项目一：城市给排水系统组成及布置
第一单元 城市供水系统组成及布局
学前介绍：本单元主要介绍城市供水系统的任务和组成部分，包括取水、净水、输水和分配。
工程设施；城市供水系统分类及形式（统一、子系统）；供水管网布局原则及影响因素，
给水管网布置的基本形式（树形、环状）；给水管道及管网的走线布置原则和要求等。
1.城市供水系统的任务和组成部分
给水系统是保证城镇、工矿企业等供水的各类建筑物的供配水管道组成的系统。
该项目的任务是从水源地取水，根据用户对水质的要求进行处理，然后将净化后的水输送到用水区。
它还将水分配到用户，并供应各类建筑物所需的生活、生产、消防和其他用途的用水。给水系统必须满足以下三个要求：
1.水量：及时、可靠地将水供应到指定用水地点，满足用户的需求；2.水质：及时、可靠地将水供应到指定用水地点，满足用户的需求；
③ 水压：为用户提供符合标准的水压，以便用户
随时都有充足的水供应。
供水系统一般由取水、净水和输配水工程设施组成。
1.1 取水设施
取水设施包括取水建筑物（包括地表水取水建筑物和地下水取水建筑物）和一次水泵
该站从选定的水源抽取原水，加压并送至水处理结构。
1.2 水净化设施
水净化设施包括水处理设施和净水池。水处理设施的作用是根据原水水质和用户需求调节水质。
原水应经过适当处理，以满足用户的水质要求。水处理方法包括沉淀、
过滤、消毒等。清水箱的作用是储存和调节一级泵站与二级泵站之间的水量差。
废水和清水箱通常集中在水厂。
1.3 供水及配水设施
供配水项目设施包括二级泵站、供水管道、配水管网、水塔、高地水箱等。
供水管道包括将原水输送至水厂的原水供水管道和
将净化水输送至供水管网的净水管道，其特点是沿线无流动。
管网出水送至各用水区各管网，输配水管网设置水塔、高地水箱等调节建筑物。
用于储存和调节二级泵站输送的水量与用户用水量的差值。管网中的调节结构不必
二级泵站通常设在水厂内。
图1-1、1-2为城镇供水系统示意图。图1-2中取水设施为管井、集水
对于水池来说，由于未受污染的地下水水质良好，所以一般可以省去水处理构筑物，只需进行消毒即可。
给水及配水工程设施担负城市供水的输送、分配、调压（加压、减压）和水量调节等任务。
它起着保证用户供水的作用。供配水工程设施一般由供水管（渠）、配水管网、水压调节设施等组成。
（泵站、减压阀）及水量调节设施（清水箱、水塔、高位水箱），如图1-3（a）及1-3所示
（b）如图所示。
1.3.1 水管（渠道）
指长距离输送水的管道或渠道。水管（渠道）一般不向管线两侧供水。
自来水厂将清水输送至供水区内的管道（渠道）、供水管网至大用户的专用管道以及区域供水
连接水系统各区域管道的管材。水管的常见材料有铸铁管、钢管、钢筋混凝土管、
塑料管道及各种新型复合管道、供水渠道一般用砖、砂、石、混凝土等材料筑成。
由于水管事故会对供水产生重大影响，长距离水管通常平行敷设在两条
管线分段连接，并在中间适当位置安装切换阀，当一条管线发生局部故障时，另一条管线可以接通。
采用平行管段代替水管，水管流量一般较大，输送距离较长，施工条件较差，工程量巨大，甚至
自来水管道的安全性、可靠性要求非常严格，尤其在现代化城市的建设和发展中。
长距离输水工程越来越普遍，必须高度重视输水管道工程的规划与设计。
1-取水建筑物；2-一次泵站；3-水处理建筑物；4-清水池；5-二次泵站；6-输水管道；7-管网；8-水塔
图1-3（a）地表水供水管道系统示意图
1-地下水取水建筑物；2-集水池；3-泵站；4-水管；5-管网
图1-3(b) 地下供水管道系统示意图
1.3.2 供水管网
指分布于整个供水区域内的配水管网。其作用是将水从一个相对集中的点（如输水管道）输送到另一个相对集中的点（如输水管道）。
来自配水管网（如终端或储水设施）的水被分配至整个供水区域，以便用户就近取水。
它由主管、干管、支管、连接管、分配管等组成。给水管网中还需设有消防栓、阀门（闸门）等设备。
阀门、排气阀、排水阀等）及检测仪器（压力、流量、水质检测等），确保防火
供水并满足生产调度、故障排除和维护等管理需求。
1.3.3 泵站
泵站是供水系统中的加压设施。它通常由多台并联的泵组成。当水不能靠重力流动时，
必须用水泵来增加水压，使得水流有足够的能量来克服管道内壁的摩擦阻力。
该系统还要求水输送到用户的连接点后具有所需的水压，以克服用水地点和用户所在地的高差。
管道系统和设备的水流阻力。
供水管网系统中的泵站包括一次泵站、二次泵站和加压泵站（也称三级泵站）。
泵站从水源抽水，提升至水处理设施，通常提供均匀的供水。二级泵站通常位于水厂内部。
清水箱中的水经加压后送至水管或配水管网，通常用于分级供水。
对有水源地区或地势较高的地区采用增压，即多级增压。
1.3.4 水调节设施
有清水池，又称清水库、高位水箱（或水塔），其主要作用是调节供水和用水。
流差，又称调节结构。水调节设施也可用于储存备用水，以确保消防、检修、停电
自来水厂的清水池（清水蓄水池）是水
处理系统与管网系统的连接点，既是处理后的清水的储存设施网校头条，也是管网系统中的配水设施。
来源。
1.3.5 减压设施
使用减压阀、节流孔板降低、稳定供水系统中的局部水压水塔与自来水管组成连通器，避免水压过大造成管道损坏或
其他设施的泄漏、爆裂、水击破坏等。
2.城镇供水系统分类及形式
2.1 供水系统的分类
供水系统可按以下方式分类：
（1）按使用用途不同，可分为生活给水、生产给水和消防给水系统；
（2）按服务对象分为城镇供水系统、工业供水系统；
（3）水源多种多样，可分为地下水（井水、泉水等）和地表水（河流、湖泊、水库、
海洋等）供水系统；
（4）按供水方式不同，可分为重力供水（重力供水）、压力供水（水泵供水）和混合供水系统。
系统。
2.2 供水系统形式
2.2.1统一供水系统
统一供水系统就是采用同一系统供应日常生活、生产、消防等用水的系统，大多数城市都采用这种系统。
本系统适用于地形起伏较小、用户比较集中、各用户水质、水压要求相似的地区。
城镇、工业企业供水工程。个别用户对水质、水压有特殊要求的，可以从统一供水系统取水。
然后对水进行本地处理或加压，然后供应使用。
供水系统有水源供水系统和多源供水系统两种形式，如图1-4（a）、1-4（b）所示。
1-取水设施；2-水处理厂；3-加压泵站；4-供水管网
图1-4(a)单一水源供水系统示意图
1-地表水源；2-地下水源；3-水塔；4-供水管网
图1-4(b) 多水源供水系统示意图
2.2.2子系统供水系统
由于供水区域内用户的水质、水压要求差异较大，或地形高差较大，或功能分区比较明确
当用水量较大时，可根据需要采用几套独立的供水系统进行供水。
该系统与统一供水系统相同，也可采用单一水源或多个水源供水。
又可分为：分区供水系统、分压供水系统、分质供水系统。
2.2.2.1 分区供水系统
供水管网系统划分为多个区域，每个区域均有独立的供水泵站，供水水量不同
分区供水管网系统可降低平均供水压力，避免局部水压过高，减少水管爆裂和水泵故障的机会。
站能源浪费（图1-5）。
2.2.2.2 分压供水系统
由于用户对水压要求不同，供水分为两个或多个系统，如图1-6所示。
在同一泵站内，由不同扬程的水泵将符合水质要求的水通过高压、低压水管道输送给不同的用户。
如果供水区域内用户的水压要求差别很大，对水压要求较低的用户将采用管网系统。
存在较大的剩余水压，不仅浪费电力，而且对使用和维护管理也十分不利，并且造成管网系统泄漏。
水的损耗也会增大，采用分压供水或局部加压供水可避免上述弊端，并减少高压管道和设备的使用。
但它需要额外的低压管道和设备，这使得管理更加复杂。
2.2.2.3 分质供水体系
由于用户对水质要求不同，将水分成两个或两个以上的系统供给不同类型的用户，称为差别供水。
水系统，如图1-7（a）和图1-7（b）所示。
图1-5 区域供水管网系统
1-水处理厂；2-二级泵站；3-低压水管道；4-高压水管道；
5-低压管网；6-高压管网；7-水塔
图1-6 分压供水管网系统
（A）
1-分质净水厂；2-二次泵站；3-输水管道；4-居住区；5-工厂区
（二）
1-水井组；2-地下水厂；3-生活水管网；4-生产水管网；5-取水建筑物；6-生产水厂
图1-7 分质供水管网体系
城市供水系统布局应根据城市规划，考虑水源、地形等自然条件，根据供水用途选择。
全面系统构建居民家庭对水量、水质、水压的要求，确保用水安全可靠。
供水应技术可行、经济合理，同时保护环境、适应发展需要并保证经济可行性。
可持续发展。
3.供水管网布置
3.1 布局原则及影响因素
3.1.1 供水管网布置原则
供水管网（包括供水管道和配水管道）是供水工程的重要组成部分，担负着乡镇供水和配水任务。
配水任务是工程投资占比最高的一项，有的镇的配水任务投资大约是城镇水厂投资的3倍。
给水管网布局的合理性关系到供水是否安全、工程投资和管网运行费用是否经济。
规划和安排时应遵循以下基本原则：
（1）按照城市规划布置管网，分期建设供水系统，留有足够的发展空间；
（2）布置在整个供水区域，满足用户的水量、水压要求；
（3）管网供水应安全可靠，当局部管线发生故障时，应尽量减少停水范围；
（4）管道敷设尽量短，减少特殊工程，以减少管道工程投资和日常供水费用。
3.1.2 供水管网布局影响因素
供水系统布局必须综合考虑城市规划、水源条件、地形地貌以及用户对水量、水质、水压的要求。
寻求和其他因素。
3.1.2.1 城市规划
供水系统布局要与城市、工业区建设规划紧密配合，统筹考虑、分期建设。
能及时满足生活、生产、消防用水，并满足未来发展的需要。
根据居住建筑的层数和建筑标准、城市现状数据以及气候等自然条件，可以确定整个供水工程的设计流量。
根据产业布局，了解生产用水分布及需水量；根据当地农业灌溉、航运及水利规划资料，
水文、水文地质资料可以确定水源地、取水建筑物的位置；根据城市功能分区、街道位置、
用户可根据自身对水量、水压、水质的要求，选择水厂、调节建筑物、泵站和管网的位置；
城市的地形地貌、供水压力可以决定管网是否需要分区供水；用户的水质要求可以决定供水是否需要分区供水。
水等
3.1.2.2 水源条件
水源的影响主要包括水源类型、水源距供水区的距离、水质状况等。
水源可分为地表水（河流、湖泊、水库、海洋等）和地下水（浅层地下水、深层地下水等）。
当一个城市附近水源丰富时，随着用水量的增加，该城市逐渐发展成为多源供水区是常见的现象。
供水系统，将不同地方的水供应到管网。随着用水量的增加，水质的不断恶化，以及城市地下水位的不均匀，
随着水位持续下降，一些城市不得不采取跨流域、长距离取水的方式解决供水问题。
3.1.2.3 地形
地形条件对供水系统布局影响较大，对于中小城市，如果地势比较平坦，工业用水量较小，
对水压无特殊要求时，可采用统一供水系统；大中城市有河流分隔时，河流两岸工业和生活供水
一般都是分开供水，形成各自的供水系统，随着城市的发展，考虑将河流两岸的管网连接起来，形成多个供水系统。
以水源为导向的供水系统，取用地下水时考虑就近打井，采用区域供水系统；地形起伏较大
对于较大的城市，可采用区域供水或就地加压供水系统。
3.2 供水管网布置基本形式
给水管网的布置虽然受上述原则和影响因素的支配，但其形态多种多样，一般分为两种基本类型：
这种形式：树状管网和环状管网，如图1-8、图1-9所示。
3.2.1 树状管网
管网因其排列方式呈树状而得名，随着管网从水厂泵站或水塔延伸到用户管道，其管径越来越大。
树形管网供水可靠性较差，因为当管网中任何一段管线发生损坏时，该段以后的所有管线都会受损。
另外，在树状管网的末端，由于用水量很少，导致管道内水流缓慢，甚至停滞。
因此水质容易恶化，树状管网中的水击会对管道造成更严重的破坏，但这种管网总长度较短，结构简单。
该方法简单，投资少，最适用于小城镇、小型工矿企业或建设初期采用树形管网。
未来条件具备时，将逐步发展成为环形管网。
1-二级泵站；2-管网 1-二级泵站；2-管网
图1-8 树状管网 图1-9 环状管网
3.2.2 环形网络
这种管网中，管道呈环状连接，当某一段管道发生损坏时，可以关闭附近的阀门，将其与管道隔离。
多余的管线可以隔离后修复，仍可以通过其他管线向用户供水，减少停水面积，从而增加
此外，环网还能大大减少水击造成的破坏。
长度相对较长，建设投资明显高于树状管网，环形管网适用于供水连续性和安全性要求较高的地区。
供水区域一般用于大中型城镇和工业企业，城市建设初期可采用树形管网。
供水行业的发展逐渐形成了环状管网水塔与自来水管组成连通器，事实上现有的城市供水管网大多是树状管网与环状管网相结合的形式。
在市中心区呈环状网排列，在郊区则以树状网形式向周边延伸。
供水管网的规划布局直接关系到整个供水工程的投资规模、建设难度，对目前供水工程的运行有很大影响。
对供水系统的安全可靠运行和管理有很大的影响。
布置时，应进行深入的调查研究，获取充分的资料，对多种可行的布置方案进行技术经济比较后再作出决策。
当然。
4. 供水和配水网络的布局
管网走向是指确定管线在地形平面上的走向和位置。管网走向由乡镇（或工业企业、
供水区布局，供水区地形地貌，河流、河谷、铁路等障碍物位置，用水大户分布等因素。
应综合考虑和管理其他水源的影响以及水池、水塔等调节建筑物的位置。
網路線。
4.1 输水管线走线及布置
4.1.1 水管线走线
给水管道包括从水源地至水厂的原水管道和从水厂至配水管网的清水管道。
一般情况下，水是不配送的。根据地形和地质条件，原水可用重力管（渠道）输送，也可以用压力管（渠道）输送。
水管；长距离输水时，由于地形条件复杂，可以采用重力水管与压力水管相结合的方式。