以系统性思维开展水环境治理规划设计第八部分城市给水工程的系统性规划主讲:北溪2019年3月录制本节课程的主要内容城市给水工程规划
总则给水工程规划的基本规定城市给水工程规划水量的确定城市给水系统布局规划给水系统技术安全性规划给水系统的合理选择水厂调度系统的发展
ξ1-城市给水工程规划总则水是城市形成和发展不可缺少的物质条件。人类最早的聚居地都出现在接近自然水体的地方。现代城市需水量远大于
古代城市,给水系统必须有专门的规划。城市给水系统是城市公用事业的组成部分。城市给水系统规划是城市总体规划的组成部分。城市给水系
统通常由水源、输水管渠、水厂和配水管网组成。从水源取水后，经输水管渠送入水厂进行水质处理，处理过的水加压后通过配水管网送至用户。ξ
1-城市给水工程规划总则给水系统是保障城市、工业企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。其中输配水管网系统是整个系统投资最
大的子系统，根据系统性质，给水系统可分类如下：(1)按水源种类，分为地表水(江河、湖泊等)给水系统和地下水给水系统；(2)按供水方
式，分为自流(重力)给水系统、水泵(压力)给水系统和混合给水系统；(3)按使用目的，分为生活给水系统、生产给水系统和消防给水系统等
；(4)按服务对象，分为城市给水系统和工业给水系统。目前我国的大多数城市供水系统多采用统一给水系统，统一给水系统就是在整个用水区
域内用同一系统供应生活、生产、消防以及市政等各项用水，即采用一套整体管网系统（水质、水压、水量）的形式。一般来说，统一给水系统适用
于地形起伏不大、用户较为集中，且各用户对水质、水压要求相差不大的城镇和工业企业。个别用户对水质或水压的要求不能满足时，可从统一给水
系统取水进行局部处理或加压后再供给使用。当给水区域内各用户对水质、水压的要求相差较大，或地形高差较大，或功能分区比较明显且用水量
较大时，可根据需要采用几个互相独立工作的给水系统分别供水，这种给水系统称为分系统给水系统。分系统给水和统一给水一样，也应根据实际情
况采用单水源或多水源给水系统。ξ1-城市给水工程规划总则城市给水系统要持续不断地向城市供应数量充足、质量合格的水，以满足城市居民
的日常生活、生产、消防、绿化和环境卫生等方面的需要。因此，必须对给水系统进行通盘而周密的规划和设计。城市的给水系统规划主要内容
包括：估算城市用水量,确定水源和水处理方法，选定水厂位置,进行输水管渠和配水管网的布置等。制订规划时，要考虑分期建设的可能性，为城
市远期发展的水源供应留有足够的余地；要合理利用已有的给水设施；要防止盲目开采，把各单位的自备水源纳入城市水源规划。常用的城市水源
有地下水和地表水两类。中国北方城市的水源多以地下水为主，南方城市以地表水为主。地下水的水质通常比较好，经过消毒，即可达到生活饮用
水的卫生标准。地下水源的取用量不能大于可开采量。过量开采会造成地下水位下降，导致地面沉陷。地表水一般指江河、湖泊等的淡水。用地
表水作生活用水时,一般经过混凝、沉淀、过滤和消毒等净化处理,使水质符合卫生标准。为保证城市正常供水，要注意研究地表水源枯水期流量对
城市供水的保证率。现代城市用水紧张，已成为世界性的问题。节约用水的方法有：加强供水经营管理；改革工厂的生产工艺，采用先进设备，降
低水耗；实行水的循环利用和污水的再生回用，提高水的重复利用率；加强管网设备的维修管理，减少漏损等。ξ1-城市给水工程规划总则总则
1为适应城市建设发展和给水工程技术进步的需要，更好地贯彻执行国家有关城市给水工程的法律法规和技术经济政策，提高城市给水工程规划的科
学性和合理性，保障城市供水安全，制定本规范。2本规范适用于城市总体规划、控制性详细规划和给水工程专项规划。原规范的总则：为在
城市给水工程规划中贯彻执行《城市规划法》、《水法》、《环境保护法》、提高城市给水工程规划编制质量，制定本规范。本规范适用于城市总体
规划的给水工程规划。根据规划法，城市规划分为总体规划、详细规划两阶段。大中城市在总体规划基础上应编制分区规划。鉴于现行的各类给水
规范其适用对象大都为具体工程设计，内容虽然详尽，但缺少宏观决策、总体布局等方面的内容。为此本规范的条文设置尽量避免与其他给水规范内
容重复，为总体规划（含分区规划）的城市给水工程规划服务，编制城市给水工程详细规划时，可依照本规范和其他给水规范。3城市给水工程
规划应从全局出发，坚持保障供给、水资源可持续利用、建设节水型城市的原则。城市给水为经济活动、社会活动和居民生活提供必需的公共服务
。给水水平直接关系到市民的生活质量，关系到公共利益的实现，关系到公共安全和资源的有效利用，关系到经济社会可持续发展。因此，应首先保
障供给。??同时，在城市给水工程规划中要贯彻执行水资源可持续利用的原则，严格控制用水总量，合理配置城市水资源，全面提高用水效率，满
足建设节水型城市的要求。4城市给水工程规划除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。ξ2-城市给水工程规划的基本规定1
城市给水工程规划的主要内容应包括：预测城市用水量，进行城市水资源与城市用水量之间的供需平衡分析，选择给水水源和水源地，确定给水系统
布局，明确主要给水工程设施的规模、位置及用地控制，设置应急水源和备用水源，提出水源保护、节约用水和安全保障等措施。2城市给水工程
规划中的生活饮用水水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749的规定，其他类别用水水质应符合国家现行相应水质标准的规
定。3城市给水工程规划中的水压应根据城市供水分区布局特点确定，并满足城市直接供水建筑层数的最小服务水头。4城市给水工程规划的阶
段与期限应与城市规划的阶段与期限相一致。5城市给水工程规划应近、远期结合，并应适应城市远景发展的需要。6城市给水工程规划范围应
与相应的城市规划范围一致。7当城市给水工程规划中的水源地位于城市规划区以外时，水源地和输水管道应纳入城市给水工程规划范围；当输水
管道途经的城镇需由同一水源供水时，应对取水和输水工程规模进行统一规划。8城市给水工程规划应与其他相关规划相协调。ξ3-城市给水工
程规划水量的确定城市水资源：应包括符合各种用水的水源水质标准的淡水（地表水和地下水）、海水及经过处理后符合各种用水水质要求的淡水。
（一定时间内能够得以持续有效取用获取的水）城市用水量：城市中居民生活用水、公共设施用水、工业企业生产过程和职工生活用水、浇洒道路用
水、绿地用水、管网漏损等水量。（理论上一定时间内需要消费的总水量）城市污水量：可根据城市用水量和城市污水排放系数确定。原规范的城市
用水量由下列两部分组成：第一部分应为规划期内由城市给水工程统一供给的居民生活用水、工业用水、公共设施用水及其他用水水量的总和。
第二部分应为城市给水工程统一供给以外的所有用水水量的总和。其中包括：工业和公共设施自备水源供给的用水、河湖环境和航道用水、农业灌溉
和养殖及畜牧业用水、农村居民和乡镇企业用水等。城市水资源和城市用水量之间应保持平衡，以确保城市可持续发展。在几个城市共享同一水源
或水源在城市规划区以外时，应进行市域或区域、流域范围的水资源供需平衡分析。综合生活用水为城市居民日常生活用水和公共建筑用水之和，
不包括浇洒市政用水和管网漏失水量。城市综合生活用水为城市居民日常生活用水和公共建筑用水，浇洒市政用水和管网漏失水量等之和。城
市给水工程统一供给的用水量应根据城市的地理位置、水资源状况、城市性质和规模、产业结构、国民经济发展和居民生活水平、工业回用水率等因
素确定。ξ3-城市给水工程规划水量的确定1城市用水量应结合水资源状况、节水政策、环保政策、社会经济发展状况及城市规划等要求预测。
4．0．2城市最高日用水量可采用下列方法预测。?1城市综合用水量指标法，可按下式计算：??式中：Q——城市最高日用水量(万m
3／d)；?q1——城市综合用水量指标[万m3／(万人·d)]；??P——用水人口(万人)。?2综合生活用水比例相关法，可按
下式计算：??式中：q2——综合生活用水量指标[L／(人·d)]；??s——工业用水量与综合生活用水量比值；??m——其他
用水(市政用水及管网漏损)系数，当缺乏资料时可取0.1～0.15。?3不同类别用地用水量指标法，可按下式计算：?式中：qi—
—不同类别用地用水量指标[m3／(hm2·d)]；?ai——不同类别用地规模(hm2)。4．0．3用水量指标应根据城市的地理位
置、水资源状况、城市性质和规模、产业结构、国民经济发展和居民生活水平、工业用水重复利用率等因素，在一定时期用水量和现状用水量调查基
础上，结合节水要求，综合分析确定。ξ3-城市给水工程规划水量的确定ξ4-城市给水系统布局规划1城市给水系统应满足城市的水量、水
质、水压及安全供水要求，并应根据城市地形、城乡统筹、规划布局、技术经济等因素，经综合评价后确定。城市给水系统一般由水源地(取水)
、水厂(水质处理)、输水、配水管网及加压泵站等组成，在满足城市用水各项要求的前提下，合理的给水系统布局对减少基建投资、降低运行费用
、提高供水安全性、提升城市抗灾能力等方面极为重要。规划中应重视结合城市的实际情况，充分利用有利的条件进行给水系统的合理布局。2
城市给水工程规划应对给水系统中的水源地、取水位置、输水管走向、水厂、主要配水管网及加压泵站等进行统筹布局。3现状给水系统中存在
自备水源的城市，应分析自备水源的形成原因和变化趋势，合理确定规划期内自备水源的供水能力、供水范围和供水用户，并与公共给水系统协调。
以生活用水为主的自备水源，应逐步改由公共给水系统供水。一些城市的自备水源存在有其历史的原因并难以完全取消，在这种情况下，应避免公
共给水系统把所有的用水全部包括，造成重复建设。对于以生活用水为主的自备水源，应由公共给水系统供水以确保水质符合要求。4地形起伏
大或供水范围广的城市，宜采用分区分压给水系统。分区给水有利于均衡管网压力，降低管网漏损和缩短水力停留时间。一般情况下供水区地形高
差大且界线明确宜于分区时，可采用并联分压系统；供水区呈狭长带形，宜采用串联分压系统；大、中城市宜采用分区加压系统。分区供水的规模和
范围，应满足分区管网的水压均衡和水质稳定。各分区之间应有适当联系，以保证供水可靠和调度灵活。ξ4-城市给水系统布局规划5根据用户
对水质的不同要求，可采用分质给水系统。本条提出了城市在一定条件下可采用分质给水系统。包括：将原水分别经过不同处理后供给对水质要求
不同的用户；分设城市生活用水和污水再生利用系统，将处理后达到水质要求的再生水供给相应的用户；也可采用将不同的水源分别处理后供给相应
用户。6有多个水源可供利用的城市，应采用多水源给水系统。当城市有多个水源可供利用时，多点向城市供水可减少配水管网投资，降低水厂
水压。同时，通过多水源之间的相互调度调配，还能提高供水安全性。因此应采用多水源给水系统。7有地形可供利用的城市，宜采用重力输配水
系统。水厂的取、送水泵房的耗电量较大，要节约给水工程的能耗，往往首先从取、送水泵站着手。当城市有可供利用的地形时，可考虑重力输配
水系统，以便充分利用水源势能，达到节约输配水能耗，减少管网投资，降低水厂运行成本的目的。8城市给水系统应合理利用城市已建给水设施
，并进行统一规划。城市规划通常是在城市现状基础上进行的，给水工程规划必须对城市现有水源的状况、给水设施能力、净水工艺流程、管网布
置以及现有给水设施是否有扩建可能等情况有充分了解。给水工程规划应充分发挥现有给水系统的能力，注意使新、老给水系统形成一个整体，做到
既安全供水，又节约投资。9城市给水系统规划应统筹居住区、公共建筑再生水设施建设，提高再生水利用率。ξ5-给水系统技术安全性规划
1城市给水系统中的工程设施不应设置在易发生滑坡、泥石流、塌陷等不良地质地区，洪水淹没及低洼内涝地区。地表水取水构筑物应设置在河岸
及河床稳定的地段。工程设施的防洪及排涝等级不应低于所在城市设防的相应等级。2规划长距离输水管道时，输水管不宜少于2根。当城市为多
水源给水或具备应急备用水源等条件时，也可采用单管输水。3配水管网应布置成环状。为保障供水安全性，配水管网应布置成环状。为了配合
城市和道路的逐步发展，管网工程可以分期实施，近期可先建成枝状，城市边远区或新开发区的配水管近期也可为枝状，但远期均应连接成环状。
4城市给水系统中的调蓄水量宜为给水规模的10％～20％。给水系统中调蓄设施的容量要求。给水系统的调蓄水量包括水厂清水池和管网调
蓄池。水厂清水池与管网调蓄池作用不同，前者为调节水厂生产，后者为调节管网高峰水量。调蓄水量越高，给水系统运行越平稳。发生突发事故时
，调蓄水量往往是度过事故初期的重要保障。管网调蓄水池可分为加压泵站调节水池、高位水池及水塔等。5城市给水系统中应设置水质定期检测
或在线检测系统。6城市给水系统主要工程设施供电等级应为一级负荷。ξ6-给水系统的合理选择给水系统的选择应根据当地地形、水源情况
、城镇规划、供水规模、水质及水压要求，以及原有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。给水系统的确定在
给水设计中最具全局意义。系统选择的合理与否将对整个给水工程产生重大影响。一般给水系统可分成统一供水系统、分质供水系统、分压供水系统
、分区供水系统以及多种供水系统的组合等。因此，在给水系统选择时，必须结合当地地形、水源、城镇规划、供水规模及水质要求等条件，从全局
考虑，通过多种可行方案的技术经济比较，选择最合理的给水系统。当城镇地形高差大时，如采用统一供水系统，为满足所有用户用水压力，则
需大大提高管网的供水压力，造成极大的不必要的能量损失，并因管道承受高压而给安全运行带来威胁。因此，当地形高差大时，宜按地形高低不同
，采用分压供水系统，以节省能耗和有利于供水安全。在向远离水厂或局部地形高程较高的区域供水时，采用设置加压泵站的局部分区供水系统将可
降低水厂的出厂水压，以达到节约能耗的目的。在城镇统一供水的情况下，用水量较大的工业企业又相对集中，且有可以利用的合适水源时，在通过
技术经济比较后可考虑设置独立的工业用水给水系统，采用低质水供工业用水系统，使水资源得到充分合理的利用。为选择安全可靠的配水系统和
确定配水管网的管径、水泵扬程及高地水池的标高等，必须进行配水管网的水力平差计算。管网的优化设计是在保证城市所需水量、水压和水质安全
可靠的条件下，选择最经济的供水方案及最优的管径或水头损失。管网是一个很复杂的供水系统，管网的布置、调节水池及加压泵站设置和运行都会
影响管网的经济指标。因此，要对管网主要干管及控制出厂压力的沿线管道校核其流速的技术经济合理性；对供水距离较长或地形起伏较大的管网进
行设置加压泵站的比选；对昼夜用水量变幅较大供水距离较远的管网比较设置调节水池泵站的合理性。ξ7-水厂调度系统的发展给水调度是合理组织和协调给水系统各组成部分之间的运行管理，以确保供水安全、提高服务质量和降低运行费用。给水系统的调度建立在各组成部分工作情况的信息上。调度中心应及时地充分地掌握有关水质、水压、流量、电源、电耗等参数的数据，才能作出正确的判断和决定。出现事故（例如电源中断、水管爆裂、设备失灵、水源意外污染等）时，要及时采取措施避免或减轻不利影响。给水调度需要在水源、给水处理厂和管网枢纽点设置各种有关仪表和通信手段。给水系统常设分级调度，各组成部分各自进行运行调度，同时向总调度中心输送信息，接受指令。调度中心应对给水系统运行期间所积累的技术资料进行整理和分析，以便从中找出各组成部分和整个系统的工作规律，并据以研究和制订调度方案。本课程第八章节的内容暂时结束，谢谢大家提出宝贵意见。联系方式：tel：18095212591；1353460045@qq.com下一章节课程的内容为：城市排水工程的系统性规划 |
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