城市给水管网规划

（一）输水管渠的定线

选择与确定输水管线走向和具体位置，应遵循下列原则：根据城市总体规划，结合当地地形条件，进行多方案技术经济比较，确定输水管位置；定线时力求缩短线路长度，尽量沿现有或规划道路定线，少占农田，减少拆迁，减少与河流，铁路，公路，山岳的交叉，便于施工和维持。选择最佳的地形和地质条件，努力避开滑坡，岩层，沼泽，侵蚀性土壤和洪水泛滥区，以降低造价和便于管理；规划时考虑近，远期的结合和分期施工的要求。（二）输水管渠的规划布置输水管条数主要根据输水量，事故时须保证的用水量，输水管长度，当地有无其它水源和用水量增长情况而定。水源低于给水区时，须采用泵站加压输水，有的还在输水途中设置加压泵站；水源位置高于给水区时，可采用重力输水。根据水源和给水区的地形高差及地形变化，输水管有重力管和压力管之分。远距离输水，地形起伏变化较大，采用压力管的较多。重力输水比较经济，管理方便，应优先考虑。重力管又分为明管和暗管两种。其中暗管主要输送生活饮用水清水。明渠一般只输送浑水。当输送原水时，应有防止污染，保护水质和水量的措施。再地形起伏地区，远距离输水可采用重力管与压力管相结合的方式。上坡部分用压力管，下坡部分用无压或有压管渠。为避免输水管局部损毁时，输水量降低过多，可在平行的2条或3条输水管之间设置通管，并装置必要的阀门，以缩小事故检修时的断水范围。二给水管网的布置（一）给水管网的布置形式

给水管网的作用就是将输水管线送来的水，配送到城市用户。根据管网中和管径的大小，将管线分为干管、分配管（配水管）、接户管(进户管）3种。干管的作用是输水和为沿线用户供水，管径一般在200mm以上。给水管网的计算一般只限于干管和干管之间的连接管。配水管主要把干管送来的水，配给接户管和消火栓，管径一般至少100mm,大城市150~200mm，同时供给消防用水的配水管管径应大于150mm。接户管是从分配管接到用户去的管线，其管径是用户用水的多少而定，但不宜小于20mm，一般民用建筑管线要求2条或2条以上，而且最好由不同的配水管接入。给水管网的布置形式主要有两种:

1.树状图树状网以水厂泵站或水塔到用户的管线布置成树枝状，管径随所供给用户的减少而逐渐变小。其特点是构造简单、长度短、节省管材和投资。缺点是可靠性差，并且在观望末端，所以水流小，甚至停流，以至水质容易变差，而出现浑浊和红水显现。

2.环状网给水管线纵横相互连接，形成闭合的环状管网。其特点是任意一条水道都可由其余管道供水，从而提高了可靠性。在树状管网的末端接环状管网可以防止浑水以及减轻水锤造成的影响。但管线较长，投资高。

城市给水网中大多都是树状网和环状网相结合。一般在城市的中心地带布置环状网，而郊区等地带则布置树状网。在规划时，应以环状网为主，考虑分期建设时，对主要管线以环状网搭起供水管线骨架。输水管网示意图

树状管网

环状管网（二）城市给水管网布置的原则给水管网的布置要求是供水安全可靠，节约投资，一般遵循一下原则：

1.按照城市规划布局布置管网，应考虑给水系统分期建设的可能，并需有充分发展的余地。

2.干管布置的主要方向应该按供水主要流向延伸。

3.管网布置必须保证供水安全可靠，宜布置成环状。

4.干管一般按规划道路布置，尽量避免在高级路面或重要道路下敷设。

5.干管应尽可能布置在高地，保证输水到末端时的压力。

6.输水管和官网延伸较长时，为保证末端末端水压，可在管网中间布置加压泵房。

7.给水管网按用水量最高时设计，如昼夜用水量差较大，用水高峰期较短，可设置调节水池和泵房夜间蓄水，日间供水。

8.管线应遍布整个给水区内，保证用户的水量和水压。

9.力求以最短的管线服务最多的用户。

10.严禁生活用水和非生活用水管线相连。

11.为保证消防安全，应将消防栓与干管相连。（三）城市给水管网敷设

城市给水管线基本上埋在道路，绿地底下，特殊情况时才会考虑敷设在地面上。

城市给水管网敷设可以从以下几个方面考虑：水管管顶以上的覆土深度。冰冻地区，还要考虑土壤冰冻深度。在土壤耐压力较高和地下水位较低时，可以直接埋在管沟中未扰动的天然地基上。注意城镇给水管道与建筑物，铁路和其他管道水平净距，以及相关规定。给水管道相互交叉时，其净距不小于0.15m。给水管道穿越铁路和公路时，一般在路基下垂直方向穿越，也可以架空穿越。给水管道穿越河川山谷时，可利用现有桥梁架设水管，或者敷设倒虹管，或者建造水管桥。

三，给水管网的水力计算

（—）给水系统的流量关系。

给水系统各组成部分的作用和系统所处的位置不同，则各项构筑物，设备，管道的设计流量要求也不同。

（二）给水管网的水力设计

给水管网进行水力计算的目的在于由最高日最高时用水量确定管段的流量，继而确定管径，再计算管路的水头损失，确定所需供水水压。在专业工程设计中，还要确定水塔高度和水泵扬程。给水管网的水力计算给水管网进行水力计算的目的在于由最高日最高时用水量确定管段的流量，继而确定管径，再计算管路的水头损失，确定所需供水压。在专业工程设计中，还要确定水塔高度和水泵扬程。

管径流量确定

管段的计算流量

管段水头损失计算

管径确定管径流量确定

管网的水力计算主要针对于干管网.如图3-19所示干管网.管段内的流量包括沿线流量和转输流量两部分，沿线流量是指供给该管段两侧用户所需流量。转输流量是转输到管段下游用户的流量。为计算方便，将管段的沿线流量简化为两个相等的从管段的起端和末端集中流出的量，其所产生的水头损失基本相同，把这种简化后的集中流量称为节点流量。管网水力计算。首先须求出沿线流量和节点流量。

城市给水管网线，因干管和分配管上结出许多用户，沿管线配水。实际配水过程中，用户用水情况复杂。为简化计算，通常假定用水量均匀分布在全部干管上，得出单位长度的流量，称为长度比流量qs=Q-∑q/∑l

(3-9)式中

qs

—长度比流量（L/s.m）

Q—管网总用水量(L/s)∑q—大用户集中用水量总和(L/s)∑l—干管总长度（m）,不包括穿越广场、公园等无建筑物地区的线；只有一侧配水的管线，长度按一半计算。从比流量求出个管段沿线流量公式如下：ql

=qsl

(3-10)式中ql

—沿线流量(L/s)L—该管段的长度（m）每一管段的流量包括沿线配送用户的沿线流量ql和流入下游管线的转输流量qt

。前者从管段开始逐渐减少至零，而后者在整个管段上式不变的。由于沿线流量沿管段变化，难于确定管径和水头损失，所以常常将沿线流量转化成节点流出的量，即沿线不再有流量流出，管段中的流量不再沿管线变化，就可有流量求出管径。计算时采用折算法，在求得管网各节点流量后，管网计算图上便只有集中于节点的流量（包括原有的集中流量），而管段的计算流量为：q=qt+0.5∑ql(3-11)管段的计算流量管网各管段的沿线流量简化成节点流量后，每一管段就可拟定水流方向和计算流量。树状网各管段的计算流量容易确定。水厂送水至每一个用户只能沿唯一一条管路通道，管网中每一管段的水流方向和计算都是确定的，每一管段的计算流量等于该管段后面各节点流量和大用户集中用水量之和。环状网各管段的计算流量不是唯一确定的，配水干管相互连接环通，环路中每一用户所需水量可以沿两条或两条以上的管路通道供给，各管环每条配水干管管段的水流方向和流量值是不确定的，人为拟定各管段的流量分配。环状网最高日最高时的流量分配，将影响据此选择的管径大小，要全面顾及经济和安全供水的要求适当分配，可综合遵循如下原则进行各干管流量分配。

(1)顺着管网主要供水方向，使水厂出水尽量沿最近路线输送到大用户和边远用水户，以节约输水电耗和官网基建投资。（2）顺主要供水方向延伸的几条平行干管所分配的计算流量应大致接近，避免各干管管径相差悬殊而造成较大干管损坏后配水困难的不安全情况；（3）必须满足每一节点进、出水流量平衡。假定离开节点的流量为正，流向节点的流量为负，即每一节点必须满足所有流量的代数和为零，可用公式表示为：

ql+∑Qi=0

(3-12)ql-----某节点的节点流量（L／s）;∑Qi-----某节点连接的各干管计算流量的代数和(L／s)

1，2，……..，7等管线交叉所形成的节点；两节点间的管线称为管段；起点和终点重合的管线，构成管网的环，如环Ι、Ⅱ，管网由多个管段组成。多水源管网中，连接多个水压已定的水源节点（泵站、水塔等），形成虚环。图（3—19）干管网0567234水塔泵站ⅠⅡ

3.管径确定

管网中用水量最高日最高时各管段的计算流量分配确定后，一般就作为确定管径d的依据。

Q---最高日最高时的管段计算流量（

m3/s）。V---管内流速（m/s）。

有了流量，还必须选用较恰当的流速，才能确定管径。流速一般不大于2.5-3m/s，不得小于0.6m/s。经济流速：管网投资费用和日常运行费用之和最小时的流速经济管径：在当地使用较经济的一定流量范围选定的管径。管段水头损失计算

在管网布置，计算节点流量，确定各管段计算流量和管径的基础上，根据管道材料和管道长度进行各管道长度进行各管道水头损失计算，最后结合整个官网地形情况等，确定官网中的供水量不利点（控制点），计算所需要的二级泵站水泵扬程和水塔高度。给水官网主要是长直管段组成，水力计算中主要考虑管线沿程水头损失，配件和附件等局部水头损失通常均忽略不计。

管道沿程水头损失可按下式计：

h=il=λv2l/2ag=8λQ2.l/πgd5=kALQ2

式中

h-------管段沿程水头损失(m);i-------单位管道长度的水头损失，或称水力坡度λ-------管道阻力系数，与管壁表面粗糙度有关；

l--------管道长度（m）;

d--------管道内径（m）;

v--------关内的平均流量(m/s);

g--------重力加速度，g=9.81m/s2;

Q--------流量（m3/s）;

A--------管内水流比阻（s2/m6）;

K--------流速v<1.2m/s时，比阻值的修正系数；当v≥1.2m/s时，K=1.0.

管网水利计算工作中，流量Q常用单位“L/s”表示，则水头损失h可按下式计算；

h=KalQ2=SQ2(m)(3-15)

式中

Q-----流量（L/s）;

L-----管道长度（m）

a-----比阻（s2/L2）,a=A·10-6;

S-----管道摩阻（ms2/L2）,S=Kal.

管段比阻a值和修正系数K值可参见相关的给水工程设计手册。总结：这一小节在给水官网布置中比较重要，可以计算出管道水头损失，在设计中必不可少.(一)给水棺材目前常用的给水棺材有以下几种：

灰铸铁管。主要运用在DN80-DN1000的地方。球墨铸铁管。能适用在各种场合。是管道抗震的主要措施之一。钢管。一般不埋在地下，可用河谷，铁路，地震区。刚劲混凝土管。现在通常用预应力混凝土管（PC-CP管）。塑料管。常用UPVC,HDPE管。玻璃钢管。价格高，刚度差.四，给水棺材和管网附属设施给水管材的选择取决于承受的压力,输送的水量，外部荷载，埋管条件，供应情况，价格因素等。适应性如下：长距离大水量输水系统，若压力较低，可选用预应力混凝土管：若压力较高，可采用预应力混凝土管和玻璃钢管。城市输配水管道系统，可采用球墨铸铁管或者玻璃管。室内及小区内部可用塑料管。四，给水棺材和管网附属设施(二).泵站、水塔和水池1.泵站水泵式输送和提升水流的机械，在给水系统中必须利用水泵来提升水量，满足使用要求。水泵一般布置在泵站内。按照泵站在给水系统中所起的作用，可分类如下:（1）一级泵站

（2）二级泵站（3）加压泵站（4）调节水房2.水塔

水塔是给水系统中调节流量和保证水压的构筑物。一般建在高处.3.水池