给水排水管网工程规划

第第2 2章章给水排水管网工程规划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给水排水工程规划原则和工作程序 城市城市总体规划总体规划：城市布局、用地规划、功能分区、：城市布局、用地规划、功能分区、资源配置、能源配置；资源配置、能源配置；城市总体规划专业功能城市总体规划专业功能：资源、交通、给水、排水、资源、交通、给水、排水、环境、能源、通讯等保障总体规划实施；环境、能源、通讯等保障总体规划实施；给水工程给水工程专项规划专项规划和排水工程和排水工程专项规划专项规划内容：内容：用水量预测、水源规划和保护、给水处理厂、给水管用水量预测、水源规划和保护、给水处理厂、给水管网、排水管网、污水处理厂和污水排放与利用、投资网、排水管网、污水处理厂和污水排放与利用、投资匡算等；匡算等；供水工程规划设计规范；供水工程规划设计规范；排水工程规划设计规范。排水工程规划设计规范。给水排水专项规划内容给水排水专项规划内容1）确定给水排水系统的服务范围与建设规模；）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；）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；）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；）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；）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；）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；）确定废水的处置方案及其环境影响评价；8）给给水水排排水水工工程程规规划划的的技技术术经经济济比比较较，包包括括经经济济、环环境境和和社会效益分析；社会效益分析；规划期限：近期规划期限：近期510年，远期年，远期1020年。年。（1 1）国家和地方的相关法律政策和法规）国家和地方的相关法律政策和法规o城市规划法；水法；城市规划法；水法；o环境保护法；环境保护法；海洋环境保护法；海洋环境保护法；o水污染防治法；水污染防治法；o城市供水条例；城市供水条例；城市排水条例；城市排水条例；o饮用水水源保护区污染防治管理规定；饮用水水源保护区污染防治管理规定；o城市地下水开发利用保护管理规定；城市地下水开发利用保护管理规定；o生活饮用水水源水质标准；生活饮用水水源水质标准；o生活饮用水卫生标准；生活饮用水卫生标准；o防洪标准；防洪标准；o工程设计规范、设计标准。工程设计规范、设计标准。2.1.1 给水排水工程规划原则给水排水工程规划原则（2 2）城镇及工业企业规划应兼顾给水排水工程城镇及工业企业规划应兼顾给水排水工程 o城镇及工业企业规划时应考虑水源条件，在水源缺乏的地区，城镇及工业企业规划时应考虑水源条件，在水源缺乏的地区，不宜盲目扩大城市规模，也不宜设置用水量大的工厂。用水不宜盲目扩大城市规模，也不宜设置用水量大的工厂。用水量大的工业企业一般应设在水源较为充沛的地方。量大的工业企业一般应设在水源较为充沛的地方。o对于采用统一给水系统的城镇，一般在给水厂站附近或地形对于采用统一给水系统的城镇，一般在给水厂站附近或地形较低处的建筑层次可以规划得较高些，在远离水厂或地形高较低处的建筑层次可以规划得较高些，在远离水厂或地形高处的建筑层次则宜低些。对于工业企业生产用水量占供水量处的建筑层次则宜低些。对于工业企业生产用水量占供水量比例较大的城镇应把同一性质的工业企业适当集中，或者把比例较大的城镇应把同一性质的工业企业适当集中，或者把能复用水的工业企业规划在一起，以便就近统一供应同一水能复用水的工业企业规划在一起，以便就近统一供应同一水质的水和近距离输送复用，或便于将相近性质的废水集中处质的水和近距离输送复用，或便于将相近性质的废水集中处理。理。（3 3）给水排水工程规划要服从城镇发展规划给水排水工程规划要服从城镇发展规划 o城镇及工业区总体规划中的设计规模、设计年限、功能城镇及工业区总体规划中的设计规模、设计年限、功能分区布局、城镇人口的发展、居住区的建筑层数和标准分区布局、城镇人口的发展、居住区的建筑层数和标准以及相应的水量、水质、水压资料等，是以及相应的水量、水质、水压资料等，是给水排水系统给水排水系统规划的主要依据规划的主要依据。o当地农业灌溉、航运、水利和防洪等设施和规划等是水当地农业灌溉、航运、水利和防洪等设施和规划等是水源和排水出路选择的重要影响因素；城市和工业企业的源和排水出路选择的重要影响因素；城市和工业企业的道路规划、地下设施规划、竖向规划、人防工程规划、道路规划、地下设施规划、竖向规划、人防工程规划、防洪工程规划等单项工程规划对给水排水工程的规划设防洪工程规划等单项工程规划对给水排水工程的规划设计都有影响，要从全局出发，合理安排，构成城市建设计都有影响，要从全局出发，合理安排，构成城市建设的有机整体。的有机整体。（4 4）合理确定远近期规划与建设范围合理确定远近期规划与建设范围 基本原则：远期规划，近期设计，分期建设。基本原则：远期规划，近期设计，分期建设。例例如如，近近期期给给水水先先建建一一个个水水源源，一一条条输输水水管管以以及及树树枝枝状状配配水水管管网网，远远期期再再逐逐步步发发展展成成多多水水源源、多多输输水水管管和和环环状状配配水水管管网网；地地表表水水取取水水构构筑筑物物及及取取水水泵泵房房等等土土建建如如采采用用分分期期施施工工并并不不经经济济，故故土土建建可可按按远远期期规规模模一一次次建建成成，但但其其内内部部设设备备则则应应按按近近期期所所需需进进行行安安装装，投投入入使使用用后后再再分分期期安安装装或或扩扩大大；在在环环境境容容量量许许可可的的前前提提下下，排排水水管管网网近近期期可可以以就就近近排排入入水水体体，远远期期可可采采用用截截流流式式合合流流排排水水体体制制并并输输送送到到排排水水处处理理厂厂处处理理，或或近近期期先先建建污污水水与与雨雨水水合合流流排排水水管管网网，远远期期另另建建污污水水管管网网和和污污水水处处理理厂厂，实实现现分分流流排排水水体体制制；排排水水主主干干管管（渠渠）一一般般应应按按远远期期设设计计和和建建设设更更经经济济；给给水水和和排排水水的的调调节节水水池池并并不不会会随随远远期期供供水水或或排排水水量量同同步步增增大大，因因为为远远期期水水量量变变化化往往往往较较小小，如如经经计计算算远远期期水水池池调调节节容容积积增增加加不不多多，则则可可按按远远期期设设计计和和建建设。设。（5 5）合理利用水资源和保护环境合理利用水资源和保护环境-认真勘察研究当地水资源状况（地表水源和地下水源）；认真勘察研究当地水资源状况（地表水源和地下水源）；-合合理理开开发发利利用用水水资资源源：综综合合协协调调不不同同行行业业和和用用户户用用水水需需求；求；-系系统统的的安安全全和和经经济济性性评评价价：供供水水水水质质，水水文文地地质质，取取水水工程，水处理设施，管网。工程，水处理设施，管网。（6 6）规划方案应尽可能经济和高效规划方案应尽可能经济和高效 o保证技术合理和工程可行性，提高给水排水工程投资效保证技术合理和工程可行性，提高给水排水工程投资效益，降低工程项目运行成本。益，降低工程项目运行成本。通过多方案比较分析，选择尽可能经济的工程规划方案。通过多方案比较分析，选择尽可能经济的工程规划方案。o体系结构经济性影响因素：分区供水，分质供水，分质体系结构经济性影响因素：分区供水，分质供水，分质排水；供水压力确定；排水管网提升措施等。排水；供水压力确定；排水管网提升措施等。（1 1）明确任务，确定依据：）明确任务，确定依据：规划项目性质，规划设计目的、任务与内容；规划项目性质，规划设计目的、任务与内容；有关方针政策文件，城市总体规划；有关方针政策文件，城市总体规划；主管部门委托书，签订项目合同。主管部门委托书，签订项目合同。（2 2）调查收集基础资料：图文资料，现状实况。）调查收集基础资料：图文资料，现状实况。现场勘察：在充分掌握资料基础上，进一步调查研究和现场踏勘，现场勘察：在充分掌握资料基础上，进一步调查研究和现场踏勘，全面掌握水环境、水资源、地形、地质等数据资料，为厂站选址、全面掌握水环境、水资源、地形、地质等数据资料，为厂站选址、管网布局、等规划方案奠定基础。管网布局、等规划方案奠定基础。（3 3）流量计算：合理确定城市用水定额，估算用水量与排水量，确保）流量计算：合理确定城市用水定额，估算用水量与排水量，确保数据的科学性。数据的科学性。（4 4）制定规划方案：系统体系结构、水源与取水点选择、厂址选择、）制定规划方案：系统体系结构、水源与取水点选择、厂址选择、处理工艺、管网布置等。通过技术经济比较与分析，确定最佳方案。处理工艺、管网布置等。通过技术经济比较与分析，确定最佳方案。（5 5）规划实施方案：根据规划期限，提出分期实施规划的步骤和措施，）规划实施方案：根据规划期限，提出分期实施规划的步骤和措施，节省资金，提高项目投资效益。节省资金，提高项目投资效益。（6 6）编制规划文件：）编制规划文件：完成规划成果文本，绘制工程规划图纸。完成规划成果文本，绘制工程规划图纸。2.1.2 给水排水工程规划工作程序给水排水工程规划工作程序 2.2城市用水量预测计算（1）分类估算法）分类估算法 对用水进行分类（见第对用水进行分类（见第1.2.1节），确定用水量标准，计算各类用水量，节），确定用水量标准，计算各类用水量，累计计算总用水量。（该方法比较详细，累计计算总用水量。（该方法比较详细，主要用于设计计算主要用于设计计算，详见第，详见第6章论述）。章论述）。（2）单位面积法）单位面积法【最高日用水量指标最高日用水量指标（104 m3/km2d）】（3）人均综合指标法最高日用水量指）人均综合指标法最高日用水量指标标（m3/Capd），），称称“人均综合用水量”。注：1、特大城市指市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市；大城市指市区和近郊区非农业人口50万及以上，不满100万的城市；中等城市指市区和近郊区非农业人口20万及以上，不满50万的城市；小城市指市区和近郊区非农业人口不满20万的城市。2、一区：贵州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、云南、江苏、安徽、重庆；二区：黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东地区；三区：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。经济开发区和特区城市，根据用水实际情况，用水定额可酌情增加。o实实践践证证明明，单单位位面面积积法法和和人人均均综综合合指指标标法法计计算算的的用用水水量量指指标标偏偏高高，应应予予以以修修正正。这这里里仅仅作作为为规规划划设设计计用用水水量量计计算算方方法法介介绍绍。在在实实际际规规划划设设计计工工作作中中，应应通通过过科科学学研研究究，用用节节约约用用水水和和水水资资源源可可持持续续开开发发利利用用思思想想指指导导工工程程规划工作。规划工作。（4）年递增率法）年递增率法（5）线性回归法）线性回归法 式中式中Q0起始年份平均日用水量，起始年份平均日用水量，m3/d；Qa起始年份后第起始年份后第n年的平均日用水量，年的平均日用水量，m3/d；用水量年平均增长率，；用水量年平均增长率，；t年数，年数，a。上式是一种指数曲线型的外推模型，用来预测计算未来年份的规划预测总用水量。上式是一种指数曲线型的外推模型，用来预测计算未来年份的规划预测总用水量。式中式中 日平均用水量的年平均增量日平均用水量的年平均增量(m3/d)/a，根据历史数据回归计算。根据历史数据回归计算。（6）生长曲线法）生长曲线法 式中式中 待定参数；待定参数；预测用水量，预测用水量，m3/d；L预测用水量的上限值，预测用水量的上限值，m3/d。2.32.3给水管网系统规划布置给水管网系统规划布置2.3.12.3.1给水管网布置原则与形式给水管网布置原则与形式（1 1）给水管网布置原则）给水管网布置原则 1 1）城市总体规划，当地实际情况，多方案技术经济比较；）城市总体规划，当地实际情况，多方案技术经济比较；2 2）主次明确，先布置输水管渠与主干管布置，后布置一般）主次明确，先布置输水管渠与主干管布置，后布置一般管线与设施；管线与设施；3 3）尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用；）尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用；4 4）协调与其它管道、电缆和道路等工程的关系；）协调与其它管道、电缆和道路等工程的关系；5 5）保证供水安全可靠性；）保证供水安全可靠性；6 6）减少拆迁，少占农田；）减少拆迁，少占农田；7 7）施工、运行和维护方便；）施工、运行和维护方便；8 8）近远期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性。）近远期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性。（2）给水管网布置基本形式）给水管网布置基本形式树状网和环状网树状网和环状网 树状网（树状网（Branched networks）：）：优点优点：管道长度小，节约投资；：管道长度小，节约投资；缺点缺点：供水可靠性、水质安全性较差。：供水可靠性、水质安全性较差。环状网环状网（Looped networks）：）：优点优点：供水安全可靠性高；：供水安全可靠性高；缺点缺点：造价明显地比树状网高。：造价明显地比树状网高。图图2.1树状网树状网 图图2.2环状网环状网 2.3.22.3.2输水管渠定线输水管渠定线定义：从水源到水厂或水厂到相距较远给水管网的管道或渠道叫做输水管渠。定义：从水源到水厂或水厂到相距较远给水管网的管道或渠道叫做输水管渠。有从几十公里甚至几百公里外取水的远距离输水管渠，定线就比较复杂。有从几十公里甚至几百公里外取水的远距离输水管渠，定线就比较复杂。特点：距离长，河流、高地、交通路线等交叉较多；缺乏现场数据资料；造特点：距离长，河流、高地、交通路线等交叉较多；缺乏现场数据资料；造价昂贵。价昂贵。定线基本原则：与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，按最短的距离定线基本原则：与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，按最短的距离输水；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；输水；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；应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修；应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修；减少与铁路、公路和河流的交叉；避免穿越滑坡、岩层、沼泽、地下水减少与铁路、公路和河流的交叉；避免穿越滑坡、岩层、沼泽、地下水位高和河水淹没与冲刷地区；降低造价和便于管理。位高和河水淹没与冲刷地区；降低造价和便于管理。图图2.3重力管和压力管相结合输水重力管和压力管相结合输水1、3一泵站；2、4一高位水池2.3.22.3.2输水管渠定线（续）输水管渠定线（续）安全保障：为保证安全，可以用一条输水管渠而在用水区附近建造水池进行安全保障：为保证安全，可以用一条输水管渠而在用水区附近建造水池进行流量调节，或者采用两条及以上的输水管渠。流量调节，或者采用两条及以上的输水管渠。供水不许间断时，输水管供水不许间断时，输水管渠一般不宜少于两条渠一般不宜少于两条。输水方式输水方式：（：（1）泵站加压输水泵站加压输水：水源低于给水区（如取用江河水），需要：水源低于给水区（如取用江河水），需要采用泵站加压输水，有时需在输水途中再设置加压泵站采用泵站加压输水，有时需在输水途中再设置加压泵站；（；（2）重力管）重力管渠输水渠输水：水源位置高于给水区，例如取用蓄水库水时，有可能采用重力：水源位置高于给水区，例如取用蓄水库水时，有可能采用重力管渠输水。管渠输水。连接管：为避免输水管渠局部损坏时，输水量降低过多，应在平行的连接管：为避免输水管渠局部损坏时，输水量降低过多，应在平行的2条或条或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。断水范围。进排气阀和泄水阀：输水管的最小坡度应大于进排气阀和泄水阀：输水管的最小坡度应大于1:5D，D为管径，以为管径，以mm计。输计。输水管线坡度小于水管线坡度小于1:1000时，应每隔时，应每隔0.51km装置排气阀。即使在平坦地区，装置排气阀。即使在平坦地区，埋管时也应做成上升和下降的坡度，以便在管坡顶点设排气阀，管坡低埋管时也应做成上升和下降的坡度，以便在管坡顶点设排气阀，管坡低处设泄水阀。排气阀一般以每公里设一个为宜，在管线起伏处应适当增处设泄水阀。排气阀一般以每公里设一个为宜，在管线起伏处应适当增设。设。埋设深度：管线埋深应按当地条件决定，在严寒地区敷设的管线应注意防止埋设深度：管线埋深应按当地条件决定，在严寒地区敷设的管线应注意防止冰冻。冰冻。图图2.4输水管平面和纵断面图表达输水管平面和纵断面图表达2.3.3 2.3.3 给水管网定线给水管网定线o给水管网定线在地形平面图上确定管线的走向和位置。在地形平面图上确定管线的走向和位置。o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500800m；o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大小考虑在8001000m左右；左右；o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。o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。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。图图2.5 2.5 供水管网供水管网布置示意图布置示意图 1一水厂；2一干管；3一分配管；4一高地水库 2.4排水管网系统规划布置（1）排水管网布置原则）排水管网布置原则 1）按照城市总体规划，进行多方案技术经济比较；）按照城市总体规划，进行多方案技术经济比较；2）确定排水区域和排水体制，布置排水管网，从干管到支管顺序进行）确定排水区域和排水体制，布置排水管网，从干管到支管顺序进行布置；布置；3）利用地形，采用重力流排水，使管线最短、埋深最小；）利用地形，采用重力流排水，使管线最短、埋深最小；4）协调与其它管道、电缆和道路等的关系，企业内部管网合理衔接；）协调与其它管道、电缆和道路等的关系，企业内部管网合理衔接；5）施工、运行和维护方便；）施工、运行和维护方便；6）远近期规划相结合，考虑发展，分期实施。）远近期规划相结合，考虑发展，分期实施。（2）排水管网布置形式）排水管网布置形式 排水管网一般布置成树状网；排水管网一般布置成树状网；根据地形不同，可采用两种基本布置形式：根据地形不同，可采用两种基本布置形式：平行式平行式 正交式正交式 正交式正交式平行式平行式平行式平行式图图2.6 排水管网布置基排水管网布置基本形式本形式1-支管；2-干管；3-主干管；4-溢流口；5-出口渠渠头；6-泵站；7-污水厂；8-污水灌概管；9-河流平行式：干管与等高线平平行式：干管与等高线平行，主干管与等高线垂直，行，主干管与等高线垂直，适应于大坡度地形，可减适应于大坡度地形，可减小埋深，减少跌水井，改小埋深，减少跌水井，改善水力条件。善水力条件。正交式：干管与等高线垂正交式：干管与等高线垂直，主干管与等高线平行，直，主干管与等高线平行，适应于地形平坦略有倾斜适应于地形平坦略有倾斜的地形。的地形。排水管网规划布置的不同形式图图2.7排水管网布排水管网布置方案置方案1-城市边界城市边界2-排水流域分界线排水流域分界线3-支管支管4-干管、主干管干管、主干管5-出水口出水口6-泵站泵站7-处理厂、灌溉田处理厂、灌溉田8-河流河流（3）排水管网的连接方式）排水管网的连接方式 o排排水水管管网网一一般般依依靠靠重重力力排排水水，管管道道连连接接方方式式是是保保证证管管网网中中水水流流畅畅通通和和运行安全的重要因素。运行安全的重要因素。o排排水水管管网网中中的的管管道道交交汇汇、直直线线管管道道中中的的管管径径变变化化、方方向向改改变变以以及及管管道道高高程程变变化化，均均需需要要设设置置合合理理的的连连接接方方式式。主主要要采采用用连连接接井井方方式式（检检查查井和跌水井等），亦称为窨井。井和跌水井等），亦称为窨井。o检检查查井井的的主主要要功功能能是是在在管管道道交交汇汇、直直线线管管道道中中的的管管径径变变化化、方方向向的的改改变处设置，保证衔接通畅，方便清通和维护。如图变处设置，保证衔接通畅，方便清通和维护。如图2.8（a）所示。）所示。o跌跌水水井井的的主主要要功功能能是是管管道道高高程程变变化化的的连连接接和和较较大大水水流流落落差差的的消消能能，防防止管道被强力冲刷而损坏，如图止管道被强力冲刷而损坏，如图2.8（b）和图）和图2.8（c）所示。）所示。图图2.8（a）管道交汇检查井管道交汇检查井构造示例构造示例不同功能的排水管道检查井的最大间距不同功能的排水管道检查井的最大间距 表表2.4图图2.8（b）竖管式跌水井构造示例图）竖管式跌水井构造示例图 2.8（c）阶梯式跌水井构造示例）阶梯式跌水井构造示例2.4.2 污水管网布置污水管网布置 污水管道规划设计：在城市总平面图上进行管道平面布置，也称污污水管道规划设计：在城市总平面图上进行管道平面布置，也称污水管网定线。水管网定线。主要内容：主要内容：确定排水区界，划分排水流域；确定排水区界，划分排水流域；选择污水厂和出水口的位置；选择污水厂和出水口的位置；拟定污水干管及主干管的路线；拟定污水干管及主干管的路线；设置提升泵站位置；设置提升泵站位置；投资匡算。投资匡算。工作程序：工作程序：一般先确定主干管、再定干管、最后定支管。一般先确定主干管、再定干管、最后定支管。在总体规划中，只决定污水主干管、干管的走向与平面位置。在总体规划中，只决定污水主干管、干管的走向与平面位置。在详细规划中，还要决定污水支管的走向及位置。在详细规划中，还要决定污水支管的走向及位置。管网布置工作步骤：管网布置工作步骤：（1）划分排水区域与排水流域）划分排水区域与排水流域 1）排水区域是规划设计的范围，在排水区域内根据地形划分排水流域。流域）排水区域是规划设计的范围，在排水区域内根据地形划分排水流域。流域边界一般应与分水线相符合。在地形平坦无显著分水线的地区，应使干管在边界一般应与分水线相符合。在地形平坦无显著分水线的地区，应使干管在最大埋深的情况下，使绝大部分污水自流排出。如有河流和铁路等障碍物贯最大埋深的情况下，使绝大部分污水自流排出。如有河流和铁路等障碍物贯穿，应根据地形情况，通过方案比较，决定是否分为多个排水流域。穿，应根据地形情况，通过方案比较，决定是否分为多个排水流域。2）每一个排水流域应有一根或一根以上的干管，根据流域高程情况，确定干）每一个排水流域应有一根或一根以上的干管，根据流域高程情况，确定干管水流方向和需要污水提升的地区。管水流方向和需要污水提升的地区。（2）干管布置与定线）干管布置与定线 1）通过干管布置，将各排水流域的污水收集并输送到污水处理厂或排放口。）通过干管布置，将各排水流域的污水收集并输送到污水处理厂或排放口。污水干管应布置成树状网络，根据地形条件，可采用平行式或正交式布置形污水干管应布置成树状网络，根据地形条件，可采用平行式或正交式布置形式。式。2）定线时应充分利用地形，在排水区域较低的地方敷设主干管及干管，便于）定线时应充分利用地形，在排水区域较低的地方敷设主干管及干管，便于支管污水自流接入。地形较复杂时，宜布置成几个独立的排水系统。若地势支管污水自流接入。地形较复杂时，宜布置成几个独立的排水系统。若地势起伏较大，宜布置成高低区排水系统，尽可能利用重力输水，并减少管道埋起伏较大，宜布置成高低区排水系统，尽可能利用重力输水，并减少管道埋深；个别低洼地区应设置泵站进行局部提升。深；个别低洼地区应设置泵站进行局部提升。3）污水干管一般沿城市道路布置，通常设在污水量较大或地下管线较少一侧污水干管一般沿城市道路布置，通常设在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下。的人行道、绿化带或慢车道下。道路宽度超过道路宽度超过40m时，可考虑在道路两侧各时，可考虑在道路两侧各设一条污水管设一条污水管，以减少连接支管的数目及与其它管道的交叉，并便于施工、，以减少连接支管的数目及与其它管道的交叉，并便于施工、检修和维护管理。检修和维护管理。图图2.9某城市污水管网布置平面图某城市污水管网布置平面图0-排水区界；、-排水流域编号；1、2、3、4-各排水流域干管；5-污水处理厂（3）支管布置与定线）支管布置与定线 污水支管布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接污水支管布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接管排水。管排水。1）当街区面积不大，街区污水管网可采用集中出水方式时，）当街区面积不大，街区污水管网可采用集中出水方式时，街道支管敷设在服务街区较低侧的街道下，称为低边式布置；街道支管敷设在服务街区较低侧的街道下，称为低边式布置；2）当街区面积较大且地形）当街区面积较大且地形平坦时，宜在街区四周的平坦时，宜在街区四周的街道敷设污水支管，称为街道敷设污水支管，称为围坊式布置；围坊式布置；3）街区内污水管网按各建）街区内污水管网按各建筑的需要设计，组成一个筑的需要设计，组成一个系统，再穿过其它街区并系统，再穿过其它街区并与所穿过街区的污水管网与所穿过街区的污水管网相连，称为穿坊式布置。相连，称为穿坊式布置。2.4.3 雨水管渠布置雨水管渠布置 o雨水管渠组成：雨水管渠组成：雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等；雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等；o雨水管渠规划布置内容：雨水管渠规划布置内容：确定排水流域与排水方式，雨水管渠的定线，确定确定排水流域与排水方式，雨水管渠的定线，确定雨水泵房、雨水调节池、雨水排放口的位置。雨水泵房、雨水调节池、雨水排放口的位置。图图2.11雨水口布置雨水口布置（a）雨水口平面布置 （b）路边雨水口布置1-路边石；2-雨水口；3-道路路面 雨水管渠布置规则：雨水管渠布置规则：（1）充分利用地形，就近排入水体。）充分利用地形，就近排入水体。根据地面标高和河道水位根据地面标高和河道水位,划分自排区和强排区。划分自排区和强排区。根据分散和直捷的原则根据分散和直捷的原则,多采用正交式布置多采用正交式布置,以最短距离排入附近水体。以最短距离排入附近水体。雨水干管宜布置在排水流域的中间雨水干管宜布置在排水流域的中间,尽可能扩大重力流排除雨水的范围。尽可能扩大重力流排除雨水的范围。（2）尽量避免设置雨水泵站。）尽量避免设置雨水泵站。雨水泵站投资很大，运转时间短，利用率低，应尽可能靠重力流排水。雨水泵站投资很大，运转时间短，利用率低，应尽可能靠重力流排水。在必须设置雨水泵站时，把经过泵站排泄的流量减少到最小限度。在必须设置雨水泵站时，把经过泵站排泄的流量减少到最小限度。（3）结合街区及道路规划布置。）结合街区及道路规划布置。道路是地面径流的集中地点，应尽量利用道路两侧边沟排除地面径流。道路是地面径流的集中地点，应尽量利用道路两侧边沟排除地面径流。雨水管渠应平行于道路敷设，布置在人行道或草地下，不宜设在干道路雨水管渠应平行于道路敷设，布置在人行道或草地下，不宜设在干道路面下。面下。（4）采用明渠和暗管相结合的形式。）采用明渠和暗管相结合的形式。在市中心区，建筑密度大，交通频繁，采用暗管排水，养护方便，不影在市中心区，建筑密度大，交通频繁，采用暗管排水，养护方便，不影响交通；响交通；在郊区或建筑密度低的地方，可用明渠，降低造价。在郊区或建筑密度低的地方，可用明渠，降低造价。雨水管渠布置规则：雨水管渠布置规则：（续）（续）（5）雨水出口设置。）雨水出口设置。当出口水体离流域很近，水位变化不大，水位低于流域地面标高，建筑当出口水体离流域很近，水位变化不大，水位低于流域地面标高，建筑费用不大时，宜采用分散出口，就近排放，节约投资。反之，则可采用费用不大时，宜采用分散出口，就近排放，节约投资。反之，则可采用集中出口。集中出口。（6）调蓄水体布置。）调蓄水体布置。充分利用地形，选择适当的河湖水面和洼地作为调蓄池，以调节洪峰，充分利用地形，选择适当的河湖水面和洼地作为调蓄池，以调节洪峰，降低沟道设计流量，减少泵站的设置数量。降低沟道设计流量，减少泵站的设置数量。人工开挖池塘或河道，把调蓄水体与景观规划、消防规划结合，亦可以人工开挖池塘或河道，把调蓄水体与景观规划、消防规划结合，亦可以把贮存的水量用于市政绿化和农田灌溉。把贮存的水量用于市政绿化和农田灌溉。（7）设置排洪沟。）设置排洪沟。城市中靠近山麓建设的中心区、居住区、工业区城市中靠近山麓建设的中心区、居住区、工业区,除了应设雨水管道外，除了应设雨水管道外，应考虑在规划地区周围设置排洪沟，以拦截从分水岭以内排泄的洪水，应考虑在规划地区周围设置排洪沟，以拦截从分水岭以内排泄的洪水，避免洪水的损害。避免洪水的损害。2.4.4 废水综合治理和区域排水系统废水综合治理和区域排水系统（1）废水综合规划治理）废水综合规划治理 1）城市区域功能合理规划：）城市区域功能合理规划：合理的工业布局合理的工业布局-保证自然资源的充分利用最佳的经济效果，又能使保证自然资源的充分利用最佳的经济效果，又能使自然资源和自然环境免受破坏，减少废水及污染物的排放量有利于区域自然资源和自然环境免受破坏，减少废水及污染物的排放量有利于区域污染的综合防治。污染的综合防治。合理规划居住区、商业区、工业区等合理规划居住区、商业区、工业区等-使产生废水和污染物的单位尽使产生废水和污染物的单位尽量布置在水源的下游，重视水源保护和污水处理工程规划等。量布置在水源的下游，重视水源保护和污水处理工程规划等。2）合理利用自然环境的自净能力：）合理利用自然环境的自净能力：水体、土壤等自然环境都对污染物具有稀释、转化、扩散、净化等能力，水体、土壤等自然环境都对污染物具有稀释、转化、扩散、净化等能力，污水治理应当充分发挥和合理利用自然环境的自净能力，节省能源，经污水治理应当充分发挥和合理利用自然环境的自净能力，节省能源，经济高效。济高效。3）严格控制废水的排放量：）严格控制废水的排放量：控制和消除产生废水的源头控制和消除产生废水的源头-尽量节约用水、废水重复使用及采用闭尽量节约用水、废水重复使用及采用闭路循环系统，发展不用水或少用水或采用无污染或少污染生产工艺等，路循环系统，发展不用水或少用水或采用无污染或少污染生产工艺等，以减少废水及污染物的排放量。以减少废水及污染物的排放量。（2）区域排水系统区域排水系统 1）将两个以上城镇地区的污水统一排除和处理的系统，称作区域（或）将两个以上城镇地区的污水统一排除和处理的系统，称作区域（或流域）排水系统。以一个大型区域污水厂代替多个分散的小型污水厂，流域）排水系统。以一个大型区域污水厂代替多个分散的小型污水厂，降低污水厂的基本建设和运行管理费用。降低污水厂的基本建设和运行管理费用。2）生活污水和工业废水的混合处理效果和可靠性，大型污水厂比分散）生活污水和工业废水的混合处理效果和可靠性，大型污水厂比分散小型污水厂高。小型污水厂高。3）优点：处理设施大型化集中化，基建和运行管理费用低；污水厂占）优点：处理设施大型化集中化，基建和运行管理费用低；污水厂占地面积小，节省土地；水质、水量变化小，有利于运行管理；河流等水地面积小，节省土地；水质、水量变化小，有利于运行管理；河流等水资源利用与污水排放的体系合理化，形成统一的水资源管理体系等。资源利用与污水排放的体系合理化，形成统一的水资源管理体系等。缺点：工程设施规模大，组织与管理要求高，对整个河流影响较大。缺点：工程设施规模大，组织与管理要求高，对整个河流影响较大。4）在排水系统规划时，通过技术经济比较确定区域排水系统。）在排水系统规划时，通过技术经济比较确定区域排水系统。图图2.12为某地区的区域排水系统的平面示意图。为某地区的区域排水系统的平面示意图。图图2.12区域排水系区域排水系统示意图统示意图1-区域主干管；2-压力管道；3-新建城市污水干管；4-泵站；5-废除的城镇污水厂；6-区域污水厂2.52.5给水排水工程技术经济分析方法给水排水工程技术经济分析方法 o给水排水工程规划方案的科学性和合理性：技术与经济可给水排水工程规划方案的科学性和合理性：技术与经济可行性的最佳规划设计方案。经济上最节省、技术上最可靠。行性的最佳规划设计方案。经济上最节省、技术上最可靠。o技术经济分析方法：数学分析法、方案比较法。技术经济分析方法：数学分析法、方案比较法。1）数学分析法：工程费用最小化数学模型，通过数学最）数学分析法：工程费用最小化数学模型，通过数学最优化求解目标函数最优解。优化求解目标函数最优解。2）方案比较法：通过多方案比较，从中寻求经济效果最）方案比较法：通过多方案比较，从中寻求经济效果最佳者，或称对比分析法。佳者，或称对比分析法。o工程经济费用指标：年计算费用值。工程经济费用指标：年计算费用值。年计算费用值年计算费用值-在项目投资计算期内的建设投资费用和运在项目投资计算期内的建设投资费用和运行管理费用之和的年平均值。年平均费用值最低的工程方行管理费用之和的年平均值。年平均费用值最低的工程方案为最佳方案。案为最佳方案。o年费用计算值计算方法：静态法和动态法。年费用计算值计算方法：静态法和动态法。2.5.12.5.1静态年计算费用法静态年计算费用法 静态年计算费用表达式：静态年计算费用表达式：式中式中W年计算费用，元年计算费用，元a；C工程项目投资额，元；工程项目投资额，元；T投资偿还期，投资偿还期，a，一般由项目的性质和投资来源情况确定；，一般由项目的性质和投资来源情况确定；Y年运行费，元年运行费，元a。静态年计算费用法比较简单，使用方便。静态年计算费用法比较简单，使用方便。投资偿还期具有多方面的影响因素，确定比较困难，给水排水工程的投资偿还期投资偿还期具有多方面的影响因素，确定比较困难，给水排水工程的投资偿还期可以参考国家建设项目的可以参考国家建设项目的“项目计算期项目计算期”，一般可选用，一般可选用15年，最长不宜超过年，最长不宜超过20年。年。2.5.22.5.2动态年计算费用法动态年计算费用法 o动态年计算费用法：针对不同时间的经济因素的变化，对项目在一定动态年计算费用法：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。的指标，称为折现计算。o在工程项目分期投资实施的情况下，采用动态计算法进行多种规划方在工程项目分期投资实施的情况下，采用动态计算法进行多种规划方案和分期投资方案的比较，使项目的经济效益最佳。案和分期投资方案的比较，使项目的经济效益最佳。o投资资金的时间价值计算采用复利法，常用的计算公式：投资资金的时间价值计算采用复利法，常用的计算公式：（1）当资金的现值为）当资金的现值为P，利率为，利率为i%，则，则n年后的资金终值年后的资金终值F为：为：（2）与上式相反，当已知资金的终值为）与上式相反，当已知资金的终值为F，则现值，则现值P为为:式中式中折现系数。折现系数。将资金的终值折算为现值称为贴现，其相应的利率称为贴现率。将资金的终值折算为现值称为贴现，其相应的利率称为贴现率。（3）当资金现值为）当资金现值为P，利率为，利率为i%，设在，设在n年内各年平均分摊资金现金年内各年平均分摊资金现金A，则，则各年分摊资金现值的计算方法如下：各年分摊资金现值的计算方法如下：亦即：亦即：式中式中资金回收系数，表示资金现金在资金回收系数，表示资金现金在n年内每年平均分摊的份额。年内每年平均分摊的份额。年计算费用即为上述的年平均分摊资金额与项目年运行费用之和，即：年计算费用即为上述的年平均分摊资金额与项目年运行费用之和，即：【例例】某某给给水水工工程程项项目目建建设设投投资资为为5800万万元元，年年运运行行费费用用为为245万万元元，求求：1）投投资资偿偿还还期期为为20年年的的静静态态计计算算费费用用值值；2）利利率率为为5.5%，还款期为，还款期为20年的动态年费用值。年的动态年费用值。【解解】静态年计算费用值为：静态年计算费用值为：动态年计算费用值为：动态年计算费用值为：思考题和习题思考题和习题第第2章结束章结束