城市工程系统规划ppt课件.ppt
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1、,城市工程系统规划,绪论,1。本门课的意义 工程系统规划是城市基础设施规划2。本门课的特点 城市规划的技术设计3。本门课的重点和难点 重点:给水工程、排水工程规划 难点:用量的计算和估算、管网工程规划4。参考书目 城市工程系统规划 戴慎志 中国建筑工业2008 年 给水工程(第三版),严煦世主编,中国建筑工业出版社 排水工程(第三版),张世杰等编,中国建筑工业出版社,城市工程系统的概念与范畴,城市工程系统是城市生存和发展的支撑系统交通工程系统航空、水运、轨道、道路能源工程系统电力、燃气、供热水务工程系统给水、排水通信工程系统邮政、通讯、广电防灾工程系统防洪、抗震、消防、人防环保工程系统环保、环
2、卫,相关概念,城市基础设施是指城市生存和发展所必须具备的工程性基础设施和社会性基础设施的总称,是既为物质生产又为人民生活提供一般条件的公共设施。城市工程系统是城市基础设施中的工程性基础设施,强调其系统性。,相关概念,市政工程系统是工程性基础设施的重要组成部分,强调其“公用”和“市政”管理特点。市政公用事业指城市建设行政主管部门进行行业管理的,为城镇居民生产生活提供必须得普遍服务的行业,主要包括城市供水、污水收集处理、集中供热、城市管道桥隧、环境卫生以及园林绿化等。,城市工程系统的重要性,城市工程系统的从属性、服务性、关键性城市工程系统是城市经济社会发展的主要支撑系统(生命线)支撑城市经济发展支
3、撑城市社会稳定城市空间形态演变和其他系统发展与城市工程系统发展是互动的关系城市空间形态与城市工程系统的互动关系综合交通、公共服务设施、绿化景观体系、历史文化保护与城市工程系统的互动关系,城市工程系统规划的作用,剖析各项城市基础设施的现状和发展前景,抓住主要矛盾和问题症结,制定解决问题的对策和措施。明确本工程的发展目标与规模,统筹本工程建设,制定分期建设计划。合理布局各项工程设施和管网,提供各项设施实施的指导依据,预留和控制发展项目的建设用地和环境空间。,城市工程系统规划的工作程序与内容深度,核心任务:以先进的理念和专业知识影响城市发展的重要决定。基本任务:1、合理确定规划期内各项工程系统的设施
4、规模、容量。2、科学布局各项设施。3、制定相应的建设策略和措施。,制定相应的建设策略和措施,选质定量供给与需求选址定源服务与影响选制定网经济与可靠,城市工程系统规划的层次与内容深度,城市工程系统规划的层次与城市规划的层次相对应,分为区域、城市总体、城市分区、地段详细规划等层次。城市工程系统规划可以作为城市规划编制体系的专项规划进行编制,亦可作为不同层次的专业规划单独编制。城市规划编制体系内的城市工程系统规划内容深度应按照城市规划编制办法的要求确定。专业规划则根据专业规范要求确定内容深度。,城市工程系统规划的理念,动态发展的理念节约适用的理念生态环保的理念城乡和谐的理念安全可靠的理念,城市工程系
5、统规划研究的基础,专业知识掌握城市规划编制的标准和要求熟悉各种工程的专业规范具有一定的实际工作经验现状调研,城市工程系统规划研究的基础,区位与气候沿海与内陆发达地区与欠发达地区寒带、温带与热带地形与用地空间布局山区与平原滨水与非滨水紧凑布局与组团布局,经济规模与人口规模富裕与贫困大城市、中等城市和小城市当地资源与环境容量水资源与水环境容量土地资源与土地环境容量,城市工程系统规划的主要标准,用水量污水量用电负荷燃气用量用热负荷电话量垃圾产生量,防洪(涝)标准消防标准抗震标准人防面积标准大气环境质量标准水体功能区标准,城市工程系统的重要设施及布局要求,自来水厂污水处理厂火电厂与热电厂煤气厂、液化石
6、油气储配站电话局、邮政局垃圾处理厂(场)消防站防洪、截洪、排涝设施,工艺要求安全要求环保要求经济要求,主要城市工程系统管网规划,区域管网、城市管网、地区管网水管网、气管网、光电管网压力管网、重力管网、光电流管网枝状管网、环状管网管网的形制取决于地形和气候等自然条件取决于规模和经济条件是可以变化的,城市工程系统管网规划,管网的敷设方式架空地埋城市综合管沟及共同沟保证管线安全检修连接方便节省地下空间投资费用较高,城市工程系统规划的任务,选质定量供给与需求选点定源服务与影响选制定网经济与可靠关键点是确定合适的规模合适的设施合适的网络合适与时代要求与当地特点合拍,城市工程系统规划分为城市规划体系内的专
7、业规划和城市规划体系外的专项规划两大类,作为专业规划的城市工程系统规划 内容深度与本层面城市规划要求相结合 作为专项规划的城市工程系统规划 内容深度较总规要求深度略为深化,满足 指导系统建设的需要,城市工程系统规划的重点和难点,水资源的问题排水问题生态环保问题安全防护问题,解决问题的途径坚持原则放眼区域综合协调循序渐进,城市给水工程系统规划,用水量预测与计算,用水的分类城市用水(城市统一供水、工矿企业自备水)、农业生产用水、农民生活用水、乡镇企业用水等。不应忽视农用水。城市用水的分类(城 市 用 水 分 类 标 准)生活用水(生活饮用水卫生标准)新标准即将出台(10月)居民日常生活用水、工业企
8、业职工生活用水、公共建筑用水 自由水压:一层为10米,二层12米,二层以上加4m/层 工业企业用水市政用水管网漏损水量未预见水消防用水,用水量预测与计算,城市用水量标准居民生活用水量标准(中华人民共和国国家标准GB/T503312002)公共建筑用水量标准(建筑给水排水设计规范)工业企业用水量标准(建筑给水排水设计规范 地方工业用水定额)市政用水量标准 街道洒水:1。02。0L/平米次 次数23次/日 绿化浇水:1。54。0L/平米次 次数12次/日 汽车冲洗:小汽车 250400L/辆日 公共汽车、载重汽车 400600L/辆日消防用水量标准(建筑设计防火规范)未预见用水(室外给水设计规范)
9、已有2006最新版 按最高可用水量的1525计算有总体规划使用的标准(综合用水量指标)、详细规划使用的标准(居民生活用水定额、市政用水量标准、消防用水标准等)和建筑设计使用的标准(住宅、公建和单个用水器具用水定额等),在使用中应注意。应注意用水量的变化趋势与节水要求、产业变化以及环境容量之间的关系。,用水量预测与计算,预测的方法人均综合指标法(城市给水工程规划规范)单位用地指标法(城市给水工程规划规范)线性回归法年递增率法城市发展增量法分类加和法预测的结果的用途用于进行水资源平衡或确定给水设施规模的预测一般为年用水量和日用水量用于进行管网计算的一般为时用水量或秒流量。,城市给水水源规划,城市的
10、水资源量:当地降水形成的地表水量以及储存和转化的地下水量,加上外来水量(主要是河川径流量)的储存量和径流量。水资源可利用量:经济上合理、技术上可行和生态环境不遭破坏的前提下,最大可能被控制利用的不重复的一次性水量。,城市给水水源规划,水资源地表水地下水海水其他水源水资源平衡水资源可利用总量现状与预测(三部分)城乡用水量现状与预测缺口或余量水资源平衡措施,城市给水水源规划,水资源平衡措施开源节流用好现水开发新水分质供水回用污水水源水体的一般功能分类生活饮用水水源工业用水水源农业灌溉水源渔业养殖水源禽畜饮用水水源景观用水水源,城市给水水源规划,水源规划的要点:位置水质流量(保证率)卫生防护(生活饮
11、用水标准)调配措施和应急措施缺水问题的解决三种缺水 资源型缺水 水质型缺水 工程型缺水七种方法,城市给水工程设施规划,城市给水工程的三个组成部分(取水、水处理、输配水)城市给水系统的三种形制(统一、分质、分区)区域供水和重复利用系统地下水取水构筑物:管井、大口井、辐射井、渗渠,城市工程给水系统设施规划,地表水和地下水工程选址考虑的因素:1、水质、水量、安全性2、施工和运营管理3、水域综合利用(关于地表水取水口位置设置的距离要求),给水处理工程设施规划,原水水质的特点 地下水:基本无悬浮物和胶体,水质清澈,不受外界污染。含盐量相对较高。江河水:悬浮物和胶体含量较多,受地理环境、气候影响大,水质温
12、度不稳定。湖泊及水库:水质类似于河水,经长时间沉淀,浊度较低。浮游生物反而多。海水水质:含盐量最高,必须淡化处理才能为作为居民生活用水。,给水处理工程设施规划,给水处理的方法 澄清过滤和消毒;除臭、除味;除铁、锰、氟;软化;淡化和除盐;水的冷却;预处理和深度处理常规的处理工艺混凝沉淀过滤消毒,给水处理厂的规划,水厂的选址:考虑地形、地质、防洪、市政、经济等情况厂址的两种选择:一是将水厂设在取水构筑物近旁;二是将水厂设在离用水区较近的地方。,城市给水管网规划,管网的形制:环状和枝状管网的走向:1、走向与城市道路结合 2、考虑分期实施 3、短捷、结合大用户布局 4、避免污染、冰冻等问题,城市给水管
13、网工程规划,输水管渠布置 输水管渠指从水源到城镇水厂或者从城镇水厂到 给水工程管网的管线 或管渠 输水管渠的定线原则 输水管渠的规划布置给水管网布置 给水管网的布置形式 给水管网的布置原则 给水管网的敷设,给水管网的水力计算,给水系统的流量关系给水管网的水力计算:管段流量确定 管段的计算流量 管径确定 管段水头损失计算,城市给水管网规划,管径估算100mm3-6L/s200mm18-30L/s300mm50-70L/s400mm110-160L/s500mm200-280L/s600mm280-380L/s800mm500-630L/s1000mm780-1100L/s,给水管材和管网附属设施
14、,给水管材:灰铸铁管、球墨铸铁管、钢管、钢筋混凝土管、塑料管、玻璃钢管泵站、水塔、水池管网附属设施:阀门井、排气阀和排气阀井、排水阀和排水阀井、消火栓,城市给水管网工程规划,城市给水工程规划的主要内容与成果 总体规划:主要内容:(1)确定各项用水量标准,预测城市用水总量;(2)水资源开发利用情况评估,城市用水量供需平衡;(3)合理确定水源,确定取水方式;(4)确定给水系统的形式、水厂厂址和供水能力,选择处理工艺(5)布局输配水干管和主要供水设施,确定干管管经;(6)制定水资源保护措施。成果:规划文本和说明书 图纸 必要附图,1、某城市所在市域,本地水资源可利用量为3亿立方米,有一条区域性河流经
15、过,允许的取水量为2个秒流量。预计规划期末市域农村用水量2.5亿立方米/年。规划预测的城市人口规模为55万人,当前城市人均综合用水量为600升/日。是进行市域水资源平衡,并提出相应的方案和用水政策。,城市排水工程系统规划,城市排水种类,排水的分类生活污水、工业废水、降水不同种类排水的要求:生活污水收集、处理、排除工业废水处理、收集、再处理、排除或直接排除降水收集、排除或收集、部分处理、排除,排水规划要注意的问题,干旱地区与多雨地区城市排水与水资源利用山区与平原城市排水与防洪防涝发达地区与欠发达地区城市排水系统的经济性与适用性滨水与非滨水地区城市水系的保护与建设城市内部排水与竖向规划的关系,城市
16、排水体制,按排除方式可以分为分流制和合流制两种类型1、合流制排水系统直排式合流制 特点:投资省、污染大、无污水厂 适用:小污染、大水体、建设初期截流式合流制 特点:投资较省、污染不大、有污水厂 适用:干旱地区、旧城改建完全处理合流制2、分流制排水系统完全分流制 特点:投资大、污染小、有污水厂 适用:新建地区不完全分流制 特点:投资较省、污染小、有污水厂 适用:地形起伏且水系健全地区,城市排水体制选择,环境保护方面工程投资方面近远期关系方面施工管理方面城市建设初期,根据情况,采用直排式合流制、截流式合流制、不完全分流制,逐步向完全分流制过渡。要因地制宜,一个城市有两种或两种以上的排水体制是很正常
17、的。,城市排水系统的组成与种类,排水系统的组成管网、处理系统、最终受体,对应收集、处理、排放的排水过程。按排水性质分类污水排水系统、雨(降)水排水系统按一个城市内水处理设施的多少分类分散式排水系统、集中式排水系统按排水管网的构成分类正交式排水系统、平行式排水系统,城市排水工程系统,(一)生活污水排水系统室内污水管道系统和设备室外污水管道系统污水泵站污水处理厂出水口(二)工业废水排水系统 车间内部管道系统和设备(书)厂区管道系统及附属设备 污水泵站和压力管道 污水处理站(厂)出水口(渠)(三)城市雨水排除系统组成 房屋雨水管道系统 街坊或厂区雨水管渠系统街道雨水管渠系统 泵站 出水口(渠),城市
18、排水工程系统的布置形式,城市排水工程的布置形式 正交式布置用于雨水系统截流式布置雨、污水平行式布置雨、污水分区式布置污水分散式布置雨、污水环绕式布置污水 区域性布置污水(把两个以上城镇地区的污水统一排除和处理系统),城市排水工程系统的布置要素污水排放系统的形式污水处理厂及出水口位置污水的利用和处理方式工业废水和城市污水的关系污水主干管的位置泵站的数量和位置雨水管渠布置排水管与竖向设计排水方式的选择,污水量预测,依据用水量预测污水量(m3/d)(L/s)排污区域的用水量污水排除率依据单耗指标预测污水量污水种类划分:生活污水(居民生活污水和公建污水)和工业废水单耗指标确定污水量计算中的重要环节排污
19、区域划分确定管网形制,根据地形划分变化系数确定排水量与变化系数的关系,污水量计算,1、生活污水设计流量(Q1、Q2)2、工业废水设计流量Q33、地下水渗入量Q4污水管道设计是采用简单的累加法,计算出的同一时间出现的最大流量。,污水管网的布置形式1、污水干管的布置形式(与等高线的关系)平行式 正交式2、污水支管的布置形式低边式 围坊式 穿坊式,城市排水管道系统的布置,布置原则,(1)尽可能在管线较短和埋深较小的情况下,让最大区域上的污水自流排出(2)地形是影响管道定线的主要因素(3)污水主干管的走向与数目取决于污水厂和出水口的位置与数目(4)污水管道尽量采用重力流形式,避免提升(5)管道定线尽量
20、减少与河道、山谷、铁路及各种地下构筑物交叉,并充分考虑地质条件的影响(6)污水干管一般沿城市道路布置(7)管线布置应简捷顺直,不要绕弯,注意节约大管道的长度(8)管线布置考虑城市的远、近期规划及分期建设的安排,与规划年限相一致。,城市污水管网布置,污水管道的敷设1、由于污水管道对其他管线影响大,所以在管线综合时,应首先考虑污水管道在平面和垂直方向上的位置;2、考虑污水管渗透不影响其他管线;3、考虑管道的最小覆土厚度;4、确定管道系统埋设的控制点;,污水管道水力计算,污水管道水力计算的设计数据最大设计充满度设计流速最小管径最小设计坡度,雨水灌渠系统布置,雨水管渠系统布置原则(1)充分利用地形,就
21、近排入水体。(2)尽量避免设置雨水泵站。(3)结合街区及道路规划布置。(4)结合城市竖向规划。(5)采用明渠或暗管应结合具体条件确定。(6)设置好雨水出口。(7)调蓄水体的布置。(8)雨水口的布置(9)山麓周围设置排洪沟,城市雨水工程系统规划,(1)地面径流:降落至地面上的雨水,部分被植物节流、渗入土方和填充洼地。其余部分沿地面流入雨水管渠和水体,这部分雨水称为地面径流。(2)暴雨强度:在某一历时内的平均降雨量,即单位时间内的降雨深度,工程上常用单位时间单位面积内的降雨体积表示。(3)径流系数:一定汇水面积内地面径流水量与降雨量的比值(4)重现期:在一定长的统计期间内,等于或大于某暴雨强度的降
22、雨出现一次的平均间隔时间。,雨水量计算,雨水量计算(L/s)暴雨公式重现期、径流系数、降雨历时雨水排水区域的划分地形情况依地势就近排放气候情况干旱区面积可略大,多雨区应较小,排水管材、泵站及管道附属构筑物,排水管材:混凝土管和钢筋混凝土管、陶土管、金属管、大型排水管渠排水泵站排水管道系统附属构筑物:检查井、跌水井、溢流井、雨水口、倒虹管、出水口,合流制雨污流量计算,合流流量计算(L/s)溢流井前:平均污水流量与雨水流量之和溢流井后的截流管:旱流污水量乘以截流倍数加1排水区域的划分总体形制一般为正交式,按正交式划分排水分区,截流管沿水体布置既考虑污水,亦考虑雨水干管和溢流井数量不宜过多截流倍数的
23、选择污水量和降雨量水体大小环保要求,城市旧合流制排水管渠系统改造,(1)改合流制为分流制:一种做法:先埋设污水截流总管、但可采用较低的节流倍数、再埋设污水管接通节流总管,并接纳污水管经过地区新建的或改造的房屋的污水。另一种:原有管道做污水管道来进行分流,而建另一套简易雨水排泄系统。(2)保留合流制,修建截流干管,污水的性质,污水的污染指标 生物化学需氧量化学需氧量悬浮固体pH值 氮和磷有毒化合物和重金属感官性指标,污水处理,处理方法物理法化学法生物法污泥的处置利用污泥处理方案:一级处理、二级处理、三级处理,城市供电系统工程规划,城市能源供电系统中的地位和作用,电力供应具有清洁、供给快捷、使用便
24、利、用途广泛的特点,是城市主要的能源供应形式。电力的快速储存、充装存在一定技术困难,技术突破将为电力在城市中使用开创全新局面。,我国发电产业的构成,火力发电 75%水力发电 20%其他(风电、核电等)5%,用电分类1、产业(4类)2、行业(8类)单位辩析1、电量(kWh)和负荷(kW)的概念2、kV、kVA、MVA、万kVA,用电负荷预测与计算,用电负荷预测与计算,1、产量单耗法2、产值单耗法3、用电水平法4、平均增长率法5、电力弹性系数法,用电量转算为负荷电量-负荷(主要用于总、分区规)最大负荷利用小时数=年用电量/最大负荷(规划预测取4500-6500h)人均电量指标(生活、综合)负荷密度
25、法推算负荷 单位用地负荷密度(综合、分类,主要用于总、分区规)单位建筑面积负荷密度(按建筑类型分类,主要用于详规),用电负荷预测与计算,多电源供电,保证城市供电安全、稳定;城市电源点应根据城市性质、规模和用电特点,合理布局;经济基础较好,能源比较缺乏的大、中城市,可考虑建设核电厂;对有足够热负荷的城市,电源建设应与热源建设相结合,城市供电电源规划原则,符合城市总体规划要求尽量利用劣地或非耕地;应尽量靠近负荷中心;燃煤电厂应靠近燃料产地或者运输方便;电厂铁路专用线选线要尽量减少国家干线通过能力的影响;电厂要考虑靠近水源;燃煤发电厂应有足够的储灰场;电厂选址应在城市环境容量允许条件下,满足环保要求
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