市政工程规划设计.docx
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市政工程规划设计
第十二章市政工程规划设计
第一节城市给水工程规划
一、设计任务
1.总体规划设计任务
(1)确定近、远期供水规模;
(2)选择近、远期供水水源;
(3)确定给水系统的形式;
(4)确定净水工艺、净水厂规模及位置;
(5)确定输配水管线的走向、管径,主要加压泵站、高位水池规模及位置。
2.详细规划设计任务
(1)确定各枢纽工程的具体位置、用地数量;
(2)管线平面和竖向设计;
(3)确定附属构筑物位置、规格;
(4)提出工程分期建设计划,估算工程量、拆迁量和总造价。
二、设计条件
(1)给水规划应以总体规划为主要依据;
(2)道路专业规划完成路网规划图;
(3)其他专业规划与给水规划同步进行;
(4)水源规划应有水文地质报告或相应的水文地质资料。
三、设计基础资料的收集
1.自然资料
(1)气象资料:
当地的气温、土壤冰冻深度、降雨量、空气湿度、蒸发量、风向频率(或以风玫瑰图表示)。
(2)地表水资料:
河流概况、流域面积、河床的变迁情况及断面水文记录、冰冻情况、卫生及污染概况,河水利用、水质分析及整治规划资料,水库性质、用途、设计标准、各种频率下的高、低水位和相应库容。
(3)地下水资料:
取水地区地质、水文地质勘察报告,现有水井的分布位置、出水量、水位变化规律及使用情况,水质的物理、化学分析及细菌检验资料。
(4)地形图:
总体规划阶段,水源地:
1/25000~1/50000地形图、规划区:
1/5000~1/25000地形图;详细规划阶段,1/1000~1/2000地形图或管线带状地形图,枢纽工程:
1/500地形图。
(5)地质资料:
枢纽工程地质工程报告,地震烈度资料。
2.城镇资料
(1)现有给水情况:
水源,取水方式,净化工艺管道走向,存在的问题。
(2)排水系统现状:
排水体制,管道走向、管径,污水处理厂位置、规模、处理工艺。
(3)规划情况:
规划用地功能分布、人口密度分布,现有及规划的集中用水户分布,生产用水量,时变化系数及对水质、水压、水温要求,厂内调节剂加压设施情况。
(4)供电情况:
电源位置、电压等级、电源可靠性。
(5)当地概(预)算编制定额及有关指标,房屋动迁、征地、用电、修复路面及其他补偿费用,当地主要建筑材料及其供应情况与价格。
四、设计成果要求
(一)文本内容
1.给水现状
(1)给水系统概况:
给水系统发展史,给水系统形式,工程规模,数量平衡,各水源形式,各净水厂工艺及规模,输配水管道数量、口径,加压泵站及高位水池规模,自备水源规模、数量及分布。
(2)存在的主要问题:
供水能力、用水标准、水质、配水设施等供与需的矛盾。
2.发展规划
(1)供水规模确定用水标准,计算设计水量,确定送水天数,确定取水枢纽、加压泵站、输水管道渠规模,水厂净化能力,选用送水日、时变化系数。
(2)水源选择论述各种水源方案,从水量、水质、净水工艺、运转费用、工程造价等方面进行综合比较,确定一个或多个水源。
确定取水形式及工程数量。
(3)给水系统选择根据水源、供水区域的相对位置,及供水区的地形地势、用户对水质、水压的要求,确定给水系统的分区、分压形式,净水厂、加压泵站和高位水池(塔)的位置,输水形式及布置放向。
绘制给水系统组成框图。
(4)净水厂工艺规划供水水质,根据水源水质及规划供水水质、温度条件,选择净水工艺。
绘制净水工艺流程框图。
(5)配水系统布置配水干管,确定控制点自由水压,确定消防系统及消火栓形式,布置消火栓,统计工程数量。
3.工程分期,投资估算
根据总体规划确定的城市发展计划,将给水系统的建设分为若干个建设期,各建设期形成的给水系统要完整、配套。
编制详细规划阶段工程总估算表和分期工程估算表。
(二)图纸
1.总体规划阶段
(1)给水系统规划总平面图:
包括水源地的位置,取水头或水源井的位置,输配水管的走向、管径及长度,加压泵站、贮水池、净水厂、调节水池的位置及规模,分区形式,消火栓位置。
图纸比例:
大中城市为1/10000~1/25000,小城市为1/5000~1/10000,其中建制镇为1/5000。
图中列出图例,并区分新建近、远期设施和原有设备。
(2)水源距城区较远时,可分别绘制水源及输水系统平面图和配水系统平面图。
其中,水源及输水系统平面图比例可采用1/25000~1/50000。
2.详细规划阶段
(1)控制性详细规划图纸比例1/1000~1/2000,标绘管线位置、管径、控制点坐标和标高,各枢纽项目的地块界线,主要指标,消火栓及管线穿越障碍物的位置、坐标及标高。
(2)修建性详细规划图纸比例1/500~1/1000,标绘各枢纽项目的边界、平面布置形式、主要指标,管线平面位置、管径、长度,主要控制点坐标及标高,有关设施和构筑物的坐标、标高,与周围永久性设施的关系,主要工程数量表。
五、方案设计
(一)用水量计算
1.城市用水量的组成
(1)综合生活用水量(包括居民生活用水和公共建筑用水);
(2)工业企业用水量(包括生产用水和工作人员生活用水);
(3)消防用水;
(4)浇洒道路和绿地用水;
(5)未预见用水及管网漏失水量。
2.用水量标准
(1)综合生活用水量标准:
执行《室外给水设计规范》(GBJ13-86)综合生
活用水量定额。
(2)工业企业用水量:
工业企业生产用水量根据工艺要求确定,工业企业内工作人员的生活用水量根据车间性质确定,一般可采用25~35L/(人·班),其时变化系数为2.5~3.0;工业企业内工作人员淋浴用水量,根据车间性质,一般采用40~60L/(人·班),延续时间为1h。
当无调查资料时,可以现状用水量为基数,按规划经济增长率和规划年限估算:
式中Q1——规划工业企业用水量(m3/d);
A——现状工业企业用水量(m3/d);
a——规划年限内经济增长率;
n——规划年限(年)。
或以规划年限的年工业产值的单位耗水量估算:
式中W——年工业产值(亿元);
q——亿元产值日耗水量(m3/亿元)。
一般q=2000~4000m3/亿元
(3)消防用水量消防用水量应按现行的《建筑设计防火规范》执行。
城市(或居住区)室外消防用水量按表12.1.1采用。
(4)浇洒道路和绿地用水量浇洒道路和绿地用水量,应根据路面、绿化、气候和土壤条件确定。
浇洒道路用水量一般为每日浇洒2~3次,标准为1~1.5L/(m3·次)。
浇洒绿地用水量采用1.5~2.0L/(d·m2)。
(5)未预见水量及管网漏失水量可按最高日用水量的15%~25%合并计算。
人数
(万人)
同一时间内的火灾次数
(次)
一次灭火
用水量
(L/s)
人数
(万人)
同一时间内的火灾次数
(次)
一次灭火
用水量
(L/s)
≤1.0
1
10
≤40.0
2
65
≤2.5
1
15
≤50.0
3
75
≤5.0
2
25
≤60.0
3
85
≤10.0
2
35
≤70.0
3
90
≤20.0
2
45
≤80.0
3
95
≤30.0
2
55
≤100.0
3
100
城市(或居住区)室外消防用水量表12.1.1
3.城市给水系统的规模
(1)城市给水系统规模一般指最高日供水量,即上一条款各计算用水量之和,但应扣除企业自备水源水量和循环水量。
中小型城市可不计入消防水量,大城市可计入部分消防水量。
(2)水源、输水管道及中途加压泵站一般按最高日平均时供水量计算,如果给水系统有净水厂及输水距离过长,应增加净水厂自用水量和管道漏失量。
其中,净水厂自用水量根据原水水质、净水工艺及反冲洗形式的不同,可采用净水规模的3%~10%;输水管道的漏失量与管道长度、材质和施工方法有关。
如果水源直接向无调节设施的管网输水,水源、输水管道及加压泵站应按最高日最大时供水量计算。
(3)净水厂各构筑物按最高日平均时计算。
(4)配水厂、净水厂、送水泵站和配水管网按最高日最大时供水量计算,管网中加压泵站的规模为各自供水区域内最高日供水量,并按最大时供水量计算。
(5)城市供水的时变化系数和日变化系数应根据城市性质、规模、国民经济与社会发展和城市供水系统,并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量的时变化系数宜采用1.3~1.6,日变化系数宜采用1.1~1.5。
个别小城镇可适当加大。
(二)规划水质及水压
(1)城市供水水质须符合现行的《生活饮用水卫生标准》的要求。
(2)生活饮用水管网上的最小服务水头,一般按建筑层数确定:
一层为10m,二层为12m;二层以上每增高一层增加4m。
局部地势较高处可个别增设加压泵站。
(3)城市供水一般可采用低压消防系统,允许控制点水压降至10m;高压消防系统的水压应满足直接灭火的水压要求,随建筑物层高、灭火水量而定。
(三)水源选择原则
城市供水水源选择的首要条件是水量和水质。
当有多个水源可供选择时,必须通过技术经济比较后综合考虑确定,并符合下列条件;
(1)水量充沛可靠,不但满足规划水量,而且留有余地;
(2)原水水质符合饮用水水质要求;
(3)与农业、水利综合利用;
(4)取水、输水、净化设施运行安全,造价低,运行成本小和维护管理方便;
(5)具有施工条件。
符合上述条件的地下水,宜优先作为生活饮用水水源。
(四)地表水源
1.水文计算
河流水文计算的内容是:
推求各种频率、计算枯水流量保证率。
计算方法一般为经验频率曲线法和理论频率曲线法。
水文资料一般需有10~15年以上的当地实测资料。
2.取水口位置
取水口位置应选在比较稳定的河段,并能适应河床的演变。
(1)在弯曲河段,应选在水深岸陡、泥砂量少的凹岸;
(2)在顺直河段,一般设在河段最窄处;
(3)在有支流汇入的顺直河段,取水口与汇入口应保持足够的距离;
(4)在有分岔的河段,应选在主流河道的深水地段;
(5)在潮汐河道上,取水口尽量选在海水潮汐倒灌影响范围以外;
(6)水库取水口,应选在水库靠近大坝附近,并远离支流汇入口;
(7)湖泊取水口,应选在近湖泊出口的地方,远离支流的汇入口,并应注意风向,避开藻类集中区域;
(8)取水口应离开桥梁上、下游1.0km,离码头边缘不少于100m;
(9)当河道有污水排污口时,取水口应选在排污口上游100m或下游1000m以外。
在潮汐河道,应通过调查,确定取水口与污染源的距离,同时宜将取水口设在河心;
(10)在有地震影响的地区,取水构筑物不宜设在过陡的岸边或山脚下,以及其他易崩塌的地区。
3.取水构筑物形式
(1)较大河流上取水,可采用岸边式或河床式取水式构筑物;
(2)河流的最低水位不能满足取水深度时,可采用底栏栅取水或低坝取水,水位变幅大可采用移动式取水构筑物;
(3)当取水量大于枯水期径流量时,可专为取水修建给水水库。
(五)地下水源
1.水文地质资料的深度
总体规划阶段,必须完成水文地质普查报告,提出的地下水允许开采量满足D级精度要求。
详细规划阶段,必须完成水文地质详查报告,提出的地下水允许开采量满足C级精度要求。
2.取水构筑物的形式
常用的地下水取水构筑物形式有管井、大口井和渗渠。
具体选择应依据水文地质条件,通过技术经济比较确定。
各取水构筑物一般适用于下列地层条件:
(1)管井适用于含水层厚度大于5m,其底板埋藏深度大于15m。
(2)大口井适用于含水层厚度5m左右,底板埋藏深度小于15m。
(3)渗渠适用于含水层厚度小于5m,渠底埋藏深度小于6m。
采用管井取水时应设备用井,备用井的数量一般可按10%~20%的设计水量确定,但不得少于一口井。
(六)输水管道
1.线路选择原则
(1)尽量做到线路短、起伏小、上石方少、造价低、少占农田;
(2)走向和位置应符合总体规划,并尽可能沿现有道路或规划道路敷设;
(3)应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区,并注意避开滑坡塌方以及易发生泥石流和高侵蚀土壤地区;
(4)应充分利用水位高差,当条件许可时,优先考虑重力流输水;
(5)路线的选择应考虑近远期结合和分期实施的可能。
2.输水灌(渠)布置
(1)输水干管一般不易少于两条,当有安全贮水池或其他安全供水措施时,也可以修建一条输水干管;
(2)两条以上输水干管应设连通管,连通管根数应按输水管任何一段发生故障时,仍能通过设计水量的70%计算确定。
(七)净水厂设计
1.净水工艺选择
净水工艺的选择应根据原水水质、设计生产能力、设计供水水质,参照相似条件下水厂的运行经验,结合当地条件,通过技术经济比较,综合研究确定。
城市供水净水工艺形式为:
(1)一般地表水:
原水——絮凝沉淀——过滤——消毒。
(2)低温低浊或进水悬浮物含量一般不大于100mg/L的小型给水,水质较稳定且无藻类;
原水——接触过滤——消毒。
(3)高浊度水:
原水——调蓄预沉或自然沉淀——混凝沉淀或澄清——过滤——消毒。
(4)一般含藻类水:
原水——杀藻药剂——混凝沉淀或澄清——过滤——消毒。
(5)低温低浊含藻类水:
原水——气浮——过滤——消毒。
或原水——微滤——微絮凝接触过滤——消毒。
(6)含铁、锰量略高于标准的地下水:
原水——曝气——过滤。
(7)含铁量较高、含锰量不高的地下水:
原水——曝气——过滤——过滤。
(8)含铁、锰量均较高地下水:
原水——曝气——过滤——曝气——过滤。
(9)含氟地下水或地表水:
原水——药剂——絮凝——沉淀——过滤。
2.净水厂(配水厂)厂址选择
净水厂或配水厂厂址的选择应满足下列要求,并通过技术经济比较确定:
(1)给水系统布局合理;
(2)不受洪水威胁;
(3)充分利用地形地势;
(4)有较好的废水排除条件;
(5)有良好的工程地质条件;
(6)有良好的卫生环境,并便于设立防护地带;
(7)少拆迁,不占或少占良田;
(8)施工、运行或维护方便。
3.净水厂(配水厂)平面布置
水厂应按下列要求进行平面布置:
(1)高程布置应充分利用原有地形坡度;
(2)构筑物间距宜紧凑,且应满足各构筑物和管线的施工要求;
(3)各构筑物按工艺流程顺畅布置;
(4)生产区、辅助生产区和生活区的功能分区明确;
(5)新建水厂绿化占地面积不宜少于水厂总面积的20%;
(6)水厂的防洪标准不应低于城市防洪标准,并应留有适当的安全裕度。
(八)配水系统
1.配水管网平面布置
(1)配水管网宜设计成环状,当允许间断供水时,可设计为树枝状;
(2)配水管网的布置,应使干管尽可能以最短距离到达主要用水地区及管网中的调节构筑物;
(3)干管的位置,应尽可能布置在两侧均有较大用户的道路上,两平行干管的间距一般控制在500~1000m;
(4)城镇生活饮用水的管网严禁与非生活饮用水的管网连接,严禁与各自备的生活饮用水供水系统直接连接;
(5)对于供水范围较大的配水管网或水厂远离供水区的管网,应对管网中是否设置水量调节设施的方案进行比较;
(6)给水管道与构筑物的最小水平净距见表12.1.2。
给水管道与构筑物的最小水平净距见表表12.1.2
构筑物名称
与给水管的最小水平净距(m)
构筑物名称
与给水管的最小水平净距(m)
铁路远期路堤坡脚
5
热力管
1.5
铁路远期路堑坡顶
10
街树中心
1.5
建筑红线
5
通讯及照明杆
1.0
低中压煤气管
1.0
高压电杆支座
3.0
次高压煤气管
1.5
电力电缆
1.0
高压煤气管
2.0
污水管
1.5
2.给水管道竖向布置
(1)给水管道与其他地下管线最小垂直净距见表12.1.3。
给水管道与其他地下管线最小垂直净距表12.1.3
管线名称
与给水管的最小垂直净距(m)
管线名称
与给水管的最小垂直净距(m)
排水管
0.4
电信管道
0.1
煤气管
0.1
明沟沟底
0.5
热水管
0.15
涵洞基底
0.15
电力电缆
0.2
铁路轨底
1.0
电信电缆
0.2
(2)给水管道的埋深
1)给水管一般敷设在地下,特殊情况及特殊要求下才考虑明设;
2)非冰冻地区,金属管道的覆土深度不小于0.7m,非金属管道不小于1~1.2m;
3)冰冻地区除按上述要求覆土外,还需要考虑土壤的冰冻深度。
一般管底在冰冻线以下的深度为:
管径d≤300mm,为d+200mm:
d=300-600mm时,为0.75d,d>600mm时,为0.5d。
3.消防设施的设置
(1)室外消火栓的间距不应大于120m,在较大城市可采用消防水鹤,消防水鹤的布置一般按服务半径1000m考虑,并设在主干管和主要道路附近;
(2)负有消防给水任务的最小管径:
当采用室外消火栓时,不应小于100mm;当采用消防水鹤时,不应小于150mm。
4.水量调节设施的选择
配水系统的水量调节设施一般有:
水塔、高位水池和加压调节泵站。
调节构筑物有效容积应根据水厂送水曲线、用水曲线及消防储备水量等确定,当缺乏资料时,可按总有效容积占最高日供水量6%~8%计算。
水塔:
因容积较小和塔高限制,一般适用于最高日供水量规模小于5000m3的小型给水系统。
高位水池:
适用于有较高地形可以利用的中小型给水系统。
加压调节泵站:
适用于地形高差大,且水厂送水泵站按常压不能正常供水的地区,或地势平坦的大型给水系统。
5.配水管网水力计算
(1)目的
1)求得各管段的管径和水头损失;
2)求出水泵的流量和扬程,确定水量调节构筑物的高度;
3)确定管网各节点的水压。
(2)设计流量
1)管网无调节设施,按最大时用水量计算;
2)设有网中和网后调节设施的管网,最高时用水量由泵站和调节设施同时输入。
(3)校核要求
1)最大时流量加消防流量,核算发生消防时不利点水压不低于10m;
2)管网最小流量加向调节构筑物的转输流量,核算最大转输时不利点水压满足设计水压;
3)管网最不利管段发生损坏,用最大时用水量的70%,核算事故时最不利点的水压满足设计水压。
(4)节点流量分配
1)对于集中用水量,按其用水位置直接分配到节点上;
2)对于居民用水,可按管段负担的流量分配到两端节点,也可直接根据用水分布情况计算节点流量。
(5)管网平差计算步骤
1)绘制管网平差运算图,标出各计算管段的长度和各节点的地面标高;
2)计算节点流量;
3)拟定水流方向和进行流量初步分配;
4)按经济流速选用管网各管段的管径(始端流速选上限,末端选下限);
5)计算各管段的水头损失即h=il;
6)计算环状管网各环闭合差△h,要求小环△h≤1.0~1.5m。
对于多环管网,可采用计算机管网平差计算软件进行计算,并提高平差精度。
常用和较权威的计算软件为LOOP5.0。
六、常用法规标准
(1)《室外给水设计规范》(GBJ13—86)。
(2)《室外排水设计规范》(GBJ14—87)。
(3)《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)。
(4)《室内给水排水和热水供应设计规范》(JJ15—74)。
(5)《建筑设计防火规范》(GBJ16—87)。
(6)《含藻类给水处理设计规范》(CJJ32—89)。
(7)《高浊度水给水设计规范》(CJJ40—91)。
(8)《城市防洪工程设计规范》(CJJ50—92)。
(9)《城市给水工程规划规范》(GB50282—98)。
(10)《城市给水厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ41-91)。
(11)《地面水环境质量标准》(GB50282—98)。
(12)《生活杂用水水质标准》(CJ25.1—89)。
(13)《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020—93)。
(14)《生活饮用水卫生标准》(GB5749—85)。
(15)《供水水文地质勘察规范》(GBJ27—88)。
(16)《城市供水水文地质勘察规范》(CJJ16—88)。
(17)《工业企业水量平衡测试方法》(CJ20—87)。
(18)《工业用水考核指标及计算方法》(CJ21—87)。
(19)《城市供水条例》(国务院令第158号)。
第二节城市排水工程规划
排水规划是在城市总体规划的指导下进行的排水系统专项规划设计。
规划者要占有确实的资料,从系统工程的角度,结合当地情况因地制宜地进行排水体制、排水系统布局、泵站、污水处理厂及排水水体的全面规划,从工程经济的角度贯彻全系统省资源、省能源的方针。
要将工程技术、社会经济、环境保护等多方面因素综合地注入到工程规划中来。
一、设计任务
(1)确定排水体制。
(2)划分排水区域,估算雨水、污水总量,制定不同地区污水排放标准。
(3)确定排水管、渠系统规划布局,及主要泵站的位置。
(4)确定污水处理厂位置、规模、处理等级以及综合利用的措施。
二、图纸内容
(1)确定排水分区界线和汇水总面积,规划排放总量。
(2)排水管渠干线位置、走向、管径和出口位置。
(3)排水泵站和其他排水构筑物规模、位置。
(4)污水处理厂位置,用地范围。
三、基础资料收集提纲
规划设计的基础资料决定规划设计质量、工程造价、社会与环境效果,其可靠性不容忽视。
主要资料如下:
1.自然资料
(1)自然地理及气象资料。
包括当地的气温、土壤的冰冻深度、降水量、空气湿度、蒸发量、风向、地下水位、地质及地形情况等。
(2)排放水体资料。
河流概况、水文记录、水位特征值、冰冻情况。
河流上下游工业、企业、居民点取水及排出污水情况,河水利用情况,水质污染情况,水质BOD5、COD、pH值及河流整治规划资料。
2.城镇资料
(1)城镇现状图。
(2)城镇总体规划及给水专业规划。
3.城镇及工业企业的排水现状
(1)现有雨、污水排水系统及设施排出口位置,排水现状存在的问题。
(2)城市周围山洪排放、河道防洪能力和措施。
(3)工业企业排水量及水质。
主要工业污染源对水体的污染程度。
(4)现有污水灌溉、污水回用情况。
4.供电资料
(1)用电点供电的电源电压、频率。
(2)供电方向、电源可靠程度、工作或备用电源情况。
(3)供电方式、供电与用电点之间距离。
5.其他
沿海城市,考虑污水排海时,应收集有关污水排海资料。
四、规划方案设计
(一)排水方案设计
在进行排水系统规划设计方案时,应从较大范围内综合考虑下列因素。
(1)与邻近区域内的污水与污泥处理和处置协调。
一个区域内的污水系统,可能影响邻近区域,特别是影响下游区域的环境质量。
在确定该区域的处理水平和处理方案时,必须在较大区域范围内综合考虑。
几个区域同时或几乎同时上马时,应考虑合并起来处理和处置的可能性,经济效益会更好,但是施工时间较长,实现较困难。
(2)综合利用或合理处置污水和污泥。
污水和污泥可作为有用资源综合利用,在做综合利用或合理处置污水和污泥方案时,应对方案的技术可靠性、经济合理性和卫生影响情况等进行全面论证和评价。
(3)排水系统应与邻近区域或区域内给水系统、洪水和雨水的排除系统协调。
污水排水工程规划应与给水工程规划相协调,雨水排水工程应与防洪工程协调,可节省工程总造价。
(4)城镇的排水系统应接纳工业废水,对符合条件的工业
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- 关 键 词:
- 市政工程 规划 设计
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