给水:从水源取水,经处理达一定标准后,供给用户使用。
排水:用户使用的水及降水,经处理再排走。
一、概述
1、 园林用水类型
(一)生活服务用水(餐厅、茶室、卫生设备等)
(二)养护用水(动、植物及道路、广场喷洒用水)
(三)造景用水(水体、水景)
(四)游乐用水(泳池、水上乐园)
(五)消防用水(在主要建筑周围设置消防栓)
2、水源:
一般接城市自来水。如无自来水,可先考虑使用地下水,最后考虑应用地表水。
二、城市给水系统简介
(一)城市给水系统的组成:
1、取水工程:从地面或地下取水。
2、净水工程:对天然水质处理,满足国家生活饮用水标准和工业生产用水水质标准(混凝、沉淀、过滤、消毒等工序)。
3、输配水工程;将足够达标准的水量输送和分配到各用水地点。
(二)城市给水系统的布置形式
1、统一给水系统
城市生活饮用水、工业用水、消防用水等都按照生活饮用水水质标准,用统一的给水管网供给用户的给水系统(管道投资小,但净水成本高)
2、分质给水系统
取水构筑物从水源地取水,经过不同的净化过程,用不同管道,分别将不同水质的水供给用户。(适于城市或工业区中低质水占比重极大的情况)
3、分区给水系统
将城市或工业区按其特点分成几个区,各区自成系统给水,有时系统和系统间可保持适当联系。(根据各区不同情况考虑管网布置,可节约动力和管网投资)
4、分压给水系统
对不同高程地区,采用不同压力的系统供水。
三、园林给水方式
(一)引用式:直接到城市给水管网上取水。
当园子附近有自来水管道通过时,采用此种给水方式;
管线的引入可考虑一点式或多点式,具体应用哪种方式,要根据用水量的大小及公园地形及周围管道情况来考虑。
(1)当用水量过大,一点接入无法满足水量要求时,采用多点式。
(2)当公园为狭长形,宜采用二点以上式接入,以减少水头损失。
(二)自给式:当附近无自来水通过,可就近取地下水或地表水,自成系统,独立给水。
(三)兼用式:生活用水引用式,造景、生产用水自给式。
四、园林给水管网布置
(一)管网布置要求:在技术上,使园林各用水点有足够的水量和水压。在经济上,选用最短的管道线路,施工方便,并努力使给水管道网的修建费用最少。在安全上,当管道网发生故障或进行检修时,要求仍能保证继续供给一定数量的水。
(二)管网布置形式:树枝形和环形两种。
(1)树枝形管网
以一条或少数几条主干管为骨干,从主管上分出许多配水支管连接到各用水点。
在一定范围内,用树枝形管网形式的管道总长度比较短,管网建设和用水的经济性比较好,但如果主干管出故障,则整个给水系统就可能断水,用水的安全性较差。
(2)环形管网
主干管道在园林内布置成一个闭合的大环形,再从环形主管上分出配水支管向各用水点供水。
所用管道的总长度较长,耗用管材较多,建设费用稍高于树枝形管网。但管网的使用很方便,主干管上某一点出故障时,其它管段仍能通水。
(三)管网布置要点:P68
(四)一般规定:P68
五、园林给水管网计算
(一)介绍几个概念
1、用水量标准
用水量标准是国家根据我国各地区用水情况的不同而制定出的标准。
居住区用水量由于各地气候,生活水平,卫生设备及生活习惯不同,因而居民生活用水量标准亦不相同。所以居住区用水量标准是按分区制定的(我国分五个区)。
公共性质的用水,未按分区制订。园林中用水基本属公共性质用水,故其标准未按分区制订。见P57表Ⅱ-1-(1)。
2、日变化系数与时变化系数
一年中,公园用水量随季节,节假日的影响,各不相同。
最高日用水量:一年中用水最多的那天的用水量。
平均日用水量:一年中的总用水量除以一年的天数。
日变化系数: 园林:kd=2-3
最高时用水量:最高日那天用水量最多的一小时用水量
平均时用水量:最高日那天总用水量除以一天的小时数。
时变化系数: 园林:kh=4-6
3、流量与流速
流量Q:单位时间内流过管道某一截面的水量。单位m3/s (l/S)
流速V:单位时间内水流所通过的距离。单位m/s
过水断面A:垂直于水流方向上,水流所通过的断面。单位 m2
关系:Q= v A
由此可知:Q一定,A↓,V↑;A↑,V↓
所以在选择管材料大小时,选小的,则V↑,水头损失亦大,→动力投资大,但管材投资小。选大的,则V↓,水头损失小,→动力投资小,但管材投资大。
*经济流速:使整个给水系统的成本降至最低时的流速,即管网造价和一定年限内的经营管理费用最低。
不同管径的经济流速:
Dg 100-400m, V 0.6-1.0m/s; Dg >400m, V 1.0-1.4m/s
4、水头和水头损失
1)水头:是水的压强的一种形象表示法,指水柱高度。
水的压强 Ps=r h (kg/cm2) (r-水的比重 h-水柱高度)
当Ps=1 kg/cm2 (压强为1kg/cm2时,也常称压力是1kg/cm2)
1kg/cm2的水压相当于10m高的水柱高度→即水头为10m.
2)水头损失:水流中单位重量液体的机械能损失。
液体运动时,由于液体的粘滞性而产生内磨擦,使液体流动具不同流速分布,造成对水流的阻力。
此外,各种不同的边界条件(闸门,弯头,变径处,三通,四通以及泵的进、出水口)对水流运动也产生一定的干扰,造成对水流的阻力,。
要克服这些阻力,就要动用水流机械产生,使其转化为热能而散失,这部分机械能即为水头损失。
水头损失有两种形式:
①沿程水头损失(hy):为克服水流全部流程的磨擦阻力而引起的水头损失。(大小随长度增加而增加)
②局部水头损失(hj):水流因边界的改变而引起断面流速分布发生急骤的变化,从而产生局部阻力,克服局部阻力而引起的水头损失称为局部水头损失。
* 沿程水头损失可查水力计算表而得。P61也有部分(缩减)
* 局部水头损失亦可查表(查ξ,代人公式计算)。但在实际中常按沿称水头损失的百分比折算。
生活用水管网:hj=25~30% hy
生产用水管网:hj=20% hy
消防用水管网:hj=10% hy
(二)计算步骤
管网设计过程中,首先根据公园现状各用水点的要求,结合远期规划,定下管线布置;然后计算,以确定管径。
例:设某公园给水管网如图:
大众餐厅:1500人次/日
进行管网计算。
解:
1、计算各点用水量
1)求最高日用水量
Qd=n .qd n——建筑物用水单位数(人、次、席位等)
Qd——最高日用水量标准(升/人,日等)
2)求最大时用水量
由 (升/时)
T—每日时间(24小时) Kh—时变化系数
Qh——最高时用水量标准(升/人,日等)
大众餐厅:查表P57:qd=15升/人.次,kh=6, n=1500人次/日
Qd=n.qd=1500×15=22500(升/日)
Qh =(Qd/T) Kh=(22500/24) ×6=5625(升/时)
2、计算设计秒流量
大众餐厅:
即1-A管流量:q1-A =1.56 (升/秒)
从支管到干管逐步往上依次累加,即可得每一管道的设计秒流量。
如各点用水时间一致,则逐段依次累加,实际上我们往往可将用水量大的几个点的用水时间有意错开,此时应按用水时间分开累加,可减少管道投资。
3、求管径
由q(设计秒流量)及合适的v(经济流速),按公式求出Dg,一般查P61铸铁管水力计算表。
1-A:q=1.56升/秒,Dg=50mm, V=0.85m/s,1000i=40.9m
4、验算水头。
某点所需水头:H=H1+H2+H3+H4
H1—引水点与用水点间的地面高程差
H2—“计算配水点”与建筑进水管的标高差
H3—“计算配水点”所需流出水头(1.5-2.0m)
H4—水头损失(沿程+局部)
H2+H3 取值:一层:10m;二层:12m;三层:16m
1—A段:
H1=50.5-45.6=4.9m
H2+H3=12m
H4=(40.9/1000)*148*1.25=7.6m
故1点所需水头:H=4.9+12+7.6=24.5m
5、求各点自由水头。
各点水压线标高=地面标高+自由水头
次点水压线标高=前点水压线标高—两点间管内水头损失。
推算出1点的水压线标高为75.3m,则其自由水头为75.3-50.5=24.8m,大于该点所需水头24.5m,故满足餐厅用水压力要求。