给排水工程规划设计.

第三章给排水工程规划设计（12学时）本章主要内容：第一节区域水系与区域给排水知识第二节园林给水工程规划设计第三节园林排水工程规划设计第四节园林管线工程的综合第五节给排水管道的施工在人们的生活和生产活动中,水是不可缺少的。在城镇，为了给各生产部门及居民点提供在水质、水量和水压方面均符合国家规范的用水，需要设置一系列的构筑物，从水源取水，并按用户对水质的不同要求分别进行处理，然后将水送至各用水点使用。这一系列的构筑物就叫给水系统。清洁的水经过人们在生活中和生产上的使用而被污染，形成大量成分复杂的污水。这些污水往往含有传染疾病的细菌及各种有害物质，如不经过处理和消毒就排走，将严重污染生态环境，危害人们的身体健康。另外在污水中又含有一些有用物质，经处理可回收利用。为了使排出的污水无害及变害为利，必须建造一系列设施对污水进行必要的处理，这些处理与排除污水的系统就叫排水系统。园林给排水工程与区域水系、区域给水与排水有密切关系，是区域给排水工程的一个组成部分。它们之间有共同点，但又有园林本身的具体要求。以下我们分别介绍有关这方面的基本常识及一些计算方法，以备将来在实际工作中能够解决一些实际问题，或与有关设计部门取得工作上的配合。第一节区域水系与区域给排水知识区域分受人为活动较小的自然区域和人为活动影响较大村镇和城市。风景区、度假区、森林公园、保护区等休闲旅游地受自然区域的水系影响；而城市公园、小游园、苗圃、花园等则受水系和城镇给排水系统的影响。一、自然区域水系、给水与排水（一）自然区域水系水系，也称为“河系”，流域内各种水体构成脉络相通系统的总称。通常包括干流、各级支流、流域内的地下暗流、沼泽及湖泊等。区域水系的某一部分可能是生产和生活的水源或受水体，或是交通水运线，也许是游览景区的景观水体、娱乐水体等。有水有灵气，人们在生产和生活的过程中已经总结出了赖以生存，必须具备的自然条件。有水就有多样的景观和娱乐，植物才能良好生长，创造优美舒适的环境。保护区域水系是区域经济持续发展的基础。（二）自然区域给水系统给水系统包括水源（取水、输水、流水、渗水途径）和措施(盛水、存水的特种地形或构筑物)。水源：河、湖、泉、沼泽湿地。注重水源涵养、水源保护、湿地保护以及水质测定分级。取水：流经村落，挖渠引水，洼地渗水，浅井取水。盛水与存水：人工筑池，小型水库，集水旱窖。要注意消毒。（三）自然区域排水系统小流域治理，陡坡退耕还林，沙地湿地还林还草，防止水土流失；河渠疏导，达标排放；治理下游水体，生态式开发利用。二、城市水系、给水与排水（一）城市水系城市规划部门有河湖组或类似的专项规划部门专门负责城市水体的宏观规划。其主要任务为保护、开发、利用城市水系,调节和治理洪水与淤积泥沙、开辟人工河湖、兴城市水利而防治和减少城市水患。城市绿地规划是城市总体规划的组成之一。城市园林水体又是城市水系的一部分。无论进行城市绿地规划和有水体的公园设计时都要收集、了解和踏查城市水系现状与水系规划。城市用地的水系是难得的自然风景资源,也是城市生态环境质量的要素。应该大力保护天然水体,在保护的前提下加以开发利用。“疏源之去由,察水之来历”。水有源、流、派和归宿。园林中的水景是城市水体的一部分。要着眼于局部与整体的关系。把城市水体组成完整的水系。城市水系在不同的历史时期是有所变迁的。我们研究园林史时则要研究古代水系。以北京为例，早期东有潮白河，西有永定河。元代建元大都时由郭守敬勘察、规划，基本奠定了北京城水系的基础。明代建都后形成目前北京水系的基本骨架。他巧妙地将发源于昌平县的白沙泉北引至西山，再沿西山东麓导引使与玉泉山下的水源汇合，由西北而东南形成长河水系。这条水系加上原发源于万泉庄的万泉河，与北京西北郊的园林关系最为密切。乾隆时期的西北郊，已经形成一个庞大的皇家园林集群。其中规模宏大的五座：香山的静宜园（1）玉泉山静明园（2）万寿山的清漪园（3）圆明园（4）畅春园（7）——后来著称的“三山五园”。图3-1-1乾隆时期北京西北郊园林分布与城市水系玉泉山泉流涌出后又分为三派。一派北去，与市区联系较少。一派向南流名为南旱河。它在玉泉山南侧又分出一支派，由颐和园西堤的玉带桥进入颐和园昆明湖，成为调节北京城用水和灌溉农田的城市蓄水库。再南出绣漪桥向东南流下。至紫竹院又与旧时的高梁河源汇合向东流而形成高梁河。至北京城墙西北角又分三支。其中两支各向东、南流去形成北护城河与西护城河。另一支由豁口以东入城,流经积水潭、后海、北海、中海、南海、中山公园、天安门前金水河,然后成为地下流从南河沿南转再向东注入通惠河。这支水流又从北海以东向南导入紫禁城护城河。又从紫禁城西北角汲入成为贯通故宫的水系。在城市规划方面称为“引水贯都”。见图3-1-2、3-1-3图3-1-2元大都城市水系分布图3-1-3明清时期北京城水系分布元大内御园，主要是琼华岛及其周围的湖泊开拓，命名为“太液池”，为主体池，池中三个岛屿呈南北一线布列，沿袭皇家园林的“一池三山”的传统模式。占去皇城北部和西部的大部分地段，十分开阔空旷。大内御苑建置在皇城或宫城之内，即是皇帝的宅园，行宫御苑和离宫御苑建置在都城的近郊、远郊的风景地带，前者供皇帝游憩或短期驻跸之用，后者则作为皇帝长期居住、处理朝政的地方，相当于一处与大内相联系着的政治中心。离宫御苑——避暑山庄、三山五园。城市水系规划为各段水体确定了一些水工控制数据。如最高水位、最低水位、常水位、水容量、桥涵过水量、流速及各种水工设施。同时也规定了各段水体的主要功能。依据这些数据来进一步确定园林进水、出水口的设施和水位。使园林内水体务必完成城市水系规划所赋予的功能。城市水体功能一般可概括为排洪蓄水。城市园林水体是城市水系的一部分。无论进行城市绿地规划和有水体的公园设计时都要收集、了解和踏查城市水系现状与水系规划。城市用地的水系是难得的自然风景资源，也是城市生态环境质量的要素。应该大力保护天然水体，在保护的前提下加以开发利用。1、城市水体的功能①排洪蓄水②组织航运以便于水上交通与游览③结合发展水产事业④调节城市的小气候条件⑤美化市容和作为开展水上活动和游览场所2、水系规划的内容城市水体要发挥上述功能作用就需要开辟和整治城市水面并定出河流的等级。进行园林水景工程建设必须了解：①河湖的主要功能和等级划分并由此确定一系列水工设施的要求和等级标准。②河湖近期和远期规划水位包括最高水位、常水位和最低水位。这也是确定园林水体驳岸类型、岸顶高程和湖底高程的依据。近海受潮沙影响的水体水位变化更复杂。③河湖在城市水系中的任务，这种任务的制定是比较概括的。如排洪、蓄水等。我们要力求在完成既定任务的前提下保护自然水体的景观。处理水工任务与市容环境的关系。对于得天独厚的城市天然河、湖、溪流既要保证水工功能又要重视在市容环境景观方面的作用。④城市水系的平面位置、代表性断面和高程。⑤水工构筑物的位置、规格和要求。园林水景工程除了满足这些水工要求以外，还要尽可能做到水工的园林化。使水工构筑物与园景相协调。统一水工与水景的矛盾。3、水系规划常用数据城市水系规划相关的常用数据有:①水位水体上表面的高程称水位。将水位标尺设置在稳定的位置。水表在水位尺上的位置所示刻度的读数即水位。由于降水、潮汐、气温、沉积、冲刷等自然因素的变化和人们用水生产、生活活动的影响,水位便会产生相应的变化。通过查阅和了解水文记载和实地观测便可了解历史水位、现在水位的变化规律,从而为设计水位和控制水位提供据。对于本无水面而需截天然溪流为湖池的地方,则要了解天然溪流的流量和季节性流量变化,并计算湖体容量和拦水坝溢流量控制来确定合宜的设计水位。②流速即水体流动的速度。按单位时间内流动的距离来表示。单位为m/s。流速过小的水体不利于水源净化。流速过大又不利于人在水中、水上的活动,同时也造成岸边受冲刷。流速由流速仪测定。临时草测可用浮标计时观察。从多部位观察取平均值。③流量在一定水流断面间单位时间内流过的水量称流量。流量=过水断面积×流速在过水断面面积不相等的情况下则须取有代表性的位置测取过水断面的位置。如水深和不同深度流速差异大，也应取平均流速。在拟测河段上选择比较顺直、稳定、不受回水影响的一段。在河岸一侧设基线。基线方向与断面方向垂直。二者交点钉木桩作为测量断面距离的杂志点。断面的平面位置可用横悬测绳上刻度来控制。可扎各色布条于横悬测绳的相应刻度上。水深用测杆或带铅垂和浮标的钓鱼线测定。（二）城市给排水工程园林绿地的给水与排水工程是城市给排水工程的一部分,因此在讲述园林给水与排水知识之前,应对城市的给水、排水过程有个概括的了解。城市中水的供、用、排三个环节就是通过给水系统和排水系统联系起来的。关于给水排水的整个流程参看图3-1-4。图3-1-4给水排水流程示意图第二节园林给水工程规划设计一、概述公园和其它公用绿地是群众休息游览的场所,同时又是树木、花草较集中的地方。由于游人活动的需要、植物养护管理及水景用水的补充等，园林绿地的用水量是很大的。所以解决好园林的用水问题是一项十分重要的工作。园林中用水大致可分为以下几方面：1、生活用水：如餐厅、茶室、小卖部、消毒饮水器及卫生设备等的用水。2、养护用水：包括植物灌溉、动物笼舍的冲洗及广场园路的喷洒用水等。3、造景用水：各种水体(溪涧、湖泊、池沼、瀑布、跌水、喷泉等)的用水。4、消防用水：公园中的古建筑或主要建筑周围应该设消防栓。园林给水工程的任务：如何经济、合理、安全可靠地满足以上四个方面的用水需求。二、园林给水的特点1、园林中用水点较分散；2、由于用水点分布于起伏的地形上，高程变化大；3、水质可据用途不同分别处理；4、用水高峰时间可以错开；5、饮用水(湖茶用水)的水质要求较高，以水质好的山泉最佳。三、水源与水质(一)水源园林由于其所在地区的供水情况不同，取水方式也各异。1、城市自来水----城市园林；2、地表水（江湖水）----郊区的园林绿地；3、地下水----较丰富的地区可自行打井抽水(如北京颐和园)。(二)水质园林用水的水质要求,可因其用途不同分别处理。养护用水只要无害于动植物不污染环境即可。但生活用水(特别是饮用水)则必须经过严格净化消毒,水质须符合国家颁布的卫生标准。1、地表水：包括江、河、湖塘和浅井中的水，这些水由于长期暴露于地面上，容易受到污染。有的甚至受到各种污染源的污染。水质较差，必须经过净化和严格消毒，才可作为生活用水。2、地下水：包括泉水，以及从深井中或管井中取用的水。由于其水源不易受污染，水质较好。一般情况下除作必要的消毒外，不必再净化。3、水质净化：（1）沉淀法：天然沉淀，使动水变成静水，悬浮大颗粒自然沉淀。（2）过滤法：用一定的设施过滤，包括直接过滤和沉淀后过滤两种。四、公园给水管网的布置与计算一般市区小公园的给水可由一点引入。但对较大型的公园，特别是地形较复杂的公园，有条件的最好多点引水。(一)给水管网的基本布置形式和布线要点1、给水管网基本形式：（1）树枝式管网如图3-2-1，这种布置比较简单，省管材。布线形式就像树干分权分枝，它适合于用水点较分献的情况，对分期发展的公园有利。但树枝式管网供水的保证率较差，一旦管网出现问题或需维修时，影响用水面较大。图3-2-1（2）环状管网如图3-2-2，环状管网是把供水管网闭合成环，使管网供水能互相调剂。当管网中的某一管段出现故障二也不致影响供水，从而提高了供水的可靠性。但这种布置形式较费管材，投资较大。图3-2-22、管网的布置要点：（1）干管应靠近主要供水点；（2）干管应靠近调节设施（如高位水池或水塔）；（3）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；（4）干管应尽量埋设于绿地下，避免穿越或设于园路下；（5）和其它管道按保持一定距离。（二）管网布置的一般规定1、管道埋深冰冻地区，应埋设于冰冻线以下40cm处。不冻或轻冻地区，覆土深度也不小于70cm。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。2、阀门及消防栓给水管网的交点叫做节点，在节点上设有阀门等附件，