第二章给水排水管网工程规划PPT课件

1、 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。 规划内容： 给水水源； 给水处理厂； 给水管网； 排水管网； 排水处理厂； 废水排放与利用。 规划任务： 确定服务范围、规模 水资源利用与保护措施 系统的组成与体系结构 主要构筑物位置 水处理工艺流程与水质保证措施 管网规划和干管定线 废水处置方案与环境影响评价 工程规划的技术经济比较 2.1 规划原则和工作程序第1页/共58页 给水排水工程规划原则给水排水工程规划原则 （1） 执行相关政策、法规 （2） 服从城镇发展规划（以城市规划作为给排水系统规划的依据） （3） 合理确定远近期规划，一般按远期规划、按近期设计

2、和分期建设 （5） 合理利用水资源和保护环境 （6） 规划方案尽可能经济、高效第2页/共58页 规划工作程序规划工作程序 （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 第3页/共58页2.2 2.2 城市用水量预测计算城市用水量预测计算 规划用水量是决定水资源使用量、建设规模、投资额的依据。 城市用水量包括： 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第4页/共58页用水量及

3、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。第5页/共58页（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。第6页/共58页hdhdhhKQQQQK2424/（2）用

4、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第7页/共58页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） 人均综合指标法 城市人口平均总用水量称为人均综合用水量。第8页/共58页（4）年递增率法（指数曲线的外 推 模 型 ）atdmtQdmQdmQQaotoa年数，用水量年平均增长率年的平均日用水

5、量，起始年份后第量，起始年份平均日用水式中 / / )/( )1 ( 333第9页/共58页（5）线性回归法（一元线性回归模型） / )/( Q 33dmQdmtQQoa回归计算求得，均增量，根据历史数据日平均用水量的年平式中（6）生长曲线法 / ba )/( 1 33dmQLdmaeLQbt预测用水量，预测用水量的上限值待定参数、式中第10页/共58页2.3 2.3 给水管网系统规划布置给水管网系统规划布置2 23 31 1 给水管网布置原则与形式 1给水管网布置原则（自己看，了解）（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

6、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，留有发展余地第11页/共58页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 流停滞影响水质二级泵站适用：对供水安全可靠性要求不高的小城市和小型工业企业。第12页/共58页（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。二级泵站适用：对供水安全可靠性要求较高的大、中城市和大型工业企业。第13页/共58页2 23 32 2 输水管渠定线1特点（1）距离长 （2）障碍物多，地形、地质复杂

7、（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（自己看，了解）（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第14页/共58页3输水方式压力输水结合混合输水：重力输水与压力输水重力输水连接管，中双管输管输水：两条输时)有其他水源可以利输水管长，输水量小或(调节池单管输水：一条输水管间加设用第15页/共58页2. 3. 3 给水管网定线二级泵站水塔干管连接管干管分配管（1）内容：在地形平面图上确定管线的走向和位置。包括干管和

8、连接管（干管之间），不包括从干管到用户的分配管和进户管。第16页/共58页（2）管网定线要点（自己看，熟悉） 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、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；第17页/共58页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

9、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，应符合城镇或厂区 管道的综合设计要求。第18页/共58页2 24 4 排水管网系统规划布置排水管网系统规划布置2 25 51 1 排水管网布置原则与形式1排水管网布置原则（自己看，了解）（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

10、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，留有发展余地第19页/共58页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种： 第20页/共58页(1)正交式：正交式： 在地势向水体适当倾在地势向水体适当倾斜的地区，各排水流域的斜的地区，各排水流域的干管可以最短距离沿与水干管可以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置。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

11、响环境。适用：雨水排水系统。第21页/共58页(2) 截流式：截流式： 沿河岸再敷设主干管，沿河岸再敷设主干管，并将各干管的污水截流并将各干管的污水截流送至污水厂，是正交式送至污水厂，是正交式发展的结果。发展的结果。污水厂特点：减轻水体污染，保护环境。适用：截流式合流制。第22页/共58页（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。 污 水 厂特点：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，使管道受到严重冲刷或跌水井过多。适用：地形坡度大的地区。 第23页/共58页(4) 分区式：分区式： 在地势高

12、低相差很大的地在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流至区，当污水不能靠重力流至污水厂时采用。分别在高地污水厂时采用。分别在高地区和低地区敷设独立的管道区和低地区敷设独立的管道系统。高地区的污水靠重力系统。高地区的污水靠重力流直接流入污水厂，而低地流直接流入污水厂，而低地区的污水用水泵抽送至高地区的污水用水泵抽送至高地区干管或污水厂。区干管或污水厂。泵 站污 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。第24页/共58页(5)分散式：分散式： 当城镇中央部分地势高，且当城镇中央部分地势高，且向周围倾斜，四周又有多处排向周围倾斜，四周又有多处排水出路时，各排

13、水流域的干管水出路时，各排水流域的干管常采用辐射状布置，各排水流常采用辐射状布置，各排水流域具有独立的排水系统。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第25页/共58页(6) 环绕式：环绕式： 可沿四周布置主干管，可沿四周布置主干管，将各干管的污水截流送将各干管的污水截流送往污水厂集中处理，这往污水厂集中处理，这样就由分散式发展成环样就由分散式发展成环绕式布置。绕式布置。污水厂特点：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。第26页/共58页2 24 42 2 污水管

14、网布置主要内容包括： 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。第27页/共58页1 1确定排水区界、划分排水流域确定排水区界、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

15、 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。第28页/共58页 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 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。第29页/共58页（4

16、）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、道路宽度、大出水户位置等。第30页/共58页（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。

17、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第31页/共58页（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 在街两侧设两条污水管，以减少连接支管的长度和 数量。第32页/共58页（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

18、）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。(a)第33页/共58页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。第34页/共58页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

19、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）第35页/共58页 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。第36页/共5

20、8页 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。 第37页/共58页v 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。v 各种管线在平面上布置的次序一般是，从建筑规划 线向道路中心线方向依次为：电力电缆 电讯电

21、 缆 煤气管道 热力管道 给水管道 雨水管道 污水管道。v 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。第38页/共58页v 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。 第39页/共58页2 24 43 3 雨水管网布置1 1充分利用地形，就近排入水体充分利用地形，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，雨水干

22、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。第40页/共58页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v 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。第41页/共58页v 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

23、物在相交处相互协调，以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。 v 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。第42页/共58页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

24、，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）排除雨水第43页/共58页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。12第44页/共58页 此外，在道路路面上应尽可能利用道路边沟排除雨水，为此，在每条雨水干管的起端，通常利用道路边沟排除雨水，从而减少暗管长度约100150 m，降

25、低了整个管渠工程的造价。312第45页/共58页6 6雨水出水口的布置雨水出水口的布置（1）分散出水口： 当管道将雨水排入池塘或小河时，水位变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水口。就近排放管线短、管径小，造价低。 （2）集中出水口式： 当河流等水体的水位变化很大，管道的出水口离常水位较远时，出水口的构造就复杂，因而造价较高，此时宜采用集中出水口式布置形式。第46页/共58页7排洪沟的设置 对于傍山建设的城市和厂矿企业，为了消除洪水的影响，除在设计地区内部设置雨水管道外，尚应考虑在设计地区周围或超过设计地区设置排洪沟，以拦截从分水岭以内排泄下来的洪水，并将其引入附近水体，以保证城市和厂矿企业的

26、安全。8调蓄水体的设置可调节洪峰流量。 第47页/共58页2.5 2.5 技术经济分析方法技术经济分析方法 技术经济分析是在满足工程建设目标的条件下（技术上可行），计算方案的经济费用。求经济效果最佳的方案案中需案的比较，从有限个方方案比较法：通过多方达到最远解。求解计算，使目标函数通过数学最优化术要求作为约束条件，函数，就工程技模型，将工程费用作为化数学方案构成工程费用最小数学分析法：是将工程技术经济分析法 第48页/共58页动态法静态法值工程项目的年计算费用。年运行费，元投资来源情况确定；，一般由项目的性质和投资偿还期，；工程项目投资额，元年计算费用，元式中aYaTCaWYTCW/ ;/ 静态年计算费用法第49页/共58页 方法简单，确定T比较困难，且此法不能反映资金的时间价值因素，经济概念不够清晰。动态年计算费用法 动态年计算费用法是针对不同时间的经济因素的变化，对项目在一定时期内发生的投资、运行成本等费用折算成当前的现值作为经济比较的指标，