第2章-给水排水管网工程规划.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,【,知识点,】,给水排水工程规划原则和工作程序、城市用水量预测、管渠定线、管网布置原则、工程建设投资费用计算方法。,【,能力目标,】,熟练识记,城市用水量预测、管渠定线、管网布置原则；,熟练掌握及运用,城市用水量预测、管渠定线和管网布置原则。,第二章 给水排水管网工程规划,1,给水排水管道系统,第,2,章,给水排水管网工程规划,2,前,一,章对给水排水及管网系统做了介绍：,1.,系统的功能和组成,引 言,水量保障、水质保障、,水压保障,用水量定额（表）、,用水量表达方式、,用水量变化系数,流量关系、,水质关系、,水压关系,2.,用水量,3.,系统的工作原理,管网输送、,水量调节、,水压调节,给水：输水管、配水管网、水压及水量调节设施等；,排水：收集设施、排水管网、水量调节池、提升泵站、废水输水管等。,给水：水源（单水源、多水源）；构成方式（统一、分区）；输水 方式（重力、压力）,排水：合流制、分流制,5.,管网系统类型与体制,原水取水、,给水处理、,给水管网、,排水管网、,废水处理、,排放和重复利用,4.,管网系统的功能与组成,3,第二章 给水排水管网工程规划,2.1,给水排水工程规划原则和工作程序,2.2,城市用水量预测计算,2.3,给水管网系统规划布置*,2.4,排水管网系统规划布置*,2.5,给水排水工程技术经济分析方法,4,2.1,给水排水工程规划原则和工作程序,给水排水工程规划是城市总体规划的,一部分,：城市布局、用地规划、功能分区、资源配置、能源配置；必须与城市总体规划相协调。（期限,20,年）,城市总体规划专业功能：资源、交通、给水、排水、环境、能源、通讯等保障总体规划实施；,5,2.1,给水排水工程规划原则和工作程序,给水排水工程专项,规划内容：,给水水源,；,给水处理厂,；,给水管网,；,排水管网,；,排水处理厂,；,废水排放与利用,6,2.1,给水排水工程规划原则和工作程序,给水排水工程专项,规划任务：,(1),确定给水排水系统的,服务范围与建设规模,；,(2),确定,水资源,综合利用与保护措施；,(3),确定,系统组成与体系结构,；,(4),确定给水排水,主要构筑物,的位置；,(5),确定给水排水处理的,工艺流程与水质保证措施,；,(6),给水排水管网,规划和干管布置与定线,；,(7),确定,废水的处置方案,及其环境影响评价；,(8),给水排水工程规划的,技术经济比较,，包括经济、环境和社会效益分析；,规划期限：近期,510,年，远期,1020,年。,7,2.1,给水排水工程规划原则和工作程序,1.,给水排水工程规划原则,国家和地方相关政策和法规,城镇及工业企业规划时应兼顾给水排水工程,给水排水工程规划要服从城镇发展规划,合理确定远近期规划与建设范围,合理利用水资源与环境保护（水源合理利用）,规划方案尽可能经济和高效,“城市规划法”；“环境保护法”；,“水污染防治法”；“海洋环境保护法”；,“水法”；,“城市供水条例”；“城市排水条例”；,“饮用水水源保护区污染防治管理规定”；,“城市地下水开发利用保护管理规定”；,“生活饮用水水源水质标准”；,“生活饮用水卫生标准”；,“防洪标准”；,工程设计规范、设计标准。,8,2.1,给水排水工程规划原则和工作程序,2.,给水排水工程规划工作程序,明确规划任务，确定编制规划依据,调查收集必须的基础资料，进行现场勘察,确定城市,用水定额,(,表,),，估算用水量与排水量,(,依据,),制定给水排水工程规划方案,根据规划期限，提出分期实施规划的步骤和措施,编制规划文件，绘制工程规划图纸，完成规划文本,9,2.,2,城市用水量预测计算,城市用水量的表达？,城市用水量预测计算,是决定水资源使用量、建设规模、投资额的依据。,城市用水量预测计算,包括：,城市给水工程统一供给的部分；,城市给水工程统一供给以外的所有用水量的总和。,回顾,居民生活用水量、公共设施用水量、工业企业、消防、市政、未预见及管网漏失。,城市人口用水指标：,居民生活用水量,；,(,人均,),综合生活用水量,：居民、公共建筑；,城市,(,人均,),综合用水量,：居民、公共建筑、市政、消防用水量、工业,;,10,2.,2,城市用水量预测计算,城市用水量预测方法,分类估算法,按照用水性质分类（生活、生产等）确定各类用水量标准确定各类用水量累计总用水量。,单位面积法,最高日用水量指标,表,2.1,城市单位建设用地,最高日用水量指标,(10,4,m,3,/(km,2,d),11,2.,2,城市用水量预测计算,城市用水量预测方法,人均综合指标法,最高日用水量指标,人均综合用水量,表,2.3,城市人均综合最高日用水量指标,（,m,3,/Capd,）,12,13,室外给水设计规范,表,4.0.3-1,居民生活用水定额,(L/,人,d),表,4.0.3-2,综合生活用水定额,(L/,人,d),14,2.,2,城市用水量预测计算,城市用水量预测方法,年递增率法,曲线型外推模型,供水量逐年递增的趋势，可以如下公式表达：,（,m,3,/d,）,Q,0,起始年份平均日用水量，,m,3,/d,；,Q,a,第,n,年的平均日用水量，,m,3,/d,；,用水量年平均增长率，；,t,年数，,a,。,适用于具有规律的发展。,15,2.,2,城市用水量预测计算,城市用水量预测方法,生长曲线法,表达公式如下：,（,m,3,/d,）,Q,预测用水量，,m,3,/d,；,L,预测用水量的上限值，,m,3,/d,；,a,，,b,待定参数。,适用于初始发展速度较快，之后发展缓慢。,16,2.,2,城市用水量预测计算,城市用水量预测方法,线性回归法,一元线性回归模型,预测公式表达如下：,（,m,3,/d,）,Q,0,起始年份平均日用水量，,m,3,/d,；,Q,a,第,n,年的平均日用水量，,m,3,/d,；,Q,日平均用水量的年平均增量，根据历史数据回归,计算求得,(m,3,/d,）,/a,；,t,年数，,a,。,17,2.,3,给水管网系统规划布置,1.,给水管网布置原则与形式,(1),给水管网布置原则,按照城市总体规划，结合实际情况，多方案比较；,选布输水管渠及,(,主,),干管，再布一般管线及设施；,尽量缩短管线，节约投资及运行管理费用；,协调与道路、其他管路的关系；,保证供水可靠性；,少占农田；,尽量保证施工、运行和维护方便；,远近期结合，留有发展余地。,18,2.,3,给水管网系统规划布置,1.,给水管网布置原则与形式,(2),给水管网布置形式,基本形式,树状网、环状网,树状网（,Branched networks,）,优点：管道长度小，节约投资；,缺点：供水可靠性、水质安全性较差。,环状网（,Looped networks,）,优点：供水安全可靠性高；,缺点：造价明显地比树状网高。,城市管网设计：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。,19,输水管渠：从,水源到水厂,或,水厂到,相距较远给水,管网,的管道或渠道。,(,输水方式：重力式或压力式。,),特点：距离长（趋势）、定线复杂化。,注意基本原则，灵活运用。,安全措施：两条输水管渠、设置连接管；设置排气阀（排气）；设置泄水阀（排水）；寒冷地区防冻。,2.,3,给水管网系统规划布置,2.,输水管渠定线,20,给水管网定线：在地形平面图上确定管线的,走向和位置,。,定线的对象：,干管管径较大，用以输水到各用水地区。干管间距可根据街区情况，采用,500800m,（距离尽可能短、用水量较大地区）；,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,8001000m,左右（重新分配流量、缩小断水范围）。,2.,3,给水管网系统规划布置,3.,给水管网定线,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,。,21,2.,3,给水管网系统规划布置,3.,给水管网定线,1,一水厂；,2,一干管；,3,一分配管；,4,一高地水库,22,2.,4,排水管网系统规划布置,1.,排水管网布置原则与形式,(1),排水管网布置原则,按照城市总体规划，结合实际情况，多方案比较,；,确定排水区域与排水体制，布置顺序从干管到支管；,尽量采用重力流（利用地形），缩短管线、减少埋深；,协调与其他管路的关系,；,尽量保证施工、运行和维护方便；,远近期结合，留有发展余地，尽可能分期实施,。,23,2.,4,排水管网系统规划布置,1.,排水管网布置原则与形式,(2),排水管网布置形式,布置形式：树状网。,输水方式：重力输水。,管道分级：主干管、干管、支管。,树状网的两种基本布置形式：平行式和正交式。,平行式,：排水干管与地形等高线平行，主干管与等高线垂直。适应于,城市地形坡度较大时,，可减少管道埋深，,改善,干管,的水力条件,。,正交式,：排水干管与地形等高线垂直，主干管与等高线平行。,适应于地形平坦略向一边倾斜,。,24,正交式,平行式,污,水,灌,溉,管,支管,干管,主干管,支管,干管,主干管,污水厂,污水厂,污,水,灌,溉,管,泵站,泵站,25,排水管网规划布置的不同形式,26,2.,4,排水管网系统规划布置,1.,排水管网布置原则与形式,(3),排水管道的连接方式,连接方式的设置点：排水管网中的,管道交汇处,、直线管道中的,管径变化,、,方向的改变,以及管道,高程变化点,。,连接井：统称为窨井，主要为检查井和跌水井等。,检查井：在管道交汇、直线管道中的管径变化、方向的改变处设置，,保证衔接通畅，方便清通和维护,。,跌水井：用于管道高程变化的连接和较大水流落差的消能，防止管道被强力冲刷而损坏。,27,28,2.,4,排水管网系统规划布置,2.,污水管网布置（步骤）,(1),划分排水区域,(,2,),干管布置与定线,(,3,),支管布置与定线,I,III,II,IV,29,2.,4,排水管网系统规划布置,3.,雨水管渠布置,要求：雨水顺畅排出。,雨水管渠设施：,雨水口,雨水管渠,检查井,出水口,雨水泵房,雨水调节池,雨水排放口,30,2.,4,排水管网系统规划布置,4.,废水综合治理和区域排水系统,区域（或流域）排水系统：将两个以上城镇地区的污水统一排除和处理的系统。,1,区域主干管；,2,压力管道；,3,新建城市污水干管；,4,泵站；,5,区域污水厂,31,2.,5,给水排水工程技术经济分析方法,技术经济分析：是在满足工程建设目标的条件下（技术上可行），计算方案的经济费用。,最佳的规划方案,:,多个方案的,技术,和,经济,分析、比较。,(1),规划方案满足城市发展目标要求，技术先进、合理、可行、可靠；,(2),投资最省,符合当时当地的投资能力。,(3),避免投资失误和浪费。,32,2.,5,给水排水工程技术经济分析方法,(1),数学分析法：最优化数学模型。,目标函数工程建设投资费用最小；,约束条件边界条件（技术条件）。,通过数学最优化求解（管网系统投资最小、路径最短、管径最优）。,Min C=F(Q,L,D),(2),方案比较法,:,两个以上规划方案。,原则：技术方案可行性、安全性、先进性；,投资合理性投资最低。,1.,技术经济分析方法,33,(1),静态年计算费用法 固定货币现值,工程建设投资建设投资 运行费用,式中，,W,年计算费用，元,a,；,C,工程项目投资额，元；,T,投资偿还期，,a,，,1520,年,(,由项目的性质和投资来源决定,),；,Y,年运行费，元,a,。,2.,5,给水排水工程技术经济分析方法,2.,工程建设投资费用计算方法,34,(2),动态年计算费用法时间价值,动态年计算费用法是针对不同时间的经济因素的变化，对项目在一定时期内发生的投资、运行成本等费用,折算成当前的现值,作为经济比较的指标，称为折现计算。不同的分期投资建设具有不同的经济效益。,复利法计算公式,当资金的现值为,P,，利率为,i,%,，,n,年后的资金终值,F,为：,2.,5,给水排水工程技术经济分析方法,2.,工程建设投资费用计算方法,35,(2),动态年计算费用法时间价值,终值折现计算公式：当已知资金的终值为,F,，现值,P,为,式中,a,折现系数。,将资金的终值折算为现值称为贴现，相应的利率称为贴现率（浮动值）。,2.,5,给水排水工程技术经济分析方法,2.,工程建设投资费用计算方法,36,(2),动态年计算费用法时间价值,工程年计算费用,年平均分摊资金额 项目年运行费用,当资金现值为,P,，利率为,i,%,，设在,n,年内各年平均分摊资金现金,A,，则各年分摊资金现值的计算方法如下：,2.,5,给水排水工程技术经济分析方法,2.,工程建设投资费用计算方法,37,为保证,n,年的资金现值为,P,得到回收，则有：,工程项目的年计算费用值为：,式中，,资金回收系数，表示资金现金在,n,年内每年平均分摊的份额（,1/,n,）。,38,【,例,3.1,】,某给水工程项目建设投资为,5800,万元，年运行费用为,245,万元,/,年，求：,1,）投资偿还期为,20,年的静态年计算费用值；,2,）利率为,5.5,，还款期为,20,年的动态年计算费用值。,【,解,】,静态年计算费用值为：,动态年计算费用值：,39,作业,3.,4.,13.,40,