《給水排水管道工程技術》教案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。給水排水管道工程技術教案第一章 給水排水管道系統(tǒng)概論給水排水管道工程技術教案張奎主編中國建筑工業(yè)出版社第一章 給水排水管道系統(tǒng)概論本章內(nèi)容：1、給水排水系統(tǒng)的功能與組成2、給水管網(wǎng)系統(tǒng)的類型3、排水體制本章重點：1、給水管網(wǎng)系統(tǒng)的類型及其適用條件2、排水體制及其選擇第一節(jié) 給水排水系統(tǒng)的組成一、給水排水系統(tǒng)的功能與組成給水排水系統(tǒng)是為人們的生活、生產(chǎn)、市政和消防提供用水和廢水排除設施的總稱。給水排水系統(tǒng)的功能：向各種不同類別的用戶供應滿足不同需求的水量和水質(zhì)，同時承擔用戶排除廢水的收集、輸送和處理，達到

2、消除廢水中污染物質(zhì)對于人體健康和保護環(huán)境的目的。給水系統(tǒng)是保障城市、工礦企業(yè)等用水的各項構筑物和輸配水管網(wǎng)組成的系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)的性質(zhì)不同有四種分類方法：按水源種類，分為地表水（江河、湖泊、水庫、海洋等）和地下水（潛水、承壓水、泉水等）給水系統(tǒng)；按服務范圍，可分為區(qū)域給水、城鎮(zhèn)給水、工業(yè)給水和建筑給水等系統(tǒng)；按供水方式可分為自流系統(tǒng)（重力供水）、水泵供水系統(tǒng)（加壓供水）和兩者相結合的混合供水系統(tǒng)；按使用目的，可分為生活給水、生產(chǎn)給水和消防給水系統(tǒng)。根據(jù)用戶使用水的目的，通常將給水分為生活用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、消防用水和市政用水四大類。廢水收集、處理和排放工程設施，稱為排水系統(tǒng)。根據(jù)排水系統(tǒng)所接受的

3、廢水的性質(zhì)和來源不同，廢水可分為生活污水、工業(yè)廢水和雨水三類。給水排水系統(tǒng)除以上功能外，還應具有以下三項主要功能：（1）水量保障。（2）水質(zhì)保障。（3）水壓保障。給水排水系統(tǒng)組成：（1）取水系統(tǒng)。（2）給水處理系統(tǒng)。（3）給水管網(wǎng)系統(tǒng)。（4）排水管道系統(tǒng)。（5）廢水處理系統(tǒng)。（6）廢水排放系統(tǒng)。（7）重復利用系統(tǒng)。二、給水排水系統(tǒng)工作原理1.給水排水系統(tǒng)的流量關系給水排水系統(tǒng)流量關系如圖1-3所示，其中 q1為給水處理系統(tǒng)自用水，q2為給水管網(wǎng)系統(tǒng)漏失水量；q3為給水管網(wǎng)系統(tǒng)水量調(diào)節(jié)，其流向根據(jù)水塔（或高位水池）進水或出水而變；q4為用戶使用后未排入排水系統(tǒng)的水量；q5為進入排水管網(wǎng)系統(tǒng)的降水

4、或滲入的地下水； q6為排水管道水量調(diào)節(jié)，其流向根據(jù)調(diào)節(jié)池進水或出水而變化；q7為污水處理系統(tǒng)自耗水；q8為污水回用用水量。 清水池是用來調(diào)節(jié)給水處理水量與管網(wǎng)中的用水量之差。調(diào)節(jié)池和均和池是用來調(diào)節(jié)排水管道和污水處理廠之間的流量差，排水調(diào)節(jié)池（均和池）還具有均和水質(zhì)的作用，以降低因污染物隨時間變化造成的處理困難。2.給水排水系統(tǒng)的水質(zhì)關系3.給水排水系統(tǒng)的水壓關系（1）全重力供水（2）一級加壓供水（3）二級加壓供水（4）多級加壓供水第二節(jié) 給水排水管道系統(tǒng)的組成1、給水管道系統(tǒng)和排水管道系統(tǒng)均應具有以下功能：l1.水量輸送l2.水量調(diào)節(jié)l3.水壓調(diào)節(jié)2、給水排水管道系統(tǒng)的功能與特點 具有一般

5、網(wǎng)絡的特點：如：分散性、擴展性等，同時又具有自身的特點，如隱蔽性。3、給水管道系統(tǒng)的組成給水管網(wǎng)系統(tǒng)一般是由輸水管（渠）、配水管網(wǎng)、水壓調(diào)節(jié)設施（泵站、減壓閥）及水量調(diào)節(jié)設施（清水池、水塔、高位水池）等構成。4、排水管道系統(tǒng)的組成排水管道系統(tǒng)一般由廢水收集設施、排水管道、水量調(diào)節(jié)池、提升泵站、廢水輸水管（渠）和排放口等組成。 第三節(jié) 給水排不管道系統(tǒng)的形式 一、給水管網(wǎng)系統(tǒng)的類型給水管網(wǎng)系統(tǒng)主要有統(tǒng)一給水管網(wǎng)系統(tǒng)、多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)和不同輸水方式的給水管網(wǎng)系統(tǒng)三種類型。1.統(tǒng)一給水管網(wǎng)系統(tǒng)：根據(jù)向管網(wǎng)供水的水源數(shù)目，統(tǒng)一給水管網(wǎng)系統(tǒng)可分為單水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)和多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)兩種形式。（1）單

6、水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)：即只有一個水源地，處理過的清水經(jīng)過泵站加壓后進入輸水管和管網(wǎng)，所有用戶的用水來源于一個水廠清水池（清水庫），較小的給水管網(wǎng)系統(tǒng)，如企事業(yè)單位或小城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)系統(tǒng)，多為單水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)簡單，管理方便。如圖1-5所示。 （2）多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)：有多個水廠的清水池（清水庫）作為水源的給水管網(wǎng)系統(tǒng)，清水從不同的地點經(jīng)輸水管進入管網(wǎng)，用戶的用水可以來源于不同的水廠。較大的給水管網(wǎng)系統(tǒng)，如中大城市甚至跨城鎮(zhèn)的給水管網(wǎng)系統(tǒng)，一般是多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)，如圖1-6所示。多水源給水管網(wǎng)系統(tǒng)的特點是：調(diào)度靈活、供水安全可靠（水源之間可以互補），就近給水，動力消耗較??；管網(wǎng)內(nèi)水壓較均勻，便

7、于分期發(fā)展，但隨著水源的增多，管理的復雜程度也相應提高。 2.分系統(tǒng)給水管網(wǎng)系統(tǒng)：分系統(tǒng)給水管網(wǎng)系統(tǒng)和統(tǒng)一給水管網(wǎng)系統(tǒng)一樣，也可采用單水源或多水源供水。根據(jù)具體情況，分系統(tǒng)給水管網(wǎng)系統(tǒng)又可分為：分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng)、分壓給水管網(wǎng)系統(tǒng)和分質(zhì)給水管網(wǎng)系統(tǒng)。（1）分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng)管網(wǎng)分區(qū)的方法有兩種：一種是城鎮(zhèn)地形較平坦，功能分區(qū)較明顯或自然分隔而分區(qū)，如圖1-7所示，城鎮(zhèn)被河流分隔，兩岸工業(yè)和居民用水分別供給，自成給水系統(tǒng)，隨著城鎮(zhèn)發(fā)展，再考慮將管網(wǎng)相互溝通，成為多水源給水系統(tǒng)。另一種是因地形高差較大或輸水距離較長而分區(qū)，又有串聯(lián)分區(qū)和并聯(lián)分區(qū)兩類：采用串聯(lián)分區(qū)，設泵站加壓（或減壓措施）從某一區(qū)取水，

8、向另一區(qū)供水；采用并聯(lián)分區(qū)，不同壓力要求的區(qū)域有不同泵站（或泵站中不同水泵）供水。大型管網(wǎng)系統(tǒng)可能既有串聯(lián)分區(qū)又有并聯(lián)分區(qū)，以便更加節(jié)約能量。圖1-8所示為并聯(lián)分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng)，圖1-9所示為串聯(lián)分區(qū)給水管網(wǎng)系統(tǒng)。 （2）分壓給水管網(wǎng)系統(tǒng)：由于用戶對水壓的要求不同而分成兩個或兩個以上的系統(tǒng)給水，如圖1-10所示。符合用戶水質(zhì)要求的水，由同一泵站內(nèi)的不同揚程的水泵分別通過高壓、低壓輸水管網(wǎng)送往不同用戶。（3）分質(zhì)給水管網(wǎng)系統(tǒng)：因用戶對水質(zhì)的要求不同而分成兩個或兩個以上系統(tǒng)，分別供給各類用戶，稱為分質(zhì)給水管網(wǎng)系統(tǒng)。 3.不同輸水方式的管網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)水源和供水區(qū)域地勢的實際情況，可采用不同的輸水方式向

9、用戶供水。（1）重力輸水管網(wǎng)系統(tǒng)（2）水泵加壓輸水管網(wǎng)系統(tǒng)二、排水管道系統(tǒng)的體制城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)排出的廢水通常分為生活污水、工業(yè)廢水和雨水三類，它們可以采用同一個排水管道系統(tǒng)來排除，也可以采用兩個或兩個以上各自獨立的排水管道系統(tǒng)來排除。這種不同的排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱為排水體制。排水系統(tǒng)的體制主要有合流制和分流制兩種基本方式。1合流制排水系統(tǒng)將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一管道（渠）系統(tǒng)內(nèi)排放的排水系統(tǒng)稱為合流制排水系統(tǒng)。根據(jù)污水匯集后的處置方式不同，又可把合流制分為下列三種情況：（1）直排式合流制排水系統(tǒng)（2）截流式合流制排水系統(tǒng)（3）完全合流制排水系統(tǒng)： 2分流制排水系統(tǒng)將生活污水

10、、生產(chǎn)廢水和雨水分別在兩種或兩種以上管道（渠）系統(tǒng)內(nèi)排放的排水系統(tǒng)稱為分流制排水系統(tǒng)。根據(jù)雨水的排除方式不同，分流制又分為下列兩種情況：（1）完全分流制排水系統(tǒng)：在同一排水區(qū)域內(nèi)，既有污水管道系統(tǒng)，又有雨水管道系統(tǒng)（2）不完全分流制排水系統(tǒng)：這種體制只有污水排水系統(tǒng)，沒有完整的雨水排水系統(tǒng)。還有一種情況稱為半分流制排水系統(tǒng) 在一個城鎮(zhèn)中，有時既有分流制，又有合流制，這種體制可稱為混合制。合理地選擇排水體制，是城鎮(zhèn)和小區(qū)排水系統(tǒng)設計的重要問題，它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設計、施工和維修管理，而且對城鎮(zhèn)和小區(qū)的規(guī)劃和環(huán)境保護影響深遠，同時也影響排水系統(tǒng)的工程總投資和初期投資。通常，排水體制的選擇

11、，必須符合城鎮(zhèn)建設規(guī)劃，在滿足環(huán)境保護要求的前提下，根據(jù)當?shù)氐木唧w條件，通過技術經(jīng)濟比較決定。從城鎮(zhèn)規(guī)劃方面看。從環(huán)境保護方面看。從投資方面看。從排水系統(tǒng)的管理上看?？偟目磥?，排水系統(tǒng)體制的選擇，應根據(jù)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當?shù)亟涤昵闆r、排放標準、原有排水設施、污水處理和利用情況、地形和水體條件等，在滿足環(huán)境保護要求的前提下，全面規(guī)劃，接近期設計，考慮遠期發(fā)展，通過技術經(jīng)濟比較，綜合考慮而定。一般情況下，新建的城鎮(zhèn)和小區(qū)宜采用分流制和不完全分流制；老城鎮(zhèn)的城區(qū)由于歷史原因，一般已采用合流制，要改造成完全分流制難度較大，故在同一城鎮(zhèn)內(nèi)可采用不同的排水體制，舊城區(qū)可采用截流式合流制，易改建地區(qū)和新建

12、的小區(qū)宜采用分流制或不完全分流制；在干旱少雨地區(qū)，或街道較窄地下設施較多而修建污水和雨水兩條管線有困難的地區(qū)，也可考慮采用完全合流制。 第四節(jié) 給水排水管道工程規(guī)劃與布置一、給水排水管道工程規(guī)劃原則與建設程序給水排水管道系統(tǒng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃工作的重要組成部分，是對水源，供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)的綜合優(yōu)化功能和工程布局進行的專項規(guī)劃，是城市專業(yè)功能規(guī)劃的重要內(nèi)容。（一）、給水排水工程規(guī)劃原則1貫徹執(zhí)行國家和地方的相關政策和法規(guī)在進行給水排水工程規(guī)劃時，必須認真貫徹執(zhí)行國家及地方政府頒布的城市規(guī)劃法、環(huán)境保護法、水污染防治法、海洋環(huán)境保護法、水法、城市供水條例等法律和法規(guī)及城市給水工程規(guī)劃規(guī)范、飲用水

13、水源水質(zhì)標準、環(huán)境保護法、生活飲用水衛(wèi)生標準、防洪標準等國家標準與設計規(guī)范，它是城市規(guī)劃和工程建設的指導方針。2給水排水工程規(guī)劃要服從城鎮(zhèn)總體規(guī)劃城鎮(zhèn)及工業(yè)區(qū)總體規(guī)劃中的設計規(guī)模、設計年限、功能分區(qū)布局、城鎮(zhèn)人口的發(fā)展、居住區(qū)的建筑層數(shù)和標準以及相應的水量、水質(zhì)、水壓資料等，是給水排水工程規(guī)劃的主要依據(jù)。3近遠期規(guī)劃與建設相結合給水排水工程一般可按遠期規(guī)劃，而按近期規(guī)劃進行設計和分期建設。4要合理利用水資源和保護環(huán)境6規(guī)劃方案盡可能經(jīng)濟和高效（二）、給水排水工程規(guī)劃與建設程序1給水排水工程規(guī)劃的主要依據(jù)和內(nèi)容給水排水工程規(guī)劃應以批準的當?shù)爻擎?zhèn)（地區(qū)）總體規(guī)劃為主要依據(jù)。給水排水工程規(guī)劃包括給水

14、水源規(guī)劃、給水處理廠規(guī)劃、給水管網(wǎng)規(guī)劃、排水管道規(guī)劃、污水處理廠規(guī)劃和廢水排放與利用規(guī)劃等內(nèi)容。規(guī)劃工作的主要任務是：（1）確定給水排水系統(tǒng)的服務范圍和建設規(guī)模；（2）確定水資源綜合利用與保護措施；（3）確定系統(tǒng)的組成與體系結構；（4）確定給水排水主要構筑物的位置；（5）確定給水處理及污水處理的工藝流程與水質(zhì)保證措施；（6）進行給水排水管網(wǎng)規(guī)劃和干管布置與定線；（7）確定污水的處置方案及其環(huán)境影響評價；（8）進行給水排水工程規(guī)劃的技術經(jīng)濟比較，包括經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益分析。給水排水工程規(guī)劃應以規(guī)劃文本和說明書的形式進行表達。一般近期按510年進行規(guī)劃，遠期按1020年進行規(guī)劃。2規(guī)劃設計基礎資

15、料的調(diào)查基礎資料調(diào)查：（1）城鎮(zhèn)總體規(guī)劃資料的收集：工業(yè)布局、人口規(guī)劃、公共設施、地下構筑物、交通網(wǎng)絡、豎向規(guī)劃、各專項工程規(guī)劃等資料的收集。（2）踏勘：按現(xiàn)狀圖對建設現(xiàn)場進行實際勘探，了解現(xiàn)狀與城市規(guī)劃的概貌，如流域的高程、坡度、坡向、建筑、道路、水資源及水環(huán)境概貌等內(nèi)容，以便對工程作大體上的估計，并醞釀規(guī)劃設計方案。（3）測量：測定規(guī)劃設計流域面積、分水線、等高線、道路交叉點高程、高地和低地的高程、控制點高程。（4）給水和排水資料的收集：用水量標準、衛(wèi)生設備情況、工業(yè)給水量和工業(yè)污水量以及水質(zhì)情況、現(xiàn)有給水排水系統(tǒng)的情況等資料的收集。（5）氣象資料的收集：風向、風速、氣溫（平均氣溫、極端最

16、高氣溫和極端最低氣溫）、空氣濕度、降雨量或當?shù)氐挠炅抗降荣Y料的收集。（6）水文、地質(zhì)資料的調(diào)查：水體分布、河流流量、流向、水位、潮汐、地下水位、水源的水質(zhì)、水體環(huán)境現(xiàn)狀及綜合利用規(guī)劃，以及土質(zhì)、冰凍深度、土壤承載力和地震等級等資料的調(diào)查。3給水排水工程建設程序給水排水工程建設程序分可為以下幾個步驟：（1）提出項目建議書（2）進行可行性研究（3）編制設計文件（4）組織施工（5）竣工驗收、交付使用給水排水管道工程的規(guī)劃設計可分為三個階段（初步設計、技術設計、施工圖設計）或兩個階段（初步設計或擴大初步設計和施工圖設計）進行。二、給水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置（一）、給水管網(wǎng)布置原則給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置應符合下

17、列基本原則：1按照城市總體規(guī)劃，結合當?shù)貙嶋H情況布置給水管網(wǎng)，并進行多方案技術經(jīng)濟比較；2管線應均勻地分布在整個給水區(qū)域內(nèi)，保證用戶有足夠的水量和水壓，并保持輸送的水質(zhì)不受污染； 3力求以最短距離敷設管線，并盡量減少穿越障礙物等4必須保證供水安全可靠5盡量減少拆遷，少占農(nóng)田或不占農(nóng)田；6管渠的施工、運行和維護方便；7規(guī)劃布置時應遠近期相結合，考慮分期建設的可能性，并留有充分的發(fā)展余地。給水管網(wǎng)的規(guī)劃布置主要受給水區(qū)域下列因素影響：地形起伏情況；天然或人為障礙物及其位置；街道情況及其用戶的分布情況，尤其是大用戶的位置；水源、水塔、水池的位置等。（二）、給水管網(wǎng)布置的基本形式樹狀管網(wǎng)環(huán)狀管網(wǎng)（三）

18、、給水管網(wǎng)定線給水管網(wǎng)定線是指在地形平面圖上確定管線的位置和走向。1城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)定線時干管的延伸方向應于水流方向基本一致。干管位置應從用水量較大的街區(qū)通過。干管的間距，一般為500800m左右，連接管之間的間距一般在8001000m左右。干管一般按城鎮(zhèn)規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級路面或重要道路下通過，給水管線與構筑物、鐵路以及其它管道的水平凈距，均應參照有關規(guī)定。為了保證給水管網(wǎng)的正常運行以及消防和管網(wǎng)的維修管理工作，管網(wǎng)上必須安裝各種必要的附件，如閥門、消防栓、排氣閥和泄水閥等。閥門是控制水流、調(diào)節(jié)流量和水壓的重要設備，閥門的布置應能滿足故障管段的切斷需要，其位置可結合連接管或重要支管的節(jié)點

19、位置；消防栓易設在使用方便、明顯易見之處，如路口、道邊等位置。在干管的高處應裝設排氣閥，在管線低處和兩閥門之間的低處，應裝設泄水管。2工業(yè)企業(yè)管網(wǎng)（四）、輸水管渠定線可設置連接管和閥門三、排水管道系統(tǒng)規(guī)劃布置（一）、排水管道系統(tǒng)布置原則1按照城市總體規(guī)劃，結合當?shù)貙嶋H情況布置排水管道，并對多方案進行技術經(jīng)濟比較；2首先確定排水區(qū)界、排水流域和排水體制，然后布置排水管道，應按從主干管、干管、支管的順序進行布置；3充分利用地形，盡量采用重力流排除污水和雨水，并力求使管線最短和埋深最??；4協(xié)調(diào)好與其它地下管線和道路等工程的關系，考慮好與企業(yè)內(nèi)部管網(wǎng)的銜接；5規(guī)劃時要考慮到使管渠的施工、運行和維護方便

20、；6規(guī)劃布置時應遠近期相結合，考慮分期建設的可能性，并留有充分的發(fā)展余地。（二）、排水管道系統(tǒng)布置形式1城鎮(zhèn)排水管道系統(tǒng)的布置形式 圖1-282區(qū)域排水系統(tǒng)圖1-29（三）、污水管道系統(tǒng)布置污水管道系統(tǒng)布置的主要內(nèi)容有： 1確定排水區(qū)界、劃分排水流域2污水廠和出水口位置的選定應遵循以下原則選定污水廠和出水口的位置。(1)出水口應位于城市河流的下游。(2)出水口不應設回水區(qū)，以防回水區(qū)的污染。（3）污水廠要位于河流的下游，并與出水口盡量靠近，以減少排放渠道的長度。（4）污水廠應設在城鎮(zhèn)夏季主導風向的下風向，并與城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)以及郊區(qū)居民點保持300m以上的衛(wèi)生防護距離。（5）污水廠應設在地質(zhì)條件

21、較好，不受雨洪水威脅的地方，并有擴建的余地。3污水管道的布置與定線污水管道平面布置，一般按主干管、干管、支管的順序進行。4確定污水管道系統(tǒng)的控制點和泵站的設置地點控制點是指在污水排水區(qū)域內(nèi)，對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的點。5確定污水管道在街道下的具體位置污水管道與建筑物應有一定間距，與生活給水管道交叉時，應敷設在生活給水管的下面。管線綜合規(guī)劃時，所有地下管線都應盡量設置在人行道、非機動車輛和綠化帶下，只有在不得已時，才考慮將埋深大，維修次數(shù)較小的污水、雨水管道布置在機動車道下。若各種管線布置時發(fā)生沖突，處理的原則是：未建讓已建的，臨時性管讓永久性管，小管讓大管，有壓管讓無壓管，可彎管讓不可彎管

22、。（四）、雨水管渠系統(tǒng)布置雨水管渠規(guī)劃布置的主要內(nèi)容有：確定排水流域與排水方式，進行雨水管渠的定線；確定雨水泵房、雨水調(diào)節(jié)池、雨水排放口的位置。雨水管渠系統(tǒng)的布置1充分利用地形，就近排入水體。2根據(jù)街區(qū)及道路規(guī)劃布置雨水管道。道路邊溝最好低于相鄰街區(qū)地面標高，盡量利用道路兩側(cè)邊溝排除地面徑流。雨水管渠應平行與道路敷設，宜布置在人行道或草地下，不宜設在交通量大的干道下。當路寬大于40m時，應考慮在道路兩側(cè)分別設置雨水管道。雨水干管的平面和豎向布置應考慮與其它地下管線和構筑物在相交處相互協(xié)調(diào)，以滿足其最小凈距的要求。3合理布置雨水口，保證路面雨水順暢排除。雨水口的布置應根據(jù)地形和匯水面積確定，以使

23、雨水不至漫過路口。一般在道路交叉口的匯水點、低洼地段均應設置于水口。此外， 在道路上每隔2550m也應設置雨水口。道路交叉口雨水口的布置見圖2-9所示。4采用明渠和暗渠相結合的形式。5出水口的設置。6調(diào)蓄水體的布置。7排洪溝的設置。布置作業(yè)：4、5、6、9、10、14、18、19、20題第二章給水排水管道系統(tǒng)水力學基礎本章內(nèi)容：水頭損失計算本章難點：無壓圓管的水力計算公式第一節(jié)基本概念 一、管道內(nèi)水流特征 進行水力計算前首先要進行流態(tài)的判別。判別流態(tài)的標準采用臨界雷諾數(shù)Rek，臨界雷諾數(shù)大都穩(wěn)定在2000左右，當計算出的雷諾數(shù)Re小于2000時，一般為層流，當Re大于4000時，一般為紊流，當

24、Re介于2000到4000之間時，水流狀態(tài)不穩(wěn)定，屬于過渡流態(tài)。對給水排水管道進行水力計算時，管道內(nèi)流體流態(tài)均按紊流考慮紊流流態(tài)又分為三個阻力特征區(qū)：紊流光滑區(qū)、紊流過渡區(qū)及紊流粗糙管區(qū)。二、有壓流與無壓流 水體沿流程整個周界與固體壁面接觸，而無自由液面，這種流動稱為有壓流或壓力流。 水體沿流程一部分周界與固體壁面接觸，另一部分與空氣接觸，具有自由液面，這種流動稱為無壓流或重力流 給水管道基本上采用有壓流輸水方式，而排水管道大都采用無壓流輸水方式。 從水流斷面形式看，在給水排水管道中采用圓管最多 三、恒定流與非恒定流給水排水管道中水流的運動，由于用水量和排水量的經(jīng)常性變化，均處于非恒定流狀態(tài)，

25、但是，非恒定流的水力計算特別復雜，在設計時，一般也只能按恒定流 (又稱穩(wěn)定流)計算。四、均勻流與非均勻流液體質(zhì)點流速的大小和方向沿流程不變的流動，稱為均勻流；反之，液體質(zhì)點流速的大小和方向沿流程變化的流動，稱為非均勻流。從總體上看，給水排水管道中的水流不但多為非恒定流，且常為非均勻流，即水流參數(shù)往往隨時間和空間變化。對于滿管流動，如果管道截面在一段距離內(nèi)不變且不發(fā)生轉(zhuǎn)彎，則管內(nèi)流動為均勻流；而當管道在局部有交匯、轉(zhuǎn)彎與變截面時，管內(nèi)流動為非均勻流。均勻流的管道對水流的阻力沿程不變，水流的水頭損失可以采用沿程水頭損失公式進行計算；滿管流的非均勻流動距離一般較短，采用局部水頭損失公式進行計算。對于

26、非滿管流或明渠流，只要長距離截面不變，也沒有轉(zhuǎn)彎或交匯時，也可以近似為均勻流，按沿程水頭損失公式進行水力計算，對于短距離或特殊情況下的非均勻流動則運用水力學理論按緩流或急流計算。五、水流的水頭和水頭損失水頭是指單位重量的流體所具有的機械能，一般用符號 或 表示，常用單位為米水柱 (mH2O)，簡寫為米 (m)。水頭分為位置水頭、壓力水頭和流速水頭三種形式。位置水頭是指因為流體的位置高程所得的機械能，又稱位能，用流體所處的高程來度量，用符號 表示；壓力水頭是指流體因為具有壓力而具有的機械能，又稱壓能，根據(jù)壓力進行計算，即 (式中的 為計算斷面上的壓力， 為流體的比重)；流速水頭是指因為流體的流動

27、速度而具有的機械能，又稱動能，根據(jù)動能進行計算，即 （式中 為計算斷面的平均流速，g為重力加速度）。位置水頭和壓力水頭屬于勢能，它們二者的和稱為測壓管水頭，流速水頭屬于動能。流體在流動過程中，三種形式的水頭 (機械能)總是處于不斷轉(zhuǎn)換之中。給水排水管道中的測壓管水頭較之流速水頭一般大得多，在水力計算中，流速水頭往往可以忽略不計。實際流體存在粘滯性，因此在流動中，流體受固定界面的影響（包括摩擦與限制作用），導致斷面的流速不均勻，相鄰流層間產(chǎn)生切應力，即流動阻力。流體克服阻力所消耗的機械能，稱為水頭損失。當流體受固定邊界限制做均勻流動（如斷面大小，流動方向沿流程不變的流動）時，流動阻力中只有沿程不

28、變的切應力，稱沿程阻力。由沿程阻力所引起的水頭損失稱為沿程水頭損失。當流體的固定邊界發(fā)生突然變化，引起流速分布或方向發(fā)生變化，從而集中發(fā)生在較短范圍的阻力稱為局部阻力。由局部阻力所引起的水頭損失稱為局部水頭損失。在給水排水管道中，由于管道長度較大，沿程水頭損失一般遠遠大于局部水頭損失，所以在進行管道水力計算時，一般忽略局部水頭損失，或?qū)⒕植孔枇D(zhuǎn)換成等效長度的管道沿程水頭損失進行計算。第二節(jié) 管渠水頭損失計算一、沿程水頭損失計算管渠的沿程水頭損失常用謝才公式計算（2-1）對于圓管滿流，沿程水頭損失也可用達西公式計算(2-2沿程阻力系數(shù)或謝才系數(shù)與水流流態(tài)有關，一般只能采用經(jīng)驗公式或半經(jīng)驗公式計

29、算。主要介紹(1) 巴甫洛夫斯基公式、(2)曼寧公式、(3)舍維列夫公式、(4)海曾威廉公式、柯爾勃洛克懷特公式和等公式，其中，國內(nèi)常用的是舍維列夫公式和巴甫洛夫斯基公式。二、局部水頭損失計算局部水頭損失計算基本公式：流量公式(2-13)流速公式(2-14)均勻流謝才公式：流速公式(2-15)流量公式(2-16)圓管非滿流公式：過水斷面面積A(2-17)水力半徑R(2-18)流速公式(2-19)流量公式(2-20)第三章 設計用水量本章內(nèi)容：1、設計用水量組成2、用水量變化3、用水量計算本章難點：用水量計算城市用水量計算是給水系統(tǒng)規(guī)劃和設計的主要內(nèi)容之一，是決定給水系統(tǒng)中水資源的利用量、取水、

30、水處理、泵站和管網(wǎng)等設施的工程建設規(guī)模和投資額的基本依據(jù)。 設計用水量通常由下列各項組成： （1）綜合生活用水，包括居民生活用水和公共建筑及設施用水。前者指城市中居民的飲用、烹調(diào)、洗滌、沖廁、洗澡等日常生活用水，后者則包括娛樂場所、賓館、浴室、商業(yè)、學校和機關辦公樓等用水； （2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水； （3）消防用水； （4）澆灑道路和綠地用水等市政用水； （5）管網(wǎng)漏失水量及未預計水量。在確定設計用水量時，應根據(jù)各種供水對象的使用要求及發(fā)展規(guī)劃和現(xiàn)行用水定額，計算出相應的用水量，最后加以綜合作為設計的依據(jù)。第一節(jié) 用水量定額 用水量定額是指不同的用水對象在設計年限內(nèi)達到的用水水平

31、。一、生活用水定額生活用水定額指每人、每天的用水量，以L/（Capd）計。影響生活用水定額的因素很多，如當?shù)氐乃Y源和氣候條件、人民的生活水平、生活習慣、收費標準及辦法、管理水平、水質(zhì)和水壓等因素有關。1.居民生活用水定額和綜合生活用水定額設計時應根據(jù)當?shù)貒窠?jīng)濟、城市發(fā)展規(guī)劃和水資源充沛程度，在現(xiàn)有用水定額基礎上，結合給水專業(yè)規(guī)劃和給水工程發(fā)展條件綜合分析確定。如缺乏實際用水資料，則居民生活用水定額和綜合生活用水定額可參照現(xiàn)行室外給水設計規(guī)范的規(guī)定。2.公共建筑用水定額 可參照現(xiàn)行建筑給水排水設計規(guī)范的規(guī)定。3.工業(yè)企業(yè)職工生活及淋浴用水定額工業(yè)企業(yè)職工生活及淋浴用水定額是指工業(yè)企業(yè)職工在從

32、事生產(chǎn)活動時所消費的生活及淋浴用水量，以L/（Cap班）計，設計時可按工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準的規(guī)定。工作人員生活用水量應根據(jù)車間性質(zhì)決定，一般車間采用每人每班25L，高溫車間采用每人每班35L。職工淋浴用水定額與車間特征有關，淋浴時間在下班后一小時內(nèi)進行，二、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水定額工業(yè)生產(chǎn)用水一般是指工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中的用水，包括直接冷卻水、工藝用水（產(chǎn)品用水、洗滌用水、直接冷卻水、鍋爐用水）、空調(diào)用水等方面。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水定額通常采用以下三種表示方法：以萬元產(chǎn)值用水量表示。按單位產(chǎn)品用水量表示。按每臺設備每天用水量表示?？蓞⒄沼嘘P工業(yè)用水量定額。生產(chǎn)用水量通常由企業(yè)的工藝部門提供。在缺乏資料

33、時，可參考同類型企業(yè)用水指標。在估計工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量時，應按當?shù)厮礂l件、工業(yè)發(fā)展情況、工業(yè)生產(chǎn)水平，預估將來可能達到的重復利用率。三、消防用水定額 消防用水量、水壓和火災延續(xù)時間等，應按照現(xiàn)行的建筑設計防火規(guī)范及高層民用建筑設計防火規(guī)范等執(zhí)行。四、其他用水 澆灑道路和綠化用水量應根據(jù)路面種類、綠化面積、氣候和土壤等條件確定。澆灑道路用水量一般為每平方米路面每次1.02.0L，每日23次。大面積綠化用水量可采用1. 54.0L/(m2d)。 城市的未預見水量和管網(wǎng)漏失水量可按最高日用水量的15%25合并計算，工業(yè)企業(yè)自備水廠的上述水量可根據(jù)工藝和設備情況確定。 第二節(jié) 用水量變化用水量變化規(guī)

34、律可以用變化系數(shù)或變化曲線表示，為了計算給水系統(tǒng)各組成部分的設計流量，必須給出最高日用水量的變化規(guī)律。一、變化系數(shù)的基本概念 室外給水工程系統(tǒng)設計只需要考慮日與日、時與時之間的差別，即逐日逐時用水量變化情況。為了反映用水量逐日逐時的變化幅度大小，在給水工程中，引入了兩個重要的特征系數(shù)：日變化系數(shù)和時變化系數(shù)。1.時變化系數(shù)Kh(3-1)在一日內(nèi)，每小時用水量的變化可以用時變化系數(shù)表示，設計時一般計最高日用水量的時變化系數(shù)。2.日變化系數(shù)Kd(3-2)在缺乏實際用水資料情況下，最高日城市綜合用水的時變化系數(shù)Kh宜采用1.31.6，大中城市的用水比較均勻，Kh值較小，可取下限，小城市可取上限或適當

35、加大。日變化系數(shù)Kd，根據(jù)給水區(qū)的地理位置、氣候、生活習慣和室內(nèi)給水排水設施完善程度，其值約為1.11.8，二、用水量變化曲線在設計給水系統(tǒng)時，除了求出設計年限內(nèi)最高日用水量和最高日的最高一小時用水量外，還應知道24h的用水量變化，以確定各種給水構筑物的大小，這種用水量變化規(guī)律，通常以用水量時變化曲線表示。第三節(jié) 用水量計算城市總用水量的計算，應包括設計年限內(nèi)該給水系統(tǒng)所供應的全部用水:居住區(qū)綜合生活用水、工業(yè)企業(yè)職工生活用水、淋浴用水和生產(chǎn)用水、澆灑道路和綠地用水等市政用水以及未預見水量和管網(wǎng)漏失水量等。由于用水集中且歷時短暫，消防用水量不累計到總用水量中，僅作設計校核。一、最高日設計用水量

36、計算城市最高日設計用水量應包括以下幾項：1.生活用水量計算（1）綜合生活用水量 的計算 綜合生活用水量包括城市居民生活用水量 和公共建筑用水量 ，其中： 居民生活用水量 (3-3)公共建筑用水量 (3-4)綜合生活用水量(3-5)（2）工業(yè)企業(yè)職工的生活用水量（3-6）（3）工業(yè)企業(yè)職工的淋浴用水量（3-7）2.工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量計算（3-8）3.市政用水量計算 計算（3-9）除上述各種用水量外，未預見水量及管網(wǎng)漏失水量，一般按上述各項用水量之和的1525計算。 設計年限內(nèi)城鎮(zhèn)最高日設計用水量（3-10）二、最高日平均時和最高時用水量計算1.最高日平均時用水量為：（3-11）2.最高日最高時設

37、計用水量為：（3-12） 由于各種用水的最高時用水量并不一定同時發(fā)生，因此不能簡單將其疊加，一般是通過編制整個給水區(qū)域的逐時用水量計算表，從中求出各種用水按各自用水規(guī)律合并后的最高時用水量或時變化系數(shù)Kh，作為設計依據(jù)。三、消防用水量計算由于消防用水量是偶然發(fā)生的，不累計到設計總用水量中，所以消防用水量僅作為給水系統(tǒng)校核計算之用， 可按下式計算（3-13）式中 、 分別為同時發(fā)生火災次數(shù)和一次滅火用水量，按國家現(xiàn)行建筑設計防火規(guī)范的規(guī)定確定。作業(yè)：第11、12題第四章 給水系統(tǒng)的工作工況本章內(nèi)容:1、給水系統(tǒng)的流量關系2、給水系統(tǒng)的水壓關系本章難點：清水池和水塔容積計算給水系統(tǒng)是由功能互不相同

38、而且又彼此密切聯(lián)系的各組成部分連接而成，它們必須共同工作滿足用戶對給水的要求。因此，需從整體上對給水系統(tǒng)各組成部分的工作特點和它們在流量、壓力方面的關系進行分析，以便確定各構筑物、管道和設備的設計或運行參數(shù)。第一節(jié) 給水系統(tǒng)的流量關系為了保證供水的可靠性，給水系統(tǒng)中所有構筑物都應以最高日設計用水量 為基礎進行設計計算。但是，給水系統(tǒng)中各組成部分的工作特點不同，其設計流量也不同。一、取水構筑物、一級泵站和給水處理構筑物取水構筑物、一級泵站和水廠是連續(xù)、均勻地運行。原因是：從水廠運行角度，流量穩(wěn)定，有利于水處理構筑物穩(wěn)定運行和管理；從工程造價角度，每日均勻工作，平均每小時的流量將會比最高時流量有較

39、大的降低，同時又能滿足最高日供水要求，這樣，取水和水處理系統(tǒng)的各項構筑物尺寸、設備容量及連接管直徑等都可以最大限度地縮小，從而降低工程造價。取水和水處理工程的各項構筑物、設備及其連接管道，以最高日平均時設計用水量加上水廠的自用水量作為設計流量，即（4-1）取用地下水若僅需在進入管網(wǎng)前消毒而無需其他處理時，一級泵站可直接將井水輸入管網(wǎng)，但為提高水泵的效率和延長井的使用年限，一般先將水輸送到地面水池，再經(jīng)二級泵站將水池水輸入管網(wǎng)。因此，取用地下水的一級泵站計算流量為（4-2）和式（4-1）不同的是，水廠本身用水量系數(shù) 為1。二、二級泵站二級泵站的工作情況與管網(wǎng)中是否設置流量調(diào)節(jié)構筑物(水塔或高地水

40、池等)有關。當管網(wǎng)中無流量調(diào)節(jié)構筑物時，任一小時的二級泵站供水量應等于用水量。這種情況下，二級泵站最大供水流量，應等于最高日最高時設計用水量 ；為使二級泵站在任何時候既能保證安全供水，又能在高效率下經(jīng)濟運轉(zhuǎn)，設計二級泵站時，應根據(jù)用水量變化曲線選用多臺大小搭配的水泵（或采用改變水泵轉(zhuǎn)速的方式調(diào)節(jié)水泵裝置的工況）來適應用水量變化。實際運行時，由管網(wǎng)的壓力進行控制。例如，管網(wǎng)壓力上升時，表明用水量減少，應適當減開水泵或大泵換成小泵（或降低水泵轉(zhuǎn)速）；反之，應增開水泵或小泵換成大泵（或提高水泵轉(zhuǎn)速）。水泵切換（或改變轉(zhuǎn)速）均可自動控制。這種供水方式，完全通過二級泵站的工況調(diào)節(jié)來適應用水量的變化，使二

41、級泵站供水曲線符合用戶用水曲線。目前，大中城市一般不設水塔，均采用此種供水方式。 當管網(wǎng)內(nèi)設有水塔或高地水池時，二級泵站分級供水。二級泵站的設計供水線應根據(jù)用水量變化曲線擬定。擬定時應注意以下幾點：泵站各級供水線盡量接近用水線，以減小水塔的調(diào)節(jié)容積，但從泵站運轉(zhuǎn)管理的角度來說，分級數(shù)又不宜過多，一般不應多于35級。分級供水時，應注意每級能否選到合適的水泵，以及水泵機組的合理搭配，并盡可能滿足目前和今后一段時間內(nèi)用水量增長的需要。 管網(wǎng)內(nèi)設有水塔或高地水池時，由于它們能調(diào)節(jié)水泵供水和用水之間的流量差，因此 二級泵站每小時的供水量可以不等于用水量。三、輸水管和配水管網(wǎng)的設計流量輸水管和配水管網(wǎng)的計

42、算流量均應按輸配水系統(tǒng)在最高日最高用水時工作情況確定，并與管網(wǎng)中有無水塔(或高地水池)及其在管網(wǎng)中的位置有關。 當管網(wǎng)中無水塔時，泵站到管網(wǎng)的輸水管和配水管網(wǎng)都應以最高日最高時設計用水量 作為設計流量。 管網(wǎng)起端設水塔時 (網(wǎng)前水塔)，泵站到水塔的輸水管直徑應按泵站分級工作的最大一級供水流量計算，水塔到管網(wǎng)的輸水管和配水管網(wǎng)仍按最高時用水量計算。 管網(wǎng)末端設水塔時 (對置水塔或網(wǎng)后水塔)，因最高時用水量必須從二級泵站和水塔同時向管網(wǎng)供水，泵站到管網(wǎng)的輸水管以泵站分級工作的最大一級供水流量作為設計流量，水塔到管網(wǎng)的輸水管流量按照水塔輸入管網(wǎng)的流量進行計算。 設有網(wǎng)中水塔時，有兩種情況，一種是水塔

43、靠近二級泵站，并且泵站的供水流量大于泵站與水塔之間用戶的用水流量，此種情況類似于網(wǎng)前水塔；一種是水塔離泵站較遠，以致泵站的供水流量小于泵站與水塔之間用戶的用水流量，在泵站與水塔之間將出現(xiàn)供水分界線，情況類似于對置水塔。這兩種情況下的設計流量確定問題可參見前文所述。四、水塔與清水池的調(diào)節(jié)作用1.水塔的流量調(diào)節(jié)二級泵站供水流量和用戶用水流量不相等時，其差額可由水塔來調(diào)節(jié)。2.清水池的流量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)一、二級泵站供水量的差額。第二節(jié) 清水池和水塔清水池和水塔在給水系統(tǒng)中主要起流量調(diào)節(jié)作用，另外，清水池還兼有貯存水量和保證與消毒劑有充分消毒接觸時間等作用，水塔還兼有貯存水量和保證管網(wǎng)水壓的作用。一、清水

44、池和水塔的容積計算1.清水池和水塔的調(diào)節(jié)容積計算 清水池和水塔的調(diào)節(jié)容積的計算，通常采用兩種方法：一種是根據(jù)24h供水量和用水量變化曲線推算，一種是憑經(jīng)驗估算。缺乏用水量變化規(guī)律的資料時，城市水廠的清水池調(diào)節(jié)容積，可憑運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，按最高日用水量的10%20%估算。水塔的調(diào)節(jié)容積，可按最高日用水量的2.5%6%估算，城市用水量大時取低值。工業(yè)用水可按生產(chǎn)上的要求（調(diào)度、事故和消防）確定水塔調(diào)節(jié)容積。當有城市24小時的用水量變化的詳細資料時，清水池和水塔的調(diào)節(jié)容積可按連續(xù)相加法等方法進行計算水塔和清水池的調(diào)節(jié)容積計算見表4-1。2.清水池中除了貯存調(diào)節(jié)用水以外，還存放消防用水和水廠生產(chǎn)用水，因此，清

45、水池有效容積等于（4-4）水塔除了貯存調(diào)節(jié)用水量以外，還需貯存室內(nèi)消防用水量。因此，水塔設計有效容積為（4-5）二、清水池和水塔的構造 1.清水池的構造 一般當水池容積小于2500m3時，以圓形較為經(jīng)濟，大于2500m3以矩形較為經(jīng)濟。 清水池個數(shù)或分格數(shù)，一般不少于兩個，并且可以單獨工作，分別檢修。如近期只建造一個清水池時，水廠應設超越管繞過清水池，以便清洗時仍可供水。2.水塔的構造多數(shù)水塔采用鋼筋混凝土或磚石等建造，但以鋼筋混凝土水塔或磚支座的鋼筋混凝土水柜用得較多。 鋼筋混凝土水塔主要由水柜 (或水箱)、塔架、管道和基礎組成。 （1）水柜 (或水箱) （2）塔體 （3）管道和設備（4）基

46、礎 第三節(jié) 給水系統(tǒng)的水壓關系 為供給用戶足夠的生活用水或生產(chǎn)用水，給水系統(tǒng)應保證一定的水壓，通常叫做自由水壓，即從地面算起的水壓。城市給水管網(wǎng)需保持最小的自由水壓為：1層10m，2層12m，2層以上每層增加4m。一、水泵揚程確定水泵揚程 等于靜揚程和水頭損失之和（4-6） 水頭損失 包括水泵吸水管、壓水管和泵站連接管線的水頭損失。所以一級泵站的揚程為（圖4-4）：（4-7）泵站所需總揚程高度（4-8）控制點通常在系統(tǒng)的下列地點：（1）地形最高點；（2）距離供水起點最遠點；（3）要求自由水壓最高點。二、水塔高度確定(4-9)三、無水塔管網(wǎng)系統(tǒng)的水壓情況二級泵站水泵揚程和水塔的高度與管網(wǎng)中是否設

47、置水塔及水塔在管網(wǎng)中的位置有關。1.無水塔管網(wǎng)（一）最高用水時水壓情況：直接由控制點推算得出。（二）消防時的水壓情況作業(yè)：第16題第五章 給水管網(wǎng)的設計計算（一）教學要求1、了解相關的基本概念 ； 2、熟練掌握給水管網(wǎng)的設計計算方法和步驟；（二）教學內(nèi)容1、沿線流量和節(jié)點流量計算2、管段流量分配3、初擬管徑4、平差計算5、泵站揚程與水塔高度設計；6、管網(wǎng)校核；（三）重點：沿線流量和節(jié)點流量計算 ，環(huán)狀管網(wǎng)設計計算的理論、步驟及平差方法和管網(wǎng)校核。第二節(jié) 管網(wǎng)圖形的性質(zhì)與簡化一、管網(wǎng)圖形的性質(zhì)基環(huán)、大環(huán)概念節(jié)點數(shù)與管段數(shù)、基環(huán)數(shù)的關系(5-1)二、管網(wǎng)圖形的簡化（一）簡化目的及原則在管網(wǎng)計算中，

48、城市管網(wǎng)的現(xiàn)狀核算及舊管網(wǎng)的擴建計算最為常見。由于給水管線遍布在街道下，不僅管線很多而且管徑差別很大，若計算全部管線，實際上既無必要，也不大可能。因此，除了新設計的管網(wǎng)，因定線和計算僅限于干管網(wǎng)的情況外，對城鎮(zhèn)管網(wǎng)的現(xiàn)狀核算以及管網(wǎng)的擴建或改建往往需要將實際的管網(wǎng)加以簡化，保留主要的干管，略去一些次要的、水力條件影響較小的管線，使簡化后的管網(wǎng)基本上能反映實際用水情況，大大減輕計算工作量。通常管網(wǎng)越簡化，計算工作量越小。但過分簡化的管網(wǎng)，計算結果難免與實際用水情況的差別增大。所以，管網(wǎng)圖形簡化是保證計算結果接近于實際情況的前提下，對管線進行的簡化。（二）簡化方法在進行管網(wǎng)簡化時，應先對實際管網(wǎng)的

49、管線情況進行充分了解和分析，然后采用分解、合并、省略等方法進行簡化。1.分解只有一條管線連接的兩個管網(wǎng)，可以把連接管線斷開，分解成為兩個獨立的管網(wǎng)；有兩條管線連接的分支管網(wǎng)，若其位于管網(wǎng)的末端且連接管線的流向和流量可以確定時，也可以進行分解；管網(wǎng)分解后即可分別計算。2.合并管徑較小、相互平行且靠近的管線可考慮合并。如管線交叉點很近時，可以將其合并為同一交叉點。相近交叉點合并后可以減少管線數(shù)目，使系統(tǒng)簡化。在給水管網(wǎng)中，為了施工方便和減小水流阻力，管線交叉處往往用兩個三通代替四通（實際工程中很少使用四通），不必將兩個三同認為是兩個交叉點，仍應簡化為四通交叉點。3.省略管線省略時，首先略去水力條件

50、影響較小的管線，即省略管網(wǎng)中管徑相對較小的管線。管線省略后的計算結果是偏于安全的，但是由于流量集中，管徑增大，并不經(jīng)濟。第三節(jié)管段設計流量計算確定各管段的設計流量的目的，在于依此來選定管徑，進行管網(wǎng)水力計算。但要確定各管段的計算流量，需首先確定各管段的沿線流量和節(jié)點流量。一、沿線流量城市給水管網(wǎng)的干管和分配管上，承接了許多用戶，沿線配水情況比較復雜，既有工廠、機關、學校、醫(yī)院、賓館等大用戶，其用水流量稱為集中流量，又有數(shù)量很多、但用水量較小的居民用水、澆灑道路或綠化用水等沿線流量，以致不但沿線所接用戶很多，而且用水量變化也很大。為了計算方便，常采用簡化法比流量法，即假定小用水戶的流量均勻分布在

51、全部干管上。比流量法有長度比流量和面積比流量兩種。（一）長度比流量所謂長度比流量法是假定沿線流量q1、q2均勻分布在全部配水干管上，則管線單位長度上的配水流量稱為長度比流量，記為q cb L/ (sm) 。qcb可按下式計算 (5-2)比流量的大小隨用水量的變化而變化。因此，控制管網(wǎng)水力情況的不同供水條件下的比流量（如在最高用水時、消防時、最大轉(zhuǎn)輸時的比流量）是不同的，須分別計算。另外，若城市內(nèi)各區(qū)人口密度相差較大時，也應根據(jù)各區(qū)的用水量和干管長度，分別計算其比流量。長度比流量按用水量全部均勻分布在干管上的假定來求比流量，忽視了沿管線供水人數(shù)和用水量的差別，存在一定的缺陷。因此計算出來的配水量

52、可能和實際配水量有一定差異。為接近實際配水情況，也可按面積比流量法計算。（二）面積比流量假定沿線流量q1、q2 均勻分布在整個供水面積上，則單位面積上的配水流量稱為面積比流量，記作qmbL/ (sm2)，按下式計算 (5-3)由比流量qcb、 qmb可計算出各管段的沿線配水流量即沿線流量，記作qy，則任一管段的沿線流量qy(L/s) 可按下式計算 (5-4) 、(5-5) 二、節(jié)點流量管網(wǎng)中任一管段的流量，包括兩部分：一部分是沿本管段均勻泄出供給各用戶的沿線流量qy，流量大小沿程直線減小，到管段末端等于零；另一部分是通過本管段流到下游管段的流量，沿程不發(fā)生變化，稱為轉(zhuǎn)輸流量qzs。從管段起端A

53、到末端B管段內(nèi)流量由qzs+qy變?yōu)閝zs，流量是變化的。對于流量變化的管段，難以確定管徑和水頭損失。因此，需對其進一步簡化。簡化的方法是化漸變流為均勻流，既以變化的沿線流量折算為管段兩端節(jié)點流出的流量，即節(jié)點流量。全管段引用一個不變的流量，稱為折算流量，記為qif ，使它產(chǎn)生的水頭損失與實際上沿線變化的流量產(chǎn)生的水頭損失完全相同，從而得出管線折算流量的計算公式為(5-6)因此管網(wǎng)任一節(jié)點的節(jié)點流量為： (5-7)即管網(wǎng)中任一節(jié)點的節(jié)點流量qi等于與該節(jié)點相連各管段的沿線流量總和的一半。當整個給水區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)的比流量qcb或qmb相同時，由式（6-4）、（6-5）可得節(jié)點流量計算式（5-7）的另

54、一種表達形式： (5-8)或 (5-9) 城市管網(wǎng)中，工企業(yè)等大用戶所需流量，可直接作為接入大用戶節(jié)點的節(jié)點流量。工業(yè)企業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)用水管網(wǎng)，水量大的車間用水量也可直接作為節(jié)點流量。這樣，管網(wǎng)圖上各節(jié)點的流量包括由沿線流量折算的節(jié)點流量和大用戶的集中流量。大用戶的集中流量可以在管網(wǎng)圖上單獨注明，也可與節(jié)點流量加在一起，在相應節(jié)點上注出總流量。一般在管網(wǎng)計算圖的各節(jié)點旁引出細實線箭頭，并在箭頭的前端注明該節(jié)點總流量的大小。三、管段流量管網(wǎng)各管段的沿線流量簡化成各節(jié)點流量后，可求出各節(jié)點流量，并把大用水戶的集中流量也加于相應的節(jié)點上，則所有節(jié)點流量的總和，便是由二級泵站送來的總流量，（即總供水量）。

55、按照質(zhì)量守恒原理，每一節(jié)點必須滿足節(jié)點流量平衡條件：流入任一節(jié)點的流量必須等于流出該節(jié)點的流量，即流進等于流出。若規(guī)定流入節(jié)點的流量為負，流出節(jié)點為正，則上述平衡條件可表示為：（5-10）依據(jù)式(5-10)，用二級泵站送來的總流量沿各節(jié)點進行流量分配，所得出的各管段所通過的流量，就是各管段的計算流量。在單水源枝狀管網(wǎng)中，各管段的計算流量容易確定。從配水源（泵站或水塔等）供水到各節(jié)點只能沿一條管路通道，即管網(wǎng)中每一管段的水流方向和計算流量都是確定的。每一管段的計算流量等于該管段后面（順水流方向）所有節(jié)點流量和大用戶集中用水量之和。因此，對于枝狀管網(wǎng)，若任一管段發(fā)生事故，該管段以后地區(qū)就會斷水。對于環(huán)狀管網(wǎng)，各管段的計算流量不是唯一確定的。配水干管相互連接環(huán)通，環(huán)路中每一用戶所需水量可以沿兩條或兩條以上的管路供給，各環(huán)內(nèi)每條配水管段的水流方向和流量值都是不確定的。在綜合考慮經(jīng)濟性和可靠性后，可按如下步驟進行環(huán)狀管網(wǎng)流量分配：1首先在管網(wǎng)平面布置圖上，確定出控制點的位置，并根據(jù)配水源、控制點、大用戶及調(diào)節(jié)構筑物的位置確定管網(wǎng)的主要流向。2參照管網(wǎng)主要流向擬定各管段的水流方向，使水流沿最近路線輸水到大用戶和邊遠地區(qū)，以節(jié)約輸水電耗和管網(wǎng)基建投資。3根據(jù)管網(wǎng)中各管線的地位和功能來分配流量。盡量