给水管网布置方式

给水管网布置研究摘要：给水管网系统是一个有各种管道，泵站，水塔，调节阀等多种设施构成的输送水系统，通过系统的合理设计及运行管理可以节约大量工程投资、提高水厂的经济效益。

但管网问题是很复杂的，管网布置、调节水池容积、泵站工作情况等都会影响技术经济指标。

在进行技术经济计算之前，事先必须完成管网布置。

关键词：城镇；给排水；管线引言近年来，我国城镇发展迅速，但作为城镇主要基础设施的工程管线规划设计与管理工作明显滞后，表现在重城镇建筑物规划轻市政工程管线规划，重道路工程建设轻工程管线配套；规划部门在工程管线规划设计中也往往因缺乏资料或长远考虑，而是凭经验或感觉，等到出了问题再东挖西掘，没有一个统一科学的工程管线综合规划，造成道路及小区污水横流，断水断电时有发生，通信讯号经常变更，街面上空各种线路形同蜘蛛网，严重影响市貌市容，阻碍城镇建设的发展。

因此，有必要明确城镇市政工程管线敷设的原则。

1、给水管线布置研究城镇给水系统应满足城镇的水量、水质、水压及消防、安全给水的要求，给水管网的布置要求供水安全可靠，投资节约。

1．1给水管网布置形式城镇给水管网的布置形式主要有树状网和环状网两种。

树状网构造简单、长度短、节省管材和投资；但供水的安全可靠性差，并且在树状网末端，因用水量小，管中水流缓慢，甚至停留，致使水质容易变坏，而出现浑浊水和红水的可能．环状网中，任一管道都可由其余管道供水，从而提高了供水的可靠性。

环状网能降低管网中的水头损失，并大大减轻水锤造成的影响；但由于增加了管线的总长度，使投资增加。

城镇给水管网采用何种布置形式应视具体情况，通过分析比较确定。

规模较小的镇，可布置成树状网，从而减少一次投资费用；规模较大的镇，有条件时，宣布置成环状或环、树结合的管网。

一般在城镇建设初期，根据近期规划采用树状网布置，随着城镇规模的扩大和用水量的增加，再逐步建设成环状网；在城镇中心区和居民密集区，一般应布置成环状网，在郊区和次要地区可采用树状网。

给水管网的布置形式
给水管网的布置应满足以下要求:
（1）按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发屉余地；
(2）管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小;
（3）管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压；
(4）力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用.
根据要求，配水管网的布置形式有：树状管网、环状管网以及综合型管网。

（1）树状管网
如图所示，从泵站到用户的管线呈树枝状.水流沿一个方向流向用户。

若管网任意节点或管段损坏，则其后所有管线断水。

树状管网虽然管线短、投资省，但供水安全性较差。

（2)环状管网
如图所示，管段互相连接成闭合环状。

水流可沿两个或两个以上的方向流向用户。

若管网任意节点或管段损坏，均可关闭损坏两端的阀门检修,断水面积较小。

一般较树状管网管线长、造价高。

(3)综合型管网
树状管网和环状管网的结合.一般在城市中心布置成环状管网，边缘地区布置成树状管网。

给水系统中的管网布置与设计随着城市的发展和人口的增加，给水系统的建设越来越重要。

合理的管网布置与设计是确保水资源能够有效供应到每个用户的关键。

本文将就给水系统中的管网布置与设计进行探讨。

一、给水系统的概述在开始讨论管网布置与设计之前，我们先来了解一下给水系统的概述。

给水系统是指将水源收集、处理后分配到各个用户的系统。

其主要包括水源、取水设施、输水管道、水处理设施和用户接口等组成部分。

二、管网布置原则1. 保证供水可靠性管网布置应能够保证供水可靠性，即确保每个用户都能够得到稳定的水源供应。

在设计过程中，需要考虑到水压、水量、水质、管道直径等因素，合理确定管网的布置方案。

2. 缩短供水距离为了减小管道阻力和节约用水成本，管网布置应尽量缩短供水距离。

根据实际情况，可以采用分区供水的方式，将每个区域的供水距离控制在合理范围内。

3. 考虑后期扩展给水系统的建设需要考虑未来的发展和扩容。

在管网布置与设计时，应留出一定的余地，以便后期根据需求进行扩展和改造。

三、管网设计方法1. 管径设计管道直径的选择对于管网设计至关重要。

合理选择管径可以保证供水稳定并降低能源消耗。

管道直径的计算需要考虑到水量、压力损失、水流速度等因素。

2. 管网结构设计管网结构设计包括主干管、支线管和配管等。

主干管负责将水源输送到各个区域，支线管将水分配给具体的用户，配管则将水从支线管输送到每个用户。

合理的管网结构设计可以提高供水效率。

3. 阀门的设置阀门的设置对于管网运行和维护具有重要意义。

阀门可以分区控制供水、切断故障区域以及进行管网维修和清洗。

在设计过程中，应合理布置阀门，确保管网的灵活性和操作性。

4. 泵站设计在远距离供水或者供水高度差较大的情况下，需要考虑泵站的设计。

泵站的选型和布置需要考虑到供水量、供水压力等因素，以确保泵站的正常运行。

四、案例分析为了更好地理解管网布置与设计的实际应用，我们以某城市的给水系统为例进行案例分析。

该城市的给水系统主要包括水源、水处理厂、输水管道和用户接口。

时间：给水方式即为给水方案，它与建筑物的高度、性质、用水安全性、是否设消防给水、室外给水管网所能提供的水量及水压等因素有关，最终取决于室内给水系统所需总水压H和室外管网所具有的资用水头(服务水头)H0之间的关系。

H——室内给水系统所需总水压H0——室外管网所具有的资用水头给水方式有许多种，介绍几种基本方式，在工程中可根据实际情况采用一种或几种，综合组成所需要的形式。

一、直接给水方式适用范围：室外管网压力、水量在一天的时间内均能满足室内用水需要，H>H。

供水方式：室外管网与室内管网直接相连，利用室外管网水压直接工作。

特点：系统简单，安装维护可靠，充分利用室外管网压力，内部无贮水设备，外停内停。

图1 直接给水方式二、水泵水箱供水方式1、单设水箱供水图2单设水箱的给水方式适用：室外管网水压周期性不足，一天内大部分时间能满足需要，仅在用水高峰时，由于水量的增加，而使市政管网压力降低，不能保证建筑上层的用水时。

供水方式：室内外管道直接相连，屋顶加设水箱，室外管网压力充足时(夜间)向水箱充水；当室外管网压力不足时(白天)，由水箱供室内用水。

特点：（1）节能（2）无需设管理人员（3）减轻市政管网高峰负荷（众多屋顶水箱，总容量很大，起到调节作用）（4）屋顶造型不美观（5）水箱水质易污染。

注意：①采用该方式，应掌握室外供水的流量及压力变化情况，及室内建筑物内用水情况，以保证水箱容积能满足供水压力时，建筑内用水的需要。

②仅适用于用水量不大，水压力不足时间不很长的建筑。

V不大于20m3。

2、水泵水箱联合供水适用：室外管网压力经常不足且室内用水又不很均匀的供水方式，水箱充满后，由水箱供水，以保证用水。

特点：水泵及时向水箱充水，使水箱容积减小，又由于水箱的调节作用，使水泵工作状态稳定，可以使其在高效率下工作，同时水箱的调节，可以延时供水，供水压力稳定，可以在水箱上设置液体继电器，使水泵启闭自动化。

图3 水泵水箱联合供水方式三、水泵给水方式1、恒速泵适用：室外管网压力经常不满足要求，室内用水量大且均匀，多用于生产给水。

给水排水管网设计（给水部分）一、给水系统的布置（1）给水系统的给水布置给水系统有统一给水系统，分系统给水系统（包括分质给水系统、分区给水系统及分压给水系统），多水源给水系统和分地区给水系统。

本设计城市规模较小，地形较为平坦，其工业用水在总供水量所占比例较小，且城市内工厂位置分散，用水量少，故可采用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水，即使其供水有统一的水质和水压。

鉴于城市规模小，且管道铺设所需距离较长，本设计选择单水源给水系统。

从设计施工费用等方面考虑，单水源统一给水系统的投资也相对较小，较为经济。

综上所诉，本设计采用单水源统一给水系统。

（2）给水管网布置形式城市给水官网的基本布置形式主要有环状与树枝状两种。

树状网的供水安全性较差，当管中某一段管线损坏时，在该管段以后的所有管线就会断水。

而且，由于枝状网的末端，因用水量已经很小，管中的水流缓慢，因此水质容易变坏，环状网是管线连接成环状，某一管段损坏时，可以关闭附近的阀门是和其余管线隔开，以进行检修，其余管线仍能够正常工作，断水的地区可以缩小，从而保证供水的安全可靠性。

另外，还可以大大减小因水锤作用产生的危害，在树状网中，则往往一次而是管线损坏。

但是其造价明显比树状网为高。

一般大中城市采用环状管网，而供水安全性要求较低的小城镇则可以猜用树状管网。

但是，为了提高城镇供水的安全可靠性以及保证远期经济的发展，本实例仍然采用环状网，并且是有水塔的环状网给水管网。

（3）二级泵房供水方式综合考虑居民用水情况以及具体地形情况，拟在管网末端设置对置水塔，由于水塔可调节水泵供水和用水之间的流量差，二泵站的供水量可以与用水量不相等，即水泵可以采用分级供水的办法，分级供水的原则是：（1）泵站各级供水线尽量接近用水线，以减小水塔的调节容积，分级输一般不多于三级：（2）分级供水时，应注意每级能否选到合适的水泵，以及水泵机组的合理搭配，尽可能满足今后和一段时间内用水量增长的需要。

室外消防给水管网的设计规范从大范围来讲，室外给水管道工程设计首先要依据建筑设计防火规范、室外给水设计规范、建筑给水排水设计规范等相关规范和手册；然后要结合地区地理、气候特点及各地自来水公司的运行规程等实际情况，从技术可行性、经济合理性出发综合考虑、设计。

室外消防给水管网在设计时应满足以下要求：一、室外管网的形式室外消防给水管道应布置成环状,管道直径不应小于DN100向环状管网输水的进水管不应少于2条，当其中一条发生故障时，其余的进水管应能满足消防用水总量的供水要求，同时环状管道应采用阀门分成若干独立段，每段内室外消火栓的数量不宜超过5个。

当建筑物室外消防用水量小于等于15L/s时，可布置成枝状。

二、室外管道的敷设要求1、室外消防给水管网应布置成环状。

在建设初期，采用环状管网有困难时，可采用枝状管网，但考虑将来有连成环状管网的可能。

同时在消防用水量较大的单位（例如消防用水量超过20l/s），应设消防水池。

一般居住建筑和企业单位内，如果消防用水量不大，例如消防用水量小于15L/s，设置环状管网有困难时，可采用枝状管网，火场用水安全问题可由消防队采取相应措施予以保证。

2、环状管网的输水干管及向环状管网输水的输水管均不应少于两条，当其中一条发生故障时，其余的干管应仍能通过消防用水总量。

3、为确保火场用水，避免因个别管段损坏导致管网供水中断，环状管道应用阀门分成若干独立段，每段内消火栓的数量不宜超过5个。

管网上的消防阀门设置应在管网节点处按“n-1”原则进行（n为管网段数，如三通管处需布置的阀门数为3-1=2个），并以两阀门间的管道上消火栓数量不超过5个进行效核。

若超过5个时，应增加消防阀门。

4、在设计企业单位室外消防给水管网时，应按同一时间内的火灾次数，将着火点消防用水量布置在管网的最不利进行计算。

当生产、生活用水量达到最高日最大小时流量时，仍应保证消防用水秒流量。

5、室外消防给水管道的最小直径不应小于100mm。

给水管网工程总体布置方案一、工程概况随着城市化进程的不断加快，城市人口规模的不断扩大，城市建设的进一步推进，城市供水工程逐渐成为城市基础设施建设的重中之重。

因此，水管网工程总体布置方案的设计和规划对于城市的健康发展和居民的生活质量至关重要。

本文旨在从水管网工程总体布置的角度，就如何科学、合理的设计和规划水管网工程进行探讨，并提出一套完整的总体布置方案。

其中包括水源选择、管网布置、管线材料选取、管网修复养护等方面的内容，力求为城市供水工程的发展提供一些建议和思路。

二、水源选择水源是城市供水工程的首要问题，水源的选择对于城市供水工程起着至关重要的作用。

对水源的选择需要考虑多方面因素，比如水源的水质、水量和可持续利用性等。

首先，对于水源水质的选择，一方面需要考虑水源水质是否符合国家和地方的相关标准，另一方面还需要考虑水源附近是否存在污染源，以免水源受到污染而影响城市供水工程的稳定性和可持续性。

其次，水源水量是选择水源的另一个重要因素。

选择水量充沛、泉水源比较充足的地方作为水源，是城市供水工程的必然选择。

最后，还需要考虑水源的可持续利用性，尽量选择那些资源富集地和水质优良的水源，并通过对水源的周边环境进行保护，确保供水工程的可持续发展。

综上所述，水源选择的关键是要充分考虑水源水质、水量以及可持续利用性，最终选择出能够满足城市供水需求的最佳水源。

三、管网布置水管网的布置是城市供水工程的重中之重。

合理的管网布置可以使得水资源得以合理利用，并且能够有效的保障城市居民的生活用水。

首先，需要考虑到城市的发展规划，根据城市的发展规划，确定供水管网的布置方案。

其次，要充分考虑到城市的地形和地貌情况，在布置管网时需要考虑到管网的敷设路径，以尽可能减少对地形的破坏。

最后，还需要考虑到管网的输水距离和输水能力，合理的布置管网可以使得输水距离最短，输水能力最大。

考虑到以上因素，一般来说，供水管网的布置一般按照重力供水和泵站供水二种方式来进行布置。

第1章建筑内部给水系统1.3给水管道的布置和敷设1.3.1给水管道的布置１．给水管道布置基本要求根据建筑物的性质、使用要求以及用水设备的位置等因素确定。

基本要求：(１)保证最佳水力条件；尽可能与墙、梁、柱平行，呈直线走向，力求管路简短。

干管应布置在用水量大或不允许间断供水的配水点附近，利于供水安全，减少流程中不合理的转输流量。

不允许间断供水的建筑：应从室外环状管网不同管段引入，引入管不少于2条若必须同侧引入时，两条引入管的间距不得小于15m，并在两条引管之间的室外给水管上安装阀门。

室内给水管网宜采用枝状布置，单向供水。

1.3.1给水管道的布置不允许间断供水的建筑和设备：应采用环状管网或贯通枝状双向供水；不可能时，应设置高位水箱或增加第二水源等保证安全供水的措施。

设2条或2条以上引入管，在室内将管道连成环状或贯通状双向供水，如建筑物不同侧引入室内，管道贯通状布置图所示。

若条件不可能达到，可采取设贮水池或增设第二水源等安全供水措施。

引入管布置建筑物引入管从建筑物不同侧引入室内的管道贯通状布置1——引入管；2——水表井；3——立管；4——室外给水管道1.3.1给水管道的布置(２)保证管道不被损坏、安全供水和方便使用；管道不得穿越生产设备基础，如遇特殊情况必须穿越时，应与有关专业协商处理。

管道不宜穿过伸缩缝、沉降缝，若需穿过，应采取保护措施。

1.3.1给水管道的布置管道穿过伸缩缝、沉降缝时，常用的保护措施有：留净空：在管道或保温层外皮上、下留有不小于150mm的净空；软性接头法：用橡胶软管或金属波纹管连接沉降缝、伸缩缝隙两边的管道；丝扣弯头法：在建筑沉降过程中，两边的沉降差由丝扣弯头的旋转来补偿，适用于小管径的管道；活动支架法保护管道不受损坏的要求丝扣弯头法活动支架法1.3.1给水管道的布置(３)不影响建筑物的使用功能和美观;管道不得穿越变、配电间、电梯机房、通信机房，大中型计算机房、计算机网络中心、有屏蔽要求的X光、CT室、档案室、书库、音像库房等遇水会损坏设备和引发事故的房间；一般不宜穿越卧室、书房及贮藏间。

给水管网布置的基本形式：树状网：适用于小城市和小型工矿企业。

树状网的供水可靠性较差，管网中任一段管线损坏时，该管段以后的所有管线就会断水。

另外，树状网的末端，用水量小，管中的水流缓慢，甚至停滞不流，水质容易变坏，有出现浑水和红水的可能，但造价低。

环状网：适用于用水保证率较大的地区。

这类管网当任一断管网损坏时，可以关闭附近的阀门使其余管线隔开，让后进行检修，水还可以另外从其他管线供应用户，断水的地区可以缩小，从而供水可靠性增加，还可以大大减轻水锤作用产生的危害，但造价高。

2、排水系统的布置形式、特点及其适用范围：形式：平行式：地形坡度很大的城市正交式：地形平坦略向一边倾斜的城市①正交布置：干管长度短，管径小，因而经济，污水排出也迅速。

氮由于污水未经处理就排放，会使体受到严重污染，影响环境。

适用于排出雨水。

②截流式布置：在正交布置的前提下，沿河岸在铺设主干管，并将各干管的污水截流送至污水厂，对减轻水体污染，改善和保护环境有重大意义。

但因雨天时有部分混合污水写入水体，会造成水体污染。

适用于分流制污水处理系统和区域排水系统。

③平行式布置：干管与等高线及河道基本平行、主干管与等高线及河道成一定斜角铺设，在地势坡度较大的地区能避免因干管坡度及管内流速过大而使管道受到严重冲刷。

适用于地势向河流方向有较大倾斜的地区。

④分区布置形式：在地势高低相差很大的地区，高地取得污水靠重力流直接流入污水厂，低地区的污水用水泵抽送至高低区干管或污水厂，充分利用地形排水，节省电力，适用于个别阶梯地形或起伏很大的地区。

⑤分散布置：各排水区域有独立的排水系统，干管呈辐射状分布，其干管长度短，管径小，管道埋深可能浅，便于污水灌溉，但污水厂和泵站的数量多，适用于当城市周围有河流或城市中央部分地势高，地势向周围倾斜的地区。

⑥环绕式：沿四周布设主干管，将各干管的污水截流送至污水处理厂，是分散布置的发展，适用于建造污水厂用地不足及建造大型污水厂的基建投资和运行管理费用比建小型厂经济的地区。

1、水厂的位置及管网布置1.1 水厂选址原则厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。

在选择厂址时，一般应考虑一下几个问题：①厂址应选择在工程地质好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地方，以降低工程造价和便于施工。

②水厂应尽可能设置在交通方便，靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价。

并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。

③当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物的附近，通常与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两个方案，一是将水厂设置在取水构筑物附近，另一是将水厂设置在离水区较近的地方。

前一种方案的主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水而言。

但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需要在主要主要用水区增设水厂（消毒、调节和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送至管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。

后一种方案于前者正好相反。

对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分主要设置在用水区附近。

以上不同方案应综合考虑各种因素并结合其它具体情况，通过技术经济比较决定。

1.2 水厂位置的选择该区在南部河流上游，水厂地面标高90.1m，水厂处不受洪水威胁。

土壤为粘土，承载力较好，便于施工。

水厂所处位置不占农田。

水厂距离供水区较近，交通便利，靠近电源，市政管网完善。

1.3 管网布置形式给水管网的布置的布置应满足一下要求：①按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统与分期建设的可能，并留有充分的发展余地；②管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小；③管网遍布在整个给水区，保证用户有足够的水量和水压；④力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水费用。

案技术经济比较②主次明确，先搞好输水管渠与主干管布置，然后布置一般管线与设施③尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用④协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系⑤保证供水具有适当的安全可靠性⑥尽量减少拆迁，少占农田⑦管渠施工运行维护方便2.给水管网布置形式及优缺点：树状网①管线长度短，构造简单，投资省②安全性差③水力条件差，易形成死水区，末端水流停滞影响水质。

环状网①管线长度长，投资大②安全性好③水力条件好，不易形成死水区，水锤危害小。

3.排水管网布置原则：①按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方案技术经济比较②先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按从干管到支管的顺序进行布置③充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短，埋深最小④协调好与其他管道、电缆和道路等工程关系，考虑好与企业内部管网的衔接⑤规划时要考虑管渠施工、运行和维护方便⑥远近规划结合，考虑发展，尽可能安排分期施工。

4.排水管网布置形式及各自优缺点：①平行式特点：排水干管与等高线平行，而主干管与等高线基本垂直地形：城市地形坡度很大时，可以减少管道的埋深，避免设置过多的跌水井，改善干管的水力条件。

②正交式特点：排水干管与等高线垂直，而主干管与等高线平行敷设地形：地形平坦略向一边倾斜的城市。

5.雨水管渠系统设计步骤①划分排水流域和管道定线②划分设计管段和沿线汇水面积③确定设计计算基本数据④确定管渠最小埋深⑤设计流量的计算⑥雨水管道系统的水力计算，确定雨水管道的坡度，管径和埋深，计算确定出个计算管段的管径，婆婆度，流速，沟底标高和沟道埋深⑦绘制雨水管道平面图及纵剖面图。

6.污水管道应按非满流管设计的原因：①污水流量是随时变化的，而且雨水或地下水可能通过检查井盖或管道接口渗入污水管道，因此，有必要保留一部分管道内的空间，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出而妨碍环境卫生②污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体，需要留出适当空间，以力管道内的通风，排除有害气体③便于管道的疏通和维护管理。