1、毕业论文文献综述环境工程广州大学城给水管网规划摘要随着社会的发展，城镇给水系统越来越受到人们重视。按照我国城镇给水系统的一般特征和存在问题，结合广州大学城的现状，参照我国城镇给水规范，设计最优化的给水管网系统。关键字给水管网；给水系统；城镇给水；广州大学城；最优化前言随着社会的发展，我国人口的城市化比例不断增高，各城市的工业企业数量不断增多，从而使城市供水日趋紧张，不仅对水得需求量越来越大，对水质的要求也越来越高，水已成为制约许多城市迅速发展的关键因素之一。各城市已认识到供水的重要性，都已开始实施大规模的引水工程，如引黄工程等，从而使管网配套工程显得尤为迫切。给水管网工程投资量巨大，管线不合理
2、的埋深，管道的浪费，供水不合理等问题都容易发生，从而使资金得到浪费，类似存在的隐患也较多。为了彻底消除这些不合理因素，必须在管网规划和设计阶段，进行合理的规划和优化设计，并进行系统的现状、近期和远期的水力模拟校核，进行模拟实验1,2，以期能达到管网运行与维护的费用达到经济最优化3。1给水系统的概述11给水系统的概念给水系统是由相互联系的一系列构筑物和输配水管网组成，保证城市、工矿企业等用水的系统，它的任务是从水源取水，按照用户对水质的要求进行处理，然后将水输送到用水区，并向用户配水。其构筑物包括取水构筑物、水处理构筑物、输水管渠和管网、泵站和调节构筑物等4。12给水系统设计的目的和要求系统设计
3、的目的是为了选择以最低基建投资和最少年经营费来满足各用户用水要求的方案。系统设计的基本要求如下（1）给水系统设计必须合理处理城镇、工业与农业用水之间的关系，正确选用供水水源。（2）给水工程的设计应符合城市总体规划，近远期结合，以近期为主。近期设计年限宜采用510A，远期规划年限宜采用1020A。（3）对于扩建或改建的给水工程，应从实际出发，充分利用原有设施的能力。（4）给水系统中统一、分区、分质或分压的选择，应根据当地地形、水源情况来定，城镇和工业企业的规划、水量、水质、水温和水压的要求及原有的给水工程设施等条件，从全局出发，通过技术经济比较后综合考虑确定。（5）工业企业生产用水系统的选择，应
4、从全局出发考虑水资源的综合利用和水体的保护，并应采用重复利用或循环系统。（6）给水工程系统设计应符合提高供水水质、提高供水安全可靠性、降低能耗、降低漏失水量和降低药耗的原则5。2城镇给水系统特征城镇给水的主要对象为居民生活用水、乡镇工业用水、畜禽饲养用水、公共建筑用水以及其他用水。其特征主要有以下几点（1）城镇给水主要以生活用水为主，居民生活状况比较相近，与大城市相比用水量较小，因给水管网系统问题导致停水产生的损失较小，供水安全度要求相对大城市较低。（2）城镇一般采用就近取水的原则，水源种类复杂、水质差异大。山区、丘陵地带城镇多以山泉或山溪河水作为水源地，水源浊度较低且细菌含量较少、水质良好，
5、但遇洪水季节含砂量较大，且浊度较高，漂浮物较多；江、河、湖附近地带城镇则以江河、湖泊为水源地，水质随流量变化较大，易受周围环境的影响，且细菌含量较高。（3）城镇多为中小规模给水管网系统，大多数城镇居民用水点较为分散，加上人口少，单位供水管线给水量小，给水厂一般在几千吨或几万吨。（4）随着城镇经济的不断发展，乡镇工业和家庭副业的用水量逐渐增加，尤其是在经济发达的地区，乡镇工业用水比例迅速上升，城镇用水量逐步加大。3城镇给水系统存在问题近年来，全国城镇给水工程设施发展较快，但设计水平不高，给水工程设施普遍滞后，无法满足城镇经济快速发展和人民生活不断提高的需要。总结如下（1）我国水资源相对短缺，虽然
6、水资源总量大，但人均水资源量仅为世界平均水平的1/4，在世界排第110位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。同时具有南少北多、东多西少的空间分布特征，水资源分布严重不平衡，加上水资源污染的不断加重，面对城镇日益增长的需水量的要求，更加加重了我国城镇水源的危机。（2）城镇给水系统多缺乏城市总体规划和相应规范，加上无法正确地预测城镇人口、企业的发展速度，导致用水量预测不合理、规模确定不当，工程失误难免发生。随着城镇的发展，在部分城镇出现供水过剩的同时，部分城镇却出现较大的供水缺口，这些情况的发生给投资回报、运行成本和设备利用都带来了严重的后果。（3）城镇给水系统相对简单，供水设施陈旧落后，大部分城
7、镇采用地下水为给水水源，而在水量、水质、水压方面一般难以满足生产和生活要求；水井和水塔多互不连通，给水效率低下；大多城镇水厂仅一个水源，同时也只有一路供电，供电问题对安全供水影响较大。（4）城镇水厂取水口保护工作普遍不够完善，水源水质得不到保证，对后续处理也带来一定的不利影响，有些地区甚至因原有取水口受污染严重而更换取水口6。4广州大学城现状广州大学城位于广州市海珠区南侧，原番禺区所辖的小谷围岛，岛内面积18平方公里，四面环水，其东南话北分别为珠江水系的新造水道、海心江水道、汾水头水道、小洲水道及官洲水道所环绕，东北角与长洲岛相连处为小河涌所隔。广州市自来水公司的供水管网末端仅达该岛东北侧的长
8、洲岛及该岛西北侧的仑头村，且分别是隔江或隔岛官洲岛相望。而番禺区的小型水厂，其供水管网亦仅靠近新造水道之东南岸。可见当时整个开发区域均未具备城镇供水条件。5给水管网设计51水源水质的要求水源选择前，必须进行水资源的勘察7。广州大学城一般分为居民生活用水和工业用水两种，设计广州大学城的给水管网布置，必须首先确定其供水水源地，并保证供水水质各项指标达到国家生活用水和工业用水的标准8。52设计用水量给水系统的设计用水量主要依据设计资料和室外给水设计规范GB500132006中规定的用水量定额来进行相应的计算，包括如下几个部分（1）居民生活用水QNFQ1Q人口密度（人/104M2）；N区域面积（M2）
9、；F最高日生活用水定额为，L/（CAPD）。（2）工业生产用水工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量按下式计算3600DCDC3600TKBAKBA22112221112Q式中Q2工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/S）；A1一般车间最大班职工人数（CAP）；A2热车间最大班职工人数（CAP）；B1一般车间职工生活污水定额，以25（L/（CAP班）计；B2热车间职工生活污水定额，以35（L/（CAP班）计；K1一般车间生活污水量变化系数，以30计；K2热车间生活污水量变化系数，以25计；C1一般车间最大班使用淋浴的职工人数（CAP）；C2热车间最大班使用淋浴的职工人数（CAP）；D1一般车间
10、的淋浴污水定额，以40（L/（CAP班）计；D2热车间的淋浴污水定额，以60（L/（CAP班）计；T每班工作时数（H）。（3）浇洒道路和大面积绿化用水量（4）消防用水（5）未预见和管网漏损水量按最高日用水量的20（1525计，并均匀分配于各个时段9。53给水设施给水管网的设施主要包括各种机械装置和管道。根据具体的给水状况，选用适合的装置，也可参照常用专用机械产品目录选用10。在给水系统中，提升泵的选用，应该参照各个泵的性能参数11，挑选合适的水泵，既能保证满足需要提升的水头，又能节约经济。至于管道，各管段选用的管材，可以参照各种管材管道的性能参数12进行选择。54给水管网的平面布置541管网布
11、置的基本要求（1）按照城市规划平面图布置管网，考虑给水系统分期建设的可能，留有充分的发展余地13。（2）管线走向和位置应符合城市和工业企业的规划要求，尽可能沿现有或规划道路敷设，以利于施工和维护。（3）管线尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽、铁路、重要公路和泄洪地区，并注意避开滑坡、坍方及易发生泥石流和高腐蚀性土壤地区。（4）力求以最短距离敷设管线，并尽量做到地势起伏小、土石方工程量少、造价经济、少占农田和不占良田，以降低管网造价和供水费用。（5）管网应遍布整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压，同时保证供水安全可靠，当局部管道发生事故时，断水范围应减到最小13。542管网布置形式给水管网一般有两
12、种基本形式一种是树状网，另一种是环状网。树状网一般适用于小型城市和小型工矿企业，供水可靠性较差，且易受水锤影响。在树状网的末端，用水量已经很小，管中的水流缓慢，因此水质容易变坏，有出现浑水和红水的可能14。而环状网中的管线损坏时，可以关闭附近的阀门使它和其余管线隔开，然后进行检修，水还可以从另外管线供应用户，断水的地区缩小，从而极大地提高了供水的可靠性，环状网还可以大大减轻水锤产生的危害，但其造价明显比树状网高。因此在实际的管网布置中，经常将树状网和环状网结合起来15。543管网定线根据工业开发区平面图所示的地形和道路规划进行给水管网的定线，确定管线的走向与位置。定线主要针对管网的干管以及干管
13、之间的连接管。给水管线沿地势敷设于城区的街道上。循水流方向，以最短的距离布置数条干管16，通过用水量较大的街区，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过，以减小事故时检修的困难。在干管之间设置连接管以形成环状网，以便在局部管线损坏时，通过连接管重新分配流量，从而缩小断水范围，确保了供水的安全性。在供水范围内的道路下敷设分配管，用于把干管内的水输送到用户和消火栓。考虑到实际情况，有些道路宽度不大，不具备敷设管道的施工条件，因而定线时需充分考虑到街巷的宽度是否适合于布置管道。在水厂选址和管网布置完成后，再为由水厂输出清水的输水管定线，将输水管由水厂出水泵站沿地势和供水方向接至距离最远的管网节点。为保证
14、供水安全，设置两条输水管，两管之间设置连接管。544水源与水厂定位水源和水厂位置的选择因根据广州大学城的具体地形地貌，水源的位置，通过综合考虑，从而确定最佳位置，便于管网布置的经济最优化。水源和水厂的位置选择，一般需考虑以下几个方面（1）水厂位置应尽量选择在工程地质条件较好，并且不易受到洪水等自然灾害威胁的地方；（2）水源可取水量应该满足广州大学城的最高日用水量需求，同时水质也必须符合现行生活饮用水卫生标准和地面水环境质量标准中的相关规定5；（3）水厂位置应选在交通便利、就近有电源的地方，以便于管理和减少输电线路造价17；（4）当水源地距离用水区较近时，水厂应设在取水构筑物附近，通常与取水构筑
15、物在一起18；当水源地距离用水区较远时，在综合考虑水源水质、管网造价等各种因素的情况下，应设在取水构筑物附近或较近处4。55给水管网水力计算给水管网水力计算是给水管网设计的一句，是进行管网系统模拟和各种动态工况分析的基础，也是加强给水管网系统管理施行优化运行的基础19。56项目经济评价给水管网设计，要做好对该给水管网布置工程的预计工程造价计算，对该项目做好一定的经济评价。建设项目经济评价是可行性研究的重要组成部分，是项目或方案决策科学化的重要手段，包括财务评价和国民经济评价两个部分，其目的是根据国民经济发展战略和行业、地区发展规划的要求，在做好产品（服务）需求预测及厂址选择、工艺技术选择等工程
16、技术研究的基础上，对拟建项目投入产出的各种经济因素进行调查、研究、预测、计算及论证，运用定量分析与定性分析相结合、动态分析与静态分析相结合、宏观效益分析与微观效益分析相结合的方法，对拟建项目作出全面经济评价，比选推荐最佳方案，为项目的科学决策提供依据20。6结论和展望本次课题论文将结合我国城镇给水系统的现状和存在的问题，按照城镇给水标准和各种规范，结合广州大学城的现状，设计出一套符合广州大学城的给水系统方案，并做到既经济又效益。可以预见，该给水管网系统将会在满足广州大学城日益增长的生活和工业用水的同时，又做到了整个管网设备的经济效益最优化，成为以后城镇给水系统的一个典范。参考文献1URISHA
17、MIROPTIMIZATIONINWATERDISTIBUTIONSYSTEMSENGINEERINGJMATHEMATICALPROGRAMMINGSTUDY,19791165842MILANCISTYHYBRIDGENETICALGORITHMANDLINEARPROGRAMMINGMETHODFORLEASTCOSTDESIGNOFWATERDISTRIBUTIONSYSTEMSJWATERRESOURMANAGE,2010241243曲刚刍议城市给排水工程发展的现状及对策J经济技术协作信息,2006,122477784严煦世,范瑾初主编给水工程第四版M北京中国建筑工业出版社,19951
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