【正文】 2 3 4 51 .1 ( ) 6 6 9 6 8 .2 2Q Q Q Q Q Q m d? ? ? ? ? ? ?總 本設(shè)計(jì)中水量約 7 萬(wàn)立方米，屬于中等規(guī)模的給水工程。故最高日用水量不計(jì)入消防用水量。 消防用水量 根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 （ GB500162021）該城市消防用水量定額為55L/S，同時(shí)火災(zāi)次數(shù)為 2 次。故城市消防用水量為： 6Q =55 2=110 SL/ 13 一般最高日用水量中不計(jì)入消防用水量，這是由于消防用水時(shí)偶然發(fā)生的，其數(shù)量占總用水量比例較小，但是對(duì)于較小規(guī)模的給水工程，消防用水量占總用水量比例較大時(shí)，應(yīng)該將消防用水量計(jì)入最高日用水量。本設(shè)計(jì)中水量約 7 萬(wàn)立方米每天，屬于中等規(guī)模的給水工程，故最高日用水量不計(jì)入消防用水量。 最高時(shí)用水量的計(jì)算 由 《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ GB500132021） 規(guī)定，城市供水中，時(shí)變化系數(shù)、日變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)城市性質(zhì)、城市規(guī)模、國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展和城市供水系統(tǒng)并結(jié)合現(xiàn)狀供水曲線和日用水變化分析確定；在缺 乏實(shí)際用水資料的情況下，最高日城市綜合用水的時(shí)變化系數(shù)宜采用 ～ ，日變化系數(shù)宜采用 ～ ，個(gè)別小城鎮(zhèn)可適當(dāng)加大。本設(shè)計(jì)時(shí)變化系數(shù)采用 。 Qh = 24dhQk = 24 226696851 .. ? =(m3 /h)≈(l/s) 式中 hK —— 最高日城市綜合用水時(shí)變化系數(shù)，采用 ～ ，本設(shè)計(jì)取 ； dQ —— 最高日用水量。 給水管網(wǎng)的布置 給水工程 給水管道系統(tǒng)的輸水方式可采用重力式、加壓式或兩種并用方式，應(yīng)通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較后選定。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)項(xiàng)目地區(qū) 水廠位于海拔較高地區(qū)，與供水區(qū)域高差較大，所以選取用加壓方重力式輸水。 輸水管道系統(tǒng)宜選用管道或暗渠，為保證供水安全，清水輸水管應(yīng)選用管道。本設(shè)計(jì)中采用管道輸水。 輸水管道系統(tǒng)運(yùn)行中，應(yīng)保證在各種工況下，管道不出現(xiàn)負(fù)壓。 輸配水管道材質(zhì)的選擇，應(yīng)根據(jù)管徑、內(nèi)壓、外部荷載管道敷設(shè)區(qū)的地形、地質(zhì)、管材的供應(yīng)，按照運(yùn)行安全、耐久、減少漏損、施工和維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)合理以及清水管道防止二次污染的原則，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等綜合分析確定。管材應(yīng)選用防暴、防裂和防腐蝕性能強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)輸安裝方便，價(jià)格合理，接口柔性。鑄 鐵管經(jīng)久耐用，應(yīng)用較廣。在城市給水中，普遍用于輸配水的管道上，宜采用柔性接口。本設(shè)計(jì)采用球墨鑄鐵管。 輸水管線路的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求確定： （ 1） 盡量縮短管線的長(zhǎng)度，盡量避開(kāi)不良地質(zhì)構(gòu)造（地質(zhì)斷層、滑坡等） 14 處，盡量沿現(xiàn)有道路或規(guī)劃道路敷設(shè)； （ 2） 減少拆遷，少占良田，少毀植被，保護(hù)環(huán)境； （ 3） 施工、維護(hù)方便，節(jié)省造價(jià)，運(yùn)行安全可靠。 輸配水工程 （ 1） 輸配水管渠布置的一般要求： ① 長(zhǎng)距離輸水，在隆起點(diǎn)設(shè)置排氣閥，在低凹點(diǎn)設(shè)置泄水閥； ② 配水管網(wǎng)應(yīng)根據(jù)用水要求，遍布整個(gè)給水區(qū)，供水到戶，保證用戶有足夠的水量與水壓； ③ 管道埋深要求：管徑 mmDN 300? 時(shí)，管底距凍土線距離為 mmDN 200? ，管徑 mm＜D N 500300 ? 時(shí)，管底距凍土距離為 ； ④ 管道法蘭接口應(yīng)設(shè)置于檢查井或地溝內(nèi)，特殊情況需埋土里時(shí)，需加保護(hù)措施。 （ 2） 輸水管設(shè)計(jì)流量 從水源到水廠的輸水管設(shè)計(jì)流量等于 城鎮(zhèn)最高日平均時(shí)供水量再加水廠自用水量，自用水量為供水量的 5%~10%，當(dāng)長(zhǎng)距離輸水時(shí)，可增加水管的漏失水量。 從水廠到管網(wǎng)的輸水管的設(shè)計(jì)流量，在無(wú)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，按最高日最高時(shí)流量確定；有調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，按最高時(shí)由水廠供應(yīng)得流量確定。 需供應(yīng)消防用水時(shí)，消防時(shí)設(shè)計(jì)流量應(yīng)根據(jù)有無(wú)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，分別加上清水池的消防補(bǔ)充水量或消防流量。 配水管網(wǎng)應(yīng)按最高日最高時(shí)供水量及設(shè)計(jì)水壓進(jìn)行水力平差計(jì)算，并應(yīng)分別按下列 3 種工況和要求進(jìn)行校核： ① 發(fā)生消防時(shí)的流量和消防水壓的要求； ② 最不利管段發(fā)生故障時(shí)的事故用水量和設(shè)計(jì)水壓要 求。 輸水管線定線要求 按照《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB50013— 2021）規(guī)定， （ 1）盡量縮短線路長(zhǎng)度； （ 2）減少拆遷，少占農(nóng)田； （ 3）管渠的施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。 （ 4）從水源至城鎮(zhèn)水廠或工業(yè)企業(yè)自備水廠的輸水管渠的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按最高日平均時(shí)供水量加自用水量確定。當(dāng)長(zhǎng)距離輸水時(shí)，輸水管渠的設(shè)計(jì)流量應(yīng)計(jì)入管渠漏失水量。向管網(wǎng)輸水的管道設(shè)計(jì)流量，當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)有調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)按最高日最高時(shí)用水條件下，由水廠所負(fù)擔(dān)供應(yīng)的水量確定；當(dāng)無(wú)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)按最高日最高時(shí)供水量確定。 15 注：上述輸水管渠，當(dāng) 負(fù)有消防給水任務(wù)時(shí)，應(yīng)分別包括消防補(bǔ)充流量或消 防流量。 （ 5）水干管一般不宜少于兩條，當(dāng)有安全貯水池或其他安全供水措施時(shí)，也可修建一條輸水干管。輸水干管和連通管管徑及連通管根數(shù)，應(yīng)按輸水干管任何一段發(fā)生保障時(shí)仍能通過(guò)事故用水量計(jì)算確定。城鎮(zhèn)的事故水量為設(shè)計(jì)水量的70%，工業(yè)企業(yè)的事故水量按有關(guān)工藝要求確定。當(dāng)負(fù)有消防給水任務(wù)時(shí)，還應(yīng)包括消防水量。 （ 6）工業(yè)企業(yè)配水管網(wǎng)的形狀，應(yīng)根據(jù)廠區(qū)總圖布置和供水安全要求等因素確定。 配水管網(wǎng)定線原則 （ 1）配水系統(tǒng)管網(wǎng)的布置應(yīng)滿足以下要求： ① 按照城市規(guī) 劃，考慮給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可能，留有充分的發(fā)展余地； ② 必須安全可靠，當(dāng)局部管網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)， 斷 水范圍應(yīng)該最??； ③ 管網(wǎng)均勻遍布整個(gè)給水區(qū)內(nèi)，保證用戶有足夠的水量和水壓； ④ 力求以最短距離敷設(shè)管線，以降低管網(wǎng)造價(jià)和經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用。 城市給水管網(wǎng)的定線一般只限于管網(wǎng)中的干管以及干管之間的連接管，不包括從干管取水而分配到用戶的進(jìn)水管。干管延伸方向應(yīng)和二級(jí)泵站輸水到大用戶的水流方向一致，順?biāo)鞣较?，以最短的距離布置數(shù)條干管，干管從用水量較大的街區(qū)通過(guò)。干管間距可根據(jù)街區(qū)情況，采用 500～ 800m。干管之間設(shè)有連接管，從而形成了環(huán)狀網(wǎng)。連接管作用在于局部管線損害時(shí)，可通過(guò)連接管重新分配流量，保證供水可靠。連接管間距一般在 800～ 1000m 之間。干管一般規(guī)劃道路定線，盡量避免在主要路面或高級(jí)路面下布線。管線在路面下的平面位置及標(biāo)高應(yīng)符合城市地下管線綜合設(shè)計(jì)要求，為減少造價(jià)，應(yīng)盡量減少穿越河流和鐵路。 考慮以上要求，對(duì)該市進(jìn)行管網(wǎng)定線，為供水安全，采用環(huán)狀網(wǎng)。 （ 1）管網(wǎng)用水戶分為兩類，一類稱為集中用水戶，另一類稱為分散用水戶。集中用水戶直接從節(jié)點(diǎn)上取水；分散用水戶從管段沿線取得用水， 為了提高計(jì)算精度和合理性，配水長(zhǎng)度不一定是實(shí)際長(zhǎng)度，管段配水長(zhǎng)度確定原則為：兩側(cè)無(wú)用水的輸水管，配水長(zhǎng)度為零；單側(cè)用水管段的配水長(zhǎng)度取其實(shí)際長(zhǎng)度的 50%，只有部分管長(zhǎng)配水的管段按實(shí)際比例確定配水長(zhǎng)度；兩側(cè)全部配水的管段配水長(zhǎng)度等于實(shí)際長(zhǎng)度。 16 （ 2）在確定了節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量之后，利用質(zhì)量守恒定律來(lái)進(jìn)行流量的分配。按照節(jié)點(diǎn)流量平衡條件、依據(jù)供水經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性初步分配各管段設(shè)計(jì)流量： ① 從水源或多個(gè)水源（指供水泵站或水塔等在最高時(shí)供水的節(jié)點(diǎn)）出發(fā)進(jìn)行管段設(shè)計(jì)流量分配，使供水流量沿較短的距離擴(kuò)散到整個(gè)管網(wǎng)的所有節(jié)點(diǎn) 上去，這一原則體現(xiàn)了供水的目的性。 ② 在遇到要向兩個(gè)或兩個(gè)以上方向分配設(shè)計(jì)流量時(shí)，向主要供水方向（如通向密集用水區(qū)或大用戶的管段）分配較多的流量，向次要供水方向分配較少的流量，這一原則體現(xiàn)了供水的經(jīng)濟(jì)性。 ③ 確定兩條或兩條以上平行的主要供水方向，并且在平行供水方向上分配相接近的較大流量，垂直主要供水方向的管段上也要分配一定的流量，使得主要供水方向上管段損壞時(shí)，流量可通過(guò)這些管段繞道通過(guò)，這一原則體現(xiàn)了供水的可靠性。 管段設(shè)計(jì)流量確定后，結(jié)合技術(shù)上允許的經(jīng)濟(jì)流速和當(dāng)?shù)?的經(jīng)濟(jì)條件來(lái)確定經(jīng)濟(jì)管徑。主要原則是： （ 1）大管徑可取較大的經(jīng)濟(jì)流速，小管徑可取較小的經(jīng)濟(jì)流速。 （ 2）管段設(shè)計(jì)流量占整個(gè)管網(wǎng)供水流量比例較小時(shí)取較大的經(jīng)濟(jì)流速，反之取較小的經(jīng)濟(jì)流速。 （ 3）從供水泵站到控制點(diǎn)的管線上的管段可取較小的經(jīng)濟(jì)流速，其余管段可取較大的經(jīng)濟(jì)流速。 （ 4）管線造價(jià)較高而電價(jià)相對(duì)較低時(shí)取較大的經(jīng)濟(jì)流速，反之取較小的經(jīng)濟(jì)流速。 （ 5）管段設(shè)有對(duì)置水塔時(shí)，在水塔供水的分界區(qū)域，管段設(shè)計(jì)流量可能特別小，選擇管徑是要適當(dāng)放大，因?yàn)楫?dāng)水塔轉(zhuǎn)輸時(shí)，這些管段可能需要輸送較大的流量。 （ 6） 重要的輸水管，或向遠(yuǎn)離主管網(wǎng)大用戶供水的輸水管，在未連成環(huán)狀網(wǎng)且輸水末端沒(méi)有保證供水可靠性的儲(chǔ)水設(shè)施時(shí)，應(yīng)采用平行雙條管道。 （ 7）根據(jù)流速確定管徑的條件如下表 17 表 31 流速與管徑之間的關(guān)系表 條 件 流 速 值 最高和最低允許流速 ，最大流速不超過(guò) ~，為避免管內(nèi)淤積，最小流速應(yīng)大于 經(jīng)濟(jì)流速 為最小的流速 、電費(fèi)、用水規(guī)律都有不同，所以各城市的經(jīng)濟(jì)流速不可能一致，也就不能互相任意套用。一般大管徑的經(jīng)濟(jì)流速大于小管徑的經(jīng)濟(jì)流速。目前還缺乏各城市經(jīng)濟(jì)流速的資料，并因求管網(wǎng)各管段經(jīng)濟(jì)流速的方法比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)中很少應(yīng)用 界限流速（流量） ，從經(jīng)濟(jì)流速求得的管徑不一定是標(biāo)準(zhǔn)管徑，必須選用相近的標(biāo)準(zhǔn)管徑。這就是說(shuō)，每種標(biāo)準(zhǔn)管徑不只對(duì)應(yīng)于一個(gè)經(jīng)濟(jì)流量（流速），而是有一經(jīng)濟(jì)流量界限，在界限流量范圍內(nèi)，這一管徑都是經(jīng)濟(jì)的 71 即得管徑。管段流量在 界限流量時(shí)，選擇較大或較小管徑的管徑同樣經(jīng)濟(jì) . 平均經(jīng)濟(jì)流速 ，可以平均經(jīng)濟(jì)流速為依據(jù)，根據(jù)管段流量從水力計(jì)算表找出合適的管徑 ：中小管徑 d=100~400mm 時(shí)為 ~，大管徑為~ ① 因?yàn)榻?jīng)濟(jì)流速計(jì)算復(fù)雜，有時(shí)簡(jiǎn)便地采用界限流量表確定經(jīng)濟(jì)管徑。 ② 在計(jì)算條件不具備時(shí)，設(shè)計(jì)中也長(zhǎng)采用平均經(jīng)濟(jì)流速來(lái)確定管徑，得出的是近似經(jīng)濟(jì)管徑。 ③ 在設(shè)計(jì)中也常采用空水力坡度 4‰ 6‰ 的方法來(lái)控制水頭損失，得到相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)流速。 材的選擇 輸水管道及配水管網(wǎng)是給水工程中的重要組成部分，在投資比重上占有工程總金額的很大比例，而管材又是構(gòu)成管網(wǎng)的主要內(nèi)容，選擇管材的基本原則是：能承受要求的內(nèi)壓和外荷載，使用性能可靠，維修工作量少，施工方便，使用年限長(zhǎng)，內(nèi)壁光滑，輸水能力基本保持不變，造價(jià)低。據(jù)有關(guān)資料介紹，目前用于給排水輸水工程的管渠主要有明渠、暗渠，有現(xiàn)澆鋼筋混凝土管、混凝土管，鋼筋混凝土管、丹麥管（蕊模振動(dòng)成型工藝的鋼筋混凝土管），石棉水泥管，自應(yīng)力鋼筋混凝土鑄鐵管，普壓灰口鑄鐵管，焊接鋼管（無(wú)縫鋼管），硬聚氯乙烯管（ UPVC 管）， 玻璃纖維纏繞成型復(fù)合管和離心澆鑄成型玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合管（ HOBAS 管）等。 （ 1）用自流渠道輸送大水量源水，有就地取材的優(yōu)點(diǎn)，但往往受地形所限，選擇線路困難，增加渠道長(zhǎng)度。而開(kāi)敞的明渠有易污染，滲漏及發(fā)生用水爭(zhēng)端等弊端，不宜廣泛采用。 18 （ 2）現(xiàn)澆鋼筋混凝土渠道由于現(xiàn)場(chǎng)制作可節(jié)省管材運(yùn)輸費(fèi)用，一般比相似口徑鋼管減少投資約 40%。但低壓渠道受內(nèi)壓所限，長(zhǎng)距離輸送。要增加中途泵站，當(dāng)需增加輸水量時(shí)不能升壓。且因密閉性較差，不宜用作輸送出廠水。 （ 3）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，價(jià)格較低，能承受一定壓力。但因配件不全，接口 尺寸欠精確造成滲漏及不能承受較高壓力等原因，不宜繼續(xù)用于輸配水管網(wǎng)，并應(yīng)將質(zhì)量較差的管道逐步更新。管口有三種做法：承插、企口和平口。 為克服預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管存在的缺陷，近年引進(jìn)鋼套筒預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管（ PCCP 管）生產(chǎn)技術(shù)。由于管身中央有 1～ 2mm 厚的鋼板，可保證其不透水性，其接口采用鋼環(huán)承插口，橡膠圈止水可防滲漏，在國(guó)外已使用 50 年，事故率低。其價(jià)格比預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管略高，但比鋼管節(jié)省鋼材 70～ 80%，且不易腐蝕，是大水量輸水管較為理想的材料。 （ 4）灰口鑄鐵管是以往應(yīng)用廣泛的管材，但因質(zhì)脆，易爆管，接口 麻煩及內(nèi)壁結(jié)垢等原因，國(guó)外已逐步被球墨鑄鐵管（可延性鑄鐵管）替代。球墨鑄鐵管是以鎂或烯土鎂合金球化劑在澆注前加入鐵水中，使管材具有較高的強(qiáng)度和延伸率。同口徑管道壁厚為灰口鑄鐵管的 1/2?？菇訌?qiáng)度接近焊接鋼管，但其抗腐蝕性比鋼管高 3～ 4 倍，采用橡膠圈接口，施工方便。按國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的球墨鑄鐵管價(jià)格，與灰口鑄鐵管比較基本相當(dāng)，但比鋼管要低，目前球墨鑄鐵管最大口徑為1000mm，宜用作輸配水管道。接口方式有承叉式剛性接口（麻填塞、石棉水泥接口、膨脹水泥砂漿接口、鉛接口、橡膠圈填塞）和承叉式柔性接口（楔形橡膠圈接口，角唇 形、圓形、螺栓壓蓋型和中缺型膠圈接口） （ 5）鋼管有限的機(jī)械強(qiáng)度，可承受較高的外壓和內(nèi)壓，但按其性能，極易腐蝕。鋼管需做內(nèi)外防腐及電化學(xué)保護(hù)，不但費(fèi)工費(fèi)錢，且不宜做好。因此，除特殊情況外，盡可能減少鋼管的使用，以延長(zhǎng)整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的耐久性。鋼管主要采用焊接口，還有法蘭接口及各種柔性接口。 （ 6）硬聚氯乙烯管（ UPVC 管）優(yōu)點(diǎn)是加工安裝方便，不結(jié)垢，無(wú)毒、輕質(zhì)及表面光滑。但部份管材質(zhì)脆，不耐外壓及沖擊，膨脹系數(shù)較大是其弱點(diǎn)。經(jīng)改良后，質(zhì)量有所提高， UPVC 管施工費(fèi)比鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管施工費(fèi)用減少 10～ 20%。接口方式有：焊接，法蘭連接，承插粘接，膠圈連接。 （ 7）聚乙烯管 (PE 管 )有良好的衛(wèi)生性能，材質(zhì)無(wú)毒，管材不結(jié)垢，不滋生細(xì)菌