给排水工程规划设计

1、第三章 给排水工程规划设计 （1212学时）学时）本章主要内容： 第一节 区域水系与区域给排水知识 第二节 园林给水工程规划设计 第三节 园林排水工程规划设计 第四节 园林管线工程的综合 第五节 给排水管道的施工 在人们的生活和生产活动中,水是不可缺少的。在城镇，为了给各生产部门及居民点提供在水质、水量和水压方面均符合国家规范的用水，需要设置一系列的构筑物，从水源取水，并按用户对水质的不同要求分别进行处理，然后将水送至各用水点使用。这一系列的构筑物就叫给水系统。 清洁的水经过人们在生活中和生产上的使用而被污染，形成大量成分复杂的污水。这些污水往往含有传染疾病的细菌及各种有害物质，如不经过处理和

2、消毒就排走，将严重污染生态环境，危害人们的身体健康。另外在污水中又含有一些有用物质，经处理可回收利用。为了使排出的污水无害及变害为利，必须建造一系列设施对污水进行必要的处理，这些处理与排除污水的系统就叫排水系统。 园林给排水工程与区域水系、区域给水与排水有密切关系，是区域给排水工程的一个组成部分。它们之间有共同点，但又有园林本身的具体要求。以下我们分别介绍有关这方面的基本常识及一些计算方法，以备将来在实际工作中能够解决一些实际问题，或与有关设计部门取得工作上的配合。 第一节 区域水系与区域给排水知识 区域分受人为活动较小的自然区域和人为活动影响较大村镇和城市。 风景区、度假区、森林公园、保护区

3、等休闲旅游地受自然区域的水系影响； 而城市公园、小游园、苗圃、花园等则受水系和城镇给排水系统的影响。一、自然区域水系、给水与排水（一）自然区域水系 水系，也称为“河系”，流域内各种水体构成脉络相通系统的总称。通常包括干流、各级支流、流域内的地下暗流、沼泽及湖泊等。区域水系的某一部分可能是生产和生活的水源或受水体，或是交通水运线，也许是游览景区的景观水体、娱乐水体等 。 有水有灵气，人们在生产和生活的过程中已经总结出了赖以生存，必须具备的自然条件。有水就有多样的景观和娱乐，植物才能良好生长，创造优美舒适的环境。保护区域水系是区域经济持续发展的基础。 （二）自然区域给水系统 给水系统包括水源（取水

4、、输水、流水、渗水途径）和措施(盛水、存水的特种地形或构筑物)。 水源：河、湖、泉、沼泽湿地。注重水源涵养、水源保护、湿地保护以及水质测定分级。 取水：流经村落，挖渠引水，洼地渗水，浅井取水。 盛水与存水：人工筑池，小型水库，集水旱窖。要注意消毒。（三）自然区域排水系统 小流域治理，陡坡退耕还林，沙地湿地还林还草，防止水土流失；河渠疏导，达标排放；治理下游水体，生态式开发利用。 二、城市水系、给水与排水 （一）城市水系 城市规划部门有河湖组或类似的专项规划部门专门负责城市水体的宏观规划。其主要任务为保护、开发、利用城市水系,调节和治理洪水与淤积泥沙、开辟人工河湖、兴城市水利而防治和减少城市水患

5、。 城市绿地规划是城市总体规划的组成之一。城市园林水体又是城市水系的一部分。无论进行城市绿地规划和有水体的公园设计时都要收集、了解和踏查城市水系现状与水系规划。城市用地的水系是难得的自然风景资源,也是城市生态环境质量的要素。应该大力保护天然水体,在保护的前提下加以开发利用。“疏源之去由,察水之来历”。水有源、流、派和归宿。园林中的水景是城市水体的一部分。要着眼于局部与整体的关系。把城市水体组成完整的水系。 城市水系在不同的历史时期是有所变迁的。我们研究园林史时则要研究古代水系。以北京为例，早期东有潮白河，西有永定河。元代建元大都时由郭守敬勘察、规划，基本奠定了北京城水系的基础。明代建都后形成目

6、前北京水系的基本骨架。他巧妙地将发源于昌平县的白沙泉北引至西山，再沿西山东麓导引使与玉泉山下的水源汇合，由西北而东南形成长河水系。这条水系加上原发源于万泉庄的万泉河，与北京西北郊的园林关系最为密切。 乾隆时期的西北郊，已经乾隆时期的西北郊，已经形成一个庞大的皇家园林集群。形成一个庞大的皇家园林集群。其中规模宏大的五座：其中规模宏大的五座： 香山的静宜园（香山的静宜园（1 1） 玉泉山静明园（玉泉山静明园（2 2） 万寿山的清漪园（万寿山的清漪园（3 3） 圆明园（圆明园（4 4） 畅春园（畅春园（7 7） 后来著称的后来著称的“三山五园三山五园”。图图3-1-1 3-1-1 乾隆时期北京西北郊

7、园林分布与城市水系乾隆时期北京西北郊园林分布与城市水系 玉泉山泉流涌出后又分为三派。一派北去，与市区联系较少。一派向南流名为南旱河。它在玉泉山南侧又分出一支派，由颐和园西堤的玉带桥进入颐和园昆明湖，成为调节北京城用水和灌溉农田的城市蓄水库。再南出绣漪桥向东南流下。至紫竹院又与旧时的高梁河源汇合向东流而形成高梁河。 至北京城墙西北角又分三支。其中两支各向东、南流去形成北护城河与西护城河。另一支由豁口以东入城,流经积水潭、后海、北海、中海、南海、中山公园、天安门前金水河,然后成为地下流从南河沿南转再向东注入通惠河。这支水流又从北海以东向南导入紫禁城护城河。又从紫禁城西北角汲入成为贯通故宫的水系。在

8、城市规划方面称为“引水贯都”。见图3-1-2、3-1-3图图3-1-2 3-1-2 元大都城市水系分布元大都城市水系分布图图3-1-3 3-1-3 明清时期北京城水系分布明清时期北京城水系分布 元大内御园，主要是琼华岛及其周围的湖泊开拓，命名为“太液池”，为主体池，池中三个岛屿呈南北一线布列，沿袭皇家园林的“一池三山”的传统模式。占去皇城北部和西部的大部分地段，十分开阔空旷。 大内御苑建置在皇城或宫城之内，即是皇帝的宅园，行宫御苑和离宫御苑建置在都城的近郊、远郊的风景地带，前者供皇帝游憩或短期驻跸之用，后者则作为皇帝长期居住、处理朝政的地方，相当于一处与大内相联系着的政治中心。离宫御苑避暑山庄

9、 、三山五园。 城市水系规划为各段水体确定了一些水工控制数据。如最高水位、最低水位、常水位、水容量、桥涵过水量、流速及各种水工设施。同时也规定了各段水体的主要功能。依据这些数据来进一步确定园林进水、出水口的设施和水位。使园林内水体务必完成城市水系规划所赋予的功能。城市水体功能一般可概括为排洪蓄水。 城市园林水体是城市水系的一部分。无论进行城市绿地规划和有水体的公园设计时都要收集、了解和踏查城市水系现状与水系规划。城市用地的水系是难得的自然风景资源，也是城市生态环境质量的要素。应该大力保护天然水体，在保护的前提下加以开发利用。 1、城市水体的功能 排洪蓄水 组织航运以便于水上交通与游览 结合发展

10、水产事业 调节城市的小气候条件 美化市容和作为开展水上活动和游览场所 2、水系规划的内容 城市水体要发挥上述功能作用就需要开辟和整治城市水面并定出河流的等级。进行园林水景工程建设必须了解： 河湖的主要功能和等级划分并由此确定一系列水工设施的要求和等级标准。 河湖近期和远期规划水位包括最高水位、常水位和最低水位。这也是确定园林水体驳岸类型、岸顶高程和湖底高程的依据。近海受潮沙影响的水体水位变化更复杂。 河湖在城市水系中的任务，这种任务的制定是比较概括的。如排洪、蓄水等。我们要力求在完成既定任务的前提下保护自然水体的景观。处理水工任务与市容环境的关系。对于得天独厚的城市天然河、湖、溪流既要保证水工

11、功能又要重视在市容环境景观方面的作用。 城市水系的平面位置、代表性断面和高程。 水工构筑物的位置、规格和要求。园林水景工程除了满足这些水工要求以外，还要尽可能做到水工的园林化。使水工构筑物与园景相协调。统一水工与水景的矛盾。 3、水系规划常用数据 城市水系规划相关的常用数据有: 水位 水体上表面的高程称水位。将水位标尺设置在稳定的位置。水表在水位尺上的位置所示刻度的读数即水位。由于降水、潮汐、气温、沉积、冲刷等自然因素的变化和人们用水生产、生活活动的影响,水位便会产生相应的变化。通过查阅和了解水文记载和实地观测便可了解历史水位、现在水位的变化规律,从而为设计水位和控制水位提供据。对于本无水面而

12、需截天然溪流为湖池的地方,则要了解天然溪流的流量和季节性流量变化,并计算湖体容量和拦水坝溢流量控制来确定合宜的设计水位。 流速 即水体流动的速度。按单位时间内流动的距离来表示。单位为m/s。流速过小的水体不利于水源净化。流速过大又不利于人在水中、水上的活动,同时也造成岸边受冲刷。流速由流速仪测定。临时草测可用浮标计时观察。从多部位观察取平均值。 流量 在一定水流断面间单位时间内流过的水量称流量。 流量=过水断面积流速 在过水断面面积不相等的情况下则须取有代表性的位置测取过水断面的位置。如水深和不同深度流速差异大，也应取平均流速。 在拟测河段上选择比较顺直、稳定、不受回水影响的一段。在河岸一侧设

13、基线。基线方向与断面方向垂直。二者交点钉木桩作为测量断面距离的杂志点。断面的平面位置可用横悬测绳上刻度来控制。可扎各色布条于横悬测绳的相应刻度上。水深用测杆或带铅垂和浮标的钓鱼线测定。 （二）城市给排水工程 园林绿地的给水与排水工程是城市给排水工程的一部分,因此在讲述园林给水与排水知识之前,应对城市的给水、排水过程有个概括的了解。 城市中水的供、用、排三个环节就是通过给水系统和排水系统联系起来的。关于给水排水的整个流程参看图3-1-4。 图图3-1-4 3-1-4 给水排水流程示意图给水排水流程示意图 第二节 园林给水工程规划设计一、概述 公园和其它公用绿地是群众休息游览的场所,同时又是树木、

14、花草较集中的地方。由于游人活动的需要、植物养护管理及水景用水的补充等，园林绿地的用水量是很大的。所以解决好园林的用水问题是一项十分重要的工作。 园林中用水大致可分为以下几方面： 1、生活用水：如餐厅、茶室、小卖部、消毒饮水器及卫生设备等的用水。 2、养护用水：包括植物灌溉、动物笼舍的冲洗及广场园路的喷洒用水等。 3、造景用水：各种水体(溪涧、湖泊、池沼、瀑布、跌水、喷泉等)的用水。 4、消防用水：公园中的古建筑或主要建筑周围应该设消防栓。 园林给水工程的任务：如何经济、合理、安全可靠地满足以上四个方面的用水需求。二、园林给水的特点 1、园林中用水点较分散； 2、由于用水点分布于起伏的地形上，高

15、程变化大； 3、水质可据用途不同分别处理； 4、用水高峰时间可以错开； 5、饮用水(湖茶用水)的水质要求较高，以水质好的山泉最佳。 三、水源与水质 (一)水源 园林由于其所在地区的供水情况不同，取水方式也各异。 1、城市自来水-城市园林； 2、地表水（江湖水）-郊区的园林绿地； 3、地下水-较丰富的地区可自行打井抽水(如北京颐和园)。 (二)水质 园林用水的水质要求,可因其用途不同分别处理。养护用水只要无害于动植物不污染环境即可。但生活用水(特别是饮用水)则必须经过严格净化消毒,水质须符合国家颁布的卫生标准。 1、地表水：包括江、河、湖塘和浅井中的水，这些水由于长期暴露于地面上，容易受到污染。

16、有的甚至受到各种污染源的污染。水质较差，必须经过净化和严格消毒，才可作为生活用水。 2、地下水：包括泉水，以及从深井中或管井中取用的水。由于其水源不易受污染，水质较好。一般情况下除作必要的消毒外，不必再净化。 3、水质净化： （1）沉淀法：天然沉淀，使动水变成静水，悬浮大颗粒自然沉淀。 （2）过滤法：用一定的设施过滤，包括直接过滤和沉淀后过滤两种。 四、公园给水管网的布置与计算 一般市区小公园的给水可由一点引入。但对较大型的公园，特别是地形较复杂的公园，有条件的最好多点引水。 (一)给水管网的基本布置形式和布线要点 1、给水管网基本形式： （1）树枝式管网 如图3-2-1，这种布置比较简单，省

17、管材。布线形式就像树干分权分枝，它适合于用水点较分献的情况，对分期发展的公园有利。但树枝式管网供水的保证率较差，一旦管网出现问题或需维修时，影响用水面较大。 图3-2-1 （2）环状管网 如图3-2-2，环状管网是把供水管网闭合成环，使管网供水能互相调剂。当管网中的某一管段出现故障二也不致影响供水，从而提高了供水的可靠性。但这种布置形式较费管材，投资较大。图3-2-2 2、管网的布置要点： （1）干管应靠近主要供水点； （2）干管应靠近调节设施（如高位水池或水塔）； （3）在保证不受冻的情况下，干管宜随地形起伏敷设，避开复杂地形和难于施工的地段，以减少土石方工程量； （4）干管应尽量埋设于绿地

18、下，避免穿越或设于园路下； （5）和其它管道按保持一定距离。 （二）管网布置的一般规定 1、管道埋深 冰冻地区，应埋设于冰冻线以下40cm处。不冻或轻冻地区，覆土深度也不小于70cm。当然管道也不宜埋得过深，埋得过深工程造价高。但也不宜过浅，否则管道易遭破坏。 2、阀门及消防栓 给水管网的交点叫做节点，在节点上设有阀门等附件，为了检修管理方便，节点处应设阀门。 阀门除安装在支管和干管的联接处外，为便于检修养护，要求每500m直线距离设一个阀门井。 配水这上安装着消防栓，按规定其间距通常为120m，且其位置距建筑不得少于5m，为了便于消防车给水，离车行道不大于2m。 3、管道材料的选择： 白铁管

19、、黑铁管 镀锌钢管 铸铁管 PE(聚乙烯)给水管 我国塑料管道发展很快，质量在不断提高。目前，已初步形成以聚氯乙烯（PVC-U）管、聚乙烯（PE）管和聚丙烯（PP-R）管为主的塑料管产业。其中聚乙烯（PE）管由于其自身独特的优点被广泛的应用于建筑给水，建筑排水，埋地排水管，建筑采暖、输气管，电工与电讯保护套管、工业用管、农业用管等。其主要应用于城市供水、城市燃气供应及农田灌溉。 PP-R(聚丙烯)给水管（三）与给水管网布置计算有关的几个名词及水力学概念 1、用水量标准 进行管网布置时，应首先应求出各点的用水量。管网根据各个用水点的需要量供水。前面已述及公园中用水大致分住活、生产、造景和养护几方

20、面。不同的点，水的用途也不同。其用水量标准也各异。公园中各用水点的用水量就是根据或参照这些用水量标准计算出来的。所以用水量标准是给水工程设计时的一项基本数据。用水量标准是国家根据各地区城镇的性质、生活水平和习惯、气候、房屋设备及生产性质等不同情况而制定的。我国地域辽阔，因此各地的用水量标准也不尽相同。现将与园林有关的项目列表，如表3-2-1。 表表3-2-13-2-1用水量标准及小时变化系数用水量标准及小时变化系数 有者为国外资料有者为国外资料, ,茶室、小茶室、小卖用水量只是据一些公园的使卖用水量只是据一些公园的使用情况做的统计用情况做的统计, ,不是国家标准不是国家标准, ,仅供参考仅供参

21、考 2、日变化系数和时变化系数 （1）日变化系数（ Kd） 公园中的用水量，在任何时间里都不是固定不变的。在一天中游人数量随着公园的开放和关闭在变化着；在一年中又随季节的冷暖而变化。另外不同的生活方式对用水量也有影响。我们一年中用水最多的一天的用水量称为最高日用水量。最高日用水量对平均日用水量的比值，叫日变化系数。 日变化系数Kd=最高日用水量/平均日用水量 日变化系数Kd在城镇一般取1.2-2.0；在农村由于用水时间很集中，数值偏高，一般取1.5-3.0。 （2）时变化系数（ Kh ） 同样，我们把最高日那天中用水最多的一小时，叫做最高时用水量。最高时用水量对平均时用水量的比值，称为时变化系

22、数。 时变化系数Kh=最高时用水量/平均时用水量 时变化系数Kh的值，在城镇通常取1.3-2.5，在农村则取5-6。 公园中的各种活动，饮食、服务设施及各种养护工作、造景设施的运转基本上都集中在白天进行。以餐厅为例，其服务时间很集中，通常只供应一段时间，如上午1O：00至下午2：00。而且以假日游人最多。所以用水的日变化系数和时变化系数的数值也应该比城镇的kd、kh值大。在没有统一规定之前，建议kd取2-3、kh取4一6。当然kd、kh值的大小和公园的位置、大小、使用性质均有关系。 将平均日用水量乘以日变化系数Kd和时变化系数Kh，即可求得最高日最高时用水量。设计管网时必须用这个用水量，这样在

23、用水高峰时，才能保证水的正常供应。最高日用水量：Qdq*N 式中 Qd-最大日用水量(L/d)； q-用水量标准(最大日)（见表3-2-1）； N-游客量。 最高时用水量：Qh=Qd*Kh/24(L/d或m3/d) 式中 Kh-时变化系数(公园中K，值可取46) 求设计秒流量：q0=Qh/3600(L/s) 3、流量：流量是指单位时间内水流流过某管道的量。 4、经济流速：流速既不浪费管材、增大投资，又不致使水头损失过大。这一流速就叫做经济流速。经济流速可按下列经验数值采用： 小管径 Dg100400mm v取0.61.Om/s 大管径 Dg400mm v取1.01.4m/s 5、水压和水头：

24、在给水管上任意点接上压力表，都可测得一个读数，这数字便是该点的水压力值。单位：kg/cm2 ，为便于计算管道阻力，并对压力有一个较形象的概念，又常以“水柱的高度”表示。水力学上又将水柱高度称为“水头”。1kg/cm2的水压力就叫10m水头。 兆帕（MPa）、巴（bar）、公斤/厘米2（kg/cm2）、大气压、千帕(kPa)、毫巴（mbar）、毫米水柱（mmH2O或mmwg）等。 1bar=1标准大气压(ATM)=1kg/cm2=100KPa=0.1MPa=10mH2O 6、水头损失：水在管中流动，水和管壁发生摩擦，克服这些摩擦力而消耗的势能就叫水头损失。 水头损失包含沿程水头损失和局部水头损失

25、。 （1）沿程损失Hya*L*Q2 Hy-沿程水头损失(mH2O)； a-阻力系数(s2/m6)；阻力系数由试验求得，它与管道材料、管壁粗糙程度、管径、管内流动物质以及温度等因素有关，查表可得。 L-管段长度(m)； Q-流量(m3/s)。 （2）局部损失：Hj根据不同的的节点查表计算。（四）树枝式给水管网计算步骤 1、计算最高日用水量：Qdq*N 式中Qd-最大日用水量(L/d)； q-用水量标准(最大日)； N-游客量 2、计算最高时用水量：Qh=Qd*Kh/24(L/d或m3/d) 式中Kh时变化系数(公园中K，值可取46) 3、求设计秒流量：q0=Qh/3600(L/s) 4、求管径：

26、根据各用水点所求得的设计秒流量q0及要求的水压，查表2-l-4或表2-1-5以确定连接园内给水干管和用水点之间的管段的管径。查表时还可查得与该管径相应的流速和单位长度的水头损失值。 5、求管段水头损失：公园给水管段所需水压可按下式计算： HHl+H2+H3+H4(mH20) (2-8) 式中 H-引水管处所需的总压力(mH20)； Hl-引水点和用水点之间的管道高程差(m)； H2-用水点管道与出水点之间的高差(m)； H3-出水点所需的工作水头(mH20)； H4-沿程水头损失和局部水头损失之和(mH20)。 H2+H3的值，在估算总水头时，可依建筑层数不同按下列规定采用： 平房： 10mH

27、20； 二层楼房： 12mH20； 三层楼房： 16mH20； 三层以上楼房：每增一层，增加4mH20。 H4hy+hj (mH20) HYi*L (mH20) 式中 hy-沿程水头损失(mH20)； i-单位长度的水头损失值，铸铁管的i值可查表2-l-4； L-管段长度(m)； hj-局部水头损失，计算公式较复杂，一般情况下不需计算，而是按 不同用途管道的沿程水头损失值的百分比采用：生活用水管网为2530，生产用水管网为20，消防用水管网为10。 6、求所需总水头 7、求水压线标高 8、求管网各点流量 例题：某公园大众餐厅(二层楼房)图，其设计接待能力为1500人次/日,引水点A处的自由水头

28、为37.40mH2O，用水点位置见图,标高为50.50m，试计算该餐厅的用水量、引水管管径、水头损失及其水压线标高，并复核A点的自由水头是否能满足餐厅的要求。 解： 1、求点的最高日用水量 QdN*q1500*1522500(L/d) 2、求最高日最高时用水量 Qh1/24*QdKh1/24*22500*6=5625(L/h) 3、求设计秒流量q。 q0=Qh/3600=5625/3600=1.56(L/s) 4、求一管段管径 q0 1.56L/s，查表214取1.6L/s作为设计流量，则Dg50mm； v0.85m/s(在经济流速范围内)，阻力(水头损失)40.9mH20/1000m。 5、

29、求该管段的水头损失 H4hy+hj hyi*L40.9mH2O1000mXl486.05m H4hy+hj6.05+0.25hy7.6mH20 6、求该点所需总水头：HHl+H2+H3+H4 已知：A点地面标高为45.60m，点为50.50m。 则：Hl50.50-45.604.90m H2+H3按规定二层楼房可取12m H47.6m H4.9+12+7.624.5（mH2O） 7、求该点的水压线标高 点的水压线标高h等于点水压线标高减去引水管A一1的水头损失。 则 h82.90-7.6075.30m 配水点的自由水头（H实）等于该点水压线标高与该点地面高程之差。 则 H实=75.30-50.

30、5024.80（mH2O）24.5(mH2O）（H） 该点的自由水头可以满足餐厅用水的总水头要求，故计算合理。同理，可计算出其它各点的水压五、喷灌系统设计 园林绿地中的灌溉方式长期来一直处在人工拉胶管或提水浇灌的状况，这不仅耗费劳力、容易损坏花木，而且用水也不经济。近年来，随着我国城镇建设的迅速发展，绿地面积不断扩展，绿地质量要求越来越高，一种新型的灌溉方式喷灌逐渐发展起来。 喷灌和其它灌溉方式比较，有很多优点，如有利于浅浇勤灌节约用水、改善小气侯、不破坏花木、减少劳动强度、便于控制灌水量、不产生冲刷保持土壤肥力等，它是一种先进的灌溉方式，缺点是初始投资较大。喷灌是属于给水系统，由于是生产用水

31、，其水源可以用自来水也可以用地表水和地下水，同时整个灌区内可以分区分片供水，减小主管道的管径，降低工程造价。（一）喷灌系统的组成： 1、供水部份：水源泵房水泵动力机械； 2、输水部份：干管、支管、立管、阀门弯头、三通活节等； 3、喷洒部份：喷头。（二）喷灌形式： 依喷灌方式，可分为移动式、固定式和半固定式三类。 1、移动式喷灌系统 要求灌溉区有天然水源（池塘、河流等）,其动力（电动机或汽油发动机）、水泵、管道和喷头等是可以移动的，由于管道等设备不必埋入地下，所以投资约省，机动性强，但移动不方便、易损坏苗木、管理劳动强度大。适用于水网地区的园林绿地、苗圃和花圃的灌溉。 2、固定式喷灌系统 这种系

32、统有固定的泵站，供水的干管、支管均埋于地下，喷头固定于竖管上，也可临时安装。还有一种较先进的固定喷头，喷头不工作时，缩入套管中或检查井中，使用时打开阀门，水压力把喷头顶升到一定高度进行喷洒。喷灌完毕，关上阀门，喷头便自动缩入管中或检查井中。这种喷头便于管理，不妨碍地面活动，不影响景观，高尔夫球场多用，园林中有条件的地方也可使用。 固定式喷灌系统的设备费较高，但操作方便，节约劳力，便于实现自动化和遥控操作。适用于需要经常灌溉和灌溉期较长的草坪、大型花坛、花圃、庭院绿地等。 3、半固定式喷灌系统 其泵站和干管固定，支管及喷头可移动，优缺点介于上述二者之间。使用于大型花圃或苗圃。 以上三种形式可根据

33、灌溉地的情况酌情采用。（三）固定式喷灌系统设计 1、喷灌系统的规划的任务 根据园林绿地系统的实际情况，从造景和培育园林苗木出发，对喷灌系统合理布局。 2、设计所依据的基本资料 （1）地形图：比例尺为11000l500的地形图，灌溉区面积、位置、地势。 （2）气象资料：包括气温、雨量、湿度、风向风速等，其中尤以风对喷灌影响最大。 （3）土壤资料：包括土壤的质地、持水能力、吸水能力和土层厚度等，主要用以确定灌溉制度和允许喷灌强度。 （4）植被情况：植被（或作物）的种类、种植面积、耗水量情况、根系深度等。 （5）水源条件：灌溉区水的来源(自来水或天然水源)。 （6）动力：柴油机、电动机、潜水泵 3、

34、喷洒方式和喷头组合形式 喷头的喷洒方式有圆形喷洒和扇形喷洒两种。一般在管道式喷灌系统中，除了位于地块边缘的喷头作扇形，其余均采用圆形喷洒。 喷头的组合形式(也叫布置形式)，是指各喷头相对位置的安排。在喷头射程相同的情况下，不同的布置形式，其支管和喷头的间距也不同。 表3-2-2是常用的几种喷头组合形式及其有效控制面积和适用范围。表3-2-2 4、管道布置及管径的确定 (1)管线定位 首先对喷灌地进行勘查，根据水源和喷灌地的具体情况，确定主干管的位置，支管一般与干管垂直。 当喷头选定后，根据喷头的覆盖半径、喷洒方式，利用表3-2-2和表3-2-3中相应的公式，计算喷头间距（L）和支管间距（b），

35、从而确定支管在图中的位置。距边缘最近的一条支管距边缘的间距为喷头的覆盖半径。 (2)管径的确定 立管直径 立管即为支管与喷头的连接段，现在有的喷灌系统已缩入地下。它的管径确定以喷头上标注的为准，并且每个立管上均应设一阀门，调节水量、水压。表3-2-3 支管直径 将支管上的所有喷头流量相加，计算支管的总流量，根据支管流量和管道经济流速两项指标查水力计算表，确定管径。经济流速可按下列经验数值采用： 小管径Dg100400mm v取 0.610m/s 大管径Dg400mm。 v取 1.01.4m/s 干管的管径 干管总流量为：喷灌区内干管供水范围内的所有喷头流量之和。 根据干管的总流量和经济流速，查

36、水力计算表求得干管管径。 5、喷灌系统水力计算 喷灌系统的水力计算与给水系统相仿，通过计算，确定流量和配套动力。 (1)总压力计算 在计算喷灌系统压力时，首先找出最不利点，所谓最不利点，指远离泵房、地面标高较高处。不利点满足压力要求，其它各点均能满足要求。通过对可能最不利点的压力计算，选取所需的压力最的一点为最为利点。 压力的计算表达式为： H=H1+H2+H3+H4 H：不利点需要的压力，即系统的总压力（mH2O）。 H1：不利点的地面高程与供水点地面高程之差，其值可正可负可零（m）。利用地形图计算或实际测量。 H2：管道（包括主管道和支管道）损失，包括沿程损失和局部水头损失（mH2O），用

37、公式计算。 H3：立管高度（m），一般为1.2m左右。 H4：喷头的工作压力（mH2O），喷头产品说明书上标注。 (2)管道水力计算 主管道的水力计算 a、根据选定的管道材质，查粗糙系数表3-2-4，得管材的粗糙度系数n。 b、根据粗糙度系数和管径，查单位管长阻力系数，由表3-2-5，查得管道的沿程阻力系数Sof(S2/m6)。 c、计算沿程阻力：Hf=Sof*L*Q2 Hf：管道沿程水头损失（mH2O）。 Sof：沿程阻力系数，查表3.4得（S2/m6） L：管道长度（m） Q：流量（M3/s） d、求管道的水头损失H2 局部水头损失，生产用水一般按沿程损失的20%计算。 H2=Hf+0.2

38、0Hf=1.20Hf 支管水头损失计算 支管压力与干管的压力计算前几步相同，支管由于多孔喷水，从首端到末端对水的阻力会逐渐减小，需将计算的支管水头损失乘以一个系数，即得支管水头损失值。将这个系数称为“多孔系数”，这种计算方法叫多孔系数法。多孔系数是假定各孔口流量相同，依孔口数目求得的一个折算系数F。 Hf=HfF Hf:支管沿程水头损失（mH2O） F:折算系数查表3-2-6。 Hf：未乘折算系数前的管道沿程水头损失（mH2O） 将干管的水头损失与支管的水头损失求和即为管道的水头损失（H2）。表3-2-4 各种管材的粗糙系数n值表3-2-5 单位管长沿程阻力系数Sof值（s2/m6）表3-2-

39、6 多口系数F值m=2.0适用于谢才公式m=1.9适用于斯柯贝公式m=1.875适用于哈-威公式 例：有一长80米的支管，管径为DN=80mm(PVC)管，管上装有7个喷头，每个喷头流量为6m3/H，工作压力为P=300Kpa，第一个喷头到干管的距离为10m，喷头间距为10m，立管高度为1m，地面高差为+0.2m，求这个支管需干管提供给多大压力能满足要求？解： 1.查表3-2-4，粗糙度系数为n=0.008(PVC) 2.查表3-2-5，沿程阻力系数Sof=470(s2/m3)(n=0.008,DN=80mm条件下) 3.计算流量Q=76(m3/H)=42(m3/H)=0.012(m3/s)

40、4.Hf=Sof*L*Q2=470800.0144=5.41(m) 5.查表3-2-6，m=2.0,x=10m/10m=1,N=7,查得多孔系数F=0.408 Hf=HfF=5.410.408=2.2(mH2O) H2=1.2 Hf=1.22.2=2.64(mH2O) 6.支管所需压力 H=H1+H2+H3+H4=0.2+2.64+1+3000.1=33.84(mH2O)(1kpa=0.1mH2O) 干管应提供大于33.84m 水柱高的压力方能满足要求。 (3.384kg/cm2)（1.0kg/cm2 10mH2O） (3)配套动力 泵房或供水部分应提供相应的压力、流量方能满足要求，供水部分应

41、提供略大于计算的流量和压力损失值的510%。 6、喷灌系统设计的要点 (1)根据水源及灌溉地的实际情况，确定供水部分的位置及主干管的位置，进行合理规划布局。 (2)先确定适宜的喷头，确定接管直径、工作压力、覆盖半径、流量。 (3)确定支管位置、间距、布设的喷头。 (4)计算支管及干管流量，再根据经济流速查水力计算表，确定干管和支管管径。 (5)计算最不利点所需的压力。 (6)根据总流量和最不利点的压力确定配套动力。设计实例-海宁洛塘河第三节 园林排水工程规划设计 公园中为满足游人及管理人员生活的需要，每天都会产生生活污水。由于园林造景的需要，利用地形起伏创造环境空间，这样会导致一些天然降水不能

42、排出。园林排水工程的主要任务就是排出生活污水和天然降水。一、概述 1、污水的分类：生活污水、工业废水和天然降水。 (1)生活污水：在园林中主要指从办公楼、小卖部、餐厅、茶室、公厕等排出的水。生活污水中多含酸、碱、病菌等有害物质，需经过处理后方能排放到水体、灌溉等。 (2)工业废水：指工业生产过程中产生废水，园林一般没有。 (3)天然降水：主要指雨水和雪水，降水特点比较集中，流量比较大，可直接排入园林水体和排水系统中。 2、排水系统的体制 对生活污水、工业废水和降水采用不同排水方式形成排水系统，称为排水体制，又称排水制度。可分合流制和分流制。 (1)合流制排水系统：将生活污水、工业废水和雨水混合

43、在一个管渠内排除的系统,又分为直排式合流制、截流式合流式和全处理合流制。 (2)分流制排水系统： 将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。又可分为：完全分流制、不完全分流制和半分流制。二、园林排水的特点 1、主要是排除雨水和少量生活污水； 2、园林中为满足造景需要，形成山水相依的地形特点，有利于地面水的排除，雨水可排入水体当中，充实水体； 3、可采用多种方式排水，不同地段适当排水方式； 4、排水设施应尽量结合造景； 5、排水的同时还要考虑土壤能吸收到足够的水分，以利植物生长，干旱地区尤应注意保水。三、园林排水的主要方式-地面排水 公园中排除地表径流,基本上有三

44、种形式,即地面排水、沟渠排水和管道排水,三者之间以地面排水最为经济。现以几种常见排水量相近的排水设施的造价作一比较。设以管道(混凝土管或钢筋混凝土管)的造价为100%,则石砌明沟约为58.0%,砖砌明沟约为68.0%,砖砌加盖明沟约为279%,而土明沟只2%。于此可见利用地面排水的经济性了。 在我国,大部分公园绿地都采用地面排水为主,沟渠和管道排水为辅的综合排水方式。如北京的颐和园(图3-3-1)、北海公园,广州动物园(图3-3-2)、杭州动物园、上海复兴岛公园等。复兴岛公园完全采用地面和浅明沟排水,不仅经济实用,便于维修,而且景观自然。运用拦（挡土墙）阻（石块）导（后湖）图图3-3-1颐和园

45、后山排水示意颐和园后山排水示意图3-3-2广州动物园（局部）利用地形排水示意图 地面排水的方式可以归结为五个字，即：拦、阻、蓄、分、导。 拦一一把地表水拦截于园地或某局部之外。 阻一一在径流流经的路线上设置障碍物挡水，达到消力降速以减少冲刷的作用。 蓄蓄包含两方面意义，一是采取措施使土壤多蓄水；一是利用地表洼处或池塘蓄水。这对干旱地区的园林绿地尤其重要。 分一一用山石建筑墙体等将大股的地表径流分成多股细流，以减少为害。 导把多余的地表水或造成危害的地表径流利用地面、明沟、道路边沟或地下管及时排放到园内(或园外)的水体或雨水管渠中去。 地面排水主要用来排除天然降水，在园林竖向设计时，不但要考虑造

46、景的需要，同时也要考虑园林排水的要求，尽量利用地形将降水排入水体，降低工程造价。地面排水最突出的问题是产生地表径流，冲涮植被和土壤，在设计时要减缓坡度，控制坡长或采取多坡的形势；在工程措施上采取景石、植被等，增加水的流动力，减少冲涮。 地面排水出水口的处理，对于一些集中汇集的天然降水，主要是将一定的面积内的天然降水汇集到一起，由明渠等直接注入水体，出水口的水量和冲力都比较大，为保护水体的驳岸不受损坏，常采取一些工程措施，一般用工程措施，一般用砖砌或混凝土浇筑而成，对于地面与水面高差较大的，可将出水口做成台阶或礓礤状，不但减缓水流速度，还能创造水的音响效果，增加游园情趣。四、管渠排水 公园绿地应

47、尽可能利用地形排除雨水，但在某些局部如广场、主要建筑周围或难于利用地面排水的局部，可以设置暗管，或开渠排水。生活污水排入城市排水系统，这些管渠可根据分散和直接的原则，分别排入附近水体或城市雨水管，不必搞完整的系统。 1、雨水管渠的基本知识 (1)一般规定 管道的最小覆土深度根据雨水井连接管的坡度、冰冻深度和外部荷载情况决定，雨水管的最小覆土深度不小于0.7m。 最小坡度 a、雨水管道的最小坡度规定如表3-3-1。 b、道路边沟的最小坡度不小于0.002。 c、梯形明渠的最小坡度不小于0.0002。 最小容许流速 a、各种管道在自流条件下的最小容许流速不得小于0.75m/s。 b、各种明渠不得小

48、于0.4m/s（个别地方可酌减）。表3-3-1 雨水管道各种管径最小坡度 最小管径及沟槽尺寸 a、雨水管最小管径不小于300mm，一般雨水口连接管最小管径为200mm，最小坡度为0.01。公园绿地的径流中挟带泥砂及枯枝落叶较多，容易堵塞管道，故最小管径限值可适当放大。 b、梯形明渠为了便于维修和排水通畅，渠底宽度不得小于30cm。 c、梯形明渠的边坡，用砖石或混凝土块铺砌的一般采用1:0.751:l的边坡。边坡在无铺装情况下，根据其土壤性质可采用表3.8的数值。表3-3-2 梯形明渠的边坡 排水管渠的最大设计流速 a、管道：金属管为10m/s，非金属管为5m/s。 b、明渠：水流深度h为0.4

49、m至1.0m时，在按表 3-3-3采用。表3-3-3 明渠最大设计流速 2、布置形式（如图所示） （1）自然式： 适于地势周边高中间低的园林。 （2）截流式： 适于一侧较高的园林，地下水来自高地，可在地下水来向一侧设暗沟截流。（3）篦式： 适于地外谿谷的园林（4）耙式： 适合于一面坡的园林。 2、常用的管材 （1）对管材的要求 在管材选择时，就综合考虑技术、经济等方面的因素，降低工程造价，具体有以下几点要求： a、满足强度要求 b、耐水中杂物的冲涮和磨损，能抗腐蚀，以免污水、雨水及地下水的酸碱腐蚀而破裂。 c、防水性能好，防止污水、雨水及地下水相互渗透。 d、内壁光滑，减少阻力。 （2）排水管

50、材 城市埋地排水管经历过陶土管-混凝土管（水泥管）-铸铁管-钢管-塑料管（PVC、PE单壁波纹管、双壁波纹管和缠绕结构壁管）两代管道。 其中钢管、铸铁管、陶土管和水泥管都属于刚性管道，这是排水管的第一代产品，塑料管属于第二代排水管，是典型的柔性管道。 可是，塑料管很快暴露了其强度（环刚度）不足，性价比低的问题，于是称之为钢塑排水管的产品应运而生。 钢塑排水管称为第三代排水管。 混凝土管、钢筋混凝土管、预应力钢筋混凝土管 混凝土管多用普通地段的自流管段；钢筋钢筋混凝土管多用于深埋或土质条件不良地段，当直径大于400mm时，通常采用钢筋混凝土管；有压管段可采用钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管。它们

51、的优点是：取材制造方便，强度高；缺点是：抗酸、碱腐蚀性差，抗渗性较差，管节短（一般一米一节），节点多、施工复杂，在地震烈度大于8度的地区，及松土、杂土地区不宜敷设，管自重大，搬运施工不便。 陶土管：普通的陶土管是由塑性黏土制成的，规格通常管径为200300mm，有效长度为800mm,耐酸的管径做到800mm，管节长一般为300mm、500mm、700mm、1000mm等几种，适用于排除含酸废水。陶土管都具有内壁光滑，水流阻力小，不透水性好，耐磨、耐腐蚀等优点，缺点是质脆易碎、抗弯、抗压强度低，不易敷设于松土或埋深较大土层中，由于节短，接口多，施工难度和费用都较大。 金属管：常用的有铸铁管和钢管

52、 由于金属管材造价高，现很少使用，但在高内压、高外压及对抗渗要求较高的管段必须采用金属管。如穿越铁路和河道的倒虹管、靠近给水管道或靠近房屋基础，地震烈度大于8度的地段、地下水位高或流砂严重的地段都采用金属管。金属管质地坚固、强度高、抗震性均较好；内壁光滑，水流阻力小，管的每节长度大、节头少。但造价高，抗酸碱及地下浸蚀能力较差，在使用时应涂涮耐腐涂料并注意绝缘。 其它材料 随着新型材料的不断研制，用于排水的管材也日益增高，如玻璃纤维混凝土管、强化塑料管、离心混凝土管、玻璃纤维混凝土管等，这些管材都具有质轻，不渗漏耐腐蚀，内壁光滑等优点。聚氯乙烯（PVC）管聚氯乙烯（PVC-U）管 3、管道的接口

53、形成 排水管道的接口形式应根据管道材料、连接形式、排水性质等确定。排水管道的不透水性和耐久性，在很大程度上取决于敷设管道时接口的质量。管道接口应具有足够的强度、不透水、能低抗污水或地下水的侵蚀并有一定的弹性。 (1)接口形式及适用条件 室外排水管道最常用的为混凝土管和钢筋混凝土管，管口的形状有企口、平口、承插口，企口和平口又可直接连接和加套连接。根据接口的弹性，一般为柔性、刚性和半柔性等三种接口形式。 柔性接口：柔性接口允许管道纵向轴线交错3-5mm或交错一个较小的角度，而不致引起渗漏。常用的柔性接口有石棉沥青接口、沥青麻布接口、沥青砂浆灌口接口、沥青油膏接口。柔性接口施工复杂，造价较高。在地

54、震区采用有其独特的优越性。 刚性接口：刚性接口不允许管道有轴向的交错。但比柔性接口施工简单，造价较低，因此采用较广泛。常用的刚性接口有水泥砂浆抹带接口、钢丝网水泥砂浆抹带接口、膨胀水泥砂浆抹带接口等。刚性接口抗震性能差，用在地基比较良好、有带形基础的无压管道上。 半柔性接口：半柔性接口介于上述两种接口形式之间。使用条件与柔性接口类似。 几种常用的接口方法： 水泥砂浆抹带接口：在管的接口处用1：2.5（重量比）水泥砂浆配比抹成半椭圆形或其他形状的砂浆带，带宽120-150mm，带厚30mm。抹带前保持管口洁净。一般适用于地基土质较好的雨水管道。企口管、平口管、承插管均可采用这种接口。 钢丝网水泥

55、砂浆抹带接口：将抹带范围的管外壁凿毛，抹1：2.5（重量比）水泥砂浆一层，厚15mm，中间采用20号10 x10钢丝网一层，两端插入基础混凝土中，上面再抹砂浆一层，厚10mm，带宽200mm。适用于地基土质较好的一般污水管道和内压低于0.05Mpa的低压管道接口。 石棉沥青卷材接口：石棉沥青卷材接口的构造是先将沥青、石棉、细砂为7.5:1:1.5的配合比制成卷材，并将接口处管壁刷净烤干，涂冷底油一层，再刷沥青油浆作粘合剂（厚3-5mm）,包上石棉沥青卷材，外面再涂3mm厚的沥青砂浆。石棉沥青卷材带宽为150-200mm。一般适用于无地下水的无压管道。 沥青麻布接口：沥青麻布接口构造为管口外壁光

56、涂冷底子油一遍，再在接口处涂4道沥青裹3层麻布（或玻璃布），再用8号铅丝绑牢。麻布宽度依次为150mm、200mm、250mm，搭接长均为150mm。适用于无地下水、地基良好的无压管道。 沥青砂浆灌口接口：沥青砂浆灌口接口的做法为先将管口刷净，用M13水泥砂浆捻缝，刷冷底子油一遍，然后用预制模具定型，再在模具上部开口灌沥青砂浆（一般沥青砂浆配合比为沥青：石棉：砂=3:2:2）。该接口带宽150-200mm 厚20-25mm。适用于无地下水，地基无严重不均匀沉陷的无压管道。 石棉水泥接口：石棉水泥接口为先将管口及套环刷净，接口用重量比为1:3水泥砂捻缝，套环接缝处嵌入油麻（宽20mm）,再在两边

57、填实石棉水泥。适用于地基较弱、可能产生不均匀沉陷、且位于地下水位以下的排水管道。 沥青砂浆接口：洗净管口和套环，接口用重量比为1：3的水泥砂浆捻缝，灌沥青砂浆，两端用绑扎绳填实。适用于地基不均匀地段，或地基经过处理后管道可能产生不均匀沉陷且位于地下水位以下的排水管道。 沥青油膏接口：洗净管口和套环，接口用重量比为1：3的水泥砂浆捻缝，套环接缝处嵌入油麻两道，两边填沥青油膏。沥青油膏配比为石油沥青：重松节油：废机油：石灰棉：滑石粉=100：11.1:44.5:11:90。该接口的适用条件同沥青砂浆灌口接口。 4、排水管道基础 （1）排水管道基础组成及形式 排水管道基础一般由地基、基础和管座等三个

58、部分组成。管道的地基与基础要有足够的承载力和可靠的稳定性。否则排水管道可能产生不均匀沉陷，造成管道错口、断裂、渗漏等现象，导致对附近地下水的污染，甚至影响附近建筑物的基础。根据管道的性质、埋深、土壤的性质、荷载情况选择管道基础，常用的形式有：素土基础、灰土基础、砂垫层基础、混凝土枕基和带形基础。 （2）基础选择 根据地质条件、布置位置、施工条件、地下水位、埋深及承载情况确定排水管基础。 干燥密实的土层、管道不在车行道下、地下水位低于管底标高，埋深为0.8-3.0m。在几根管道合槽施工时，可用素土和灰土基础，但接口处必须做混凝土枕基。 岩土和多石地层采用砂垫层基础，砂垫层厚度不宜少于200mm,

59、接口处应做混凝土枕基。 一般土层或各种混凝土层以及车行道下敷设的管道，应根据具体情况，采用900-1800混凝土带形基础。 地基松软或不均匀沉降地段，抗震烈度为8度以上的地震区，管道基础和地基应采取相应的加固措施，管道接口应采用柔性接口 （3）常用的管道基础 砂土基础：包括弧形素土基础、灰土基础及砂垫层基础。弧形素土基础是在原土基础上挖一弧形管槽（通常采用900弧形），管道落在弧形管槽里。如图所示。 灰土基础，即灰土的重量配合比（石灰：土）为3：7，基础采用弧形，厚150mm，弧中心角为600。 砂垫层基础是在挖好的弧形管槽上，用带棱角的粗砂填10-15cm厚的砂垫层，如图所示。100原土分层

60、夯实砂或匀净土夯实原土分层夯实粗砂砂土基础 混凝土枕基：混凝土枕基也称混凝土垫块，是管道接口设置的局部基础，如图所示。通常在管道接口下用C7.5或C10的混凝土做成枕块。0.15DcB=DC10混凝土b 混凝土带形基础：混凝土带形基础是沿管道全长铺设的基础。按管座的形式不同分为900、1200、1350、1800、3600等多种管座基础，如图所示。无地下水时这种基础直接在槽底老土上浇混凝土基础；有地下水时常在槽底铺10-15cm厚的卵石或碎石垫层，然后再在上面浇筑混凝土基础。碎石垫层100BB+200900C7.5混凝土抹带接口100抹带接口C5.5混凝土C1100抹带接口 5、排水管网附属构