水景及泳池给水排水工程课件

水景及游泳池

給水排水工程

WaterSupplyandSewerageEngineeringforWaterscapeandSwimmingPool概述

噴泉是以人工製造的水景，具有美化環境的功能，常常博得觀賞者的喜愛。噴泉水景首次在我國興建是18世紀中期，北京圓明園(又名長春園)中的“西洋樓”建築群中就包括有三組大型噴泉和若干小噴泉。它是用水力傳動的龍尾車將水從低處提升到高處的蓄水池(180m3)裏，然後通過管道供給噴泉。

近代，國內外隨著城市和工業的發展，改善城市環境，興建自然景觀日益增多。因而水景的藝術形式和規模都有很大發展。特別是現代電子技術賦予水景的活力，水景中各種音樂噴泉相繼出現，雕塑、綠化、燈光、噴泉和瀑布的巧妙配合，構成一幅五光十色、華麗壯觀、悅耳動聽的美景。水景的基本形態鏡池、溪流、疊流、瀑布、水幕噴泉、冰塔、湧泉、水膜、水霧孔流、珠泉12－1水景給水排水設計水景利用水的哪些特性

創造優美的環境流動聚散

蒸發等等水景

四種常用的水景形式和給水系統1.直流給水系統

圖14直流給水系統的特點

如圖所示，將噴頭直接與給水管網連接，噴頭噴射出的水即排放，不迴圈使用。該系統具有系統簡單，造價低，維護簡單等優點，但存在耗水量大的缺點，常與假山盆景配合做小型噴泉、瀑布、孔流等，適合在小型庭院、大廳內設置。2.陸上水泵迴圈給水系統圖2陸上水泵迴圈給水系統的特點

如圖2所示，系統設有貯水池、迴圈水泵房和迴圈管道。噴頭噴射後的水多次迴圈使用。具有耗水量少，運行費用低的優點。但系統較複雜．占地較多，管材用量較大，投資費用高，維護管理麻煩。系統適合各種規模和形式的水景，一般用於較開闊的場所。3.潛水泵迴圈給水系統

圖3.潛水泵迴圈給水系統的特點

如圖3所示，系統設有貯水池，將成組噴頭和潛水泵直接放在水池內作迴圈使用。這種系統具有占地少，投資低，維護管理簡單，耗水量少的優點。但水姿花形控制調節較困難，適合各種形式的中、小型噴泉、水塔、湧泉、水膜等。4.盤式水景迴圈給水系統圖4盤式水景迴圈給水系統的特點

如圖4所示，系統設有集水盤、集水井和水泵房。盤內鋪砌踏石構成兩路。噴頭設在石隙間，適當隱蔽。此系統具有人可在噴泉間穿行，滿足人們的親水感，增加歡樂氣氛的特點。系統不設貯水池，給水均迴圈利用，耗水量少，運行費用低，但存在迴圈水易被沾汙，維護管理較麻煩的缺點。此系統宜在公園中採用，可設計成各種中、小型噴泉、冰塔、孔流、水膜、瀑布、水幕等形式。應注意的技術要點

上述4種系統的配水管道宜以環狀形式佈置在水池內，小型水池也可埋人池底，大型水池可設專用管廊。配水管的水頭損失一般採用5—10mm／m為宜。配水管道接頭要求嚴密平滑，轉彎處應採用大轉彎半徑的光滑彎頭。每個噴頭前應有不小於20倍噴管口徑的直線管段；每組噴頭要設調節裝置，以調節射流的高度或形狀。迴圈水泵應靠近水池。以減少管道的長度。控制方式

為增加水景的觀賞效果，通常使水姿有一定的變換，有時需要使水的姿態變換與燈光色彩、照度以及音樂的旋律節奏相諧調。這就要求採取較複雜的自動控制措施。常用的水景控制方式

1.手動控制

在水景設備運行後，噴水姿態固定不變，一般只需設置必要的手動調節閥，待噴水姿態調節滿意後就不再變換。這是常見的簡單的控制方式。2.時間繼電器控制

設置多臺水泵或用電磁閥、氣動閥、電動閥等控制各組噴頭。利用時間繼電器控制水泵，電磁閥、氣動閥或電動閥的開關，從而實現各組噴頭的姿態變換，照明燈具的色彩和照度也可同樣實現變換。3.音響控制

①簡易音響控制法一般是在一個磁帶上同時錄上音樂信號和控制信號。為使音樂與水姿同步變化，應根據管道佈置情況，使控制信號超前音樂信號一定的時間。在播放音樂的同時，控制信號轉換成電氣信號，控制和調節電磁閥的開關、電動調節閥的開啟度、水泵的轉速等，從而達到變換噴水姿態的目的。②間接音響控制法

間接音響控制法是利用同步調節裝置控制音響系統和噴水、照明系統諧調運行。音響系統可採用磁帶放音，噴水和照明系統採用程式帶、邏輯回路和控制裝置進行調節和控制。③直接音響控制法

直接音響控制法是利用各種外部聲源，經聲波轉換器變換成電信號，再經同步裝置諧調後控制噴水和照明的變換運行。④混合控制法

對於大、中型水景，讓一部分噴頭的噴水姿態和照明燈具的色彩和強度固定不變．而將其他噴頭和燈具分成若干組，使用時間繼電器使各組噴頭和燈具按一定時間間隔輪流噴水和照明，在任意一組噴頭和燈具工作時，得利用音響控制噴水姿態、照明的色彩和強度的變換。這樣就可使噴水隨著音樂的旋律而舞動，使照明隨著音樂的旋律而變換，形成變化萬千的水景姿態。噴頭的形式直流式吸氣（水）式旋流式縫隙式環隙式折射式碰撞式組合式(1)直流式噴頭

直流式噴頭是形成噴泉射流的噴頭之一，如圖1稱，噴頭內腔類似於消防水槍形式，具有構造簡單，價格便宜的優點。在同樣水壓下可獲得較高或較長的射流水柱。

1.(2)吸氣（水）式噴頭

吸氣(水)式噴頭是可噴成冰塔形態的噴頭。如圖2所示，利用噴嘴射流形成的負壓，吸入空氣(或水)使水柱中摻人大量的氣泡，增大水的表觀流量和反光效果。選用時需根據試驗確定噴水效果。

2.(3)旋流式噴頭

旋流式噴頭是製造水霧形態的噴頭，有時還可採用消防使用的水霧噴頭代替。如圖3所示，其構造複雜，加工較為困難。

3.(4)縫隙式噴頭

縫隙式噴頭是能噴出平面或曲面水膜的噴頭之一，如圖4所示。出水口為較窄的條形縫隙。若縫隙形狀不規則，邊界粗糙，水壓較大時也能噴成水霧。

4.(5)環隙式噴頭

環隙式噴頭的噴水口是環形縫隙，是形成水膜的另一種噴頭，如圖5所示它可使水柱的表現流量變大、以較少的水量獲得較大的觀瞻效果。

(6)折射式噴頭

水流在噴嘴外經折射形成水膜。水膜的形態根據噴頭折射體形狀不同。可噴出各種形狀的水膜，如牽牛花形，馬蹄蓮形，燈籠形，傘形等。如圖6所示。(7)碰撞式噴頭

碰撞式噴頭是靠水流相互碰撞或水流與噴頭內壁碰撞而霧化；也是噴成水霧的噴頭形式之一，如圖7所示。

7.(8)組合式噴頭

由若干個同一形式或者不同形式的噴頭組裝在一起構成組合式噴頭。可噴成固定的姿態，或者經過適當調節，噴出不同的姿態。圖8是組合式噴頭的一些實例。噴頭的材料應選用耐久性好，易於加工、不易銹蝕的材料。常採用黃銅、青銅、不銹鋼、鋁合金等材料。對於室內小型水景也可選用塑膠和尼龍材料加工。

8.噴頭的水力計算

噴頭的流動狀態類同於管嘴出流，因此，各種噴頭的出口流速和出流量的計算公式基本相同，只是公式中的一些係數因噴嘴形狀不同而異。基本計算公式如下：

(1)噴頭出口流速水池設計計算

水池是噴泉的貯水設施，也是水景景觀的重要組成部分，水池形狀可根據水景的特點，佈置成各種平面造型。

水池工藝尺寸

噴泉水池的工藝尺寸包括平面尺寸和水池深度兩部分。水池的平面尺寸設計應考慮在一定的風速範圍內使噴泉的水滴不致被吹到池外，水滴在風力作用下漂移的距離可用下列公式計算：水滴直徑水池的平面尺寸

水池的平面尺寸每邊應比計算值大1.0m以上，以減少向池外濺水。水池的水深和超高水池的水深一般採用0.4一0.6m，其超高一般採用0.25—0.30m。如下面圖所示。如果水池還兼做其他用途時，應按其特定用途滿足水池深度要求。水量損失、補充量和迴圈水量

水量損失包括風吹、蒸發、溢流、排汙和滲漏等損失。一般按迴圈流量或水池容積的百分數計算，其數值參考表l2—2選用。補充水量

應滿足最大損失水量，還應滿足運行前的充水要求，充水時間一般按24—18h考慮。對於非迴圈供水的鏡池、珠泉等靜水景觀，每月應排空換水1一2次，或按表l2-2中的溢流排汙百分率連續溢流排汙，同時不斷補入等量的新鮮水。補充水水質

補給水可使用生活飲用水、生產用水或清潔的天然水體，水質應符合《生活飲用水衛生標準》的感官性狀指標要求。迴圈水流量應等於各種噴頭噴水量的總和。

對於鏡池、珠泉等靜水景觀，為節約用火．也可採用迴圈處理。水質污染防治措施

當採用生活飲用水做補給水源時，為防止倒流污染，應設置補給水井。補給水通過浮球閥供給補給水井。為了保持池水水面清潔和維持一定水位，噴泉水池應設置溢流裝置，水池還應設置泄水裝置，以保證檢修和清洗方便，泄空時間一般可按24－48h考慮。水景設計的步驟和方法

水景設計的主要內容是與建築師密切配合確定與主體建築相適應的水景形式和藝術姿態以及水景水池的平面佈置，進行水景管道系統和設備的設計計算，以達到要求的水景形式。設計步驟1.根據總體規劃要求選擇相適應的水景形式和水池平面佈置方式。2.選擇噴頭的形式、數量，以滿足所要求的藝術姿態。3.噴頭設計計算，確定噴頭口徑，噴頭射流高度或噴射半徑。

4.計算噴頭流量和噴頭所需的水壓H。5.進行管道佈置，並計算選擇管道系統的管徑、迴圈流量、管道的阻力以及迴圈泵所需的流量和揚程，選擇迴圈水泵的型號。6．水池工藝尺寸的設計和補給水、排水溢流管道的設計計算。7.迴圈水泵房的工藝尺寸設計計算。8.確定水景藝術姿態變化形式，以確定控制方式。水景構築物的基礎知識

水景常用“堰”堰流及其特徵（一）堰和堰流在明渠流中，為控制水位或控制流量而設置構築物，使水流溢過構築物的流動稱為堰流，該構築物稱為堰。由於堰對水流的約束，使堰前水位壅高；然後水在堰上的水位跌落，流過堰頂堰流的水力特性(1)堰的上游水流受阻，水面壅高，勢能增大；在堰頂上由於水深變小，速度變大，使動能增大，在勢能轉化為動能過程中，水面有下跌的現象；

(2)堰流一般從緩流向急流過渡，形成急變流。因此堰流的水力計算主要是局部阻力，其沿程阻力可忽略；

(3)水流在流過堰頂時，一般在慣性的作用下均會脫離堰(構築物)，在表面張力的作用下，具有自由表面的液流，水流會收縮（二）堰的分類

一般以堰頂的寬度δ與堰上水頭H的比值來進行分類①薄壁堰

δ／H≤0.67

特點：水舌離開堰頂後，在重力作用下，自然回落。薄壁堰δ②實用堰（0.67＜δ／H≤2.5）特點：①堰頂的寬度大於薄壁堰，堰頂的寬度對水流有一定的影響，堰上的水流形成一連續的降落狀。

②實用堰的剖面有連續的曲線型〔見下圖(a)]和折線型[下圖(b)]。在實際的水利工程中，溢流壩一般都採用實用堰。實用堰③寬頂堰（2.5＜δ／H≤10）特點：①堰頂的寬度較大，對水流有顯著影響；

②水流在進入堰頂時形成一次跌落後，水流受堰頂較寬的影響，形成一段與堰頂近乎平行的水流；

③如下遊的水位較低水流在流出堰頂時將產生第二次跌落。寬頂堰（三）瀑布、疊流、水簾、水盤等構築

物的表面溢流計算

按其堰口形式選擇類似堰形進行計算

1)常用堰形為寬頂堰（進水口分無側面收縮和有側面收縮，堰牆分直角、圓角、斜角和斜坡等）薄壁堰，均為非淹沒流。2)各種堰流的基本計算公式

q=K1H3/2V=K2H1/2式中

q——溢流量（m3/h·m）；

V——堰上流速（m/s）；

K1、K2——與堰形有關的係數；

H——堰上靜水頭（m）。3）最常用的寬頂堰和薄壁堰的計算表見附錄S表S-3和S-4。4)堰上靜水頭值由設計人根據要求的觀瞻效果、跌落高差大小、水膜不斷開高度等因素確定。

（四）

水盤、壁流、水簾等的孔口，常用管嘴出流，可按孔口和管嘴形式選擇，選擇適當的出流公式進行計算。

1）常用孔口為薄壁直邊孔口，常用管嘴為直線形、流線形和收縮形外管嘴及直線形內管嘴。

2)各種孔口和管嘴的基本計算公式

q= K3H1/2V=K4H1/2式中

q——出流量（m3/h·m）；

V——出流速度（m/s）；

K3、K4——與孔口和管嘴直徑及形式

有關的係數；

H——靜水頭（m）。3）常用孔口和管嘴的計算表見附錄S表S-5。例按照表格下麵的公式進行計算2.水盤、壁流、水簾等的孔口出流

常用管嘴出流，可按孔口和管嘴形式選擇，選擇適當的出流公式進行計算

常用孔口為薄壁直邊孔口，常用管嘴為直線形、流線形和收縮形外管嘴及直線形內管嘴。

堰上靜水頭值由設計人根據要求的觀瞻效果、跌落高差大小、水膜不斷開高度等因素確定。

游泳池給水排水設計

一、給水系統

游泳池是供人們進行游泳比賽、訓練、跳水、水球等專案的運動場所，也可作為水上娛樂的設施。游泳池按設計要求分比賽游泳池、訓練游泳池、兒童游泳他、幼兒戲水池和跳水池幾種。人工游泳池的給水系統，有定期換水、直流供水和迴圈供水3種供水方式。游泳池的供水方式①定期換水供水方式②直流供水方式③迴圈供水方式定期換水供水方式

定期換水供水方式是每隔一定的時間將池水放空再換入新水，一般每2—3d換一次水，每天應清除池底和表面髒物，並投加漂白粉或漂白精等進行消毒。這種供水方式具有系統簡單，投資省，維護管理方便等優點，但因池水水質未予保證，目前我國不推薦採用此種供水方式。2．直流供水方式

連續向池內補充新水，同時不斷從泄水口和溢流口排走被沾汙的水。為保證水質，每小時的補充水量應為池水容積的15％一20％。每天應清除池底和水面汙物，並用漂白粉或漂白精等進行消毒。這種供水方式具有系統簡單，投資省，維護簡便等優點，在有充足清潔的水源時