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、给水水水源源的分分类与与特点点地下水水又分分为潜水和承压水水两种。。地面以以下第第一个个隔水水层（（不透透水层层）所所托起起的含含水层层的水水，就就是潜水。2）地下下水含水层层在两两个不不透水水层之之间，，并且且受到到较大大的压压力，，这种种含水水层中中的地地下水水就是是承压水水；溢出出地表表的承承压水水就是是泉水水。3）再生生水：：污水经经过处处理后后，达达到一一定的的水质质指标标，满满足某某种使使用要要求，，可以以再次次使用用的水水。选择给给水水水源，，首先先应满满足水水量、、水质质的要要求，，注重重安全全防护护、经经济并并结合合公园园和风风景区区的发发展。。1）城市市公园园或近近郊风风景区区可直直接从从城市市的给给水管管网系系统中中接入入，也也可从从自来来水水水厂接接入。。2）没有有城市市给水水管网网或给给水管管网水水量不不能满满足园园林的的要求求的前前提下下，可可优先先考虑虑地下下水（（包括括泉水水），，其次次考虑虑江、、河、、湖、、水库库等地地表水水。2．给水水水源源选择择3、水质质混凝沉沉淀（地表表水水：：易受受污污染染，，水水质质较较差差，，须须经经过过净净化化和和严严格格消消毒毒，，才才可可作作为为生生活活用用水水。。过滤滤（（砂砂滤滤））：将将澄澄清清水水依依次次透透过过细细砂砂层层、、粗粗砂砂层层、、细细石石层层、、粗粗石石层层构构成成的的过过砂砂石石层层，，以以滤滤去去杂杂质质。。消毒毒：加加氯氯法法或或加加漂漂白白粉粉。。地下下水水：：水源源不不易易受受污污染染，，水水质质较较好好，，可可只只作作消消毒毒，，不不必必净净化化。。地下下水水一一般般含含有有矿矿化化物物较较多多，，硬硬度度较较大大，，需需要要进进行行软软化化处处理理。。四、、公公园园给给水水管管网网的的布布置置与与计计算算（1）树树枝枝状状管管网网树状状网网以以引引水水点点至至用用水水点点的的管管线线布布置置成成树树枝枝状状，，管管径径随随用用水水点点的的减减少少而而逐逐步步变变小小。。优点点：：方式式简简单单，，省省管管材材，，适适合合用用水水点点分分散散的的情情况况，，有有利利于于分分期期发发展展的的公公园园。。缺点点：：供水水保保证证率率低低。。（一一））给给水水管管网网基基本本布布置置形形式式和和布布线线要要点点1、给给水水管管网网基基本本布布置置形形式式（2）环环状状管管网网给水水管管线线纵纵横横相相互互接接近近，，形形成成闭闭合合的的环环状状管管网网。。优点点：：管网网供供水水能能互互相相调调剂剂，，供供水水保保证证率率大大、、可可靠靠性性高高。。缺点点：：管线线较较长长，，管管材材增增加加，，投投资资增增大大。。2、给给水水管管网网的的布布置置要要点点1．干干管管应应靠靠近近主主要要供供水水点点2．干干管管应应靠靠近近调调节节设设施施（（如如高高位位水水池池或或水水塔塔））3.在保保证证不不受受冻冻的的情情况况下下，，干干管管宜宜随随地地形形地地伏伏敷敷设设，，避避开开复复杂杂条条件件和和难难于于施施工工的的地地段段，，以以减减少少土土石石方方工工程程量量。。4．干干管管应应尽尽量量埋埋设设于于绿绿地地下下，，避避免免穿穿越越或或设设于于园园路路下下。。5．和和其其它它管管道道按按规规定定保保持持一一定定距距离离。。（二二））管管网网布布置置的的一一般般规规定定1.给水水管管线线敷敷设设原原则则①水水管管管管顶顶以以上上的的覆覆土土深深度度，，在在不不冰冰冻冻地地区区由由外外部部荷荷载载、、水水管管强强度度、、土土壤壤地地基基与与其其他他管管线线交交叉叉等等情情况况决决定定。。金金属属管管道道一一般般不不小小于于0.7m，非非金金属属管管道道不不小小于于1.0m-1.2m。②冰冻冻地地区区除除考考虑虑以以上上条条件件外外，，还还须须考考虑虑土土壤壤冰冰冻冻深深度度，，一一般般水水管管的的埋埋深深在在冰冰冻冻下下的的深深度度：：管管径径d=300-600mm时，为0.75d，d>600mm时为0.5d。③在土壤耐耐压力较较高和地地下水位位较低时时，水管管可直接接埋在天天然地基基上。在在岩基上上应加垫垫砂层。。对承载载力达不不到要求求的地基基土层，，应进行行基础处处理。④给水管管道相互互交叉时时，其净净距不小小于0.15m，与污水水管平行行时，间间距取1.5m，与污水水管或输输送有毒毒液体管管道交叉叉时，给给水管道道应敷设设在上面面，且不不应有接接口重叠叠，当给给水管敷敷设在下下面时，，应采用用钢管或或钢套管管。给水水管与其其他构筑筑物间距距可参考考《给排水设设计手册册》。2、阀门和和消防栓栓（1）阀门井井在给水管管网的节节点处，，一般设设有阀门门等附件件。阀门门是用来来调节管管线中的的流量和和水压，，主管和和支管交交接处的的阀门常常设在支支管上。。一般把把阀门放放在阀门门井内，，平面尺尺寸由水水管直径径及附件件种类和和数量定定，井口口一般DN600-800mm，井深由由水管埋埋深决定定。为便便于检修修，一般般要求每每500m直线距离离设一阀阀门井。。（2）消火栓栓分地上式式和地下下式，地地上式易易于寻找找，使用用方便，，但易碰碰坏，地地下式适适于气温温较低地地区，一一般安装装在阀门门井内。。在城市室室外消火火栓间距距在120m以内，公公园或风风景区根根据建筑筑情况而而定。消消火栓应应距建筑筑物在5m以上，距距离车行行道不大大于2m，便于消消防车的的连接。。3、管道材材料的选选择（包包含排水水管道））管材对水水质有影影响，管管材的抗抗压强度度影响管管网的使使用寿命命。管网网属于地地下永久久性隐敝敝工程设设施，要要求很高高的安全全可靠性性，目前前常用的的给水管管材有下下列几种种：铸铁管分分为灰口铸铁铁管和球墨铸铁铁管（碳在铸铸铁中存存在的形形式不同同），灰灰口铸铁铁管具有有经久耐耐用、耐耐腐蚀性性强，使使用寿命命长的优优点，但但质地较较脆，不不耐振动动和弯折折，重量量大，灰灰口铸铁铁管是以以往使用用最广的的管材，，主要用用在DN80-1000mm的地方，，但运用用中易发发生爆管管，不适适应城市市的发展展，在国国外已被被球墨铸铸铁管代代替。球球墨铸铁铁管在抗抗压、抗抗震上有有提高。。1．铸铁管管钢管有焊接钢管管和无缝钢管管两种，焊焊接钢管管又分为为镀锌钢钢管（白白铁管））和非镀镀锌钢管管（黑铁铁管）。。钢管有有较好的的机械强强度，耐耐高压、、振动，，重量较较轻，单单管长度度长，接接口方便便，有强强的适应应性，但但耐腐蚀蚀性差，，防腐造造价高。。镀锌钢钢管就是是防腐处处理后的的钢管，，它防腐腐、防锈锈、水质质不易变变坏，并并延长了了使用寿寿命，是是生活用用水的室室内主要要给水管管材。2．钢管3．钢筋混混凝土管管钢筋混凝凝土管防防腐能力力强，不不需任何何防腐处处理，有有较好的的抗渗性性和耐久久性，但但水管管重量大大，质地地脆，装装卸和搬搬运不便便。其中中自应力钢钢筋混凝凝土管会后期膨膨胀，可可使管疏疏松，不不用于主主要管道道；预应力钢钢筋混凝凝土管能承受一一定压力力，在国国内大口口径输水水管中应应用较广广，但由由于接口口问题，，易爆管管、漏水水。为克克服这个个缺陷现现采用预应力钢钢筒混凝凝土管（（PCCP管），是利用钢钢筒和预预应力钢钢筋砼管管复合而而成，具具有抗震震性好，，使用寿寿命长，，不宜腐腐蚀，渗渗漏的特特点，是是较理想想的大水水量输水水管材。。4．塑料管管塑料管表表面光滑滑，不易易结垢，，水头损损失小。。耐腐蚀蚀，重量量轻，加加工连接接方便，，但管材材强度低低，性质质脆，抗抗外压和和冲击性性差。多多用于小小口径，，一般小小于DN200，同时不不宜安装装在车行行道下。。国外在在新安装装的管道道中占70%左右，国国内许多多城市已已大量应应用，特特别是绿绿地、农农田的喷喷灌系统统中。5．其他管管材玻璃钢管管价格高高，正刚刚刚起步步，石棉棉水泥管管宜破碎碎，已逐逐渐被淘淘汰。管材选用用取决于于承受的的水压、、价格、、输送的的水量、、外部荷荷载、埋埋管条件件、供应应情况等等，可参参照下表表据各种种管材的的特性，，其大致致适应性性如下:1）长距离离大水量量输水系系统：若压力较较低，可可选用预预应力钢钢筋砼管管，若压压力较高高，可采采用预应应力钢筒筒砼管和和玻璃钢钢管。2）城市输输配水管管道系统统可采用用球墨铸铸铁管和和玻璃钢钢管。3）室内、、小区、、绿地中中内部可可采用塑塑料管和和镀锌钢钢管。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用1．用水量量标准用水量标标准亦称用水定额额，它是对对不同的的用水对对象，在在一定时时期内制制订的相相对合理理的单位位用水量量的数值值标准，，是国家家根据我我国各地地区、城城镇的性性质、生生活水平平、习惯惯、气候候、建筑筑卫生设设备设施施等不同同情况而而制定的的。（三）与与给水管管网布置置计算有有关的几几个名词词及水力力学概念念园林中的的用水量量，不是是固定不不变的，，一年中中随着气气候、游游人量以以及人们们不同的的生活方方式而不不同，把把一年中中用水量量最多的的一天的的用水量量称为最高日用用水量，最高日日用水量量与平均均日用水水量的比比值，叫叫日变化系系数，以Kd表示2．日变化化系数和和时变化化系数Kd—城镇一般般取1.2～2.0；农村一一般取1.5～3.0。一天中由由于公园园的营业业时间、、游人的的需要，，每小时时用水量量也不相相同，把把用水量量最高日日那天用用水最多多的一小小时的用用水量称称为最高时用用水量，它与这这一天平平均时用用水量的的比值，，叫时变化系系数，以Kh表示。Kh—城镇一般般取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

ω—管道断面积（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—在给水管上上任意点安安装压力表表，所测得得的读数，，即为该点点的水压力力值，（kg/cm2或N、KN、mH2O）。为了便便于计算，，也把水压压称为“水柱高”，力学上又又称“水头”，其单位换换算关系为为1kg/cm2=10m水头=100Kpa。②水头损失失—水在管中流流动时，为为克服水与与管壁间摩摩擦力而消消耗的势能能。其值可用压压力表测得得的两点压压力差来确确定。水头损失沿程水头损失局部水头损失沿程水头损损失—当固体边界界的形状和和尺寸沿程程不变时发发生的水头头损失。式中：a—阻力系数（（s2/m6)，由试验求求得，与管管道材料、、管壁的粗粗糙程度、、管径、管管内流动物物质以及温温度等因素素有关。l—管段长度（（m）局部水头损损失—水流因边界界的改变而而引起断面面流速分布布发生急骤骤的变化而而产生的阻阻力为局部部阻力，为为克服阻力力而引起的的水头损失失称为局部部水头损失失，通常用用hj表示。(四）树枝状状给水管网网的设计计计算1、给水管网网计算指标标用水量（Q)：以秒流量表表示管径（DN）：以mm为单单位位；；水头头（（H）：：水压压(以kg/cm为单单位位））；；米米水水柱柱高高度度（（100KPa=1kg/cm2=10米水水柱柱））管段段计计算算流流量量Q式中中：：Q—管段段计计算算流流量量（（L/s)；Qt—上一一管管段段输输给给下下一一管管段段的的流流量量（（转转输输流流量量））（（L/s)；QL—管段段沿沿线线流流量量（（L/s)。2、管管段段流流量量计计算算园林林中中的的给给水水水水源源若若取取自自城城市市给给水水管管网网，，则则园园中给给水水干干管管将将是是城城市市给给水水管管网网中中的的一一根根支支管管，，在在这这根根“干干管管””上上只只有有为为数数不不多多的的一一些些用用水水量量相相对对较较多多的的用用水水点，，沿沿线线不不像像城城镇镇给给水水管管网网那那样样有有许许多多居居民民用用水水点点。。所以以在在进进行行管管段段流流量量的的计计算算时时，，根根据据用用水水量量标标准准分分别别求出出各各用用水水点点的的需需水水量量，，管段段的的计计算算流流量量等等于于该该管管段段所负负担担的的转转输输流流量量加加上上该该节节点点相相连连各各管管段段的的沿沿线线流流量量总和和的的一一半半。。对于于引引用用式式给给水水方方式式：：确定定城城市市给给水水管管网网的的水水压压是是否否能能满满足足公公园园用用水水的的要要求求；；对于于自自给给式式给给水水方方式式：：主要要确确定定水水泵泵所所需需扬扬程程及及水水塔塔（（或或高高位位水水池池））所所需需高高度度，，以以保保证证各各用用水水点点有有足足够够的的水水量量和和水水压压。。3、管管网网计计算算目目的的根据据最最高高时时用用水水量量作作为为设设计计用用水水量量求求出出各各段段管管线线的的直直径径和和水水头头损损失失。。有关关图图纸纸、、资资料料的的搜搜集集与与研研讨讨从公公园园设设计计图图纸纸、、说说明明书书等等，，了了解解原原有有或或拟拟建建的建建筑筑物物、、设设施施等等的的用用途途及及用用水水要要求求、、各各用用水水点点的的高高程等等。。再根根据据公公园园所所在在地地附附近近城城市市给给水水管管网网的的布布置置情情况，，掌掌握握其其位位置置、、管管径径、、水水压压及及引引用用的的可可能能性性。。4、管管网网计计算算步步骤骤在公公园园设设计计平平面面图图上上，，定定出出给给水水干干管管的的位位置置、、走走向向、、并并对对节节点点进进行行编编号号，，量量出出节节点点间间的的长长度度。。（（遵遵循循前前述述管管网网的的布布置置要要点点））。。布置置管管网网求公公园园中中各各用用水水点点的的用用水水量量及及水水压压要要求求（l/d或m3/d)式中中:q—用水水量量标标准准（（最最大大日日））；；N—游人人数数（（服服务务对对象象数数目目））或或用用水水设设施施的的数数目目。。（1）求求某某一一用用水水点点的的最最高高日日用用水水量量Qd（2）求求该该用用水水点点的的最最高高时时用用水水量量Qh式中中:Kh—时变变化化系系数数（（可可取取4—6）。。（l/d或m3/d)（3）求求设设计计秒秒流流量量q0（l/s或m3/s)根据据各各用用水水点点所所求求得得的的设计计秒秒流流量量q0及要求求的的水水压压，可可查查表表确确定定连连接接园园内内给给水水干干管管和和用用水水点点之之间间的的管管段段的的管管径径，，还还可可查查得得与与该该管管径径相相应应的的流流速速和和单单位位长长度度的的水水头头损损失失值值。。各管段段管径径的确确定水头计计算水头损损失值值用水点点与引引水点点的高高程差差用水点点建筑筑的高高低及及用水水点的的水压压要求求必须考考虑1、使管管中的的水流流在经经过消消耗后后到达达用水水点仍仍有足足够的的自由由水头头以保保证用用水点点有足足够的的水量量和水水压。。2、校核核城市市自来来水配配水管管的水水压（（或水水泵扬扬程））是否否满足足公园园内最最不利利点配配水水水压要要求。。计算目目的公园给给水管管段所所需水水压计计算式式：式中：：H—引水管管处所所需的的总压压力（（mH2O)H1—引水点点和用用水点点之间间的地地面高高程差差（m)；H2—用水点点与建建筑进进水管管的高高差（（m)；H3—用水点点所需需的工工作水水头（（mH2O)；H2+H3值可依依建筑筑不同同层数数按有有关规规定采采用。。平房：：10mH2O二层：：12mH2O三层：：16mH2O以后每每增加加一层层增加加4mH2OH4—沿程水水头损损失和和局部部水头头损失失之和和（mH2O)有条件件时可可适当当考虑虑一定定的富富裕水水头(如消防防水头头）干管的的水力力计算算完成各各用水水点用用水量量计算算和确确定各各点引引水管管的管管径之之后，，应进进一步步计算算干管管各节节点的的总流流量，，据此此确定定干管管各管管段的的管径径，并并对整整个管管网的的总水水头要要求进进行复复查。。复查方方法：：最不利利点（地势势高、、距离离引水水点远远、用用水量量大或或要求求工作作水头头特别别高的的用水水点））水压满满足法法。试计算算该餐餐厅①①的用用水量量、引引水管管管径径、水水头损损失及及其水水压线线标高高，并并复核核A点的自自由水水头是是否能能满足足餐厅厅的要要求。。例1：某公园园大众众餐厅厅（二二层楼楼房，，见图图示）），其其设计计接待待能