中华人民共和国国家标准室外给水设计规范GB 50013-2006 2
3 给水系统
3.0.1 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。
3.0.2 地形高差大的城镇给水系统宜采用分压供水。对于远离水厂或局部地形较高的供水区域,可设置加压泵站,采用分区供水。
3.0.3 当用水量较大的工业企业相对集中,且有合适水源可利用时,经技术经济比较可独立设置工业用水给水系统,采用分质供水。
3.0.4 当水源地与供水区域有地形高差可以利用时,应对重力输配水与加压输配水系统进行技术经济比较,择优选用。
3.0.5 当给水系统采用区域供水,向范围较广的多个城镇供水时,应对采用原水输送或清水输送以及输水管路的布置和调节水池、增压泵站等的设置,作多方案技术经济比较后确定。
3.0.6 采用多水源供水的给水系统宜考虑在事故时能相互调度。
3.0.7 城镇给水系统中水量调节构筑物的设置,宜对集中设于净水厂内 ( 清水池 ) 或部分设于配水管网内 ( 高位水池、水池泵站 ) 作多方案技术经济比较。
3.0.8生活用水的给水系统,其供水水质必须符合现行的生活饮用水卫生标准的要求;专用的工业用水给水系统,其水质标准应根据用户的要求确定。
3.0.9 当按直接供水的建筑层数确定给水管网水压时,其用户接管处的最小服务水头,一层为 10m ,二层为 12m ,二层以上每增加一层增加 4m 。
3.0.10 城镇给水系统设计应充分考虑原有给水设施和构筑物的利用。
4 设计水量
4.0.1 设计供水量由下列各项组成:
1 综合生活用水 ( 包括居民生活用水和公共建筑用水 ) ;
2 工业企业用水;
3 浇洒道路和绿地用水;
4 管网漏损水量;
5 未预见用水;
6 消防用水。
4.0.2 水厂设计规模,应按本规范第 4.0.1 条1~5 款的最高日水量之和确定。
4.0.3 居民生活用水定额和综合生活用水定额应根据当地国民经济和社会发展、水资源充沛程度、用水习惯,在现有用水定额基础上,结合城市总体规划和给水专业规划,本着节约用水的原则,综合分析确定。当缺乏实际用水资料情况下,可按表 4.0.3-1 和表 4.0.3-2 选用。
注: 1 特大城市指市区和近郊区非农业人口 100 万及以上的城市;大城市指市区和近郊区非农业人口 50 万及以上,不满 100 万的城市;中、小城市指市区和近郊区非农业人口不满 50 万的城市。
2 一区包括:湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、江苏、安徽、重庆;二区包括:四川、贵州、云南、黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区;三区包括:新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。
3 经济开发区和特区城市,根据用水实际情况,用水定额可酌情增加。
4 当采用海水或污水再生水等作为冲厕用水时,用水定额相应减少。
4.0.4 工业企业用水量应根据生产工艺要求确定。大工业用水户或经济开发区宜单独进行用水量计算;一般工业企业的用水量可根据国民经济发展规划,结合现有工业企业用水资料分析确定。
4.0.5消防用水量、水压及延续时间等应按国家现行标准《建筑设计防火规范》 GB 50016及《高层民用建筑设计防火规范》 GB 50045等设计防火规范执行。
4.0.6 浇洒道路和绿地用水量应根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定。
浇洒道路用水可按浇洒面积以 2.0~3.0L/(m2·d) 计算;浇洒绿地用水可按浇洒面积以 1.0~3.0L/(m2·d) 计算。
4.0.7 城镇配水管网的漏损水量宜按本规范第 4.0.1 条的 1~3 款水量之和的 10%~12%计算,当单位管长供水量小或供水压力高时可适当增加。
4.0.8 未预见水量应根据水量预测时难以预见因素的程度确定,宜采用本规范第 4.0.1 条的 1~4 款水量之和的 8%~12%。
4.0.9 城镇供水的时变化系数、日变化系数应根据城镇性质和规模、国民经济和社会发展、供水系统布局,结合现状供水曲线和日用水变化分析确定。在缺乏实际用水资料情况下,最高日城市综合用水的时变化系数宜采用 1.2~1.6 ;日变化系数宜采用 1.1~1.5 。
5 取 水
5.1 水源选择
5.1.1水源选择前,必须进行水资源的勘察。
5.1.2 水源的选用应通过技术经济比较后综合考虑确定,并应符合下列要求:
1 水体功能区划所规定的取水地段;
2 可取水量充沛可靠;
3 原水水质符合国家有关现行标准;
4 与农业、水利综合利用;
5 取水、输水、净水设施安全经济和维护方便;
6 具有施工条件。
5.1.3用地下水作为供水水源时,应有确切的水文地质资料,取水量必须小于允许开采量,严禁盲目开采。地下水开采后,不引起水位持续下降、水质恶化及地面沉降。
5.1.4 用地表水作为城市供水水源时,其设计枯水流量的年保证率应根据城市规模和工业大用户的重要性选定,宜采用 90%~97%。
注:镇的设计枯水流量保证率,可根据具体情况适当降低。
5.1.5 确定水源、取水地点和取水量等,应取得有关部门同意。生活饮用水水源的卫生防护应符合有关现行标准、规范的规定。
5.2 地下水取水构筑物
Ⅰ 一般规定
5.2.1 地下水取水构筑物的位置应根据水文地质条件选择,并符合下列要求:
1 位于水质好、不易受污染的富水地段;
2 尽量靠近主要用水地区;
3 施工、运行和维护方便;
4 尽量避开地震区、地质灾害区和矿产采空区。
5.2.2 地下水取水构筑物型式的选择,应根据水文地质条件,通过技术经济比较确定。各种取水构筑物型式一般适用于下列地层条件:
1 管井适用于含水层厚度大于 4m ,底板埋藏深度大于 8m ;
2 大口井适用于含水层厚度在 5m 左右,底板埋藏深度小于 15m ;
3 渗渠仅适用于含水层厚度小于 5m ,渠底埋藏深度小于 6m ;
4 泉室适用于有泉水露头,流量稳定,且覆盖层厚度小于 5m 。
5.2.3 地下水取水构筑物的设计,应符合下列要求:
1 有防止地面污水和非取水层水渗入的措施;
2 在取水构筑物的周围,根据地下水开采影响范围设置水源保护区,并禁止建设各种对地下水有污染的设施;
3 过滤器有良好的进水条件,结构坚固,抗腐蚀性强,不易堵塞;
4 大口井、渗渠和泉室应有通风设施。
Ⅱ 管 井
5.2.4 从补给水源充足、透水性良好且厚度在 40m 以上的中、粗砂及砾石含水层中取水,经分段或分层抽水试验并通过技术经济比较,可采用分段取水。
5.2.5 管井的结构、过滤器的设计,应符合现行国家标准《供水管井技术规范》 GB 50296 的有关规定。
5.2.6 管井井口应加设套管,并填入优质粘土或水泥浆等不透水材料封闭。其封闭厚度视当地水文地质条件确定,并应自地面算起向下不小于 5m 。当井上直接有建筑物时,应自基础底起算。
5.2.7 采用管井取水时应设备用井,备用井的数量宜按 10%~20%的设计水量所需井数确定,但不得少于 1 口井。
Ⅲ 大 口 井
5.2.8 大口井的深度不宜大于 15m 。其直径应根据设计水量、抽水设备布置和便于施工等因素确定,但不宜超过10m 。
5.2.9 大口井的进水方式 ( 井底进水、井底井壁同时进水或井壁加辐射管等 ) ,应根据当地水文地质条件确定。
5.2.10 大口井井底反滤层宜设计成凹弧形。反滤层可设 3~4 层,每层厚度宜为 200~300mm 。与含水层相邻一层的反滤层滤料粒径可按下式计算:
两相邻反滤层的粒径比宜为 2~4 。
5.2.11 大口井井壁进水孔的反滤层可分两层填充,滤料粒径的计算应符合本规范第 5.2.10 条的规定。
5.2.12 无砂混凝土大口井适用于中、粗砂及砾石含水层,其井壁的透水性能、阻砂能力和制作要求等,应通过试验或参照相似条件 F 的经验确定。
5.2.13 大口井应设置下列防止污染水质的措施:
1 人孔应采用密封的盖板,盖板顶高出地面不得小于 0.5m 。
2 井口周围应设不透水的散水坡,其宽度一般为 1.5m ;在渗透土壤中散水坡下面还应填厚度不小于 1.5m 的粘土层,或采用其他等效的防渗措施。
Ⅳ 渗 渠
5.2.14 渗渠的规模和布置,应考虑在检修时仍能满足取水要求。
5.2.15 渗渠中管渠的断面尺寸,应按下列数据计算确定:
1 水流速度为 0.5~0.8m/s ;
2 充满度为 0.4~0.8 ;
3 内径或短边长度不小于 600mm
4 管底最小坡度大于或等于 0.2%。
5.2.16 水流通过渗渠孔眼的流速,不应大于 0.01m/s 。
5.2.17 渗渠外侧应做反滤层,其层数、厚度和滤料粒径的计算应符合本规范第 5.2.10 条的规定,但最内层滤料的粒径应略大于进水孔孔径。
5.2.18 集取河道表流渗透水的渗渠,应根据进水水质并结合使用年限等因素选用适当的阻塞系数。
5.2.19 位于河床及河漫滩的渗渠,其反滤层上部应根据河道冲刷情况设置防护措施。
5.2.20 渗渠的端部、转角和断面变换处应设置检查井。直线部分检查井的间距,应视渗渠的长度和断面尺寸而定,宜采用 50m 。
5.2.21 检查井宜采用钢筋混凝土结构,宽度宜为 12m ,井底宜设 0.5~1.0m 深的沉沙坑。
5.2.22 地面式检查井应安装封闭式井盖,井顶应高出地面 0.5m ,并应有防冲设施。
5.2.23 渗渠出水量较大时,集水井宜分成两格,进水管入口处应设闸门。
5.2.24 集水井宜采用钢筋混凝土结构,其容积可按不小于渗渠 30min 出水量计算,并按最大一台水泵 5min 抽水量校核。
5.3 地表水取水构筑物
5.3.1 地表水取水构筑物位置的选择,应根据下列基本要求,通过技术经济比较确定:
1 位于水质较好的地带;
2 靠近主流,有足够的水深,有稳定的河床及岸边,有良好的工程地质条件;
3 尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮等影响;
4 不妨碍航运和排洪,并符合河道、湖泊、水库整治规划的要求;
5 尽量靠近主要用水地区;
6 供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置,应位于城镇和工业企业上游的清洁河段。
5.3.2 在沿海地区的内河水系取水,应避免咸潮影响。当在感潮河段取水时,应根据咸潮特点对采用避咸蓄淡水库取水或在咸潮影响范围以外的上游河段取水,经技术经济比较确定。
避咸蓄淡水库可利用现有河道容积蓄淡,亦可利用沿河滩地筑堤修库蓄淡等,应根据当地具体条件确定。
5.3.3 从江河取水的大型取水构筑物,当河道及水文条件复杂,或取水量占河道的最枯流量比例较大时,在设计前应进行水工模型试验。
5.3.4 取水构筑物的型式,应根据取水量和水质要求,结合河床地形及地质、河床冲淤、水深及水位变幅、泥沙及漂浮物、冰情和航运等因素以及施工条件,在保证安全可靠的前提下,通过技术经济比较确定。
5.3.5 取水构筑物在河床上的布置及其形状的选择,应考虑取水工程建成后,不致因水流情况的改变而影响河床的稳定性。
5.3.6江河取水构筑物的防洪标准不应低于城市防洪标准,其设计洪水重现期不得低于100年。水库取水构筑物的防洪标准应与水库大坝等主要建筑物的防洪标准相同,并应采用设计和校核两级标准。
设计枯水位的保证率,应采用 90%~99%。
5.3.7 设计固定式取水构筑物时,应考虑发展的需要。
5.3.8 取水构筑物应根据水源情况,采取相应保护措施,防止下列情况发生:
1 漂浮物、泥沙、冰凌、冰絮和水生物的阻塞;
2 洪水冲刷、淤积、冰盖层挤压和雷击的破坏;
3 冰凌、木筏和船只的撞击。
在通航河道上,取水构筑物应根据航运部门的要求设置标志。
5.3.9 岸边式取水泵房进口地坪的设计标高,应分别按下列情况确定:
1 当泵房在渠道边时,为设计最高水位加 0.5m ;
2 当泵房在江河边时,为设计最高水位加浪高再加 0.5m ,必要时尚应增设防止浪爬高的措施;
3 泵房在湖泊、水库或海边时,为设计最高水位加浪高再加 0.5m ,并应设防止浪爬高的措施。
5.3.10 位于江河上的取水构筑物最底层进水孔下缘距河床的高度,应根据河流钓水文和泥沙特性以及河床稳定程度等因素确定,并应分别遵守下列规定:
1 侧面进水孔不得小于 0.5m ,当水深较浅、水质较清、河床稳定、取水量不大时,其高度可减至 0.3m ;
2 顶面进水孔不得小于 1.0m 。
5.3.11 水库取水构筑物宜分层取水。位于湖泊或水库边的取水构筑物最底层进水孔下缘距水体底部的高度,应根据水体底部泥沙沉积和变迁情况等因素确定,不宜小于 1.0m ,当水深较浅、水质较清,且取水量不大时,其高度可减至 0.5m 。
5.3.12 取水构筑物淹没进水孔上缘在设计最低水位下的深度,应根据河流的水文、冰情和漂浮物等因素通过水力计算确定,并应分别遵守下列规定:
1 顶面进水时,不得小于 0.5m ;
2 侧面进水时,不得小于 0.3m ;
3 虹吸进水时,不宜小于 1.0m ,当水体封冻时,可减至 0.5m 。
注: 1 上述数据在水体封冻情况下应从冰层下缘起算;
2 湖泊、水库、海边或大江河边的取水构筑物,还应考虑风浪的影响。
5.3.13 取水构筑物的取水头部宜分设两个或分成两格。进水间应分成数间,以利清洗。
注:漂浮物多的河道,相邻头部在沿水流方向宜有较大间距。
5.3.14 取水构筑物进水孔应设置格栅,栅条间净距应根据取水量大小、冰絮和漂浮物等情况确定,小型取水构筑物宜为 30~50mm ,大、中型取水构筑物宜为 80~120mm 。当江河中冰絮或漂浮物较多时,栅条间净距宜取大值。
5.3.15 进水孔的过栅流速,应根据水中漂浮物数量、有无冰絮、取水地点的水流速度、取水量大小、检查和清理格栅的方便等因素确定,宜采用下列数据:
1 岸边式取水构筑物,有冰絮时为 0.2~0.6m/s ;无冰絮时为 0.4~1.0m/s ;
2 河床式取水构筑物,有冰絮时为 0.1~0.3m/s ;无冰絮时为 0.2~0.6m/s 。
格栅的阻塞面积应按 25%考虑。
5.3.16 当需要清除通过格栅后水中的漂浮物时,在进水间内可设置平板式格网、旋转式格网或自动清污机。
平板式格网的阻塞面积应按 50%考虑,通过流速不应大于 0.5m/s ;旋转式格网或自动清污机的阻塞面积应按 25%考虑,通过流速不应大于 1.0m/s 。
5.3.17 进水自流管或虹吸管的数量及其管径,应根据最低水位,通过水力计算确定。其数量不宜少于两条。当一条管道停止工作时,其余管道的通过流量应满足事故用水要求。
5.3.18 进水自流管和虹吸管的设计流速,不宜小于 0.6m/s 。必要时,应有清除淤积物的措施。
虹吸管宜采用钢管。
5.3.19 取水构筑物进水间平台上应设便于操作的闸阀启闭设备和格网起吊设备;必要时还应设清除泥沙的设施。
5.3.20 当水源水位变幅大,水位涨落速度小于 2.0m/h ,且水流不急、要求施工周期短和建造固定式取水构筑物有困难时,可考虑采用缆车或浮船等活动式取水构筑物。
5.3.21 活动式取水构筑物的个数,应根据供水规模、联络管的接头型式及有无安全贮水池等因素,综合考虑确定。
5.3.22 活动式取水构筑物的缆车或浮船,应有足够的稳定性和刚度,机组、管道等的布置应考虑缆车或船体的平衡。
机组基座的设计,应考虑减少机组对缆车或船体的振动,每台机组均宜设在同一基座上。
5.3.23 缆车式取水构筑物的设计应符合下列要求:
1 其位置宜选择在岸坡倾角为 10°~28°的地段。
2 缆车轨道的坡面宜与原岸坡相接近。
3 缆车轨道的水下部分应避免挖槽。当坡面有泥沙淤积时,应考虑冲淤设施。
4 缆车上的出水管与输水斜管间的连接管段,应根据具体情况,采用橡胶软管或曲臂式连接管等。
5 缆车应设安全可靠的制动装置。
5.3.24 浮船式取水构筑物的位置,应选择在河岸较陡和停泊条件良好的地段。
浮船应有可靠的锚固设施。浮船上的出水管与输水管间的连接管段,应根据具体情况,采用摇臂式或阶梯式等。
5.3.25 山区浅水河流的取水构筑物可采用低坝式 ( 活动坝或固定坝 ) 或底栏栅式。
低坝式取水构筑物宜用于推移质不多的山区浅水河流;底栏栅式取水构筑物宜用于大颗粒推移质较多的山区浅水河流。
5.3.26 低坝位置应选择在稳定河段上。坝的设置不应影响原河床的稳定性。
取水口宜布置在坝前河床凹岸处。
5.3.27 低坝的坝高应满足取水深度的要求。坝的泄水宽度,应根据河道比降、洪水流量、河床地质以及河道平面形态等因素,综合研究确定。
冲沙闸的位置及过水能力,应按将主槽稳定在取水口前,并能冲走淤积泥沙的要求确定。
5.3.28 底栏栅的位置应选择在河床稳定、纵坡大、水流集中和山洪影响较小的河段。
5.3.29 底栏栅式取水构筑物的栏栅宜组成活动分块形式。其间隙宽度应根据河流泥沙粒径和数量、廊道排沙能力、取水水质要求等因素确定。栏栅长度应按进水要求确定。底栏栅式取水构筑物应有沉沙和冲沙设施。
6 泵 房
6.1 一般规定
6.1.1 工作水泵的型号及台数应根据逐时、逐日和逐季水量变化、水压要求、水质情况、调节水池大小、机组的效率和功率因素等,综合考虑确定。当供水量变化大且水泵台数较少时,应考虑大小规格搭配,但型号不宜过多,电机的电压宜一致。
6.1.2 水泵的选择应符合节能要求。当供水水量和水压变化较大时,经过技术经济比较,可采用机组调速、更换叶轮、调节叶片角度等措施。
6.1.3 泵房一般宜设 1~2 台备用水泵。
备用水泵型号宜与工作水泵中的大泵一致。
6.1.4 不得间断供水的泵房,应没两个外部独立电源。如不能满足时,应设备用动力设备,其能力应能满足发生事故时的用水要求。
6.1.5 要求启动快的大型水泵,宜采用自灌充水。
非自灌充水离心泵的引水时间,不宜超过 5min 。
6.1.6 泵房应根据具体情况采用相应的采暖、通风和排水设施。
泵房的噪声控制应符合现行国家标准《城市区域环境噪声标准》 GB 3096 和《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87 的规定。
6.1.7 泵房设计宜进行停泵水锤计算,当停泵水锤压力值超过管道试验压力值时,必须采取消除水锤的措施。