农村供水工程设计技术要点.doc

农村供水工程设计技术要点一、 基本要求1、本技术要点适合于乡镇集中供水工程、联村供水工程、单村供水工程的建设和管理。2、村镇供水工程，应分类进行建设和管理。村镇供水工程可分为集中式和分散式两大类，其中集中式供水工程按供水规模可分表1-1中的五种类型。表1-1 集中式供水工程类型划分工程类型型型型型型供水规模w（m³/d）w>1000010000w50005000w10001000w200w<2002010年以单村供水形势为主。3、村镇供水工程的建设和管理，应遵循以下基本原则：（1）合理利用水资源，有效保护供水水源（2010年主要由村选择水源）；（2）符合国家现行的有关生活饮用水卫生安全的规定（2010年村负责水质化验）；（3）与当地村镇总体规划相协调，以近期为主，远、近结合，设计年限为1015年，可分期实施；（4）充分听取用户意见，因地制宜选择供水方式和供水技术；在保证工程安全和供水质量的前提下，力求经济合理、运行管理简便；（5）提倡建议大规模集中连片社会化供水工程；（6）积极采用适合当地条件并经工程实践和鉴定合格的新技术、新工艺、新材料和新设备；（7）充分利用现有水利工程；（8）尽量避免洪涝、地质灾害的危害，或有抵御灾害的措施；（9）要重视工程管理，做到工程建设与工程管理同步进行。4、村镇供水工程的建设和管理，应符合国家现行有关标准规定。二 、 供水规模和用水量计算1、供水规模包括居民生活用水量、饲养畜禽用水量、企业用水量、市政用水量、公共建筑用水量、管网漏失水量和其他未预见用水量等，应根据当地实际用水需求列项，按最高日用水量进行计算。2、确定供水规模时，应综合考虑现状用水量、用水条件及其设计年限内的发展变化、水源条件、制水成本、已有供水能力、当地用水定额标准和类似工程的供水情况。3、连片集中供水工程的供水规模，应按供水范围内各村、镇的最高日用水量之和确定。4、工程规划设计标准（1）用水量标准人畜用水量可参考下表选用农村供水工程用水量指标用水量标准项目定额人平均日用水量3080升/人.日 选50升大牲畜平均日用水量3050升/头.日 选40升小牲畜平均日用水量1030升/头.日 选20升管网漏失水量按最高日用水量的10%计算（2）供水管网压力 供水水压应满足配水管网中用户接管点的最小服务水头；设计时，对很高或很远的个别用户所需的水压不宜为控制条件，可采取局部加压等措施满足其用水需要。配水管网中用户接管点的最小服务水头，单层建筑物可为10m，两层建筑物为15m，二层以上每增高一层增加4.0m；当用户高于接管点时，尚应加上用户与接管点的地形高差。配水管网中，消火栓设置处的最小服务水头不应低于10m。用户水龙头的最大水头不宜超过40m，超过时宜采取减压措施。（3）供水管网设计用水量计算最高日用水量Qmax（m³/d）Qmax=Q1+ Q2+QnQ1=（k1N1+k2N2+ k3N3）·kd式中：Q1生活最高日用水量（m³/d）； k1 人平均日用水量（m³/d）； k2 大牲畜平均日用水量（m³/d）； k3 小牲畜平均日用水量（m³/d）； N1 设计人口数量； N2 设计大牲畜数量； N3 设计小牲畜数量； kd 日变化系数，取值范围1.31.5 取1.5；Q2 Qn 最高日企业用水量、市政用水量、公共建筑用水量、管网漏失水量和其他未预见用水量等。在确定供水工程用水量计算规模时，要对每处工程进行详细的分析，对上式的参数取值要根据工程的具体情况合理选用。配水管网设计流量Qc = k时 ×Qmax /24式中：Qc配水管网设计流量（m³/h） k时时变化系数，可按表2选用；表2 全日供水工程的时变化系数供水规模w（m³/d）w>50005000>w10001000w200w<200时变化系数k时1.62.01.82.22.02.52.33.0注：取值时，企业用水量比例很低或无企业用水量时，可在20.3.0范围内取值，用水人口多、用水条件好或用水定额高的取较低值；企业日用水时间长且用水量比例较高时取较低值。对于定时供水，是变化系数可适当增大。年供水量W年 =365Qmax / kd式中：W年工程年供水总量（m³）； 其余符号同前。 三、工程总体布置与管网水力计算（一）、供水水源的论证1、供水保证率不低于95%；2、水量、水质的论证：以水库为供水水源，要说明水库供水能力，提供水质化验报告；以已有的深机井、大口井（含廊道井、平塘等型式）为水源的工程，要进行抽水试验，提供抽水试验结果，同时要提供水质化验报告；对于需要新建的水源工程，采用深机井、大口井（含廊道井、平塘等型式）为水源工程时，需要根据当地的水文地质参数，采用有关规范或“机井技术手册”提供的公式进行水源水量的初步估算，与附近已有的水源水量进行比较分析，确定水源的出水量；提供附近已有的水源水质化验资料；对于采用城镇供水管网延伸的工程，要分析水源的供水能力是否能满足供水扩大要求。对深、浅井位供水水源的，应对深、浅井水量、水质进行中长期预测分析。要对遭遇枯水年份水源的水量能否满足需水要求以及水源水质随着时间的推移是否会变差等情况进行预测分析。（二）、工程总体布置方案比选在进行工程布置时，需要根据供水工程水源的条件，供水范围的分布情况，初选几个（一般不低于2个）布置方案，采用文字表述和表格的形式进行方案比较，从中选择较优的方案。比较的内容主要包括水源、水质处理、机房与保护区、机电设备与电力、管道类型、长度及施工、蓄水池及施工、总投资、运行费用等方面。配水管网布置配水管网一般按树枝状管网布置，应尽可能沿规划道路布置，尽可能避免穿越建筑物。长距离输水管道，在适当位置设置检修闸阀井并建闸阀室；在隆起点应设置进排气阀；在低凹处应设置排水阀；排空管直径可按输水管直径的1/32/3设计。配水管水力计算要求画出配水管网系统布置图和水力计算图。计算公式的选用按经济流速计算管径： D=18.8*（Q/V）1/2 式中：Q管中流量（m³/h）； D管道内径（mm）； V管中流速（m/s）。可参考下列范围取值：输水管和配水干管：V=0.51.2m/s；配水支管：V=0.751.0m/s；水泵吸水管：V=1.01.2m/s；水泵出水管：V=1.52.0m/s；按拟定的水力比降计算管径： D=（fQm/I）1/b式中：I水力比降，其余符号见管网水头损失计算公式。1）管网水头损失计算公式hf=fLQm/Db 式中：Q管中流量（m³/h）； D管道内径（mm） hf 管道沿程水头损失（m）L管道长度（m）f、m、b与管材有关的参数，见表2-1表2-1 不同管材的f、m、b取值范围管道种类（f）fmb1塑料硬管0.000915948001.774.772旧钢管、旧铸铁管0.001796250001.905.13钢筋混凝土管n=0.0130.00174131200025.33n=0.0140.00201151600025.33n=0.0150.00232174900025.33n=0.0170.00297224000025.33注：当Q以m³/s计时，d以m计时，f取（f）对应列的值。2）局部水头损失（hj）为简化计算，局部水头损失可按沿程水头损失的10%计算。（1）确定管网控制点（管网中压力最低的节点）一般是离管网入口处较远、地面标高较高的节点，通过水力计算比较确定管网控制点。（2）确定干管、支管干管：从控制点到管网入口处的最短距离的管线。控制点节点节点管网入口节点；水源高位水池。支管：非干管管线，要分别列出所经过的节点。（3）节点出流量Qi计算先将配水管网总流量扣除集中出流节点流量（工业企业集中用水量）后分摊到各管段，再将分摊到各管段的流量分摊到各节点。管段分摊流量通常采用以下几种方法计算按每管段负担的供水用户分摊管段分摊流量按下式计算：qj=（Qc-qg）Nj/Nj式中：qj计算管段分摊流量（L/s）： qg工业企业集中用水量（L/s）： N j配水管段负担的供水户数（户）：其余符号同前。按表2-2格式计算。表2-2 管段分摊出流量计算表管段管段负担（分摊）（户/人/龙头/管长）管段分摊出流量（L/s）序号上游节点下游节点12 按每管段负担的供水人口数分摊管段分摊流量按下式计算： qj=（Qc-qg）Pj/PjP j配水管段负担的供水人口数（人）：其余符号同前。按表2-2格式计算。按每管段负担的供水龙头数分摊管段分摊流量按下式计算： qj=（Qc-qg）Rj/RjR j配水管段负担的供水龙头数（个）：其余符号同前。按表2-2格式计算。按出流管段长度分摊管段分摊流量按下式计算： qj=（Qc-qg）Lj/LjL j配水管段的计算长度（m），无配水管的不计，一侧配水的管段仅计一半：其余符号同前。1） 节点流量计算分摊节点出流量按下式计算，并将计算结果填入表中。 Qi=1/2qj表2-3 节点出流量计算表节点号分摊节点流量（L/s）集中出流量（L/s）合计（5） 配水干管水力计算配水干管管径及水头损失计算结果列入表2-4中，节点水压标高采用表3-5的格式计算。表2-4 配水干管管段水头损失计算表管段设计流量(L/s)管段长度(m)计算管径(mm)选定管径（mm）校核平均流速（m/s）1000i沿程水头损失（m）总水头损失（m）序号上游节点下游节点外径壁厚内径注：i管径及总水头损失计算公式（建议按h=1.1i·L），计算管径为内径。表2-5 配水干管节点水压标高与自由水头计算表节点号水压标高（m）地形标高（m）自由水头（m）说明：1、当管网进口压力待定时，由最不利节点向上游推算；水压标高（同节点）=自由水头+地形标高；上游节点水压标高=本节点水压标高+本节点至上游节点间水头损失；上游节点自由水头=上游节点水压标高-上游节点地形标高。2、当管网进口压力已定是时，可按配水支管水力计算方法计算。四、高水位水池池底标高的确定当管网进口为高位水池时，管网进口水压标高即为水池最低水位。水池池底标高=管网入口水压标高-20cm。五 、配水支管水力计算（1） 配水支管管段水头损失计算格式同配水干管，管径计算可按由支管首末端水压标高确定的水力比降计算。可按下式进行： D=（fQm）式中： D管道内径（mm）；Q管中流量（m³/h）；H首 管道沿程水头损失（m）；H末管道沿程水头损失（m）；L管道长度（m）；K局部水头损失系数，取1.1；f、m、b与管材有关的参数，见表3-1。（2）配水支管节点自由水头计算格式同配水干管，计算从与干管连接的节点处向下游推算至网管末段。本节点水压标高=上游最近节点水压标高-上游节点至本节点管段水头损失本节点自由水头=本节点水压标高-本节点地面标高。为节省投资，对供水管网应进行管径优化计算。六、输水管水力计算及水泵总扬程的确定（1）对于采用变频调速等设备供水的工程，水泵流量按管网最高日、最高时设计流量计算；对于有调蓄设施的的供水工程，水泵供水量按下式计算：Qp=Qmax/Tp 式中：Qp水源取水泵供水量（m³/h）；Tp水泵工作时间，根据是供水规模确定，一般取20hTp24h。（2）管材选择：钢管，塑料管等，说明允许工作压力、实际工作压力（包括输水管、吸水管）；（3）选定管径：选定的管径以“外径×壁厚”表示；（4）校核平均流速：V=设计流量/管道内截面积（m/s）；（5）i值计算：即单位长度管道上的水头损失；（6）水击计算：当输水管垂直高差较大，以及输水管长度较长时需进行水击计算；（7）沿程水头损失：hi=i·L（L为管道长度，m）；（8）局部水头损失：h2=·h1式中可视管道弯折及管件多少取0.050.10（9）泵房内水头损失（h3）对于大型集中供水工程，泵房内的水头损失要按照实际情况计算，对于规模较小的联村供水工程，泵房内水头损失，一般可取23米。泵房内安装潜水电泵且出水管较长时，水泵出水管的水头损失应按实际情况计算。（10）总水头损失：h=h1+h2+h3（m）；（11）净扬程：H净=H池上-H低；（即蓄水池最高水位-水源最低工作水位）；当采用“直供方式”时，H池上为管网入口水压标高。（12）水泵总扬程：Hp=H净+h七、机电设备选择（1）机泵根据设计流量Qp和设计水泵总扬程Hp选择水泵。参考水泵特性曲线，要给出机泵性能表，见表2-6。表2-6 机泵性能参数表泵电机泵类型号型号功率Kw流量 m/h扬程 m额定电压 V转速 r/min功率 kw额定电流 A效率 %吸程 m其它其它