第1节园林给水工程

第四章风景园林给排水工程本章主要讲述园林中给水、排水工程设计基本原理、工程计算的简单方法，给排水设施的具体选用和设计及相关内容。第一节风景园林给水工程第二节风景园林喷灌工程第三节风景园林排水工程第一节风景园林给水工程请思考：园林中有哪些用水？在园林中，由于游人的活动、动植物的养护、水景工程的供水及消防用水等方面，都需一定量的水，因此必须建立一个给水系统。而给水系统的建立具有一定的工程要求，以保障水质、水压、水量的供给，完成其使用功能。一、城市给水系统概述（一）、什么是给水工程：就是解决生活用水、消防用水、工农业生产用水的工程。（二）、给水水源及其选择1．给水水源的分类与特点（1）地表水：来源于大气降水，包括江、河、湖水。优点：取用方便、水量充沛、投资少。缺点：易受污染、水质差、浊度高（细菌含量高）、含水量不丰富、没有很好的保护带。可直接用于植物养护和选景用，饮用则必须处理（严格净化、消毒）。⑵地下水：包括泉水以及从深井中或管井中取用的水。优点：含水量丰富、无污染，水质较好。缺点：矿质变化程度较高，易形成水垢，投资较大。地下水因其水源不易污染，除必要消毒之外，不必净化。2．给水水源选择选择给水水源，首先应满足水量、水质的要求，注重安全防护、经济并结合公园和风景区的发展。（1）城市公园或近郊风景区可直接从城市的给水管网系统中接入。（2）没有城市给水管网或给水管网水量不能满足园林的要求的前提下，可优先考虑地下水（包括泉水），其次考虑江、河、湖、水库等地表水。一般接城市自来水。如无自来水，可先考虑使用地下水，最后考虑应用地表水。（三）园林给水的分类及要求公园中用水大致可分为以下几方面：生活用水:如餐厅、茶室、小卖部、消毒饮水器等的用水。养护用水:包括植物灌溉、动物笼舍的冲洗及夏季广场园路的喷洒用水等。造景用水:各种水体（溪涧、湖泊、池沼、瀑布、跌水、喷泉等）的用水。消防用水:公园中的古建筑或主要建筑周围应该设消防栓。中水指城市污水经处理设施深度净化后达到国家规定《生活杂用水水质标准》，能在一定范围内重复使用的再生水。可作为浇灌绿地，河湖景观，洗车等非人体接触的用水。园林给水工程的任务：如何经济、合理、安全可靠的满足各方面的用水要求。请再思考这些用水的特点或要求是什么？(水质)生活用水的水质要求比较高，必须经过严格的净化消毒，水质符合国家卫生标准。对饮茶用水要求尤其高。养护用水只要无害于动植物，不污染环境即可。造景用水(尤其是喷泉)要求水中的杂质含量达到一定标准，同时水体不能有异味和有害菌。（四）园林给水的特点是什么？园林中用水点较分散；高程变化大；水质可据用途不同分别处理；用水高峰时间可以错开；饮用水（沏茶用水）的水质要求较高，以水质好的山泉最佳。（五）给水系统的组成及布置形式1．给水系统的组成给水工程可分为三个部分：取水工程、净水工程（沉淀、过滤、消毒等工序）和输配水工程，并用水泵联系，组成一个供水系统。给水工程系统根据水源不同其组成有些差异，如图2-1-2（a）(b)所示。（1）统一给水系统各类用水均按生活饮用水水质标准，用统一的给水管网供给用户的给水系统。（2）分质给水系统取水构筑物从水源地取水，经过不同的净化过程，用不同的管道分别将不同水质的水供给各用户的系统。2．给水系统的布置形式（3）分区给水系统将整个给水系统分为几个系统，分别建立自己的泵站、管网、水塔，有时系统之间保持适当联系，可保证供水安全和调度的灵活性。另外还有分压给水系统、循环给水系统等。（六）、园林给水方式（1）引用式：直接到城市给水管网上取水。（2）自给式：当附近无自来水通过，可就近取地下水或地表水，自成系统，独立给水。（3）兼用式：生活用水引用式，造景、生产用水自给式。（1）引用式：直接到城市给水管网上取水。当园子附近有自来水管道通过时，采用此种给水方式；管线的引入可考虑一点式或多点式。（a）当用水量过大，一点接入无法满足水量要求时，采用多点式。（b）当公园为狭长形，宜采用二点以上式接入，以减少水头损失。1.给水管网布置要求⑴技术上，保证用水量和压力。⑵经济上，一次性投资最小，线路最短，维修费用最小，施工方便。⑶安全上，管网一旦发生事故，仍能保证一定量的供水。二、公园给水管网的布置与计算2.给水管网基本布置形式：（1）树枝式管网：主管从支管上分支连城管网。特点：单向供水。适用于用水点较分散的地方。优点：管线短，投资少。缺点：一旦发现故障，影响面较大，供水不保障，检查不方便，末端容易形成死水，水质容易恶化。（2）环状管网：主管与支管在园内场地上呈环状分布。特点：双向供水，适用于用水连续性较高的区域。优点：供水有保障，水质不易变坏，无“死水”。缺点：管线长，投资高。⑶混合式：主要供水区域采用环状。次要供水区域采用树状，以减少投资。3、管网的布置要点：⑴干管（主管）要通过两侧用水量较大的区域。⑵管线长度在安全合理的前提下，尽量缩短。⑶给水管在上，污水管在下。⑷分段设检查井、阀门井。一般在干管与干管、干管与支管连接处设阀门井，在转折处设检查井，干管直线长度不大于500m设井。⑸管线尽量设在道路一侧或绿地中，尽量减少穿越马路。⑹在保证不受冻的情况下，干管宜随地形起伏敷设，避开复杂地形和难于施工的地段，以减少土石方工程量；⑺管端井应设泄水阀（防止水不流动而变质，变质的水应排出）⑻金属管铺设前要做防锈处理。⑼干管应靠近调节设施（如高位水池或水塔）。为保证消火栓处有足够的水压和水量，应将消火栓与干管相连接，消火栓的布置，应先考虑主要建筑。消火栓设置见下表。4、管网布置的一般规定管道埋深：冰冻地区，应埋设于冰冻线以下40cm处。（北京冰冻线0.8m，沈阳冰冻线1.2m）无冰冻时管顶有外荷载时0.7m管顶无外荷载时0.7m当然管道也不宜埋得过深，埋得过深工程造价高。但也不宜过浅，否则管道易遭破坏。三、与给水管网布置计算有关的几个名词及水力学概念用水量标准:用水量标准是国家根据各地区城镇的性质、生活水平和习惯、气候、房屋设备及生产性质等不同情况而制定的。我国地域辽阔，因此各地的用水量标准也不尽相同。居民生活用水定额单位：L/人.d城市规模特大城市大城市中、小城市用水分区最高日平均日最高日平均日最高日平均日一180-270140-210160-250120-190140-230100-170二140-200110-160120-18090-140100-16070-120三140-180110-150120-16090-130100-14070-110注：1．居民生活用水指：城市居民日常生活用水，包括居民的饮用、烹调、洗涤等。2．城市规模按《中华人民共和国城市规划法》分类特大城市：市区和近郊非农业人口100万及以上的城市大城市：市区和近郊非农业人口50万及以上，100万以下的城市中等城市：市区和近郊非农业人口20万及以上，50万以下的城市小城市：市区和近郊非农业人口20万以下的城市3．一区包括：贵、川、鄂、湘、黔、浙、闽、粤、桂、海、沪、云、苏、皖、渝二区包括：黑、吉、辽、京、津、冀、晋、豫、鲁、宁夏、陕、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区三区包括新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西地面。最高日用水量：就是园林用水最多的那一天消耗的水量。用Qd表示。最大时用水量：用水量最大一天中消耗水量最多的那一小时的用水量。用Qh表示。最高日用水量对平均日用水量的比值，称日变化系数。(园林：kd=2-3)最高时用水量对平均时用水量的比值，称为时变化系数。(园林：kh=4-6)日变化系数和时变化系数：每米长管线长度所承担的配水流量，称之为长度比流量qs。流量：指在一定的水流断面上单位时间内流过的水量。单位L/Sm3/h集中流量：对干管来说，大用水户是集中泄流，称之为集中流量Qn；沿程流量：而零散居民户的用水则称之为沿程流量qn长度比流量：单位时间内水流流过某管道的量，称为管道流量。其单位一般用1/s或m3/h表示。其计算公式如下：Q=ω×vQ——流量（l／s或m3／h）；ω——管道断面积（cm2或m2）。v——流速（m／s）。由此可知：Q一定，ω↓，V↑；ω↑，V↓经济流速:所以在选择管材料大小时，选小的，则V↑，水头损失亦大，→动力投资大，但管材投资小。选大的，则V↓，水头损失小，→动力投资小，但管材投资大。经济流速：使整个给水系统的成本降至最低时的流速，即管网造价和一定年限内的经营管理费用最低。经济流速可按下列经验数值采用：小管径D。100～400mmv取0.6～1.0m／s大管径D。＞400mmv取1.0～1.4m／s在给水管上任意点接上压力表，都可测得一个读数，这数字便是该点的水压力值。1kg／cm²水力=10mH2O=100KPa水压力水在管道中流动，对管壁会造成一定的压力，这个压力就叫水压力。一般用kg／cm2表示。为计算方便，又常用“水柱高度表示”又称水头。水在管中流动，水和管壁发生摩擦，克服这些摩擦力而消耗的势能就叫水头损失。水头损失：（一）、目的：由最高日最高时用水量确定管段的流量，继而确定管段管径，再计算管网水头损失，然后确定所需供水水压；如公园给水管网自设水源供水，则须确定水泵所需扬程及水塔（或高位水池）所需高度。Q=ω×v四、给水管网水力计算（二）、计算步骤1、有关图纸、资料的搜集与研讨：首先从公园设计图纸、说明书等，了解原有的或拟建的建筑物、设施等的用途及用水要求、各用水点的高程等。然后根据公园所在地附近城市给水管网布置情况，掌握其位置、管径、水压及引用的可能性。如公园（特别是地处郊区的公园）自设设施取水，则须了解水源（如泉等）常年的流量变化、水质优劣等。2、布置管网：在公园设计平面图上，走出给水干管的位置、走向，并对节点进行编号，量出节点间的长度。3、进行计算：（l）求用水点的用水量最高日用水量Qd=q×N（l／d或m³／d）（Qd—最大日用水量（l／d）；q—用水量标准（最大日）；N—游人数（服务对象数目）或用水设施的数目。）最高时用水量Qh=Qd/24×Kh（l／h或m³／h）Kh—时变化系数（公园中Kh值可取4～6）。设计秒流量q0=Qh/3600(L/s)4、确定各管段的管径根据各用水点的设计秒流量q0及要求水压查水力计算表，确定用水点与给水干管之间的管段和管径。5.水头损失公园中所设的给水管网无论采用城市自来水还是自设水泵取水，都必须考虑：水在管道中流动克服管道阻力产生的水头损失；6.计算公园最不利点配水水压的要求。（课本P64例题）用水点与引水点的高程差；用水点建筑的层数高低及用水点的水压要求等；水头计算公园给水干管所需水压可按下式计算：H=H1+H2+H3+H4；式中：H——引水管处所需的总水压(Pa)；H1——引水点和用水点之间的地面高程差(m)；H2——用水点与建筑物进水管之间的高差(m)；H3——用水点所需的工作水头(Pa)；H4——沿程水头损失和局部水头损失之和(Pa)。通过上述的水头计算，若引水点的自由水头高于用水点的总水压要求，则说明该管段的设计是合理的。H2——用水点与建筑物进水管之间的高差(m)；H3——用水点所需的工作水头(Pa)；H4＝hy＋hj（mH2O）hy=i×L（mH2O）hy——沿程水头损失（mH2O）i——单位长度的水头损失值；L——管段长度（m）；hj——局部水头损失；局部水头损失一般情况下不需计算，而是按不同用途管道的沿程水头损失值的百分比采用；生活用水管网为25％～30％，生产用水管网为20％，消防用水管网为10％。四、给水管材和管网附属设施给水工程中，管网投资约占工程费的30%--80%。管道工程总投资中，管材费用至少在1/3以上。管材对水质有影响，管材的抗压强度影响管网的使用寿命。（一）给水管材管网属于地下永久性隐蔽工程设施，要求很高的安全可靠性，目前常用的给水管材有下列几种：1．铸铁管含碳量大于2%的铁碳合金经熔融浇铸铸造成型的无缝