第4章管网和输水管渠布置
7.给水管网设计与计算2
（3）分区给水系统
把城市整个给水系统分为几个区，每区有泵站和管 网等，各区之间有适当的联系，以保证供水可靠和 调度灵活。
（3）分区给水系统
给水区域大、地形起伏、远距离输水，分为并联分区 和串联分区两种基本形式。 并联分区：由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给 低区和高区用水。 供水安全可靠，水泵集中；管理方便，但管网造价高， 需要高压输水管。 串联分区：高低两区用水均由低区泵站供给，高区用 水再由高区水泵加压。 管网造价低，但供水安全、可靠性较差，水泵站分散， 管理不便。
输水管渠流量要求
输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量 加自用水量确定。当长距离输水时，输水管渠的 设计流量应计入管渠漏失水量。 水厂：Qn=aQd/T a:水厂自用水系数 管网：Q=KhQd/T Kh:时变化系数
输水管渠条数
输水干管一般不宜少于两条，并且每隔一定距离设 连接管连通。当有安全贮水池或其他安全供水措施 时，也可修建一条输水干管。
输水管渠定线
定义：从水源到水厂或水厂到相距较远管网 的管、渠叫做输水管渠。 特点：距离长，与河流、高地、交通路线等 的交叉较多。中途一般没有流量的流入与流 出。 形式：常用的有压力输水管渠和无压输水管 渠两种形式。
输水管渠定线原则
必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度， 减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护， 保证供水安全； 选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现 有道路定线，以便于施工和检修； 减少与铁路、公路和河流的交叉； 管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河 水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理； 尽可能重力输水 ; 路线的选择应考虑近远期结合和分期实施的可能。
管网与输水管布置
第四章 管网和输水管布置 气囊存在的危害 ¾管道流水断面缩小 ¾增加输水管线的水头损失 ¾气囊在管道中极易引起压力急剧升降 ¾较长时间振动，造成接头松动，使管道漏水 ¾水锤压力足够大，就可能发生爆管现象
气囊
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第四章 管网和输水管布置
空气阀的设置 z 高点或管线驼峰处 z 水力坡度发生改变的位置 z 坡度骤变位置的前后 z 水平管段上每隔一定距离安装空气阀500-1000m
线坍塌
4、施工可行
施工方法，顶管、水下铺管等；避开施工困难的场合，绕过而行
5、 管理方便 沿埋（寻线）
6、 坡度控制
i＞1：5D，D为管径（mm）；在平坦地区，有意识做成坡度，在高
处设置排气阀
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第四章 管网和输水管布置 本章重点： 1、管网定线（方案比较的基础） 2、输水方式
16
第四章 管网和输水管布置
8
第四章 管网和输水管布置
磨盘山长距离输水工程
• 管径大:2.2m • 距离长:176.22Km • 高差大:114m • 地形复杂:穿河流、公路、铁路 • 两种管材：pccp管、钢管 • 不同位置管线的承压不同 • 三个调流调压阀 • 二个稳压井 • 冬季长 • 一期单管运行 • 安全性要求高
9
位置1
19
位置2
位置3
位置4
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第四章 管网和输水管布置
一、输水方式 1 、压力输水方式 适用条件——水源地地形低于给水区。有一组或多组输水的系 统。
分级配输水原因：减轻首级泵站（功率）负担；降低输水管内压 力（减少漏水量）；水池可提供事故调节水量，减轻水锤的危 害。
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第四章 管网和输水管布置
图形由节点和管段组成。有树状网、环状网
环境工程给排水技术02输配水管道工程
设Wt为总费用，C为管网造价，M1为年度运行电费， M2为年折旧费用，t为投资偿还年限。则有：
Wt C t (M1 M 2 )
C
t
(M1
p 100
C)
投资偿还期内的年度总费用为：
W
Wt t
1 t
p 100
C
M1
W
0
De
W W
1 p C t 100
M1
D
0
Ve
W M1
1 p C t 100
集中流量处理：
L
q qt
x
q
qt
Aq qt 2 x Aqt2L x Aqt q2 L
1
qt q
2
x L
qt q
2
1
x L
qt q
2
2
qt q
1
2
qt q
x L
qt q
§2.3 管网的计算
树状管网的管段流量具有唯一性。8
5
27 4 33
8 5 14
6
35
6 6
泵站 77 34 6
3）省略
管线省略时，首先略去水力条件影响较小的管线，即省
略管网中管径相对较小的管线。管线省略后的计算结果是
偏于安全的，但是由于流量集中，管径增大，并不经济。
管网图形：根据图论的基本原理，图由“弧”和“顶 点”两部分组成。给水管网的几何图形可以抽象地认为是 由管段和节点构成的有向图，如将管段看成“弧”，节点 看成“顶点”，则管网本身也是一种“图”。
管网图形中每个节点通过一条或多条管段和其他节点 相连接。如果舍去后，会破坏“图”的连续性的管段，称 为联系管段。去除后会破坏“图”的连续性的节点，称为 铰点。
《给排水管道系统》第四章 管网和输水管渠布置
4.3 输水管定线
定义
从水源到水厂或水厂到相距较远 管网的管、渠叫做输水管渠。
距离长，与河流、高地、交通路
特点 线等的交叉较多。中途一般没有
流量的流入与流出。
形式
常用的有压力输水管渠和无压输 水管渠两种形式。
无压输水通常以重力为输水动力， 运行费用较低，但管渠的布置受到地形 的限制，管渠的断面尺寸以及水流速度 也会受到水位落差的影响，明渠输水过 程中原水可能受到污染。
当采用明渠输送原水时，应有可靠的保 护水质和防止水量流失的措施。
输水管渠应根据具体情况设置检查井，检 查井间距：当管径为700毫米以下时，不宜大 于200米；当管径为700至1400毫米时，不 宜大于400米。
非满流的重力输水管渠，必要时还应设置 跌水井或控制水位的措施。
长距离输水管渠的定线应在对各种可行 的方案进行详细的技术经济比较后确定。
压力输水通常以水泵为动力，运行 费用较高，但管道的布置相对来说比较 自由，输水过程中原水不会受到污染。
图4-4 重立管和压力管相结合输水
1、3——泵站；2、4——高位水池
定线原则：必须与城市建设规划相结 合，尽量缩短线路长度，减少拆迁，少占 农田，便于管渠施工和运行维护，保证供 水安全；选线时，应选择最佳的地形和地 质条件，尽量沿现有道路定线，以便于施 工和检修；减少与铁路、公路和河流的交 叉；管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高 地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低 造价和便于管理；尽可能重力输水 。
管网可采用树状网和若干环组成的环状
网相结合的形式，管线大致均匀地分布于整 个给水区。
干管的间距采用500～800m。 连接管的间距可根据街区的大小考虑在 800～1000m左右。 分配管直径至少为100mm，大城市采 用150～200mm。 城镇生活饮用水的管网，严禁与非生活
4.0管网和输水管布置
4.1 管网布置形式
给水管网的布置要求
按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分
期建设的可能，并留有充分的发展余地；
管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，
断水范围应减到最小；
管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压； 力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费
干管和干管之间的连接管使管网形成了环状网。
连接管的作用在于局部管线损坏时，可以通过它更新分配流量， 从而缩小断水范围，较可靠地保证供水。 连接管间距800~1000m。
干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要 道路下通过，以减小今后检修时的困难。 管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市或厂区地下管线综 合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水平净 距，均应参照有关规定。 管网中还须安排其他一些管线和附属设备。
Water Supply Engineering
4.3 输水管渠定线 输水管渠的附属构筑物及排气和放空设置：
为避免输水管渠局部损坏时，输水量降低过多，可在平行的2
条或3 条输水管渠之间设置连接管，并装置必要的阀门，以
缩小事故检修时的断水范围。 输水管的最小坡度应大于1:5D (D为管径,mm)。
输水管渠条数要根据输水量、事故时需保证的用水量、输水管 渠长度、当地有无其他水源和用水量增长情况而定。
当输水量小、输水管长、或有其他水源可以利用时，可考虑单 管渠输水另加调节水池的方案。
供水不许间断时，输水管渠一般不宜少于两条。
输水干管和连通管管径及连通管根数，应按输水干管任何一段 发生保障时仍能通过事故用水量计算确定。
管线连接成环状，供水可靠性增加。 大大减轻因水锤作用产生的危害。 造价明显地比树状网为高。
给水工程课后思考题答案解析
第一章给水系统1.由高地水库供水给城市，如按水源和供水方式考虑，应属于哪类给水系统？水源方式属于地表水给水系统，按供水方式属于自流给水系统。
2.给水系统中投资最大的是哪一部分，试行分析。
输配水系统。
3.给水系统是否必须包括取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管和管网、调节构筑物等，哪种情况下可省去其中一部分设施？不是。
大城市通常不设调节构筑物；地下水水质好可以省略水处理构筑物；水源处于适当高程，可以省去一级泵站或二级泵站或同时省去；城市附近山上有泉水时，可建泉室供水系统不设泵站。
4.什么是统一给水、分质给水和分压给水，哪种系统目前用得最多？统一给水：用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水。
分质给水：水源经不同的水处理过程和管网，将不同水质的水供给各类用户。
分压给水：根据水压要求不同而供水。
用得最多的是统一给水系统。
5.水源对给水系统布置有哪些影响？①当地有丰富的地下水，可在城市上游或给水区内开凿管井或大口井。
②水源处于适当高程，能重力输水，可省去泵站；有泉水的，可建泉室。
③地表水为水源时，上游取水，加以处理。
④水源丰富，随用水量增长而发展为多水源给水系统。
⑤枯水季节、地下水位下降、海水倒灌时，采用跨流域、远距离取水方式。
6.工业给水有哪些系统，各适用于何种情况？①循环给水系统，火力发电、冶金、化工等冷却水用量大的企业中。
②复用给水系统，适用于在车间排出的水可不经过处理或略加处理就可供其它车间使用的情况。
7.工业用水量平衡图如何测定和绘制？水量平衡图起什么作用？查明水源水质和取水量，各用水部门的工艺过程和设备，现有计量仪表的状况，测定每台设备的用水量、耗水量、排水量、水温等，按厂区给水排水管网图核对，对于老的工业企业还应测定管道和阀门的漏水量。
了解工厂用水现状，采取节约用水措施，健全工业用水计量仪表，减少排水量，合理利用水资源以及对厂区给水排水管道的设计都很有用处。
第二章设计用水量1.设计城市给水系统时应考虑哪些用水量？①综合生活用水，包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。
给水排水管线布置
给水管网系统规划布置给水管网布置原则1.保证用户有足够的水量和水压，并保持输送的水质不受污染；2.必须保证供水安全可靠3.管渠的施工、运行和维护方便4.考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地给水管网的规划布置主要受给水区域下列因素影响：地形起伏情况；天然或人为障碍物及其位置；街道情况及其用户的分布情况，尤其是大用户的位置；水源、水塔、水池的位置等。
二、给水管网布置的基本形式树状管网环状管网三、给水管网定线给水管网定线是指在地形平面图上确定管线的位置和走向。
定线时干管的延伸方向应于水流方向基本一致。
干管位置应从用水量较大的街区通过。
干管的间距，一般为500～800m 左右，连接管之间的间距一般在800～1000m 左右。
干管一般按城镇规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过，给水管线与构筑物、铁路以及其它管道的水平净距，均应参照有关规定。
为了保证给水管网的正常运行以及消防和管网的维修管理工作，管网上必须安装各种必要的附件，如阀门、消防栓、排气阀和泄水阀等。
阀门是控制水流、调节流量和水压的重要设备，阀门的布置应能满足故障管段的切断需要，其位置可结合连接管或重要支管的节点位置；消防栓易设在使用方便、明显易见之处，如路口、道边等位置。
在干管的高处应装设排气阀，在管线低处和两阀门之间的低处，应装设泄水管。
排水管道系统规划布置一、排水管道系统布置原则1.确定排水区界、排水流域和排水体制，然后布置排水管道，应按从主干管、干管、支管的顺序进行布置；2．充分利用地形，尽量采用重力流排除污水和雨水，并力求使管线最短和埋深最小；3．协调好与其它地下管线和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接；4．规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护方便；5. 规划布置时应远近期相结合，考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地。
二、排水管道系统布置形式三、污水管道系统布置污水管道系统布置的主要内容有：1．确定排水区界、划分排水流域2．污水厂和出水口位置的选定应遵循以下原则选定污水厂和出水口的位置。
2023年城乡规划师考试规划实务备考要点：输水管渠的布置
2023年城乡规划师考试规划实务备考要点：输水管渠的布置在输水过程中基本没有流量分出的管渠称为输水管渠，它主要是指从水源到水厂的浑水输水管渠、从水厂到用水区或从用水区到远距离大用户的清水输水管。
输水管渠虽然管线单一、构成简单，但输水距离长，管径大，对投资的影响大，对供水安全有重要的影响。
因此，输水管规划布置时应认真对待每一个影响因素，力求采用最合理的输水方案以节约投资，提高供水安全性。
1.输水管定线输水管定线时，首先在地形图上初步选定几条可能的输水线路，然后再实地踏勘、测量，必要时进行地质勘探。
将各方案细化，并弄清各种方案的优缺点，最终经技术经济比较确定最后的输水线路。
输水管定线时应遵循下列原则。
(1)尽量缩短输水线路长度，土石方量少，少占农田，减少拆迁，减少与河流、铁路、公路、山岳及山谷的交叉，降低工程投资。
(2)选择较好的地形地质条件，尽可能沿现有或规划道路布设，避开滑坡、塌方、岩层、沼泽、侵蚀性土壤和洪水泛滥区，以便于施工和维护，提高供水安全性。
(3)充分利用地形，优先考虑重力输水或部分重力输水，降低运行费用。
(4)考虑近远期结合和分期实施措施。
2.输水方式输水方式有重力输水和压力输水两种。
当水源位置低于给水区，或高于给水区但其间高差不足以提供输水所需的能量时，需采用泵站加压供水，输水距离长时还在输水途中设置加压泵站;当水源位置高于用水区时，可采用重力自流输水。
长距离输水常根据具体情况采用重力和压力相结合的输水方式，如从位置较高的山区水库向平原城市供水，前端可利用高差采用重力输水，经过一定输水距离后能量消失殆尽，再采用水泵加压输水;或输水管要翻过山梁时，上坡时采用压力输水送至山顶水池，再从水池向山下重力供水。
输水管可采用压力管道、无压隧洞或暗管、明渠，清水输水管一般采用压力管道，未经处理的原水除可采用压力管道输送外，还可以采用无压的隧洞和暗管、明渠输送。
无压的隧洞和暗管对管材要求低，其水流不得充满整个过水端面，水面上必须留有足够的透气空间与大气相通，否则会出现爆管等安全事故。
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• 干管一般按城市规划道路定线，但尽量避 免在高级路面或重要道路下通过。管线在 道路下的平面位置和标高，应符合《城市 工程管线综合规划规范》 GB 50289的要求， 给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的
• 输水干管和连通管管径及连通管根数，应 按输水干管任何一段发生保障时仍能通过 事故用水量计算确定。城镇的事故水量为 设计水量的70%，工业企业的事故水量按 有关工艺要求确定。当负有消防给水任务 时，还应包括消防水量。
输水管渠条数
采用一条输水干管的规定，适用于输水管道 距离较长，建两条管道的投资较大，而且 在供水区域输水干管断管维修期间，有满 足事故水量的贮水池或者其他安全供水措 施的情况。采用一条输水干管也仅是在安 全贮水池前，在安全贮水池后，仍应敷设 两条管道，互为备用。当有其他安全措施 时，也可修建一条输水干管，一般常见的 为多水源，即可由其他水源在事故时补充。
• 从净水厂至管网的清水输水管道的设计流量，应 按最高日最高时用水条件下，由净水厂负担的供 水量计算确定。 (向管网输水的管道设计流量， 当管网内有调节构筑物时，应按最高日最高时用 水条件下，由水厂所负担供应的水量确定；当无 调节构筑物时，应按最高日最高时供水量确定。 )
输水管渠条数
• 输水干管一般不宜少于两条，并且每隔一 定距离设连接管连通。当有安全贮水池或 其他安全供水措施时，也可修建一条输水 干管。
输水方式
水源低于给水区，设泵站；高于给水区，重 力输水。
优先考虑重力输水，分明渠和暗渠。 重力管与压力管相结合。
• 无压输水通常以重力为输水动力，运行费 用较低，但管渠的布置受到地形的限制， 管渠的断面尺寸以及水流速度会受到水位 落差的影响，明渠输水过程中原水可能受 到污染。
• 压力输水通常以水泵为动力，运行费用较 高，但管道的布置相对来说比较自由，输 水过程中原水不会受到污染。
配水管网：将水送到用户的管道系统。
4.1 管网布置形式
一、给水管网布置原则 包括输水管渠和配水管网两大部分。 （1）按照城市总体规划，结合当地实际情况布置，进行多
方案技术经济比较； （2）分清主次，现搞好输水管渠和主干管布置，然后布置
一般管线和设施； （3）尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用； （4）协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系； （5）保证供水具有安全性； （6）尽量减小拆迁，少占农田； （7）管渠的施工、运行和维护方便； （8）近远期结Leabharlann ，留有发展余地，考虑分期实施的可能性。
第4章 管网和输水管渠布置
第4章 管网和输水管渠布置
• 4.1管网布置形式 • 4.2管网定线 • 4.3输水管渠定线
输配水系统的作用是以适当的水压不间断 地向用户提供充沛的水量，并能够保证所输送 的水不受污染。
输配水系统包括输水管渠、配水管网、泵站、 水塔和水池。
输水管渠：从水源到城市水厂或城市水厂到 相距较远管网的管线或渠道。
定义： 在地形平面图上确定管线的走向和位置。
• 是指在供水区域内确定给水干管以及干管之 间的连接管的平面位置和走向。
• 注:不包括从干管到用户的分配管和接到用户 的进水管。
影响因素： 城市平面布置，供水区域的地形，水源和调节 水池位置，街区和用户特别是大用户的分布， 河流、铁路、桥梁的位置等。
给水管网定线原则
二、给水管网的布置形式
根据管网的布置形式，可分为树状管网和环状管网. 混合管网。
一般在城镇建设的初期采用树状管网，随 着城镇的发展逐渐连成环状管网。在城市的中 心布置成环状管网，郊区布置成树状管网。
1 树状管网（Branched networks）
特点
管线短，造价低；供水可靠性差； 末端水质差，可能出现浑水，水锤时 易损坏。
2选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿 现有道路定线，以便于施工和检修；
3减少与铁路、公路和河流的交叉； 4管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和
河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理； 5尽可能重力输水 ; 6路线的选择应考虑近远期结合和分期实施的可能。
输水管渠流量要求
• 从水源至净水厂的原水输水管（渠）的设计流量， 应按最高日平均时供水量确定，并计入输水管 （渠）的漏损水量和净水厂自用水量。
适用条件
小城市和小型工矿企业，城市建 设初期，工厂中个别较远车间。
2 环状管网（Looped networks）
特点 • 管线长，造价高； • 供水可靠性好； • 末端水质好； • 水锤作用危害小。 适用条件
• 大城市中心区，工厂主要车 间，用水安全性较高的地方。
3 混合管网
4.2 给水管网定线
水平净距，均应符合有关规定。
给水管网定线要求
干管－－管径较大，用以输水到各用水地区，间距可根据街 区情况，采用500~800m；
连接管－－在干管和干管之间连接，形成环状网，连接管的 间距可根据街区的大小考虑在800~1000m左右；
分配管－－从干管取水供给用户和消火栓，由城市消防流量 决定，最小管径DN100-200。
布置的一般要求
• 输水管之间设立连通管 • 输水管最小坡度大于1：5D, • 坡度小于1：1000，每隔0.5km～1.0km设排气阀 • 重力输水管（渠）应设置检查井和通气孔，
定义：从水源到水厂或水厂到相距较远管网的管、 渠叫做输水管渠。 特点：距离长，与河流、高地、交通路线等的交叉 较多。中途一般没有流量的流入与流出。 形式：常用的有压力输水管渠和无压输水管渠两种 形式。
4.3 输水管渠定线
输水管渠定线原则
1必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度， 减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护， 保证供水安全；
管网设计－－树状网和环状网相结合的形式，管线均匀地分 布于整个给水区域。
供水普及率－－供水人口与总人口的比例（％）。 城镇生活饮用水管网，严禁与非生活饮用水管网连接。 城镇生活饮用水管网，严禁与自备水源供水系统直接连接。
• 城市供水管网布置示意图
1一水厂；2一干管；3一分配管；4一高地水库
4.3 输水管渠定线