城市給水排水課件

給水系統(tǒng)1.1給水系統(tǒng)分類(lèi)給水系統(tǒng)：保證用水對(duì)象獲得所需水質(zhì)、水壓和水量的一整套構(gòu)築物、設(shè)備和管路系統(tǒng)的總和。用水對(duì)象：生產(chǎn)設(shè)備、生活設(shè)施、消防設(shè)備構(gòu)築物：取水頭部、反應(yīng)池、沉澱池、濾池、清水池、水泵房、水塔設(shè)備：加壓設(shè)備、控制設(shè)備、計(jì)量設(shè)備管路系統(tǒng)：輸水管、配水管網(wǎng)

分類(lèi)：①水源： 地表水、地下水②動(dòng)力： 自流、加壓③用途： 生活、生產(chǎn)、消防④對(duì)象： 城鎮(zhèn)、工業(yè)1.2給水系統(tǒng)的組成和佈置取水：管井、取水頭部、取水構(gòu)築物；

能夠獲得足夠的水量；淨(jìng)水：反應(yīng)池、沉澱池、濾池；

保證水量、去除影響使用的雜質(zhì)；加壓：深井泵站、一泵站、二泵站、中途泵站；

保證水量、提供適當(dāng)?shù)膲毫?；輸送：輸水管、配水管網(wǎng)、明渠；

形成水流通道，維持合理的流速；調(diào)節(jié)：清水池、水塔、高地水池、屋頂水箱；

調(diào)節(jié)取水、淨(jìng)水與用水之間的數(shù)量差異，儲(chǔ)備事故及消防用水。水源取水構(gòu)築物一級(jí)泵站淨(jìng)水構(gòu)築物清水池二級(jí)泵站輸配水管網(wǎng)用戶(hù)水塔高地水池

給水工程系統(tǒng)中統(tǒng)一、分區(qū)、分質(zhì)或分壓的選擇，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦?、水源情況、城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、水量、水質(zhì)、水溫和水壓的要求及原有的給水工程設(shè)施等條件，從全局出發(fā)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較後綜合考慮確定。

統(tǒng)一給水：所有用水戶(hù)用一個(gè)管網(wǎng)，一個(gè)水處理系統(tǒng)。造價(jià)低，運(yùn)行費(fèi)高。

分質(zhì)給水：用戶(hù)對(duì)水質(zhì)要求不同，經(jīng)不同深度處理，可節(jié)省淨(jìng)水處理費(fèi)用，但每一種水質(zhì)要有獨(dú)立的管網(wǎng)，多套管網(wǎng)造價(jià)高。

分區(qū)給水：不同用戶(hù)對(duì)水壓要求不同，或供水區(qū)域較大，或地形狹長(zhǎng)，泵站數(shù)目增多，但輸水管及管網(wǎng)供水安全性好，節(jié)省電費(fèi)。1.3影響給水系統(tǒng)佈置的因素城鎮(zhèn)總體規(guī)劃

人口規(guī)模：流量

規(guī)劃面積：統(tǒng)一、分區(qū)；單水源、多水源

航運(yùn)：取水構(gòu)築物

功能分區(qū)：分質(zhì)、分壓

道路：管網(wǎng)

發(fā)展期限：水源數(shù)量、設(shè)備規(guī)格、管道尺寸

大用戶(hù)位置：管網(wǎng)水源類(lèi)型：地表水、地下水位置：輸水管高程：重力流、壓力流水量：?jiǎn)嗡础⒍嗨此|(zhì)：淨(jìng)水工藝水位：取水構(gòu)築物地形分區(qū)、泵站水廠(chǎng)位置輸水管、管網(wǎng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分質(zhì)、分區(qū)1.4工業(yè)給水系統(tǒng)分類(lèi)：水質(zhì)：軟化水（鍋爐）、純水、超純水流程：複用、迴圈、直流

工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水系統(tǒng)（複用、迴圈或直流）的選擇，應(yīng)從全局出發(fā)考慮水資源的節(jié)約利用和水體的保護(hù)，並應(yīng)採(cǎi)用複用或循環(huán)系統(tǒng)。

水量平衡：冷卻用水量和損耗水量、迴圈回用水量補(bǔ)充水量以及排水量保持平衡。水量平衡的目的是達(dá)到合理用水。採(cǎi)取的途徑是改革生產(chǎn)工藝，減少耗水量，或提高重複利用率，增大回用水量，以相應(yīng)減少排水量。水量平衡圖：標(biāo)明總迴圈水量、各車(chē)間冷卻用水量、損耗水量、迴圈回水量和補(bǔ)充水量等，做到每個(gè)車(chē)間的給水與排水量平衡，整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的給水、回水和補(bǔ)充水量平衡。

設(shè)計(jì)用水量設(shè)計(jì)年限：所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠在符合設(shè)計(jì)要求的條件下正常使用的年限。給水工程的設(shè)計(jì)應(yīng)在服從城市總體規(guī)劃的前提下，近遠(yuǎn)期結(jié)合，以近期為主。近期設(shè)計(jì)年限宜採(cǎi)用5～10年，遠(yuǎn)期規(guī)劃年限宜採(cǎi)用10～20年。

給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用水量一般是指設(shè)計(jì)年限內(nèi)最高日用水量

，包括：

1、綜合生活用水（包括居民生活用水和公共建築用水）；

2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水；

3、消防用水；

4、澆灑道路和綠地用水；

5、未預(yù)見(jiàn)用水量及管網(wǎng)漏失水量。

設(shè)計(jì)用水量的大小決定著整個(gè)給水系統(tǒng)中取水、淨(jìng)水、調(diào)節(jié)構(gòu)築物的大小、加壓設(shè)備的規(guī)模以及管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)格。

設(shè)計(jì)用水量偏大：工程規(guī)模過(guò)大，工程投產(chǎn)後在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不能發(fā)揮作用，造成資金浪費(fèi)；

設(shè)計(jì)用水量偏?。翰荒軡M(mǎn)足生活和生產(chǎn)的用水要求，出現(xiàn)年年需要擴(kuò)建的被動(dòng)局面。2.1用水量定額用水量定額（標(biāo)準(zhǔn)）：設(shè)計(jì)年限內(nèi)可能達(dá)到的最高用水水準(zhǔn)，是確定設(shè)計(jì)用水量的主要依據(jù)。①生活用水量

生活用水量是指居住區(qū)、工業(yè)企業(yè)以及公共建築內(nèi)用於飲用、洗滌、烹飪和清潔衛(wèi)生等用途的水量。

生活用水量定額：城鎮(zhèn)居民是指每人每日平均生活用水量，工業(yè)企業(yè)是指每一職工每班的生活和淋浴用水量。

生活用水量定額受生活習(xí)慣、氣候、水資源、經(jīng)濟(jì)因素、居住條件等因素影響。

工業(yè)企業(yè)職工生活用水量採(cǎi)用每人每天25～35升，淋浴用水採(cǎi)用每人每班40～60升。公共建築內(nèi)的生活用水量，應(yīng)按現(xiàn)行的《建築給水排水設(shè)計(jì)規(guī)範(fàn)》執(zhí)行。城市規(guī)模特大城市大城市中、小城市分區(qū)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居民生活用水定額（L/cap·d）

綜合生活用水定額（L/cap·d）城市規(guī)模特大城市大城市中、小城市分區(qū)最高日平均日最高日平均日最高日平均日一260~410210~340240~390190~310220~370170~280二190~280150~240170~260130~210150~240110~180三170~270140~230150~250120~200130~230100~170

居民生活用水：城市居民日常生活用水。

綜合生活用水：城市居民日常生活用水和公共建築用水。但不包括澆灑道路、綠地和其他市政用水。特大城市：市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口100萬(wàn)及以上的城市；大城市：市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口50萬(wàn)及以上，不滿(mǎn)100萬(wàn)的城市；

中、小城市：市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口不滿(mǎn)50萬(wàn)的城市。

一區(qū)：貴州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、廣東、廣西、海南、上海、雲(yún)南、江蘇、安徽、重慶；

二區(qū)：黑龍江、吉林、遼寧、北京、天津、河北、山西、河南、山東、寧夏、陝西、內(nèi)蒙古河套以東和甘肅黃河以東的地區(qū)；

三區(qū)：新疆、青海、西藏、內(nèi)蒙古河套以西和甘肅黃河以西的地區(qū)。

②生產(chǎn)用水量

生產(chǎn)用水是指在工業(yè)企業(yè)內(nèi)用於冷卻、製造、空調(diào)、加工、淨(jìng)化和洗滌等用途的水量。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量標(biāo)準(zhǔn)以萬(wàn)元產(chǎn)值用水量表示，因水資源情況、產(chǎn)品類(lèi)型、生產(chǎn)工藝、管理方式和管理水準(zhǔn)而異。我國(guó)工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量平均為103立方米，是發(fā)達(dá)國(guó)家的10至20倍；水的重複利用率平均僅為40％左右，發(fā)達(dá)國(guó)家平均已達(dá)到75％至85％。③消防用水量

消防用水是指在發(fā)生火災(zāi)的情況下用於滅火所需的水量。

特點(diǎn)：歷時(shí)短、流量大。城市、居住區(qū)、工廠(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)和民用建築的室外消防用水量按同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)和一次滅火用水量確定。城市室外消防用水量包括工廠(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)和民用建築的室外消防用水量。④澆灑道路和綠化用水量

澆灑道路用水採(cǎi)用每平米每次1～1.5升，一般每日2～3次；綠化用水採(cǎi)用每平米每天1.5～2升；⑤未預(yù)見(jiàn)水量

未預(yù)見(jiàn)水量採(cǎi)用10～15%，管網(wǎng)漏損採(cǎi)用10%（國(guó)外7%），兩項(xiàng)合併按15～25%計(jì)算。2.2用水量變化生活用水隨季節(jié)與生活習(xí)慣的變化而變化。生產(chǎn)用水隨氣溫與生產(chǎn)形勢(shì)的變化而變化。具有隨機(jī)性和週期性?xún)蓚€(gè)特徵。

最高日用水量：在設(shè)計(jì)規(guī)定的年限內(nèi)，用水最多的一天所用的水量。

平均日用水量：一年內(nèi)總的用水量除以天數(shù)。

日變化係數(shù)：最高日用水量與平均日用水量的比值。

時(shí)變化係數(shù)：最高日最高時(shí)用水量與該日平均時(shí)用水量的比值。

城市供水中，時(shí)變化係數(shù)、日變化係數(shù)應(yīng)根據(jù)城市性質(zhì)、城市規(guī)模、國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展和城市供水系統(tǒng)並結(jié)合現(xiàn)狀供水曲線(xiàn)和日用水變化分析確定；在缺乏實(shí)際用水資料情況下，最高日綜合用水的時(shí)變化係數(shù)宜採(cǎi)用1.3～1.6，日變化係數(shù)宜採(cǎi)用1.1～1.5，個(gè)別小城鎮(zhèn)可適當(dāng)加大。

工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的生活用水的時(shí)變化係數(shù)為2.5～3.0。024681012141618202224最大時(shí)平均時(shí)2.3用水量計(jì)算Qd——最高日設(shè)計(jì)用水量Q1——居住區(qū)綜合生活用水量Q2——工業(yè)企業(yè)生活用水量Q3——生產(chǎn)用水量Q4——澆灑道路和綠化用水量

Q1：由最高日生活用水定額、規(guī)劃人口數(shù)、自來(lái)水普及率計(jì)算確定；

Q2：由職工人數(shù)、用水定額、淋浴人數(shù)、淋浴用水量計(jì)算確定；

Q3：由萬(wàn)元產(chǎn)值用水量、工業(yè)總產(chǎn)值、用水重複率計(jì)算確定；

Q4：由規(guī)劃道路面積、澆灑道路用水量、道路澆灑次數(shù)、規(guī)劃綠地面積、綠化用水量計(jì)算確定。最大小時(shí)用水量：

最高日用水量一般不包括消防用水量，消防用水量用於確定清水池的容積和輸配水管網(wǎng)的校核。

給水系統(tǒng)的工作情況3.1給水系統(tǒng)的流量關(guān)係α——考慮水廠(chǎng)本身用水量的係數(shù)，一般採(cǎi)用1.05～1.10；地下水源採(cǎi)用1。T——一級(jí)泵站每天工作時(shí)間取水構(gòu)築物、一級(jí)泵站：二級(jí)泵站：

無(wú)水塔（高地水池）：滿(mǎn)足最高日最大時(shí)用水要求；有水塔（高地水池）：滿(mǎn)足最大日用水要求。一級(jí)泵站與二級(jí)泵站的流量差額由清水池調(diào)節(jié)；二級(jí)泵站與用戶(hù)的流量差額由水塔（高地水池）調(diào)節(jié)。3.2水塔和清水池的容積計(jì)算清水池容積：W1——調(diào)節(jié)容積，可按最高日用水量的

10～20%估算；W2——消防貯水量，按撲滅火災(zāi)平均時(shí)間為2小時(shí)計(jì)算；W3——水廠(chǎng)自用水，一般採(cǎi)用最高日用水量的5～10%；W4——安全貯備水量。024681012141618202224二泵站供水曲線(xiàn)一泵站供水曲線(xiàn)水塔（高地水池）容積：W1——調(diào)節(jié)容積，可按最高日用水量的

3～6%估算；W2——消防貯水量，一般按十分鐘消防用水量計(jì)算。

當(dāng)二級(jí)泵站與一級(jí)泵站的供水量接近時(shí)，清水池的調(diào)節(jié)容積會(huì)縮小，但水塔（高地水池）的調(diào)節(jié)容積將會(huì)增大。024681012141618202224二泵站供水曲線(xiàn)用水曲線(xiàn)3.3給水系統(tǒng)的水壓關(guān)係

城市管網(wǎng)的最小服務(wù)水頭：1層樓10m，2層樓12m，2層以上每層增加4m。

市政給水管網(wǎng)的供水壓力，以滿(mǎn)足數(shù)量上占主導(dǎo)地位的低層和多層建築需要為準(zhǔn)，高層建築所需水壓通常採(cǎi)用局部加壓的方式予以滿(mǎn)足。市政管網(wǎng)水壓過(guò)高既造成能量浪費(fèi)、增加漏損、不便使用，還需採(cǎi)用高壓管道，增大工程投資。水泵揚(yáng)程的確定：

一泵站的淨(jìng)揚(yáng)程等於水處理構(gòu)築物的最高水位與吸水井的最低水位之差；二泵站在無(wú)水塔管網(wǎng)的淨(jìng)揚(yáng)程等於最不利供水點(diǎn)（控制點(diǎn)）的服務(wù)水頭標(biāo)高與清水池最低水位之差；有水塔管網(wǎng)的淨(jìng)揚(yáng)程等於水塔最高水位與清水池最低水位之差。水塔高度的確定：——水櫃底高於地面的高度；——控制點(diǎn)要求的最小服務(wù)水頭；——最大時(shí)水塔到控制點(diǎn)的水頭損失；——水塔設(shè)置點(diǎn)的地面高度；——控制點(diǎn)的地面高度。

管網(wǎng)和輸水管渠佈置輸配水系統(tǒng)的作用是以適當(dāng)?shù)乃畨翰婚g斷地向用戶(hù)提供充沛的水量，並能夠保證所輸送的水不受污染。輸配水系統(tǒng)包括輸水管渠、配水管網(wǎng)、泵站、水塔和水池。

輸水管渠：從水源到城市水廠(chǎng)或城市水廠(chǎng)到相距較遠(yuǎn)管網(wǎng)的管線(xiàn)或管道。

配水管網(wǎng)：將水送到用戶(hù)的管道系統(tǒng)。

4.1管網(wǎng)佈置形式根據(jù)管網(wǎng)的佈置形式，可分為樹(shù)狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。

樹(shù)狀管網(wǎng)投資較省，但供水安全性較差；

環(huán)狀管網(wǎng)投資明顯高於樹(shù)狀管網(wǎng)，但增加了供水的可靠性。一般在城鎮(zhèn)建設(shè)的初期採(cǎi)用樹(shù)狀管網(wǎng)，隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展逐漸連成環(huán)狀管網(wǎng)。在城市的中心佈置成環(huán)狀管網(wǎng)，郊區(qū)佈置成樹(shù)狀管網(wǎng)。泵站樹(shù)狀管網(wǎng)泵站環(huán)狀管網(wǎng)給水管網(wǎng)的佈置應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

1．按照城市規(guī)劃平面圖佈置管網(wǎng)，佈置時(shí)應(yīng)考慮給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可能，並留有充分的發(fā)展餘地；

2．管網(wǎng)佈置必須保證供水安全可靠，當(dāng)局部管網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，斷水範(fàn)圍應(yīng)減到最??；

3．管線(xiàn)遍佈在整個(gè)給水區(qū)內(nèi)，保證用戶(hù)有足夠的水量和水壓；

4．力求以最短距離敷設(shè)管線(xiàn)，以降低管網(wǎng)造價(jià)和供水能量費(fèi)用。4.2管網(wǎng)定線(xiàn)

管網(wǎng)定線(xiàn)是指在供水區(qū)域內(nèi)確定給水幹管以及幹管之間的連接管的平面位置和走向，不包括從幹管到用戶(hù)的分配管和接到用戶(hù)的進(jìn)水管。影響因素：城市平面佈置，供水區(qū)域的地形，水源和調(diào)節(jié)水池位置，街區(qū)和用戶(hù)特別是大用戶(hù)的分佈，河流、鐵路、橋樑的位置等。

幹管延伸方向應(yīng)和二級(jí)泵站輸水到水池、水塔、大用戶(hù)的水流方向一致。循水流方向，以最短的距離佈置一條或數(shù)條幹管，幹管應(yīng)從用水量較大的街區(qū)通過(guò)。

幹管一般按城市規(guī)劃道路定線(xiàn)，但儘量避免在高級(jí)路面或重要道路下通過(guò)。管線(xiàn)在道路下的平面位置和標(biāo)高，應(yīng)符合城市地下管線(xiàn)綜合設(shè)計(jì)的要求，給水管線(xiàn)和建築物、鐵路以及其他管道的水準(zhǔn)淨(jìng)距，均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

管網(wǎng)可採(cǎi)用樹(shù)狀網(wǎng)和若干環(huán)組成的環(huán)狀網(wǎng)相結(jié)合的形式，管線(xiàn)大致均勻地分佈於整個(gè)給水區(qū)。幹管的間距採(cǎi)用500～800m。連接管的間距可根據(jù)街區(qū)的大小考慮在800～1000m左右。分配管直徑至少為100mm，大城市採(cǎi)用150～200mm。城鎮(zhèn)生活飲用水的管網(wǎng)，嚴(yán)禁與非生活飲用水的管網(wǎng)連接，也嚴(yán)禁與各單位自備的生活飲用水供水系統(tǒng)直接相連。4.3輸水管定線(xiàn)定義：從水源到水廠(chǎng)或水廠(chǎng)到相距較遠(yuǎn)管網(wǎng)的管、渠叫做輸水管渠。特點(diǎn)：距離長(zhǎng)，與河流、高地、交通路線(xiàn)等的交叉較多。中途一般沒(méi)有流量的流入與流出。形式：常用的有壓力輸水管渠和無(wú)壓輸水管渠兩種形式。

無(wú)壓輸水通常以重力為輸水動(dòng)力，運(yùn)行費(fèi)用較低，但管渠的佈置受到地形的限制，管渠的斷面尺寸以及水流速度也會(huì)受到水位落差的影響，明渠輸水過(guò)程中原水可能受到污染。壓力輸水通常以水泵為動(dòng)力，運(yùn)行費(fèi)用較高，但管道的佈置相對(duì)來(lái)說(shuō)比較自由，輸水過(guò)程中原水不會(huì)受到污染。

定線(xiàn)原則：必須與城市建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，儘量縮短線(xiàn)路長(zhǎng)度，減少拆遷，少占農(nóng)田，便於管渠施工和運(yùn)行維護(hù)，保證供水安全；選線(xiàn)時(shí)，應(yīng)選擇最佳的地形和地質(zhì)條件，儘量沿現(xiàn)有道路定線(xiàn)，以便於施工和檢修；減少與鐵路、公路和河流的交叉；管線(xiàn)避免穿越滑坡、巖層、沼澤、高地下水位和河水淹沒(méi)與沖刷地區(qū)，以降低造價(jià)和便於管理；盡可能重力輸水

。

輸水幹管一般不宜少於兩條，並且每隔一定距離設(shè)連接管連通。當(dāng)有安全貯水池或其他安全供水措施時(shí)，也可修建一條輸水幹管。輸水幹管和連通管管徑及連通管根數(shù)，應(yīng)按輸水幹管任何一段發(fā)生保障時(shí)仍能通過(guò)事故用水量計(jì)算確定。城鎮(zhèn)的事故水量為設(shè)計(jì)水量的70%，工業(yè)企業(yè)的事故水量按有關(guān)工藝要求確定。當(dāng)負(fù)有消防給水任務(wù)時(shí)，還應(yīng)包括消防水量。

從水源至城鎮(zhèn)水廠(chǎng)或工業(yè)企業(yè)自備水廠(chǎng)的輸水管渠的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按最高日平均時(shí)供水量加自用水量確定。當(dāng)長(zhǎng)距離輸水時(shí)，輸水管渠的設(shè)計(jì)流量應(yīng)計(jì)入管渠漏失水量。向管網(wǎng)輸水的管道設(shè)計(jì)流量，當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)有調(diào)節(jié)構(gòu)築物時(shí)，應(yīng)按最高日最高時(shí)用水條件下，由水廠(chǎng)所負(fù)擔(dān)供應(yīng)的水量確定；當(dāng)無(wú)調(diào)節(jié)構(gòu)築物時(shí)，應(yīng)按最高日最高時(shí)供水量確定。

當(dāng)採(cǎi)用明渠輸送原水時(shí)，應(yīng)有可靠的保護(hù)水質(zhì)和防止水量流失的措施。輸水管渠應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置檢查井，檢查井間距：當(dāng)管徑為700毫米以下時(shí)，不宜大於200米；當(dāng)管徑為700至1400毫米時(shí)，不宜大於400米。非滿(mǎn)流的重力輸水管渠，必要時(shí)還應(yīng)設(shè)置跌水井或控制水位的措施。

長(zhǎng)距離輸水管渠的定線(xiàn)應(yīng)在對(duì)各種可行的方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較後確定。對(duì)於地勢(shì)起伏較大的地段，宜採(cǎi)取壓力輸送與重力輸送相結(jié)合，特別要避免管路中出現(xiàn)負(fù)壓。在輸水管道隆起點(diǎn)和平直段的必要位置上，應(yīng)裝設(shè)排（進(jìn)）氣閥，低處應(yīng)裝設(shè)泄水閥。其數(shù)量和直徑應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。設(shè)計(jì)滿(mǎn)流輸水管道時(shí)，應(yīng)考慮發(fā)生水錘的可能，必要時(shí)應(yīng)採(cǎi)取消除水錘的措施。

管網(wǎng)水力計(jì)算6.1樹(shù)狀管網(wǎng)計(jì)算計(jì)算步驟：確定各管段的流量；根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速選取標(biāo)準(zhǔn)管徑；計(jì)算各管段的水頭損失；確定控制點(diǎn)；計(jì)算控制線(xiàn)路的總水頭損失，確定水泵揚(yáng)程或水塔高度；確定各支管可利用的剩餘水頭；計(jì)算各支管的平均水力坡度，選定管徑。

某城市供水區(qū)用水人口5萬(wàn)人，最高日用水量定額為150Ｌ/(人·ｄ)，要求最小服務(wù)水頭為16ｍ。節(jié)點(diǎn)４接某工廠(chǎng)，工業(yè)用水量為400ｍ3/ｄ，兩班制，均勻使用。城市地形平坦，地面標(biāo)高為5.OOｍ。水泵水塔0123485672504503006002301902056501501．總用水量設(shè)計(jì)最高日生活用水量：

50000×0.15＝7500m3/d＝86.81L/s工業(yè)用水量：

400÷16＝25m3/h＝6.94L/s總水量為：

ΣQ＝86.81＋6.94＝93.75L/s2．管線(xiàn)總長(zhǎng)度：ΣL＝2425m，其中水塔到節(jié)點(diǎn)0的管段兩側(cè)無(wú)用戶(hù)不計(jì)入。3．比流量：

(93.75－6.94)÷2425＝0.0358L/s4．沿線(xiàn)流量：管段管段長(zhǎng)度（m）沿線(xiàn)流量（L/s）0～11～22～31～44～84～55～66～7300150250450650230190205300×0.0358＝10.74150×0.0358＝5.37250×0.0358＝8.95450×0.0358＝16.11650×0.0358＝23.27230×0.0358＝8.23190×0.0358＝6.80205×0.0358＝7.34合計(jì)242586.815．節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量（L/s）0123456780.5×10.74＝5.370.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.110.5×(5.37+8.95)＝7.160.5×8.95＝4.480.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.800.5×(8.23+6.80)＝7.520.5×(6.80+7.34)＝7.070.5×7.34＝3.670.5×23.27＝11.63合計(jì)86.8193.7588.3860.6311.634.4811.643.6710.7418.26水泵水塔0123485672504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.376．幹管水力計(jì)算：管段流量（L/s）流速（m/s）管徑（mm）水頭損失（m）水塔～00～11～44～893.7588.3860.6311.630.750.700.860.664004003001001.270.561.753.95Σh＝7.53

選定節(jié)點(diǎn)8為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定管徑。7．支管水力計(jì)算：管段起端水位（m）終端水位（m）允許水頭損失（m）管長(zhǎng)（m）平均水力坡度1～34～726.7024.9521.0021.005.703.954006250.014250.00632管段流量(L/s)管徑(mm)水力坡度水頭損失(m)1～22～34～55～66～711.644.4818.2610.743.67150(100)100200(150)1501000.006170.008290.003370.006310.005811.85(16.8)2.070.64(3.46)1.451.198．確定水塔高度和水泵揚(yáng)程水泵揚(yáng)程需要根據(jù)水塔的水深、吸水井最低水位標(biāo)高、水泵吸水管路和壓水管水頭損失計(jì)算確定。6.2環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算原理環(huán)方程組解法

原理：在初步分配流量的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整管段流量以滿(mǎn)足能量方程。L個(gè)非線(xiàn)形的能量方程：初步分配的流量一般不滿(mǎn)足能量方程：

初步分配流量與實(shí)際流量的的差額為Δq，實(shí)際流量應(yīng)滿(mǎn)足能量方程：將函數(shù)在分配流量上展開(kāi)，並忽略高階微量：方程組的第一部分稱(chēng)為閉合差：

將閉合差項(xiàng)移到方程組的左邊，得到關(guān)於流量誤差（校正流量）的線(xiàn)性方程組：

利用線(xiàn)性代數(shù)的多種方法可求解出校正流量。因?yàn)楹雎粤烁唠A項(xiàng)，得到的解仍然不能滿(mǎn)足能量方程，需要反復(fù)迭代求解，直到誤差小於允許誤差值。節(jié)點(diǎn)方程組解法原理：在初步擬訂壓力的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整節(jié)點(diǎn)水壓以滿(mǎn)足連續(xù)性方程。節(jié)點(diǎn)流量應(yīng)該滿(mǎn)足連續(xù)性方程：Ｊ－Ｓ個(gè)連續(xù)性方程：一般運(yùn)算式：初步擬定的水壓一般不滿(mǎn)足連續(xù)性方程：

初步擬定水壓與實(shí)際水壓的差額為ΔＨ，實(shí)際水壓應(yīng)滿(mǎn)足連續(xù)性方程：將函數(shù)在分配流量上展開(kāi)，並忽略高階微量：方程組的第一部分稱(chēng)為閉合差：

將閉合差項(xiàng)移到方程組的右邊，得到關(guān)於水壓誤差（校正壓力）的線(xiàn)性方程組：求解步驟：根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)（控制點(diǎn)和泵站）的水壓，初步確定其他各節(jié)點(diǎn)的水壓；根據(jù)流量與水頭損失的關(guān)係求出各管段的流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的不平衡流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的校正壓力；重複第2～4步直到校正壓力符合要求為止。管段方程組解法原理：直接聯(lián)立求解J-S個(gè)連續(xù)性方程和L個(gè)能量方程，求出P＝L+J-S個(gè)管段流量。具體步驟：對(duì)能量方程進(jìn)行線(xiàn)性化處理；給定流量初值並計(jì)算線(xiàn)性係數(shù)；解線(xiàn)性方程求出管段流量；根據(jù)所得流量計(jì)算線(xiàn)性係數(shù)並重新求解管段流量直到誤差符合要求。連續(xù)性方程：Q1Q2Q3Q4Q5Q6能量方程：456321將非線(xiàn)形的能量方程轉(zhuǎn)化為線(xiàn)性方程：6.3環(huán)狀網(wǎng)平差方法1.哈代-克羅斯法

Q1Q2Q3Q4Q5Q6456321Q1Q2Q3Q4Q5Q6456321忽略相鄰環(huán)校正流量和二階微量的影響：校正流量的符號(hào)與水頭損失閉合差的符號(hào)相反步驟：根據(jù)連續(xù)性條件初步分配管段流量；計(jì)算各管段的水頭損失；以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，計(jì)算各環(huán)的水頭損失閉合差；計(jì)算各管段的Sijqij和每一環(huán)的ΣSijqij；計(jì)算各環(huán)的校正流量；將管段流量加上校正流量重新計(jì)算水頭損失，直到最大閉合差小於允許誤差為止。2.最大閉合差的環(huán)校正法管網(wǎng)平差過(guò)程中，任一環(huán)的校正流量都會(huì)對(duì)相鄰環(huán)產(chǎn)生影響。一般說(shuō)來(lái)，閉合差越大校正流量越大，對(duì)鄰環(huán)的影響也就越大。值得注意的是，對(duì)閉合差方向相同的鄰環(huán)會(huì)加大其閉合差，對(duì)閉合差方向相反的相鄰環(huán)則會(huì)縮小閉合差。最大閉合差校正法就是在每次平差時(shí)選擇閉合差最大的環(huán)進(jìn)行平差。最大閉合差不一定是基環(huán)的閉合差。3.多水源管網(wǎng)平差多水源給水管網(wǎng)的平差，只需將S個(gè)水源節(jié)點(diǎn)用一個(gè)虛節(jié)點(diǎn)相連接，構(gòu)成一個(gè)含有Ｓ-1個(gè)虛環(huán)的單水源給水系統(tǒng)。水源節(jié)點(diǎn)與虛節(jié)點(diǎn)相連接的管段稱(chēng)為虛管段，虛管段中的流量等於水源節(jié)點(diǎn)的供水量，管段流量方向是從虛節(jié)點(diǎn)流向水源節(jié)點(diǎn)。虛管段的水頭損失等於各水源節(jié)點(diǎn)水壓，方向是水源節(jié)點(diǎn)指向虛節(jié)點(diǎn)。泵站水塔0Qth=－水塔水位高度Qph=－水泵揚(yáng)程4.管網(wǎng)計(jì)算時(shí)的水泵特性方程水泵高效區(qū)的流量與揚(yáng)程之間的關(guān)係可用二次曲線(xiàn)模擬：121325.管網(wǎng)核算①消防時(shí)根據(jù)城鎮(zhèn)和各類(lèi)建築的規(guī)模，確定同一時(shí)間發(fā)生的火災(zāi)次數(shù)以及一次滅火用水量。按照滿(mǎn)足最不利條件的原則，將著火點(diǎn)放在控制點(diǎn)及遠(yuǎn)離泵站的大用戶(hù)處。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，所需自由水頭較小，但由於水頭損失增大，水泵揚(yáng)程不一定符合要求，必要時(shí)應(yīng)增設(shè)消防水泵。②最大轉(zhuǎn)輸時(shí)設(shè)置對(duì)置水塔的給水系統(tǒng)，在最大用水小時(shí)由水泵和水塔同時(shí)供水，水塔的高度必定高於控制點(diǎn)的自由水頭，當(dāng)出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)輸流量時(shí)，水泵必須能供水到水塔。③事故時(shí)管網(wǎng)中任一管段在檢修過(guò)程中，系統(tǒng)的供水量都不應(yīng)小於最高用水時(shí)的70%。二泵站供水曲線(xiàn)用水曲線(xiàn)024681012141618202224最大用水小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)校核條件：

消防時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等於最大用水小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量加消防流量；水泵揚(yáng)程滿(mǎn)足最不利消火栓處水壓10mH2O；

最大轉(zhuǎn)輸時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等於最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)用水量與最大小時(shí)用水量之比乘以最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿(mǎn)足水塔最高水位；

事故時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等於70％最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿(mǎn)足最小服務(wù)水頭。6.4輸水管（渠）計(jì)算水位差H已知的壓力輸水管要求輸水量為Q，平行敷設(shè)直徑和長(zhǎng)度相同的輸水管線(xiàn)n條，則每條管線(xiàn)的流量為Q/n，當(dāng)一條管線(xiàn)損壞時(shí)，平行的輸水管線(xiàn)為n-１條，系統(tǒng)的輸水能力變成Q–Q/n，要保證70%的設(shè)計(jì)流量，需要平行佈置四條輸水管。平行敷設(shè)兩條彼此獨(dú)立的輸水管：正常運(yùn)行事故運(yùn)行

平行敷設(shè)兩條輸水管，等距離設(shè)置N條聯(lián)絡(luò)管段：正常運(yùn)行事故運(yùn)行不同聯(lián)絡(luò)管段數(shù)的事故流量水泵供水的輸水管Sd為輸水管的當(dāng)量摩阻輸水管特性曲線(xiàn)：水泵特性曲線(xiàn)：正常運(yùn)行流量：

輸水管用n–1條連接管等分成n段，其中任一管段發(fā)生故障時(shí)：事故運(yùn)行流量：流量比為：解出分段數(shù)：6.5應(yīng)用電腦解管網(wǎng)問(wèn)題

首先對(duì)所需進(jìn)行計(jì)算的管網(wǎng)加以簡(jiǎn)化，然後對(duì)節(jié)點(diǎn)、管段和環(huán)進(jìn)行編號(hào)。標(biāo)明管段流量和節(jié)點(diǎn)流量的流向。123654銜接矩陣回路矩陣建立銜接矩陣的方法：

銜接矩陣的行數(shù)等於獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，列數(shù)等於管段數(shù)。在行列的交叉位置分別填入0、1和-1，管段與節(jié)點(diǎn)不相連時(shí)取0，管段中的流量流向節(jié)點(diǎn)時(shí)取-1，離開(kāi)節(jié)點(diǎn)時(shí)取1。因?yàn)槊恳还芏沃慌c兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，故每一列只有兩個(gè)非零數(shù)值，一個(gè)為1，另一個(gè)為-1。增廣矩陣由兩部分組成，即管段流量部分和節(jié)點(diǎn)流量部分。對(duì)於節(jié)點(diǎn)流量部分，只有對(duì)角線(xiàn)上的元素不為零，且水源節(jié)點(diǎn)為-1，非水源節(jié)點(diǎn)為1。流量向量元素位置要與銜接矩陣相對(duì)應(yīng)。

回路矩陣的行數(shù)等於環(huán)數(shù)，列數(shù)等於管段數(shù)。在行和列的交叉位置分別填入0、1或-1，管段與環(huán)不相關(guān)取0，管段中水流方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)取-1，順時(shí)針時(shí)取1。每一管段只能與兩個(gè)環(huán)相關(guān)，故每一列最多只有兩個(gè)非零數(shù)值，一個(gè)為1，另一個(gè)為-1。水頭損失向量元素位置要與回路矩陣相對(duì)應(yīng)建立回路矩陣的方法：非線(xiàn)性方程的線(xiàn)性化開(kāi)始輸入數(shù)據(jù)管段數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、允許誤差、管道直徑、管段長(zhǎng)度、已知節(jié)點(diǎn)水壓、節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高、阻力係數(shù)、節(jié)點(diǎn)流量、節(jié)點(diǎn)編號(hào)給定管段初始流量迭代次數(shù)K=0迭代計(jì)算計(jì)算各管段Cij生成係數(shù)矩陣ACAT求出節(jié)點(diǎn)水壓計(jì)算管段流量q(K+1)=Cij(Hi-Hj)q(K+1)-q(K)＜允許誤差q(K+1)＝0.5(q(K)+q(K+1))迭代次數(shù)K=K+1輸出計(jì)算結(jié)果結(jié)束是否

網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算

管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)：以經(jīng)濟(jì)性作為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)水量、水壓和可靠性要求作為約束條件，求出一定設(shè)計(jì)年限內(nèi)管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用之和最小時(shí)的管段直徑或水頭損失。管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用的多少最終歸結(jié)到流量和管徑。7.1管網(wǎng)年費(fèi)用折算值1.目標(biāo)函數(shù)和約束條件管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算的目標(biāo)函數(shù)是按年計(jì)的管網(wǎng)建造費(fèi)用和管理費(fèi)用：取變數(shù)部分，乘以100後的目標(biāo)函數(shù)：約束條件連續(xù)方程：能量方程：服務(wù)水頭：允許流速：2.技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算中的變數(shù)關(guān)係解出Ｄij代入目標(biāo)函數(shù)：管段流量不確定時(shí)，不存在經(jīng)濟(jì)管徑。管段流量確定後，可求出經(jīng)濟(jì)管徑。7.2輸水管的技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算1.壓力輸水管的技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算將目標(biāo)函數(shù)表達(dá)為管徑管徑的函數(shù)：係數(shù)a、b、α的確定0200400600800100014012010080604020cD1.00.70.50.30.1400300200100501020864c－aD（m）ba1α2.重力輸水管的技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算重力輸水沒(méi)有動(dòng)力費(fèi)用，但各管段水頭損失之和應(yīng)該等於可利用水頭。問(wèn)題轉(zhuǎn)換成求條件極值問(wèn)題，目標(biāo)函數(shù)為：對(duì)hij求偏導(dǎo)數(shù)，消去拉格朗日常數(shù)：（n-1個(gè)方程，聯(lián)立約束方程求解）7.3管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算1.起點(diǎn)水壓未給的管網(wǎng)

求目標(biāo)函數(shù)滿(mǎn)足能量方程和控制點(diǎn)服務(wù)水頭的條件極值q3q6q9q2q5q8q1q4q7Q43824197ⅠⅡⅢⅣ（1個(gè)方程）（P=12個(gè)方程）（P+1-L-1=J-1=8個(gè)方程）節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)4節(jié)點(diǎn)5節(jié)點(diǎn)6節(jié)點(diǎn)7節(jié)點(diǎn)82.起點(diǎn)水壓已給的管網(wǎng)

可行性：分配流量本身具有誤差，精確計(jì)算所得管徑也並非標(biāo)準(zhǔn)管徑。

依據(jù)：經(jīng)濟(jì)管徑公式。

方法：取xij=1。

界限流量概念：在某一流量下的經(jīng)濟(jì)管徑，不一定等於標(biāo)準(zhǔn)管徑；每一種標(biāo)準(zhǔn)管徑不僅有相應(yīng)最經(jīng)濟(jì)流量，並且有其經(jīng)濟(jì)的界限流量範(fàn)圍，在此範(fàn)圍內(nèi)用這一管徑都是經(jīng)濟(jì)的。7.4近似優(yōu)化計(jì)算QW0QW0管徑為Dn的管道的界限流量：

對(duì)於確定的α、m，可得f=1的界限流量表：管徑(mm)界限流量(L/s)管徑(mm)界限流量(L/s)管徑(mm)界限流量(L/s)100150200250300≤99～1515～28.528.5～4545～6835040045050060068～9696～130130～168168～237237～3557008009001000355～490490～685685～822822～1120求f≠1時(shí)的界限流量：

分區(qū)給水系統(tǒng)8.1概述

將整個(gè)給水系統(tǒng)分成幾個(gè)區(qū)，每區(qū)有獨(dú)立的管網(wǎng)。為保證安全用水，各區(qū)域之間用應(yīng)急管道連通。

技術(shù)原因：均衡管網(wǎng)水壓，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)低壓供水，從而減少漏失水量並避免管道及附件的損壞。

經(jīng)濟(jì)原因：降低能耗。

並聯(lián)分區(qū)：泵站共用，由低壓水泵和高壓水泵分別向高區(qū)和低區(qū)供水，管理方便，安全性高；輸水管道較長(zhǎng)，高區(qū)靠近水源處的壓力大，需耐高壓管材。

串聯(lián)分區(qū)：泵站分建，高區(qū)水泵從低區(qū)末端的貯水池取水，進(jìn)入貯水池前的自由水頭被浪費(fèi)，貯水池容積較大，安全性較差。合用泵站低區(qū)泵站貯水池高區(qū)泵站8.2分區(qū)給水的能量分析泵站揚(yáng)程：所需能量：實(shí)際提供能量：浪費(fèi)能量：並聯(lián)分區(qū)串聯(lián)分區(qū)8.3分區(qū)給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

原則：在保證用戶(hù)獲得足夠水壓的前提下，分區(qū)後管網(wǎng)應(yīng)均衡水壓，盡可能實(shí)現(xiàn)低壓供水，以利於減少漏失量、能耗和事故發(fā)生率。分區(qū)時(shí)需考慮以下因素：區(qū)域內(nèi)地形標(biāo)高差、管道的水頭損失、區(qū)域的形狀、進(jìn)水點(diǎn)的位置、管道材料及介面方式、運(yùn)行電費(fèi)、供水對(duì)象的重要性、大用戶(hù)分佈情況等。管網(wǎng)的日常養(yǎng)護(hù)管理工作包括：

(1).建立技術(shù)檔案；

(2).檢漏和修漏；

(3).水管清垢和防腐蝕；

(4).用戶(hù)接管的安裝、清洗和防冰凍；

(5).管網(wǎng)事故搶修；

(6).檢修閥門(mén)、消火栓、流量計(jì)和水錶等；

(7).管網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)即時(shí)監(jiān)測(cè)。

管網(wǎng)的技術(shù)管理管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)所需技術(shù)資料：

(1).管線(xiàn)圖，表明管線(xiàn)的直徑、位置、埋深、承插口方向、配件形式和尺寸以及閥門(mén)、消火栓等的佈置，用戶(hù)接管的直徑和位置等；

(2).管線(xiàn)過(guò)河、過(guò)鐵路和公路的構(gòu)造詳圖；

(3).閥門(mén)和消火栓記錄卡，包括安裝年月、地點(diǎn)、口徑、型號(hào)、檢修記錄等；

(4).竣工記錄和竣工圖。10.1管網(wǎng)技術(shù)資料10.2檢漏

供水系統(tǒng)水量漏失主要指通過(guò)系統(tǒng)輸配水管網(wǎng)及城市蓄水設(shè)備滲漏、漏失及溢流到外界的部分水量。一般發(fā)生在系統(tǒng)的輸水幹管、配水管網(wǎng)、連接管件、閥門(mén)與計(jì)量?jī)x錶、水池或水塔等處。按水量漏失的大小及形式，水量漏失可分為背景漏失、暗漏和明漏。

背景滲漏，又稱(chēng)為不可檢測(cè)滲漏，當(dāng)單個(gè)的漏點(diǎn)的漏水量低於400～500L/h，一般的檢漏設(shè)備則難以檢測(cè)，多發(fā)生在管道的接頭，密封性差的管件，以及金屬管道中微小的腐蝕漏孔。雖然每一個(gè)漏點(diǎn)的漏水量非常微小，但由於它們難以被檢測(cè)到，並且大量的存在，所以其總量非常可觀(guān)，占漏失量的很大一部分。背景滲漏通過(guò)更換管道管件的方式可以有效的降低，但成本非常昂貴。

暗漏，又稱(chēng)為可以檢測(cè)到的漏點(diǎn)，在系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)，其漏失水量處?kù)吨械人疁?zhǔn)，取決於系統(tǒng)的壓力，運(yùn)行情況，土壤情況及管道的狀況等等。暗漏持續(xù)時(shí)間取決於主動(dòng)檢漏措施的積極性及強(qiáng)度。供水系統(tǒng)的檢測(cè)週期如果為一年，漏點(diǎn)當(dāng)中的一些有可能發(fā)生在剛剛檢測(cè)之後，則其持續(xù)時(shí)間將為近一年，而有些漏點(diǎn)也有可能僅僅發(fā)生幾天而已。綜合而言，暗漏平均持續(xù)時(shí)間為檢測(cè)週期的一半。

明漏，流量一般都很大，是可以被用戶(hù)或路人發(fā)現(xiàn)的漏失，多為爆管事件，對(duì)周?chē)h(huán)境及用戶(hù)會(huì)產(chǎn)生較大的影響。一般對(duì)其處理速度都很快，漏失的持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，即使具有較大的漏水流量，但漏水的量卻不大。在當(dāng)今的技術(shù)水準(zhǔn)及條件下，無(wú)論採(cǎi)取什麼技術(shù)手段都無(wú)法避免的供水系統(tǒng)理論上的最小漏失水量，稱(chēng)為不可避免的漏失水量，包括一定的背景滲漏，一些明漏及暗漏。

導(dǎo)致給水管道漏水的因素主要有以下幾個(gè)方面：

①.管材強(qiáng)度低；

②.管道介面品質(zhì)差；

③.溫度變化過(guò)大；

④.沉降及外部荷載的影響；

⑤.施工造成的損壞；

⑥.管網(wǎng)運(yùn)行壓力過(guò)高；

⑦.管道受到腐蝕作用。

國(guó)際上通用的壓力與漏水的關(guān)係模型為：L=PN

N的取值範(fàn)圍為0.5～2.5，平均值為1.15，接近線(xiàn)形關(guān)係。對(duì)於不同材料的管道，漏點(diǎn)不同N值也不同，一般認(rèn)為：非金屬管道系統(tǒng)，N＝1.25～1.75；金屬管道系統(tǒng)，當(dāng)漏失量較小時(shí)，N＝1.0～1.5；當(dāng)漏失量較大時(shí)(即明漏或爆管)，N＝0.5～1.0。

產(chǎn)銷(xiāo)差水：供水企業(yè)提供給城市輸水配水系統(tǒng)的自來(lái)水總量與所有用戶(hù)的用水量總量中收費(fèi)部分的差值。產(chǎn)銷(xiāo)差水=免費(fèi)供水量+物理漏水量+帳面漏水量

免費(fèi)供水量：實(shí)際供應(yīng)於社會(huì)而不收取水費(fèi)的水量。如消防滅火等政府規(guī)定減免收費(fèi)的水量及沖洗管道的自用水量。

供水系統(tǒng)物理漏失：通過(guò)系統(tǒng)輸配水管網(wǎng)及城市蓄水設(shè)備滲漏，漏失及溢流到外界的部分水量。供水系統(tǒng)帳面漏失(紙上漏水量)：由於用戶(hù)水錶計(jì)量不準(zhǔn)確，收費(fèi)或財(cái)務(wù)上的錯(cuò)誤，未經(jīng)授權(quán)的非法用水等給水公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上損失的部分水量。系統(tǒng)供水總量系統(tǒng)有效供水量售水量計(jì)量售水量售水量未計(jì)量售水量免費(fèi)供水量計(jì)量免費(fèi)供水量產(chǎn)銷(xiāo)差水量未計(jì)量免費(fèi)供水量系統(tǒng)漏水量帳面漏水量非法用水(偷盜，欺詐)表計(jì)量誤差輸水管及幹管漏水量輸水管及幹管漏水量水池/水塔等滲漏及溢流進(jìn)戶(hù)管漏失量降低物理漏失的思路：

減少帳面漏失的思路：

中國(guó)產(chǎn)銷(xiāo)差水控制的市場(chǎng)有多大？根據(jù)2002城市供水年鑒，2001年中國(guó)供水總量為269.83億立方米，全國(guó)平均漏失率為16.07%，產(chǎn)銷(xiāo)差率為20%。平均水價(jià)為1.084元/立方米。保守估算，若將漏失率降為《城市供水管網(wǎng)漏損控制及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的漏失率低於12%，將非管網(wǎng)漏損原因造成的產(chǎn)銷(xiāo)差水降低一半，則全國(guó)每年的市場(chǎng)潛力為17.6億元/年，這其中不考慮水價(jià)上漲所帶來(lái)的更大的利潤(rùn)空間及由於產(chǎn)銷(xiāo)差水控制帶動(dòng)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)所帶來(lái)的收益。

多探頭相關(guān)儀：集漏水預(yù)定位和精定位於一體，僅一次檢測(cè)即可完成一定區(qū)域內(nèi)的漏點(diǎn)預(yù)定位和漏點(diǎn)精定位的儀器，而且對(duì)管道屬性要求不高，可以在不清楚管材管徑的情況下，進(jìn)行漏水點(diǎn)定位。

檢漏儀：可自動(dòng)把漏水聲與環(huán)境噪音分別記錄，達(dá)到在環(huán)境雜訊較大情況下精確定位漏點(diǎn)。其頻率分析和組合數(shù)字濾波也可有效地抑制干擾雜訊。測(cè)壓點(diǎn)位置的選擇：

①.在多水源給水系統(tǒng)中，設(shè)置在供水分界線(xiàn)附近的測(cè)壓點(diǎn)應(yīng)該稍多一些，使其能更明顯的反映出分界線(xiàn)推移的變化，為合理調(diào)整供水分區(qū)提供依據(jù)。

②.為觀(guān)察、分析整個(gè)給水管網(wǎng)現(xiàn)有的輸水能力，制訂合理的調(diào)度方案，並為今後的管網(wǎng)改造與規(guī)劃提供數(shù)據(jù)，測(cè)壓點(diǎn)宜設(shè)置在大管徑幹管的交叉點(diǎn)附近。10.3管網(wǎng)水壓和流量測(cè)定③.為考察配水管網(wǎng)的供水能力，提高供水的服務(wù)品質(zhì)，在經(jīng)常發(fā)生水壓不足的地區(qū)或能考察調(diào)度品質(zhì)的地區(qū)設(shè)置測(cè)壓點(diǎn)，一般設(shè)置在中、小管徑的配水管網(wǎng)上。

④.為全面系統(tǒng)地掌握管網(wǎng)壓力的分佈情況，校對(duì)管網(wǎng)水力分析時(shí)原始資料是否符合實(shí)際情況，除了原設(shè)的永久性測(cè)壓點(diǎn)外，根據(jù)需要和人力物力條件，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)增設(shè)若干臨時(shí)測(cè)壓點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)測(cè)壓。測(cè)壓方式：

①.將自動(dòng)水壓記錄儀設(shè)在測(cè)壓點(diǎn)上，連續(xù)記錄該測(cè)點(diǎn)的水壓，每天定時(shí)調(diào)換水壓記錄紙，根據(jù)各測(cè)壓點(diǎn)的連續(xù)水壓記錄，整理統(tǒng)計(jì)出全市的水壓分佈情況。

②.將測(cè)壓點(diǎn)的水壓用有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的方式及時(shí)和連續(xù)地傳至調(diào)度中心，作為水量調(diào)度和機(jī)泵開(kāi)停的主要參考依據(jù)。

③.人工量測(cè)，用壓力錶在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測(cè)定指定的消火栓內(nèi)的暫態(tài)水壓，也可測(cè)定用戶(hù)水龍頭上的水壓作為該點(diǎn)附近的水壓參考資料。

電磁流量計(jì)工作原理：當(dāng)導(dǎo)電液體流過(guò)電磁流量計(jì)時(shí)，導(dǎo)體液體中會(huì)產(chǎn)生與平均流速V（體積流量）成正比的電壓，其感應(yīng)電壓信號(hào)通過(guò)兩個(gè)與液體接觸的電極檢測(cè)，通過(guò)電纜傳至放大器，然後轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號(hào)。

頻差型超聲流量計(jì)是以超聲多普勒效應(yīng)為原理，利用安裝在管到外壁上的感測(cè)器探頭向流動(dòng)著的液體發(fā)射一固定頻率的超聲波束，液體裏的顆粒反射信號(hào)的頻率受流速的影響而發(fā)生偏移，根據(jù)頻率變化與流速變化成正比的關(guān)係，求出管道內(nèi)的流量。

時(shí)差型超聲流量計(jì)利用超聲波脈衝在通過(guò)流體的順逆兩方向上傳播速度之差，求出流體的流量。10.4管道防腐類(lèi)型：

化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象：

生銹、坑蝕、結(jié)瘤、開(kāi)裂、脆化危害：

水質(zhì)惡化、水頭損失增大、管道漏水甚至爆裂、閥門(mén)操作失靈影響因素：

溶解氧、pH值、流速、含鹽量防護(hù)措施：

表面處理、陰極保護(hù)水泥砂漿內(nèi)襯品質(zhì)要求：

採(cǎi)用525號(hào)矽酸鹽水泥，0.15～1.2mm中砂，水泥砂漿重量配比1:1～1:2，坍落度60～80mm，抗壓強(qiáng)度≥30MPa；

內(nèi)襯後的內(nèi)壁粗糙係數(shù)n≤0.012；

收縮引起的內(nèi)襯裂縫，寬度≤0.8mm且軸向長(zhǎng)度不大於園周長(zhǎng)度和不大於2m時(shí)，可不修補(bǔ)；

表面缺陷(麻面、砂穴、空窩)面積大於5cm2，深度大於內(nèi)補(bǔ)厚度允許公差值，空鼓面積大於400cm2，應(yīng)修補(bǔ)。

水泥砂漿內(nèi)襯厚度及允許公差公稱(chēng)管徑（mm）襯裏厚度（mm）厚度公差（mm）機(jī)械噴塗手工塗抹機(jī)械噴塗手工塗抹500-7008

±2

800-100010

±2

1100-15001214+3

-2+3

-21600-18001416+3

-2+3

-22000-22001517+4

-3+4

-32400-26001618+4

-3+4

-3>26001820+4

-3+4

-3環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)襯塗品質(zhì)要求：

除鏽達(dá)到使管壁呈現(xiàn)金屬本色，在1h內(nèi)噴底襯，表幹後噴上層，一般需噴4層，噴塗時(shí)空氣濕度不宜大於85%；

環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)具有衛(wèi)生部的衛(wèi)生許可證，且施工過(guò)程中對(duì)人體無(wú)害；

襯層總厚度≥400μｍ；

塗層附著強(qiáng)度≥10MPa；

表面布氏硬度16.2；

表面電阻率2.22×1015(Ω)；

塗層材料應(yīng)耐酸、耐堿。鋼管外防腐品質(zhì)要求：

表面除鏽呈現(xiàn)金屬本色，無(wú)可見(jiàn)的油脂、污垢、鐵銹等附著物；

塗有防腐材料的鋼板在10%硫酸或10%苛性鈉溶液中，浸泡60天防腐層不脫落，鋼板不生銹；

防腐層應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)固化；

防腐層固化後，用小刀劃開(kāi)舌形切口，無(wú)法使塗層分層剝落；

防腐塗層絕緣性能均良好，要求電火花儀檢測(cè)的擊穿電壓達(dá)10000v，最低不小於6000v。鋼管的陰極保護(hù)措施

埋地鋼管在腐蝕性土壤中應(yīng)該采用犧牲陽(yáng)極法或外加電流法保護(hù)。

土壤的腐蝕性程度可按實(shí)測(cè)的土壤電阻率值判別。

腐蝕性程度強(qiáng)中弱非土壤電阻率

（Ω）<2020～5050～100>10010.5免開(kāi)挖更新技術(shù)

給水管道使用一定時(shí)期後，內(nèi)壁結(jié)垢導(dǎo)致過(guò)水面積減少，影響輸配水能力並造成水質(zhì)污染；或滲漏超量，破壞道路、影響市容，增加運(yùn)行和維修成本。開(kāi)挖方法不僅工期長(zhǎng)，費(fèi)用高，而且在重要路段難以施行。免開(kāi)技術(shù)具有施工場(chǎng)地小，工期短，不影響交通，造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用於對(duì)舊管道的改造更新。管內(nèi)壁噴塗：對(duì)供水管道做襯裏，在原管道內(nèi)壁噴塗還氧樹(shù)脂或水泥沙漿。

優(yōu)點(diǎn)：無(wú)須在管內(nèi)的支管、閥門(mén)等處再作處理，管壁塗上材料後，提高過(guò)水能力，造價(jià)比較低。

缺點(diǎn)：施工時(shí)間長(zhǎng)，內(nèi)塗層不能作為管道的結(jié)構(gòu)層支持管道受力，對(duì)於破損、漏水等結(jié)構(gòu)損壞的管道不適用。方法步驟：

①.開(kāi)挖工作坑；

②.對(duì)原有管道進(jìn)行沖洗或刮管；

③.用CCTV（車(chē)載管道內(nèi)視鏡）進(jìn)行檢查；

④.樹(shù)脂或水泥沙漿噴頭由捲揚(yáng)機(jī)拉入管道，邊移動(dòng)邊在管壁上均勻噴射樹(shù)脂或水泥沙漿。內(nèi)襯管拉入襯裝：將一條新的ＰＥ管道（管徑略小於舊管道）拉入到原有舊管道中。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，施工週期短，費(fèi)用低，降低管道的摩阻，降低原管道承壓力；

缺點(diǎn)：加內(nèi)襯後管道的橫截面積變小，管道過(guò)水能力有所降低。

施工步驟：

①.切斷水源，排放管道中的積水，按設(shè)計(jì)位置挖掘長(zhǎng)方形操作坑；

②.將內(nèi)襯PE管用Y字型滑輪支撐，沿管道軸線(xiàn)方向佈置；

③.在操作坑內(nèi)割掉一段原管道，放入清管器，對(duì)舊管內(nèi)固體雜物進(jìn)行清掃；

④.用管道攝像機(jī)檢查清理效果；

⑤.在管段的另一端設(shè)置牽引絞車(chē)，將牽引鋼絲繩穿過(guò)舊管道；⑤.在工作坑放入一段短聚乙烯管與牽引鋼絲繩連接，進(jìn)行管道試襯；

⑥.試襯通過(guò)後，利用絞車(chē)緩慢牽引，將已焊接好的PE管道拉入舊管道中；

⑦.在前後兩端原管道與PE管的縫隙之間灌注水泥砂漿，固定內(nèi)襯的PE管；

⑧.用機(jī)器人在管內(nèi)自動(dòng)切割閥門(mén)、消火栓、支管介面等處被內(nèi)襯管“糊死”的介面?；蛟陂y門(mén)、消火栓、支管介面等處挖工作坑，人工在PE管上開(kāi)口。注意事項(xiàng)：

①.拉入時(shí)，原有管段端部要加裝PE管保護(hù)圈；

②.襯裝牽引頭應(yīng)為錐形擴(kuò)管頭，便於克服原有管線(xiàn)的阻力，並應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度；

③.牽引過(guò)程中，應(yīng)該隨時(shí)記錄牽引鋼絲繩的長(zhǎng)度；

④.試襯時(shí)要檢查短管有無(wú)嚴(yán)重劃傷；

⑤.內(nèi)襯管在牽引力作用下產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，應(yīng)小於材料屈服拉伸強(qiáng)度的50%。無(wú)縫襯裝：將直徑等於或略大於原有管道直徑的低密度或中密度薄壁聚乙烯管襯入管道。施工過(guò)程與拉入襯裝基本相同，襯裝前要採(cǎi)取措施，減小管道的截面積。

優(yōu)點(diǎn)：施工期短，輸水能力一般不會(huì)下降，兩層管線(xiàn)間不需灌漿固定；

缺點(diǎn)：所需特殊設(shè)備較多，如熔焊機(jī)、高壓蒸汽發(fā)生器、縮徑鋼模或扭曲鋼模等，操作技術(shù)性較強(qiáng)。

方法一：將PE管拉長(zhǎng)，減小管道直徑，從而減小管道的截面積，PE管襯入後不再受到拉力的作用，長(zhǎng)度縮短，管徑變大，復(fù)原後與原有管道緊緊套在一起。方法二：通過(guò)專(zhuān)用的設(shè)備使管道橫截面變形，將橫截面由圓形變?yōu)椤癠”字形，也可以將PE管沿圓周方向扭曲，利用高壓水或高溫水的作用將變形的管線(xiàn)復(fù)原。施工步驟：

①.關(guān)閉被修復(fù)管段的連接閥門(mén)，對(duì)被修復(fù)管段進(jìn)行開(kāi)口，排除餘水；

②.利用管道攝像系統(tǒng)探測(cè)被修復(fù)管段的管徑、管道附件及支管連接情況；

③.清洗管壁上的沉積物；

④.利用高壓水泵清除殘?jiān)?/p>

⑤.利用空壓機(jī)吹風(fēng)使管段乾燥；

⑥.在內(nèi)襯管外壁均勻塗上適量的粘合劑，利用牽引機(jī)具牽入舊管道；

⑦.待內(nèi)襯管復(fù)原後用管內(nèi)機(jī)器人切割器打開(kāi)內(nèi)襯封死的支管。

管道翻襯：利用現(xiàn)有管道系統(tǒng)的地面開(kāi)口，將比較柔軟的帶有防滲透、耐腐蝕保護(hù)膜的複合纖維增強(qiáng)軟管作為載體，飽和浸漬熱固型環(huán)氧聚合物後，在水壓或氣壓的作用下，將軟管翻轉(zhuǎn)襯入並緊貼在舊管道內(nèi)，然後通過(guò)熱水水溫或蒸氣氣溫的作用進(jìn)行加熱固化，在舊管內(nèi)形成堅(jiān)硬的整體性強(qiáng)的“管中管”。

優(yōu)點(diǎn)：軟管材料外表表面粗糙度只有約5μm，翻轉(zhuǎn)襯入管道後沿程阻力係數(shù)大幅度降低，而內(nèi)襯後管道內(nèi)徑變化不大，可提高原有管道的輸水能力；內(nèi)襯管沒(méi)有固化前，以翻轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入舊管，與原管之間沒(méi)有相對(duì)滑移現(xiàn)象，不存在劃傷問(wèn)題。

缺點(diǎn)：施工期較長(zhǎng)，翻襯材料的選擇、加工問(wèn)題較難解決，一般只適合於鋼筋混凝土管，鑄鐵管，焊接鋼管等。

施工步驟：

①.根據(jù)管道埋深、口徑、彎頭、管件等情況，開(kāi)挖工作坑；

②.去除舊管內(nèi)壁上的結(jié)垢層，平整舊管內(nèi)壁上的尖銳凸出物；

③.將軟管材料按需修復(fù)管道直徑和工作段長(zhǎng)度預(yù)製成筒狀，而後將混合好的樹(shù)脂灌入其中，利用碾壓機(jī)具搟平；往返折疊放置在冷凍箱內(nèi)，運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)；④.將襯管首端外翻，用卡箍固定在導(dǎo)入管出口，開(kāi)啟注水閥門(mén)嚮導(dǎo)入管注水，使襯管勻速地導(dǎo)入工作段；

⑤.用車(chē)載鍋爐上的加熱管將工作段的水加熱到65～75℃，保持6～7小時(shí)使襯管成為剛性承壓管道；

⑥.切掉多餘的襯管，用快速密封膠封閉襯管和舊管內(nèi)壁的結(jié)合面；

⑦.在支管介面、消火栓等處要挖工作坑進(jìn)行人工開(kāi)孔。

軟管翻襯、開(kāi)挖、襯管拉入修復(fù)技術(shù)的比較

專(zhuān)案軟管翻襯開(kāi)挖襯管拉入

施工費(fèi)用小於60％100％70％左右

施工期較長(zhǎng)長(zhǎng)短作業(yè)範(fàn)圍開(kāi)挖小作業(yè)坑全線(xiàn)開(kāi)挖開(kāi)挖大作業(yè)坑

施工設(shè)備施工器具較少重型機(jī)具較多有大型機(jī)具

材料進(jìn)場(chǎng)在施工當(dāng)日進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)佔(zhàn)用現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間長(zhǎng)佔(zhàn)用現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間短

使用壽命30年以上取決於新管材質(zhì)30年以上

對(duì)周邊環(huán)境影響小大較大

適用管徑DN50以上各類(lèi)管徑DN500以下

一次施工長(zhǎng)度長(zhǎng)較長(zhǎng)較短

適用管材鋼筋混凝土管，鑄鐵管，螺旋焊接管等各類(lèi)管材各類(lèi)管材

工程意外無(wú)易損壞其他交叉管道無(wú)

環(huán)境污染無(wú)塵土、噪音、破壞植被無(wú)

其他影響因素少涉及多方面較少

爆（碎）管襯裝：

用於原有管線(xiàn)為易脆管材且管道老化嚴(yán)重的更新。將碎管設(shè)備放入舊管中，由捲揚(yáng)機(jī)拉動(dòng)沿舊管前進(jìn)，沿途由碎管設(shè)備將舊管破碎，在碎管設(shè)備後連著擴(kuò)管頭，擴(kuò)管頭的管徑比原有舊管大，負(fù)責(zé)將破碎的舊管壓入到周?chē)耐寥乐校o跟著是內(nèi)襯管線(xiàn)，一般為PE管材，管徑小於擴(kuò)管頭，在捲揚(yáng)機(jī)的拉動(dòng)下拖入原有管道的管位。

優(yōu)點(diǎn)：新管的管徑可以比原有管道管徑大，完全擺脫了PE管內(nèi)襯時(shí)減小過(guò)水能力的缺點(diǎn)，其施工工期較短，一次安裝的長(zhǎng)度可達(dá)幾百米。

缺點(diǎn)：在支管、消火栓、閥門(mén)等處需要局部開(kāi)挖，對(duì)於埋深較淺的管線(xiàn)，碎管設(shè)備的震動(dòng)可能會(huì)對(duì)地面造成影響，對(duì)鄰近的其他地下管線(xiàn)也有可能造成破壞。碎管設(shè)備大致可以分為氣動(dòng)碎管、液壓碎管和刀具切割碎管三類(lèi)。定向鑽(導(dǎo)向鑽)：用於給水管道穿越河流、沼澤、堤壩及高等級(jí)路面等不便開(kāi)挖的場(chǎng)合。鑽孔時(shí)利用地面上的導(dǎo)航儀，引導(dǎo)地下裝有無(wú)線(xiàn)電發(fā)射器的鑽頭，沿著施工圖要求的供水管道平面位置和高程等參數(shù)計(jì)算出的鑽孔軌跡，向前鑽導(dǎo)向孔至下一個(gè)工作坑。在導(dǎo)向孔出口將鑽孔鑽頭換成擠壓式出土擴(kuò)孔鑽頭，回拉擴(kuò)大鑽孔孔徑，依次多級(jí)擴(kuò)孔，直到可容納預(yù)定管道的外徑，新鋪管道由擴(kuò)口管拉入管位。

優(yōu)點(diǎn)：可避免開(kāi)挖路面，減少對(duì)交通、環(huán)境等方面的影響，能避開(kāi)不利於施工的障礙物，降低施工費(fèi)用。

缺點(diǎn)：受鑽孔技術(shù)的影響，這種方法主要用於管線(xiàn)繞過(guò)短距離障礙物時(shí)管線(xiàn)的鋪設(shè)，適用的管線(xiàn)口徑也較小，為避開(kāi)障礙物，管道穿越障礙時(shí)要有一定的弧度，對(duì)於土壤的土質(zhì)條件也有一定的要求。10.6GIS及其在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用

地理資訊系統(tǒng)(geographicinformationsystem，簡(jiǎn)稱(chēng)GIS)是20世紀(jì)60年代開(kāi)始迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，它綜合了電腦科學(xué)、系統(tǒng)工程、管理學(xué)、地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、地圖學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)，屬於跨學(xué)科的技術(shù)系統(tǒng)。

定義：GIS是處理地理數(shù)據(jù)的輸入、輸出、管理、查詢(xún)、分析和輔助決策的電腦系統(tǒng)。

地理資訊是表徵地理系統(tǒng)各要素的數(shù)量、品質(zhì)、分佈特徵、相互聯(lián)繫和變化規(guī)律的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱(chēng)。地理資訊屬於空間資訊，它把位置識(shí)別與數(shù)據(jù)聯(lián)繫在一起，這是地理資訊區(qū)別於其他類(lèi)型資訊的最顯著的標(biāo)誌。

雖然GIS使用了地圖可視化、資料庫(kù)等技術(shù)，但與CAD、電腦地圖系統(tǒng)、資料庫(kù)等均有很大的區(qū)別。

CAD提供互動(dòng)式的圖形處理功能，用來(lái)輔助進(jìn)行對(duì)建築、VLSI之類(lèi)的人造對(duì)象的設(shè)計(jì)，主要特點(diǎn)是設(shè)計(jì)者與電腦模型的交互。而GIS處理的數(shù)據(jù)大多來(lái)自現(xiàn)實(shí)世界，比CAD的人造對(duì)象更為複雜，數(shù)據(jù)量更大。CAD中的拓?fù)潢P(guān)係較簡(jiǎn)單，GIS強(qiáng)調(diào)對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析，CAD這方面的功能要弱得多。電腦地圖系統(tǒng)側(cè)重於數(shù)據(jù)查詢(xún)、分類(lèi)及自動(dòng)符號(hào)化，具有輔助設(shè)計(jì)地圖和產(chǎn)生高質(zhì)量向量形式的輸出功能，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)顯示而非數(shù)據(jù)分析，地理數(shù)據(jù)缺少拓?fù)潢P(guān)係，它與資料庫(kù)的聯(lián)繫通常是一些簡(jiǎn)單的查詢(xún)。資料庫(kù)是各種類(lèi)型資訊系統(tǒng)的核心，側(cè)重非圖形數(shù)據(jù)的優(yōu)化存儲(chǔ)與查詢(xún)，其圖形查詢(xún)與顯示功能極為有限，數(shù)據(jù)分析功能也很有限。但資料庫(kù)的一些基本技術(shù)，如數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)檢索等，都在GIS中廣泛採(cǎi)用，成為GIS的核心技術(shù)。主要用途：

①.對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行快速搜索和複雜查詢(xún)；

②.通過(guò)地理相關(guān)性將不同數(shù)據(jù)集成在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共用和交流；

③.將數(shù)據(jù)集成、空間分析、可視化表達(dá)應(yīng)用於區(qū)域綜合治理、宏觀(guān)規(guī)劃的輔助決策；

④.繪製以任何地點(diǎn)為中心，比例尺任意和突出特殊字元效果的高品質(zhì)地圖。管網(wǎng)圖形管理用戶(hù)資訊管理緊急事故處理固定資產(chǎn)管理管網(wǎng)運(yùn)行模擬供水水質(zhì)管理管網(wǎng)改擴(kuò)建規(guī)劃GIS在供水管網(wǎng)管理中的應(yīng)用：管網(wǎng)圖形管理：

1.應(yīng)用數(shù)位化儀輸入、修改給水管、排水管、建築物、地下電纜及文字標(biāo)注等各資訊；

2.實(shí)現(xiàn)圖紙的自動(dòng)拼接，對(duì)圖紙上的各類(lèi)圖形進(jìn)行疊加顯示；

3.對(duì)圖形的任意部分進(jìn)行開(kāi)窗放大顯示，對(duì)圖形進(jìn)行平滑滾動(dòng)流覽；

4.錄入、修改管網(wǎng)設(shè)備及設(shè)施的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)資料庫(kù)；

5.實(shí)現(xiàn)圖形與管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)的交叉互訪(fǎng)，如管網(wǎng)壓力、流量、水質(zhì)等即時(shí)數(shù)據(jù)的交換。用戶(hù)資訊管理：

1.用戶(hù)屬性數(shù)據(jù)：包括用戶(hù)編號(hào)、名稱(chēng)、所在地、水錶口徑等；

2.用戶(hù)水量數(shù)據(jù)：包括水錶讀數(shù)、用水量；用水類(lèi)別等；

3.用戶(hù)接水點(diǎn)位置，包括接水管段、接水點(diǎn)離管段兩端距離等資訊。

在這些用戶(hù)資訊的基礎(chǔ)上，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，掌握重點(diǎn)用戶(hù)，瞭解水量分佈狀況，為管網(wǎng)運(yùn)行模擬提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。緊急事故處理：

用於指導(dǎo)管網(wǎng)事故處理，增強(qiáng)事故反應(yīng)能力，減少事故損失。在管網(wǎng)發(fā)生爆管大漏事故時(shí)迅速找出事故發(fā)生位置，自動(dòng)給出最優(yōu)閥門(mén)關(guān)閉方案及事故處理意見(jiàn)，迅速繪製出事發(fā)點(diǎn)的管網(wǎng)圖及須關(guān)閉閥門(mén)的節(jié)點(diǎn)圖，列印出斷水用戶(hù)名單。固定資產(chǎn)管理：

借助GIS，可以按照管網(wǎng)地理位置，分區(qū)逐個(gè)管段、逐項(xiàng)管網(wǎng)設(shè)施地對(duì)固定資產(chǎn)加以統(tǒng)計(jì)分析，並設(shè)立相應(yīng)資料庫(kù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，做到資產(chǎn)數(shù)量與實(shí)物相符，“家底”一覽無(wú)餘?？梢蕴峁┒喾N統(tǒng)計(jì)查詢(xún)方法，如按任意給定區(qū)域或道路、按管道直徑、按使用年限、按管道材質(zhì)、按閥門(mén)種類(lèi)、按水錶口徑等進(jìn)行單項(xiàng)或多項(xiàng)組合查詢(xún)，以便全面瞭解管網(wǎng)狀況。管網(wǎng)運(yùn)行模擬：

1.管網(wǎng)運(yùn)行負(fù)荷分析：顯示欠負(fù)荷、經(jīng)濟(jì)負(fù)荷和超負(fù)荷運(yùn)行管段；查詢(xún)並顯示各種負(fù)荷範(fàn)圍的管段；

2.供水路徑查詢(xún)：查詢(xún)管網(wǎng)中任意節(jié)點(diǎn)由哪個(gè)水源通過(guò)哪些管段供水並顯示這些管段的運(yùn)行參數(shù)；

3.各水源供水分界線(xiàn)：以不同顏色指示各水源的供水從而分析用戶(hù)用水源並提供興建水廠(chǎng)或加壓泵站的受益用戶(hù)清單；

4.用特殊標(biāo)記反映低壓範(fàn)圍及用戶(hù)；

5.以動(dòng)畫(huà)形式動(dòng)態(tài)模擬供水趨勢(shì)。供水水質(zhì)管理：

用於控制管網(wǎng)水質(zhì)，指導(dǎo)水廠(chǎng)合理投加藥劑，提高水質(zhì)，降低成本。

1.計(jì)算水在管網(wǎng)中的停留時(shí)間；

2.分析氯水濃度擴(kuò)散過(guò)程；

3.進(jìn)行餘氯分佈分析；

4.提供各水源最佳加氯量值。管網(wǎng)改擴(kuò)建規(guī)劃：

將管網(wǎng)計(jì)算理論、系統(tǒng)優(yōu)化理論與GIS相結(jié)合，憑藉GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理功能，利用GIS上的實(shí)際管網(wǎng)圖構(gòu)造出管網(wǎng)計(jì)算圖形，並從GIS的屬性資料庫(kù)中提取有關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)編制計(jì)算程式，進(jìn)行管網(wǎng)水力工況計(jì)算分析，並迅速將方案實(shí)施後的模擬運(yùn)行狀況顯示出來(lái)，直觀(guān)地反映各方案的綜合性?xún)r(jià)比，從而便利地找出最佳改擴(kuò)建方案。

取水工程概述11.1水資源概述及取水工程任務(wù)

廣義概念：包括海洋、地下水、冰川、湖泊、河川徑流、土壤水、大氣水在內(nèi)的各種水體狹義概念：廣義範(fàn)圍內(nèi)逐年可以得到恢復(fù)更新的淡水

工程概念：少量用於冷卻的海水和狹義範(fàn)圍內(nèi)在一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，可以被人們使用的水全球水資源情況：水資源總量1.4×1018m3，其中海水占總體積的97.2%，大陸水體占2.8%；在大陸水體中，極地和高山地區(qū)的冰體約占78.6%；河流湖泊水僅占總量0.01％，雨水只占總量的0.001％，而且大部分降落在海洋中。陸地上每年的徑流總量約為4.1×1013m3，其中78％以洪水形式從無(wú)人區(qū)流入大海，僅22％可供人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用。全球可利用淡水4.7×1013m3，僅占水資源總量的0.03%；我國(guó)水資源情況：總量2.8×1012m3，居世界第6位，但人均水資源總量為2200m3，為全球人均水資源佔(zhàn)有量的1／4，居110位；預(yù)計(jì)到2030年我國(guó)人均水資源將降到1760m3，接近國(guó)際上被認(rèn)為用水緊張國(guó)家的人均水資源1700m3的標(biāo)準(zhǔn)。全國(guó)666個(gè)城市中，缺水城市達(dá)400多個(gè)，其中嚴(yán)重缺水的城市114個(gè)，日缺水1600萬(wàn)m3。造成缺水的三種原因：資源性缺水——由於氣候和地理位置等自然原因所導(dǎo)致；污染性缺水——水資源豐富但污染嚴(yán)重而不能利用；

管理性缺水——由於不合理開(kāi)發(fā)利用和水的浪費(fèi)所造成。

我國(guó)水資源的81%分佈在占全國(guó)面積36%的南方地區(qū)，19%分佈在占全國(guó)面積64%的北方地區(qū)。全國(guó)多年平均降水深度648mm，但分佈極不平衡，東南沿海和西南部分地區(qū)超過(guò)2000mm；長(zhǎng)江流域1000～1500mm；華北400～800mm；西北內(nèi)陸地區(qū)年降水深一般不到200mm；新疆吐魯番盆地和青海柴達(dá)木盆地僅50mm。降水分區(qū)年降水深（mm）年徑流深（mm）徑流分區(qū)大概範(fàn)圍多雨＞1600＞900豐水海南、廣東、福建、臺(tái)灣大部、湖南山地、廣西南部、雲(yún)南西南部、西藏東南部，浙江濕潤(rùn)800～1600200～900多水廣西、雲(yún)南，貴州、四川、長(zhǎng)江中下游地區(qū)半濕潤(rùn)400～80050～200過(guò)渡黃、淮海大平原，山西、陝西、東北大部、四川西北部、西藏東部半乾旱200～40010～50少水東北西部、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏、新疆西部和北部、西藏北部乾旱＜200＜10缺水（乾涸）內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅的沙漠．柴達(dá)木盆地．塔里木和準(zhǔn)噶爾盆地我國(guó)徑流地帶區(qū)劃及降水、徑流分區(qū)水源污染的形式：一是自然污染，因地質(zhì)的溶解作用，降水對(duì)大氣的淋洗、對(duì)地面的沖刷，挾帶各種污染物流入水體而形成；

二是人為污染，即工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)藥化肥等對(duì)水體的污染。這一種是比較嚴(yán)重的，但也是可以控制的。水源的污染源：病原體污染、需氧物質(zhì)污染、植物性營(yíng)養(yǎng)物污染、熱污染、放射性污染、鹽污染、有機(jī)物與重金屬污染等。

全國(guó)每年污水排放量近400億m3，有80%左右未經(jīng)處理直接排入水域，有環(huán)境監(jiān)測(cè)的432條大小河流，80%受到不同程度的水體污染，其中大江河經(jīng)過(guò)城鎮(zhèn)河段的占20%，支流污染占60%，90%以上城市水域污染嚴(yán)重，近50%的重點(diǎn)城鎮(zhèn)水源地不符合飲水標(biāo)準(zhǔn)。全國(guó)2800多個(gè)湖泊，凡能接納城鎮(zhèn)污水的，大多出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。水資源開(kāi)發(fā)利用存在的問(wèn)題：節(jié)水機(jī)制不完善，用水需求缺乏合理制約；尚未擺脫資源粗放利用的生產(chǎn)模式，工農(nóng)業(yè)耗水量大；水資源配置不科學(xué)，沒(méi)有按不同用途分質(zhì)分類(lèi)使用，大量污水沒(méi)有再生利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值用水量平均為103m3，是發(fā)達(dá)國(guó)家的10至20倍；而水的重複利用率平均僅為40％左右，發(fā)達(dá)國(guó)家平均已達(dá)到75％至85％。

可持續(xù)發(fā)展：既滿(mǎn)足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)後代人滿(mǎn)足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展。強(qiáng)調(diào)公平性（當(dāng)代、後代）原則、持續(xù)性（不超過(guò)資源與環(huán)境的承受能力）原則、共同性（全球發(fā)展的總目標(biāo)）原則。取水工程任務(wù)：從水源取水並送往水廠(chǎng)或用戶(hù)。研究?jī)?nèi)容：水源方面——各種天然水體的存在形式、運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律、作為給水