置示意图第2章城市地下管网概述2.1.3燃气管网组成城市燃气管网系统第2章城市地下管网概述2.1.3燃气管网组成城市燃气管道类型(按材料分)天然气管道主要使用钢管,铸铁管和塑料管。燃气高压、中压管道采用钢管,中压和低压管道采用钢管和铸铁管。工作压力小于0.4MPa的室外地下管道采用塑料管。城市燃气管道附属设施-补偿器,阀门,凝液罐补偿器:补充燃气管道受温度变化引起的变形。轴向波纹补偿器在燃气中常含有水汽,为了排除由水汽形成的冷凝水,燃气管道的敷设坡度应不小于0.002,并在燃气管低的地点设置凝液灌。
凝液管设置示意图第2章城市地下管网概述2.1.3燃气管网组成城市燃气管道附属设施-凝液罐在寒冷地区的冬季,为了维持人们日常生活、工作和生产活动所需要的环境温度,以一定的方式向室内补充热量,就叫供暖(又称采暖)。2.1.4热力管网组成第2章城市地下管网概述城市热力系统组成:热源,热力网和用户组成。热源包括区域锅炉房、热电厂、核能,地热,工业余热,以及太阳能。供热介质:热水和蒸汽。热负荷:采暖、通风、空调及生活热水供应,生产工艺等。热力网:管道及其附属设施(阀门和平衡阀),管道热补偿器为了安全可靠地供热,在热力管网中有时还需要设置中继泵站或热力站,以满足热用户的压力、热量等要求。第2章城市地下管网概述2.1.4热力管网组成城市热力系统-热源区域锅炉房锅炉开式
闭式第2章城市地下管网概述2.1.4热力管网组成热网分级一级热网:热源经热网直接进入热用户二级热网:热源经一级热网进入热力站,然后再进入各热用户。热网分级a.一级热网b.二级热网热力站作用:通过热交换器转换热介质种类和参数,计量,检测第2章城市地下管网概述2.1.4热力管网组成热水供热管网形式:闭式热水供热管网和开式热水热水供热管网热水供热系统主要采用两种形式,开式系统和闭式系统。闭式系统中热网循环水仅仅作为热媒,不取出使用,不设取水栓。开式系统中热网循环水仅仅作为热媒,取出使用,设取水栓。热水集中供热管网布置形式第2章城市地下管网概述2.1.4热力管网组成2.1.闭式系统网路补水量少。2.1.表面热交换器将城市给水加热,热水供应与给水水质相同且稳定。3.闭式系统增加投资,运行管理复杂。4.低位热能方面,开式系统比闭式系统好开式系统和闭式系统对比分析当热水热力管网满足下列条件时,且技术经济合理时,可采用开式热力管网:
2.1.具有水处理费用较低的补给水源;
2,具有与生活热水热负荷相适应的廉价低位能热源。在开式热力管网中,其热水热力负荷足够大,且技术经济合理时,可以不设置回水管。
热水热力管网宜采用闭式双管制。以热电厂为热源的热水热力管网,同时有生产工艺、采暖、空调、生活热水多种热负荷,在生产工艺热负荷与采暖热负荷所需要的供热介质参数相差较大,或季节性热负荷占总热负荷比例较大,且技术经济合理时,可采用闭式多管制。第2章城市地下管网概述2.1.4热力管网组成开式系统和闭式系统选择热水集中供热管网布置形式
蒸汽热力管网的蒸汽管道,宜采用单管制。当符合下列条件时可以采用双管制或多管制:
2.1.当各用户间所需要的蒸汽参数相差较大,或季节性热负荷占总热负荷比例较大,技术经济合理时,可以采用双管制或多管制;
2.1.当用户按规划分区建设时,可以采用双管制或多管制,随着热负荷的发展分期建设。第2章城市地下管网概述2.1.4热力管网组成第2章城市地下管网概述2.1.4热力管网组成蒸汽集中供热管道分类(按材料)采用工作钢管与聚氨酯泡沫保温层、聚乙烯外护管波纹补偿器由单层或多层薄壁金属管制成的轴向波纹状补偿设备波纹补偿器2.1.5电力网组成第2章城市地下管网概述电能是十分重要的二次能源,能方便的由一次能源转换,也方面的转换成其他形式能源。电力系统:由发电,输电,变电,配电和用电连接起来的整体。电力网:由输电网和配电网组成。按照电压高低,电压分为:2.1.安全电压(通常36V以下)。2.1.低压(又分220V和380V)。3.高压(10KV-220KV)。4.超高压330KV-750KV。5.特高压1000KV交流、±800KV直流以上。城市电力网:城镇范围内为城镇供电的各级电力网的总称,一般为高、中和低压电网。2.1.5电力网组成第2章城市地下管网概述电力网-输电网以高压、甚至超高压电压将发电厂、变电所和变电所直接连接起来的输配电网络。电力网2.1.5电力网组成第2章城市地下管网概述电力网-变电变电站的作用:切断、接通电压,调整电压。组成:变压器,开关设备,母线,互感器(提高小电压给计量和控制用),其他设施不同等级电压网连接需要通过变电站,输电和配电网连接需要通过变电站。变压器高压断路器220kV母线第2章城市地下管网概述2.1.5电力网组成电力网-配电网开式和闭式电力网开式电力网:由一条电源线向电力用户供电,闭式电力网:由两条及两条以上电源线用电力用户供电。开式电力网第2章城市地下管网概述2.1.5电力网组成电力网-配电网开式和闭式电力网闭式电力网:由两条及两条以上电源线用电力用户供电。开式电力网a.双回路放射式,b.双回路干线式,c.双回路链式,d.双回路树枝状.e.环状.f.两端供电式优缺点:可靠性高,造价高电线电缆:用于传输和分配电能,传递信号及电磁转换功能的电工产品。电网中电线电缆包括裸电线,电力电缆,电气装备用电线电缆,电磁线。第2章城市地下管网概述2.1.5电力网组成电力网-电线电缆第2章城市地下管网概述2.1.5电力网组成电力网-电线电缆-裸电线第2章城市地下管网概述2.1.5电力网组成电力网-电线电缆-电力电缆导体:传输电流绝缘层:承受电压,绝缘作用保护层:保护电缆绝缘层不收外界环境的影响和防止机械损伤。电力电缆图第2章城市地下管网概述2.1.5电力网组成电力网-电线电缆-电气装备用电线电缆电气装备用电线电缆第2章城市地下管网概述2.1.5电力网组成电力网-输电网输电网结构图2.1.5电力网组成第2章城市地下管网概述电力网-输电网我国500kV电网布置图2.1.5电力网组成第2章城市地下管网概述电力网-输电网母线
高压断路器变压器2.1.6通信网组成第2章城市地下管网概述电信网已从单一电话网发展成为一个大规模、广覆盖和构成复杂的电话庞大系统。电信是指利用有线、无线的电磁系统或者光电系统,传送、发射或者接收语音、文字、数据、图像以及其他任何形式信息的活动。通信系统:以电信号作为传递和交换信息手段的通信方式所构成的系统。第2章城市地下管网概述2.1.6通信网组成城市地下通信管网指利用穿管、管沟、隧道或综合管廊埋设于地下的通信线缆和附属
设施所构成的网络。根据逻辑结构,城市地下通信管网可分为网状、星型、复合型、环状、
总线型等
5种类型,网状
星型
复合型环型总线型第2章城市地下管网概述2.1.6通信网组成通信网络-传输信道通信线缆指用于传输承载数据信息的电或光信号的导线总称,包括架空明线、通信光
缆和通信电缆。架空明线是一种由电杆支持架于地面上的电缆电信线路,通常用来传送电
话、
电报、传真和数据等电信业务。它具有易建设,低频信号的衰减小特点,但高频部分
衰耗较大,频带利用率过窄,容量小,干扰大,易遭损坏。通信光缆是一种以光为载波,
以光导纤维为传输介质的一种通信信道,具有频带宽、容量大、中继距离长、抗干扰性好、
保密性强、体积小、重量轻、成本低和传输质量高特点。第2章城市地下管网概述2.1.6通信网组成通信网络-传输信道通信电缆包括平衡电缆和同轴电缆。平衡电缆也称双绞线,是一种常用的传输介质,
由两根具有绝缘保护层的铜导线组成,具有干扰小,性能稳定,容量大特点。同轴电缆指
有两个同心导体,导体和屏蔽层共享同一轴心的电缆城市地下多功能廊道基本含义
城市市政管线综合布置,目前无统一的名称,有的国家称为综合管线廊道,在日本将之称为共同沟,但现在比较常用的名称是城市地下多功能廊道(multi-purosetunnel),其基本含义是将电话、电气、煤气、上下水等两种以上的管线,共同收容在道路地下同一隧道内的综合管廊中,成为现代城市基础设施中各管线的物质载体。城市地下多功能廊道的类型
从存在条件上看,城市地下多功能廊道主要有两大类,一类是在岩层中开挖的隧道,另一类是在土层中建造的砖石或钢筋混凝土结构的廊道;从存在形态-上看,一种是独立存在的廊道,一种是附建于其它地下工程中的廊道。2.1.7地下综合管廊组成第2章城市地下管网概述城市地下多功能廊道布置与构造
城市发展到一定阶段,修建地下多功能廊道,已成为现代化城市不可缺少的基础设施之一。城市地下多功能廊道既可以建在土层中,也可以建在岩层中,既可以深埋,也可以浅埋,应结合具体情况,综合分析布置。
城市地下多功能廊道的结构组成如下:廊道的本体,包括廊道的一般地段(即标准断面的地段)和特殊地段(即支线、电缆线头接头位置,进物进人孔等);通风口及出人口;排水、照明、通风、防灾安全等设备。第2章城市地下管网概述2.1.7地下综合管廊组成第2章城市地下管网概述2.1
城市地下管网组成
2.2城市地下管网布置形式2.3城市地下管网敷设形式给水管网布置形式:树状管网和环状管网树状管网长度较短,构造简单,投资省,供水安全可靠性差。环状管网供水安全,可靠性高,投资明显高于树状管网。一般在城镇建设的初期采用树状管网,随着城镇的发展逐渐连成环状管网。在城市的中心布置成环状管网,郊区布置成树状管网。2.2.1树状管网第2章城市地下管网概述给水管网布置形式:树状管网和环状管网2.2.1树状管网第2章城市地下管网概述树状给水管网平面布置图树状给水管网图式排水管网的布置形式排水管网的布置形式,与地形、竖向规划、污水处理厂的位置、土壤条件、河流情况以及污水的种类和污染程度等因素有关。污水管道的布置,按地形情况主要分为正交式和平行式两种。
2.1.平行式:如图所示,这种布置的特点是污水干管与地形等高线基本平行,而让主干管与地形等高线正交,在地形坡度较大的城镇布置管道时,采用这种形式可以减缓管道的坡度,这种布置虽然主干管的坡度较大,但可避免采用过多的跌水井来改善干管的水力条件。
2.1.正交式:如图所示,在地势向水体方向略有倾斜的地区排水系统可布置成正交截流式,即干管与等高线垂直相交,而主干管(截流管)敷设于排水区域的最低处、布置在城镇较低的一边,且走向与地形等高线平行,这种布置形式可以减少管道埋深,适用于地形平坦的城镇或排水区域。这样既便于干管污水的自流接入,又可以减少截流管的埋设坡度。在地势高低相差很大的地区,且污水不能靠重力流汇集到同一条主干管时,可分别在高地区和低地区敷设各自独立的排水系统。此外,还有分区式和放射式等布置形式。第2章城市地下管网概述2.2.1树状管网平行式第2章城市地下管网概述2.2.1树状管网排水管网的布置形式正交式第2章城市地下管网概述2.2.1树状管网排水管网的布置形式放射式
分区式低边式如图所示,污水管道布置在街坊地形较低的一边,承接街坊内的污水,这种布置形式管线较短,在城镇规划中采用较多。排水管网低边式布置图第2章城市地下管网概述2.2.1树状管网排水管网的布置形式围坊式如图所示,沿街坊四周布置污水管,街坊内污水由四面流入污水管道。这种布置形式多用于地势平坦的大街坊。排水管网围坊式布置图第2章城市地下管网概述2.2.1树状管网排水管网布置形式第2章城市地下管网概述2.2.1树状管网单热源树状热力管网
多热源树状热力管网第2章城市地下管网概述2.2.1树状管网单管制树状热力管网
双管树状热力管网第2章城市地下管网概述2.2.2环状管网环状给水管网平面布置图
环状给水管网图式第2章城市地下管网概述2.2.2环状管网分区给水
并联分区
串联分区第2章城市地下管网概述2.2.2环状管网环状热力管网布置图第2章城市地下管网概述2.2.2环状管网一级管网系统低压两级管网系统三级管网系统
多级管网系统在城镇的街道燃气管网大都布置成环状和枝状。燃气管网的布置工作按压力高低的顺序进行,先布置高、中压管网,后布置低压管网。市区燃气管道一般采用直埋敷设,通常埋设在马路边缘,距离人行道1—2m。应尽量避开主要交通干道和繁华的街道,以免给施工运行管理带来困难。燃气管道不准敷设在建筑物的下面,不准与其他管线平行上下重叠。2.2.2环状管网第2章城市地下管网概述燃气管网布置形式热水集中供热管网布置形式枝状管网环状管网第2章城市地下管网概述2.2.2环状管网第2章城市地下管网概述2.1.6通信网组成通信网络布置形式网状结构可靠,稳定性好,利用率低。星型传播链路少。复核型网可靠性较好,较为经济合理,环状只能单向通信,可实现分布式控制,总线型易扩充,安全可靠。通信网结构图第2章城市地下管网概述2.1
城市地下管网组成
2.2城市地下管网布置形式2.3城市地下管网敷设形式城市地下管道的敷设包括地下直埋、地下综合管廊、隧道、架空、沟槽和排管等形式第2章城市地下管网概述2.3.1直埋敷设直埋敷设具有投资省的显著优点,是被广为采用的一种敷设方式,但安全性较差,很容易遭受外力破坏。分为无补偿和有补偿两种。有补偿:设固定墩将管道分段,设补偿器吸收管道热膨胀量;无补偿:利用钢管弹塑性变形吸收热膨胀,降低投资,可有冷安装,敞槽预热,覆土预热等等。2.3.2地下综合管廊敷设第2章城市地下管网概述第2章城市地下管网概述2.3.4
架空敷设
支承环式滑动支鞍形滑动式支座
摆动式座
滚动式支座153适用条件B.沟槽敷设分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。半通行地沟敷设当管道通过对地面不容许开挖,架空敷设不合理,管线较多,采用不通行地沟宽度受限,需要定期检修,可采用半通行地沟,布置方式
滑动支架安装
固定支架安装2.3.5沟槽及排管第2章城市地下管网概述适用条件B.沟槽敷设分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。不通行地沟敷设布置方式土层干燥,水位低,管道数量少,管径小,维修工作量小。矩形,半圆形和圆形,常为矩形,材料为砖,混凝土和钢筋混凝土。占地小,耗费小,难以发现管道中缺陷和事故,维修不方便。第2章城市地下管网概述2.3.5沟槽及排管双管敷设单管敷设B.沟槽敷设分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。2.3.5沟槽及排管不通行地沟敷设第2章城市地下管网概述B.沟槽敷设分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。2.3.5沟槽及排管第2章城市地下管网概述排管敷设157管道工程施工图:管径管径应以mm为单位。管径的表达方式应符合下列规定:1水煤气输送钢管(镀锌或非镀锌)、铸铁管等管材,管径宜以公称直径DN表示(如DN15、DN50);2无缝钢管、焊接钢管(直缝或螺旋缝)、铜管、不锈钢管等管材,管径宜以外径D×壁厚表示(如D108×4、D159×4.5等);3钢筋混凝土(或混凝土)管、陶土管、耐酸陶瓷管、缸瓦管等管材,管径宜以内径d表示(如d230、d380等);4塑料管材,管径宜按产品标准的方法表示;5当设计均用公称直径DN表示管径时,应有公称直径DN与相应产品规格对照表。第2章城市地下管网概述2.4地下管网读图158管网工程制图(地沟敷设)地沟敷设管道图:包括平面图、剖面图和轴测图、构件大样图平面图内容:地沟的宽度和长度、地沟的走向、检查井的长和宽、检查井在地沟内的位置、地沟内的管道、支座架的平面位置、地沟内管道内的各种阀门、补偿器、疏水阀的平面位置、管道管径以及管道的坡度和坡向。纵剖面图:地沟的高和宽、沟壁的材质和宽度、支架与沟的关系尺寸、各管道的排列以及管标高、管径等等。构件大样图和附件安装大样图第2章城市地下管网概述2.4地下管网读图159管道工程制图:直埋敷设管道平面图:标明管道的走向与建筑物距离,各种井的位置,标明管径、管道坡度剖面图:标明管道走向、管径、坡度坡向,与建筑物距离,主要标明标高管道节点详图:标明管道变径、变向处各管道的名称、规格和数量,以及阀门型号和数量构筑物详图:标明各种井的构造、平面图和剖面图以及管道的连接情况第2章城市地下管网概述2.4地下管网读图160第2章城市地下管网概述第2次作业:写一个给水管网、排水管网、燃气管网、热力管网、电力网和通信网中一部分内容,写一个概述报告作业。字数要求:字数不少于500字,不设上限。作业形式及交作业时间:word电子稿于第3周星期五上课前发到校园网可视化模块tronclass上。城市地下管网工程彭述权中南大学资源与安全工程学院目录第1章绪论第2章城市地下管网概述第3章城市地下管网工程规划第4章城市地下管网水力与热力分析第5章城市地下管道结构静力分析与设计第6章城市地下管网工程施工原理第7章城市地下管网运维管理与技术第3章城市地下管网工程规划3.1城市地下管网规划概述3.2城市管网设计需求量及管径计算3.3城市地下管线布置3.4城市地下管线综合3.5城市地下综合管廊工程规划3.1城市地下管网规划概述第3章城市地下管网工程规划规划影响因素分析城市经济的发展水平直接影响城市地下管网的复杂程度。城市地下管网的规模受城市人口数量的影响城市地下管网规划也需要充分考虑其建设对生态和环境的影响,并尽可能降低这种影响。3.1城市地下管网规划概述第3章城市地下管网工程规划规划内容及步骤(1)收集资料(2)汇总综合和协调确定规划方案(3)编制规划成果设计用水量组成:综合生活用水:包括①居民生活用水量,用居住区最高日生活用水量Q1表示;(2)公共设施用水量,用公共建筑生活用水量Q2表示;(3)工业企业用水量Q3,分别以工业企业职工生活用水量Q31和工业企业职工淋浴用水量Q32表示;(4)市政用水量Q4;(5)未预见用水量及给水管网漏失水量Q5。3.2城市管网设计流量及管径计算分类求和法用水量的时间变化日变化系数Kd=年最高日用水量/年平均日用水量在规划设计年限中,用水量最多的一日用水量,称为最高日用水量,一般特大城市Kd取1.1~1.2,大城市1.15~1.3,中小城市1.2~1.5。最高日用水量为给水管网设计用水量计算方法分类求和法,人均综合指标法,单位用地指标法第3章城市地下管网工程规划Qg
=
Qg1
+
Qg2
+
Qg3
+
Qg4
+
Qg5
最高日最高时用水量为Qmax=Kh*Q/24(米3/小时)设计管网时,按最高时用水量计算
qmax=Qmax*1000/3600(升/秒)3.2城市管网设计流量及管径计算时变化系数Kh,指最高日中最大一小时用水量与平均时用水量的比值。=最高日最大时用水量/最高日平均时用水量。Kh一般取1.3-3.0第3章城市地下管网工程规划①居住区最高日生活用水量Q1N1―规划期限内规划人口数;q1―设计期限内采用的最高日用水量标准(升/人*日)。q2―某类公共建筑生活用水量标准(升)N2―该类公共建筑生活用水量单位的数量(人和床位)。3.2城市管网设计流量及管径计算②公共建筑生活用水量Q2第3章城市地下管网工程规划工业企业职工生活用水量Q31
q31―工业企业生活用水量标准(升/人*班)Np―每班职工数n―每日班制q32―工业企业职工淋浴用水量标准(升/人*班)Nc―工厂每班职工淋浴人数。
3.2城市管网设计流量及管径计算工业企业职工淋浴用水量Q32③工业企业用水量第3章城市地下管网工程规划Qg3=Q31+Q32④市政用水量Q4q4、q4’――分别为街道洒水和绿地浇水用水量标准(升/ 米2•次)和(升/米2•日)
3.2城市管网设计流量及管径计算⑤未预见水量(包括管网漏失水量),一般按以上各项和的10~20%计算。Qg5
=
(0.1~0.2)
×
(Qg1
+
Qg2
+
Qg3
+
Qg4)第3章城市地下管网工程规划其中生活用水量标准q1和q2
生活用水量标准包括日平均用水量标准和最高日用水量标准。
在计算城镇生活用水量时,包含居民生活用水和综合生活用水两种标准。
居民生活用水:指居民日常生活用水。
综合生活用水:城镇居民日常生活用水和公共建筑用水,但不包括浇撒道路、绿地和其他市政用水。
q3城镇企业生产用水量标准
城镇企业的用水量标准与生产规模、生产工艺、设备类型和管理水平等因素有关,各地差异较大。一般有两种计算方法:
1)按单位产品计算,如每生产一吨水泥需1.5~3.Om3水,每印染1万米棉布需200~300m3水。
2)按每台设备每天或台班的用水量计算,如农用汽车100~120L/(台·d),锅炉1000L/(h·t)(以小时蒸发量计)。
3.2城市管网设计流量及管径计算第3章城市地下管网工程规划q1居民生活用水量标准城市用水量标准:指满足居民生活、工业生产所需的单位用水量3.2城市管网设计流量及管径计算城市规模特大城市大城市中、小城市用水情况最高日平均日鼓高日平均日最高日平均日一180~27O140~210
160~250
120~190140~230100~170二140~200110~160120~180
90~140100~160
70~120三140~180110~150120~160
90~130100~1407O~110注:1.特大城市指:市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市;大城市指:市区和近郊区非农业人口50万及以上,不满100万的城市.中、小城市指:市区和近郊区非农业人口不满50万的城市.2一区包括:贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、云南、江苏、安徽、重庆.二区包括:热龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁复、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区.三区包括:新任、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区.3.经济开发区和特区城市,根据用水实际情况,用水定额可酌情增加.居民生活用水定额日(单位:L/人.日)第3章城市地下管网工程规划q2公共建筑用水量标准3.2城市管网设计流量及管径计算集体宿舍、旅馆和公共建筑生活用水定额及小时变化系数序号建筑物名称单位生活用水定额(最高日)(L)小时变化系数1集体宿舍有盗洗室有盟洗室和浴室每人每日每人每日50-100100-2003.53.511商场每顾客每次1~3
3.5~3.012菜市场每平方米每次2~33.5~3.013办公楼每人每班30~603.5~3.014中小学校每学生每日30~503.5~3.O15高等院校每学生每日100~2003.0~1.516电影院每观众每场3~83.5~3.017剧院每观众每场10~203.5~3.0第3章城市地下管网工程规划q3工业企业用水量标准3.2城市管网设计流量及管径计算用水种类车间性质用水量(L/人.日)时变化系数生活用水一般车间热车间25353.03.5淋浴用水不大脏污身休的车间非常脏污身休的车间4060每班淋浴时间以45min计算,时变化系数等于1工业企业职工生活用水和沐浴用水量第3章城市地下管网工程规划q4市政用水量标准街道洒水用水量标准
3.0~3.0升/米3.次,2~3次/日绿化浇水用水量
1.0~3.0升/米3.次,1~2次/日汽车冲洗用水量小轿车250~400升/辆.日;公共汽车、载重汽车400~600升/辆.日
3.2城市管网设计流量及管径计算q5未预见用水量按最高日可用水量的8%~12%计算第3章城市地下管网工程规划规划人口数×人均综合用水量指标=规划期末城市总用水量区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市一区0.8~1.20.7~1.10.6~1.00.4~0.8二区0.5~0.90.4~0.80.35~0.750.3~0.7三区0.4~0.80.35~0.70.3~0.60.25~0.6人均综合指标法3.2城市管网设计流量及管径计算
城市单位人口综合用水量指标(万立方米/(万人·d))第3章城市地下管网工程规划Qg
=
Nqg
规划建设用地面积×单位建设用地综合用水量指标=规划期末城市总用水量城市单位建设用地综合用水量指标(万立方米/(km2·d))区域城市规范特大城市大城市中等城市小城市一区1.0~1.70.7~1.30.6~1.00.4~0.9二区0.5~1.20.3~0.90.3~0.70.25~0.6三区0.5~0.80.3~0.70.25~0.50.2~0.4单位用地指标法注:本表指标已包括管网损失水量3.2城市管网设计流量及管径计算第3章城市地下管网工程规划Qg
=Ag
qg,d
城市污水设计流量Qw包括:居民生活污水设计流量Qw1,工业废水设计流量Qw2,工业企业生活污水和淋浴污水设计流量Qw3和公共建筑污水设计流量Qw43.2城市管网设计流量及管径计算城市污水设计流量计算方法分类求和法。第3章城市地下管网工程规划Qw
=
Qw1
+
Qw2
+
Qw3
+
Qw4
污水量的变化通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度。变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系数。日变化系数Kd:在一年中最大日污水量与平均日污水量的比值称为日变化系数。
时变化系数Kh:最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值,称为时变化系数。
总变化系数Kz:最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数。
Kz=Kd·Kh
3.2城市管网设计流量及管径计算第3章城市地下管网工程规划1.当污水平均日流量为中间数值时,总变化系数用内差法求得。3.当居住区有实际生活污水量变化资料时,可按实际数据采用。(2)公式计算该式是我国在多年观测资料的基础上进行综合分析总结出的计算公式。它反映了我国总变化系数与平均流量之间的关系:3.2城市管网设计流量及管径计算式中
—平均日平均时污水量(L/s)。
第3章城市地下管网工程规划居民生活污水设计流量Qw1居民生活污水是指居民日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水。居民生活污水设计流量可按下式计算:式中Q1—居民生活污水设计流量(L/s);
q1—居民生活污水定额(L/人·d);N1
—设计人口数;
Kz—生活污水量总变化系数。3.2城市管网设计流量及管径计算
第3章城市地下管网工程规划居民生活污水量变化系数Kz总变化系数与平均流量有一定关系,平均流量愈大,总变化系数愈小。(1)查表生活污水量总变化系数污水平均日流量(L/s)5154070100200500≥1000总变化系数Kz3.33.01.81.71.61.51.41.33.1城市管网设计流量及径计算第3章城市地下管网工程规划Qw2工业废水设计流量3.2城市管网设计流量及管径计算
第3章城市地下管网工程规划Qw3工业企业生活污水和淋浴污水设计流量3.2城市管网设计流量及管径计算
第3章城市地下管网工程规划式中:Qw3为工业企业生活污水和淋浴污水设计流量,L/s;qw3,a1
、qw3,a2分别为一般车间、
高温车间的职工生活污水定额,L/(人·班)
;N3a1
、N3a2分别为一般车间、高温车间的最
大班职工人数
,人
;qw3,b1
、q3w,b2
分别为一般车间
、高温车间职工淋浴污水定额
,L/
(人·班)
;N3b1
、N
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