第二章1园林给水工程

第二章园林给排水工程第一节园林给水工程第二节园林喷灌技术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。第一节

给水工程一、概述

（一）园林给水的分类及要求

1．生活用水

生活用水是指人们日常生活用水，在园林中指饮用、烹饪、洗涤、清洗卫生等用水，包括办公室、生活区、餐厅、茶室、展览馆、小卖部等用水以及园林卫生清洗设施和特殊供水（如游泳池等）。

2．养护用水养护用水是指园林内部植物的灌溉、动物笼舍的清洗以及其他园务用水（如夏季园路、广场的清洗等）。

3．造景用水园林中各种水体（包括溪流、湖泊、池塘、瀑布、喷泉等）的补充用水。

4．消防用水消防用水指扑灭火灾时所需要的用水。（二）园林给水特点1．园林中用水点分散。2．用水点高程变化大。3．水质可以分别处理。4．错开用水高峰时间。

（三）给水水源的选择

1．给水水源的分类与特点

1）地表水地表水指江、河、湖、水库等地表水源。

2）地下水地下水指埋藏在地下孔隙、裂隙、溶洞等含水层介质中的储存运移的水体，地下水按埋藏条件可分为：包气带水、潜水、承压水（图2-1-1）。

3）城市自来水：直接引入作生活用水。选择给水水源，首先应满足水量、水质的要求，注重安全防护、经济并结合公园和风景区的发展。

1）城市公园或近郊风景区可直接从城市的给水管网系统中接入，也可从自来水水厂接入。

2）没有城市给水管网或给水管网水量不能满足园林的要求的前提下，可优先考虑地下水（包括泉水），其次考虑江、河、湖、水库等地表水。

2．给水水源选择

（四）水源的保护

1．地表水源的卫生防护

2．地下水源的卫生防护（五）给水系统的组成及布置形式

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。

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。给水工程系统根据水源不同其组成有些差异，如图2-1-2（a）(b)所示。

1．给水系统的组成

1）统一给水系统各类用水均按生活饮用水水质标准，用统一的给水管网供给用户的给水系统，称为统一给水系统。

2）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。

3）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，有时系统之间保持适当联系，可保证供水安全和调度的灵活性。另外还有分压给水系统，循环给水系统等。

2．给水系统的布置形式

二、园林给水管网的布置

（一）给水管网的布置原则

1．按照总体规划布局的要求布置管网，在大型公园或风景区与园林其他建设一样，可以考虑分步建设的可能。

2．干管布置方向应按供水主要流向延伸，而供水流向取决于最大的用水点和用水调节设施（如高位水池和水塔）位置，即管网中干管输水距它们距离最近。

3．管网布置必须保证供水安全可靠，干管一般按主要道路布置，宜布置成环状，但应尽量避免布置在园路和铺装场地下敷设。

4．力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。

5．在保证管线安全不受破坏的情况下，干管宜随地形敷设，避开复杂地形和难于施工的地段，减少土方工程量。在地形高差较大时，可考虑分压供水或局部加压，不仅能节约能量，还可以避免地形较低处的管网承受较高压力。

6．为保证消火栓处有足够的水压和水量，应将消火栓与干管相连接，消火栓的布置，应先考虑主要建筑。

（二）给水管网的布置形式

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。

2．环状管网

给水管线纵横相互接近，形成闭合的环状管网。

（三）用水量的确定1．用水量标准

用水量标准亦称用水定额，它是对不同的用水对象，在一定时期内制订的相对合理的单位用水量的数值标准，是国家根据我国各地区、城镇的性质、生活水平、习惯、气候、建筑卫生设备设施等不同情况而制定的。

居民生活用水定额单位：L/人.d城市规模特大城市大城市中、小城市用水分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一180-270140-210160-250120-190140-230100-170二140-200110-160120-18090-140100-16070-120三140-180110-150120-16090-130100-14070-110注：1．居民生活用水指：城市居民日常生活用水，包括居民的饮用、烹调、洗涤等。

2．城市规模按《中华人民共和国城市规划法》分类特大城市：市区和近郊非农业人口100万及以上的城市大城市：市区和近郊非农业人口50万及以上，100万以下的城市中等城市：市区和近郊非农业人口20万及以上，50万以下的城市小城市：市区和近郊非农业人口20万以下的城市

3．一区包括：贵、川、鄂、湘、黔、浙、闽、粤、桂、海、沪、云、苏、皖、渝二区包括：黑、吉、辽、京、津、冀、晋、豫、鲁、宁夏、陕、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区三区包括新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西地面。

园林中的用水量，不是固定不变的，一年中随着气候、游人量以及人们不同的生活方式而不同，把一年中用水量最多的一天的用水量称为最高日用水量，最高日用水量与平均日用水量的比值，叫日变化分数，以Kd表示日变化系数Kd=最高日用水量/平均日用水量

一天中由于公园的营业时间、游人的需要，每小时用水量也不相同，把用水量最高日那天用水最多的一小时的用水量称为最高时用水量，它与这一天平均时用水量的比值，叫时变化系数，以Kh表示。

时变化系数Kh=最高时用水量/平均时用水量2．日变化系数和时变化分数在给水系统的设计中，年限内的各种构筑物的规模是按最高日用水量来确定的，而给水管网的设计中是按最高日最高时用水量来计算确定的，最高日最高时管网中的流量就是给水管网的设计流量。

1）最高日用水量Qd(m3/d)

Qd=m×qd/1000M——用水单位数（人.床等）

qd——用水定额（L/人.d等）3．设计用水量的计算2）最高时用水量Qh(m³/h)

Qh=Qd/T.Kh=Qp.KhT——建筑物或其他用水点的用水时间

Kh——时变化系数

Qp——平均时用水量(m3/h)

在计算用水时间时，要切合实际，否则会造成误差过大，造成管网的供水不足或投资浪费。3）未预见用水量这类用水包括未预见的突击用水、管道漏水等，根据《室外给水设计规范》（GBJ13-86）规定，未预见用水量可按最高日用水量的15%—25%计算。4）计算用水量计算用水量=（1.15-1.25）∑Qh换算成管道设计所需的秒流量qg

qg=(1.15-1.25)∑Qh1000/3600(L/S)管网中用水量各管段计算流量分配确定后，一般就作为确定管径d的依据（管网中有的管段从供水安全等考虑，需适当放大管径）。

d=式中，d——管段管径（m）

Q——管段的计算流量（m3/S）

v——管内流速（m/s）

４Ｑлv

管内流速的确定，应从技术和经济两方面因素恰当选用。从技术上说，给水管为防止流速过大而致管道爆裂，一般流速不得大于2.5-3m/s；浑水输水管为防止泥砂等淤积，流速不得小于0.5m/s。从经济上说，应根据当地的管网造价和输水电价，选用经济合理的流速。一般情况下，经济流速可参照下述范围数值。

以Ｑ、Ｖ查管道水力计算表，得出DN值DgV(米/秒)〈100mm0.6-0.8100-35006-1.1350-6001.1-1.6600-10001.6-2.1（四）水头损失计算

水力计算是在前面计算的基础上，根据管道材料和管段长度进行各段水头损失计算，结合整个管网地形情况等，保证管网中供水最不利点的水压，从而确定引水点的水压或加压装置所需扬程及水塔高度。

1．水压及水头损失在给水管网上安装一个压力表，可测到一个读数，这数字就是该点的水压。水压通常用kg/cm2或Kpa来表示，1kg/cm2=100Kpa，为了便于计算，也把水压称为“水柱高”，力学上又称“水头”，其单位换算关系为1kg/cm2=10m水头=100Kpa。水流在运动过程中单位质量液体的机械能的损失称为水头损失，水头损失包括沿程水头损失和节点水头损失。

1）沿程水头损失：沿程阻力是发生于水流全部流程的磨擦阻力，为克服这一阻力而引起的水头损失称为沿程水头损失，用hy表示。

hy=il式中hy——管段的沿程水头损失(m)

i——单位管段长度的水头损失，或称水力坡降(mH2O/m)

l——管段长度（m）

2）局部水头损失：水流因边界的改变而引起断面流速分布发生急骤的变化而产生的阻力为局部阻力，为克服阻力而引起的水头损失称为局部水头损失，通常用hj表示。

（五）管网水力计算

1、有关图纸、资料的收集与研讨首先从公园设计图纸、说明书等了解原有的或拟建的建筑物、设施等的用途及用水要求、各用水点的高程等。然后根据公园所在地供水条件，制定引水计划。2、布置管网在公园设计平面图上，定出给水干管的位置、走向，并对节点进行编号，量出节点间的长度。3、求公园中各用水点的用水量及水压要求（1）某位用水点的最高日用水量Qd

（2）求该用水点的最高时用水量Qh

（3）求设计秒流量q04、各管段管径的确定：根据流量查表确定管径，同时查得该管径相应的流速和单位长度的水头损失。5、水头计算

公园给水管段所需的水压可按下式计算：H=H1+H2+H3+H4（mH2o）式中H——引水管处所需的总压力（mH2o）；H1——引水点和用水点之间的地面高程差（m）H2——用水点与建筑进水管的高差（m）H3——用水点所需的工作水头（mH2o）；H4——沿程水头损失和局部水头损失之和（H2+H3）的值，在估算总水头时，（mH2o）；平房：10mH2o二层楼房：12—10mH2o三层楼房：14mH2oH4=Hy+Hi三、给水管材和管网附属设施

（一）给水管材

管材对水质有影响，管材的抗压强度影响管网的使用寿命。管网属于地下永久性隐敝工程设施，要求很高的安全可靠性，目前常用的给水管材有下列几种：

1．铸铁管铸铁管分为灰铸铁管和球墨铸铁管，灰铸铁管具有经久耐用、耐腐蚀性强，使用寿命长的优点，但质地较脆，不耐振动和弯折，重量大，灰铸铁管是以往使用最广的管材，主要用在DN80-1000mm的地方，但运用中易发生爆管，不适应城市的发展，在国外已被球墨铸铁管代替。球墨铸铁管在抗压、抗震上有提高。

2．钢管钢管有焊接钢管和无缝钢管两种，焊接钢管又分为镀锌钢管（白铁管）和非镀锌钢管（黑铁管）。钢管有较好的机械强度，耐高压、振动，重量较轻，单管长度长，接口方便，有强的适应性，但耐腐蚀性差，防腐造价高。镀锌钢管就是防腐处理后的钢管，它防腐、防锈、水质不易变坏，并延长了使用寿命，是生活用水的室内主要给水管材。

3．钢筋混凝土管钢筋混凝土管防腐能力强，不需任何防腐处理，有较好的抗渗性和耐久性，但水管重量大，质地脆，装卸和搬运不便。其中自应力钢筋混凝土管会后期膨胀，可使管疏松，不用于主要管道；预应力钢筋混凝土管能承受一定压力，在国内大口径输水管中应用较广，但由于接口问题，易爆管、漏水。为克服这个缺陷现采用预应力钢筒混凝土管（PCCP管），是利用钢筒和预应力钢筋砼管复合而成，具有抗震性好，使用寿命长，不宜腐蚀，渗漏的特点，是较理想的大水量输水管材。

4．塑料管塑料管表面光滑，不易结垢，水头损失小，耐腐蚀，重量轻，加工连接方便，但管材强度低，性质脆，抗外压和冲击性差。多用于小口径，一般小于DN200，同时不宜安装在车行道下。国外在新安装的管道中占70%左右，国内许多城市已大量应用，特别是绿地、农田的喷灌系统中。

5．其他管材玻璃钢管价格高，正刚刚起步，石棉水泥管宜破碎，已逐渐被淘汰。管材选用取决于承受的水压、价格、输送的水量、外部荷载、埋管条件、供应情况等，可参照下表据各种管材的特性，其大致适应性如下：1）长距离大水量输水系统：若压力较低，可选用预应力钢筋砼管，若压力较高，可采用预应力钢筒砼管和玻璃钢管。2）城市输配水管道系统可采用球墨铸铁管和玻璃钢管。3）室内、小区、绿地中内部可采用塑料管和镀锌钢管。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．铸态球墨铸铁管价格较便宜，不易爆管，是当前可选用的管材3．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

6.管件给水管的管件种类很多，不同的管材有些差异，但分类差不多，有接头、弯头、三通、四通以及管堵、活性接头等等。每类又有很多种，如接头分内接头、外接头、内外接头、同径或异径接头等等。右图为钢管部分管件图。

钢管管件图（1）（3）外接头（2）异径外接头（4）内外螺丝

（5）内接头（6）外螺丝（7）（8）弯头（9）异径弯头（10）三通（11）异径三通（12）管堵（13）四通（14）异径四通

7.阀门阀门的种类很多，园林给水工程中常用的阀门按阀体结构形式和功能可分为截止阀、闸阀、蝶阀、球阀、电磁阀等。按照驱动动力分为手动、电动、液动和气动4种方式，按照公称压力分为高压、中压、低压3类，园林中大多为中低压阀门，以手动为主。（二）管网附属设施

1.

地下龙头一般用于绿地浇灌之用，它由阀门、弯头及直管等组成，通常用DN20或DN25。把部件放在井中，埋深300-500mm，周边用砖砌成井，大小根据管件多少而定。地下笼头的服务半径50m左右。

2．阀门井阀门是用来调节管线中的流量和水压，主管和支管交接处的阀门常设在支管上。一般把阀门放在阀门井内，平面尺寸由水管直径及附件种类和数量定，一般阀门井内径1000mm-2800mm（管径DN75-1000时），井口一般DN600-800mm，井深由水管埋深决定。

3．排气阀井和排水阀井排气阀装在管线的高起部位，用以排出管内空气。排水阀设在管线最低处，用以排除管道中沉淀物和检修时放空存水。

4．消火栓分地上式和地下式，地上式易于寻找，使用方便，但易碰坏，地下式适于气温较低地区，一般安装在阀门井内。在城市室外消火栓间距在120m以内，公园或风景区根据建筑情况而定。消火栓距建筑物在5m以上，距离车行道不大于2m，便于消防车的连接。

5．其他给水管网附属设施较多，还有水泵站、泵房、水塔、水池等等。（三）给水管网的敷设城市给水管线基本上埋在道路、绿地下，特殊情况时（如过桥时）才考虑敷设在地面上。在公园绝大部分都在绿地下，部分穿越道路、广场时才设在硬质铺地下，在风景区，部分由于山势，溪河等影响，在气候温暖地区，为节省土