城市工程规划(第二版)

外国语言文学系，英语一班，肖欢，2011103128自备生活饮用水供水系统直接接通。

（11）为保证消火栓处有足够的水压和水量，应该将消火栓与干管相连接，消火栓的布置，首先应该考虑仓库、学校、公共建筑等集体用水的用户。

（三）城市好给水管网的建设城市给水的水管线基本上埋在道路绿地底下，特殊情况下是（如过桥时）才考虑敷设在地面上。

城市给水管网敷设可以从以下几方面考虑：（1）水管管顶以上的覆土深度，在不冰冻的去由外部荷载，水管强度，土壤第几，与其他管道线交叉等情况决定，金属管道一般不小于0.7m，非金属管道不小于1.0~1.2m。

(2)冰冻地区，管道除了以上考虑外，还要考虑土壤冰冻深度。

缺乏资料时，管底在冰冻线下以下的深度如下：管径d=300~600mm时为0.75d，d>600mm时，为0.5d。

（3）在土壤耐压力较高和地下水位较低处，水管可直接埋在管沟中未扰动的天然地基上。

在岩基上应铺设沙垫层。

对淤泥和其他承载能力达不到设计要求的第几，必须进行地基处理。

（4）城镇给水管道与建筑物、铁路和其他水平净距，应根据建筑物基础的结构、路面种类卫生安全、管道埋深、管径、施工材料、管内工作压力、管道上附属构筑物的大小及有关规定等确定。

（5）给水管道相互交叉时，其净距不应小于0.15m。

与污水管相平行时，间距取1.5m。

生活饮用水给水管道与污水管道或运输有毒气体管道交叉时，给水管道应敷设在上面，且不应有接口重叠：当给水管道敷设在下面时，应采用钢管或套管。

（6）给水管线穿越铁路和公路时，一般均在路基下垂直方向穿越，也可根据具体情况架空穿越。

对铁路，要求管架底高出路轨的高度不得小于6~7m。

穿越临时铁路或一般公路，或非主要路线切水管埋设较深时，可不设套管，但管道顶到铁路的深度不得小于 1.2m，管道到路面的高不应小于0.7m穿越较为重要的铁路或交通频繁的公路时，水管需放在刚进混泥土套管内或穿越采用钢管。

管道穿越铁路的两端应设阀门井。

（7）管线穿越河流山谷时，可利用现有桥梁架设水管，或敷设倒宏管，或建造水管桥，应有河道特性、同行情况、河岸地质地形条件、过河管材料和直径、施工条件选用。

给水管道设在现有桥梁下穿越河流最为经济，施工、检修方便、一般价在桥梁的人行道下，常用于小口径管道。

河床河岸地质条件较好、河岸地形平坦而稳定，可假设在支墩上过河。

若两岸陡峭、水流湍急，水下施工困难，可建造桁桥（悬桥、斜索、拱桥等）来支撑管道。

河流较宽、航运繁忙、不允许在河中建造支座时，可用倒宏管，直接从河底穿越。

倒宏管施工和检修不便，要有较好的防腐措施，一般采用钢管。

倒宏管的位置应避开锚地，并位于不冲刷的河段。

一般至少敷射两条，每条均能输送设计流量。

倒虹管顶在河床下的深度，一般不小于0. 5m，但在航道范围内不应小于1m。

三、给水管网的水力计算(一)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。

表3-31列出了给水构筑物的设计流量。

给水系统的设计流量表3-31序号计算公式说明1 取水构筑物，一软泵房，净水构筑物，从水源到水厂的输水管等，按最高日平均时流量加水厂自用水t计算:(m3/h)或（L/S）Qd—最高日设计流量（m3/d）a—水厂自身用水系数，1.05~1.10 原水含悬浮物较多时取用大值。

T—一级泵房或水厂每天工作时间(h)，大、中水厂一般为24h连续运行;小水厂有时为8h或16hKh—时变化系数2 地下水源时，一级泵房按最高日平均时流量计算:(m3/d)3 管网按最高日最高时流量计算:(m3/h)或（L/S）4 输水管:1.网前设有配水厂或水塔，从二级泵站到配水厂或水塔的输水管，按二级泵房最大供水量计算。

2.网中或网后设有大盆调节构筑物的输水管应按最高日最高时流量减去调节构筑物人管网的流量计。

算3.输水管同时有消防给水任务时，应分别按包括消防补充水量或消防流量进行复核。

5 二级泵房能力以及清水池和管网调节构筑物的调节容积按照用水f曲线和拟定的二级泵房工作曲线确定。

(二)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，确定所需供水水压。

在专业工程设计中，还要确定水塔高度和水泵扬程。

1.管段流量确定管网的水力计算主要针对干管网。

如图3-19所示干管网，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I、II。

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。

管网由多个管段组成，沿线流量是指供给该管段两侧用户所需流量。

节点流量是从沿线流量计算得出的并且假设水的流量。

管网水力计算，首先须求出沿线流量和节点流量。

城市给水管线，因干管和分配管上接出许多用户，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图3-19 干管网在全部干管上，得出单位长度的流量，称为长度比流量;试中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);Ʃr—干管总长度(m)，不包括穿越广场、公园等无建筑物地区的管线;只有一侧配水的管线，长度按一半计算。

从比流量求出各管段沿线流量公式如下: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9，和流人下游管段的转输流量qt。

前者从管段开始逐渐减少至零，而后者在整个管段上是不变的。

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流量。

即沿线不再有流量流出，管段中的流量不再沿管线变化，就可由流量求出管径。

计算时采用折算方法，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:2.管段的计算流量管网各管段的沿线流量简化成各节点流量后，每一管段就可拟定水流方向和计算流量。

流量值都是不确定的，人为拟定各管段的流量分配。

环状网各管段的计算流量不是唯一确定解。

配水干管相互连接环通，环路中每一用户所需水量可以沿二条或二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都是不确定的，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，以节约输水电耗和管网基建投资;（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万一大管损坏造成其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:式中ql —某节点的节点流量(L/s) ;∑Qj—某节点连接的各干管计算流量的代数和(L/s)。

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(管网中有的管段从供水安全等考虑，有的需适当放大管径):（m）式中Q —最高日最高时的段计算流量(m3/s )v—管内流速(m3/s )。

有了流量，还必须选用较恰当的流速，才能确定管径。

关于管内流速，应从技术和经济二方面因素恰当选用。

从技术上说，给水管为防止流速过大而容易因水锤作用等导致管道爆裂事故，流速一般不得大于2.5~3.0m/s;浑水输水管为防止泥、砂等杂质沉积管中，流速不得小于0. 6m/s。

从经济上说，应根据当地的管网造价和输水电价等，选用经济合理的流速。

我们把管网投资费用和日常运行费用之和最小时的流速二。

称为经济流速。

由于市售水管均限于一定规格的标准管径，一般常不能恰好根据总费用最小的经济流速v。

选到最经济的管径，因此各地应按各种标准管径，在当地适用的较经济的一定流量范围(称为经济界限流量)选定管径，称为经济管径。

设计时，如缺乏适合当地的各种管径经济界限流量资料，则可参考下述范围选定较经济的管径:d=100~300mm时，ve=0. 1~1. lm/s;d=350~600mm时，ve=1. 1~1. 6m/s;d=600~1000mm时，ve=1. 6~2. lm/s。

4.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段水头损失计算，最后结合整个管网地形情况等，确定管网中的供水最不利点(控制点)，计算所需的二级泵站水泵扬程和水塔高度。

给水管网均是长直管段组成，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。

管段沿程水头损失h可按下式计算:式中h—管段沿程水头损失(m) ;i—单位管段长度的水头损失，或称水力坡度;λ—管道阻力系数，与管壁表面粗糙度有关;l—管段长度(m);d—管道内径(m) ;v—管内的平均流速(m/5)B—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vC 1. 2m/s时，比阻值的修正系数;当v=1. 2m/s时，K=1.0。

管网水力计算工作中，流量Q常用单位‘`L/s”表示，则水头损失h可按下式计算:式中Q—流量(L/s);L—管段长度(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。

四、给水管材和管网附属设施(一)给水管材给水工程中，管网投资约占工程费用的50%~80%，而管道工程总投资中棺材费用至少1/3以上。

管材对水质也有重要影响。

1.灰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。

是以往使用最广的管材，主要用在DN80~DN1000的地方。

但在运行中易发生爆管，已不适应城市的发展趋势。

2.球墨铸铁管球墨铸铁管强度高、耐腐蚀、使用寿命长，安装施工方便，能适用于各种场合，如高压、重载、地基不良、振动等条件，并较适合于大、中口径管道，是管道抗震的主要措施之一。

3.钢管有较好的机械强度，耐高压、耐振动、重量较轻、单管长度大、接口方便，有强的适应性，但耐腐蚀性差，防腐造价高。

钢管一般不埋地，多用在大口径((1. 2m以上)和高压处，及因地质、地形条件限制及穿越铁路、河谷和地震区时。

4.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。

现在多用预应力钢筋混凝土管作为大口径输水管。