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關鍵詞:市政給排水系統 管線設計防洪排澇污水處理
中圖分類號:S276 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著城市的快速發展,基礎設施建設步伐也必須跟上城市發展的腳步,城市中的市政道路給排水工程就顯得越來越重要。城市排水工程設計,應從城市近、遠期發展考慮,根據管段所在區域與周邊區域的關系,地表水系、污水處理廠位置,結合排水現狀及規劃的雨水、污水排放方向,并考慮排水區域內上、下游管段的銜接、匯水服務面積的劃分道路的豎向設計、用地標高等。多數城市排水規劃都滯后于城市建設,因此,對市政排水工程設計進行研究具有重要的意義。
一、市政排水工程設計原則
排水工程設計應在城市排水工程專項規劃指導下進行,根據專項規劃的設計成果對所實施的市政排水項目進行優化設計在設計中應遵循以下要求:
(1)布置管渠系統,劃分匯水流域面積,確定排水方向及出路。
(2)安排好控制點的高程 應根據城市道路豎向設計,保證匯水面積內的水都能自流排出。
(3)正確采用設計數據,污水排放量標準設計降雨重現期、地面集水時間和徑流系數,暴雨強度公式的采用等。
(4)管道的設計坡度和埋深根據設計規范、道路縱坡和外部排水條件確定,在滿足排水要求的前提下盡可能減少管渠埋深。
二、近期與遠期結合
排水工程設計既要考慮近期城市建設的要求,又要考慮城市發展后上、下游的銜接及排水需要。雨水、污水管道的管徑、管道埋深等問題,是排水工程設計近期與遠期銜接的關鍵;如果管道的管徑設計偏大或偏小,埋深過深或較淺,將直接影響到排水系統的正常運行。
三、實例分析
3.1項目概況
該城市地勢坡度較緩,坡向東北,常年主導風向為西南風,該區的暴雨強度公式為 q=1686(1+0.77lgp)/(t+8)0.72,徑流系數¢=0.6,在城市的東部有一條從西南至東北的河流,還有一條在城市的中部,由西南到東北的鐵路,將城市分成兩個區,其中Ⅰ區的人口密度為380人/公頃,污水量標準為140升/人?日,Ⅱ區的人口密度為 430人/公頃,污水量標準為130升/人?日。該城市共有三家工廠,在Ⅰ區有丙一家工廠,在Ⅱ區有甲、乙兩家工廠。綜合工業企業與公共建筑的排水量和水質資料地質資料、受納水體水文資料、城市氣溫資料、城市各區中各類地面與屋面的比例(%)等技術參數。設計出水水質:污水處理后,其水質至少達到二級處理標準,應當滿足:SS 40mg/l;COD 60mg/l;BOD30mg/l。
2.2 排水工程設計要點
2.2.1污水工程方案
(1)合流制排水系統:該系統是將生活污水、工業廢水和雨水混合在同一個管渠內排除的系統。這種系統是在臨河岸邊建造一條截流干管,同時在合流干管與截流干管相交前或相交處設置溢流井,并在截流干管下游設置污水處理廠。
此排水系統克服了原有排水系統將排除的混合污水不經處理就直接就近排入水體的缺點,但仍有部分混合污水未經處理直接排放,成為水體的污染源而使水體遭受污染,這是它的嚴重缺點。
(2)分流制排水系統:該系統是將生活污水、工業廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內排除的系統。由于排除雨水方式的不同,分流制排水系統又分為完全分流制(具有污水排水系統和雨水排水系統)和不完全分流制(只具有污水排水系統)排水系統
2.2.2排水工程一般規定
(1)管道系統布置要符合地形趨勢,一般宜順坡排水,取短捷路線每段管道均應劃給適宜的服務面積 匯水面積劃分除依據明確的地形外,在平坦地區要考慮與各毗鄰系統的合理分擔。
(2)盡量避免或減少管道穿越不容易通過的地帶和構筑物,如高地、河道、鐵路、地下鐵道等當必須穿越時,需采取必要的處理或交叉措施,以保證順利通過。
(3)安排好控制點的高程。
(4)查清沿線遇到的一切地下管線,準確掌握它們的位置和高程,安排好設計管道與它們的平行距離,處理好設計管道與它們的豎向交叉。
(5)管道在坡度驟然變陡處,可由大管徑變為小管徑。當D=200~300毫米時,只能按生產規格減小一級。當 D≥400 毫米時,應根據水力計算確定,但減小不得超過二級。管道坡度的改變應盡可能徐緩,避免流速驟降,導致淤積。
(6)同直徑及不同直徑管道在檢查井內連接,一般采用管頂平接,不同直徑管道也可采用設計水面平接,但在任何情況下進水管底不得低于出水管底。
(7)流量很小而地形又較平坦的上游支線,一般可采用非計算管段,即采用最小管徑,按最小坡度控制。
2.2.3設計步驟
根據確定的設計方案,進行管道設計,主要步驟如下:(1)在適當比例的、并繪有規劃總圖的地形圖上,按地形并結合排水規劃布置管道系統,規劃排水區域。(2)根據管道綜合布置,確定干支現在道路(或規劃路)橫斷面和平面上的位置,確定井位及每一管段長度,并繪制平面圖。(3)根據電算程序要求,確定控制管的高程、編號、管段長度,匯水面積及上游接管數。(4)進行水力計算,確定管道斷面,縱坡及高程,并繪制縱斷面圖。
2.2.4雨水工程方案
(1)雨水管一般規定:1)重力流管道按滿流計算,并應考慮排放水體水位頂托的影響。2)管道流時最小設計流速一般不小于0.75 米 /秒,如起始管段地形非常平坦,最小設計流速可減小到0.6米/秒。最大允許流速同污水管道一致。3)最小管徑和最小坡度:雨水管與合流管不論在街坊和廠區內或在街道下,最小管徑均為 300 毫米,最小設計坡度為0.002。
(2)雨水管道水力計算的設計數據:
1)設計充滿度:雨水中主要含有泥砂等無機物質,不同于污水的性質,加以暴雨徑流量大,而相應較高設計重現期的暴雨強度的降雨歷時一般不會很長,故管道設計充滿度按滿流考慮。
2)設計流速:為避免雨水所夾帶的泥砂等無機物質在管渠內沉淀下來而堵塞管道,《室外排水設計規范》規定:滿流時管道內最小流速應0.75m/s,明渠內最小流速應 0.4m/s。為防止管壁受到沖刷而損壞,影響及時排放,規范 規定,金屬管道最大流速為10m/s,非金屬管最大流速為5m/s。
3)最小管徑和最小設計流速:雨水管道的最小管徑為 300mm,相應的最小坡度為3。
4)最大埋深和最小埋深:a)必須防止管壁因地面荷載受到破壞,為此管頂部需有一定厚度的覆土。(b)必須滿足街道連接管在銜接上的要求。這三個數值中的最大一個數值就是以管道的允許最小覆土厚度一般在干燥土壤中,最大埋深不超過 7- 8m,在多水、流砂、石灰巖地層中,不超過5m。
2.3 排水工程方案設計
從環境保護方面來看,采用截流式合流制的城市,水體仍然遭受污染,甚至達到不能容忍的程度。采用分流制的城市,初雨徑流未加處理就直接排入水體,會對城市水體造成污染。盡管如此,分流制較靈活,適應社會發展的需求,一般又能符合城市衛生的要求,所以在國內外獲得了較廣泛的應用。
從造價方面看,合流制排水管道的造價比完全分流制一般要低20%-40%,可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。
從維護管理方面來看,分流制系統可以保持管內的流速,不致發生沉淀。同時,流入污水廠的水量和水質比合流制變化小得多,污水廠的運行易于控制。
經過各方面的比較,本項設計采用完全分流制排水系統,且地形坡度適中,以此采用截流式布置。
污水工程:根據實際地形,依據排水工程的一般規定,擬定兩套排水方案,由于城市中部的坡度傾于北和南,不同處就在于污水干管為局部排放和整體排放兩種走向。
管道的布置方案應在同等條件和深度下進行技術經濟比較,選擇最佳方案。兩個方案的污水管道系統都采用截流式布置。
方案一:由于城市地形西南高,東北低,所以污水廠及出水口設在城市東北部,使所有污水盡量靠重力排出。主干管平行于河流布置,干管垂直于河流布置,有一處管線穿越鐵路。
方案二:污水廠及出水口位置不變,Ⅰ區的局部地區依靠Ⅱ區的干管排出,主干管平行于河流布置,有兩處管線穿越鐵路。
電算數據及結果如下:
第一套總造價:1321.41萬元無泵站
第二套總造價:1630.10萬元無泵站
經過比較,第一套方案只穿一次鐵路,且造價低,故選擇第一套方案
雨水工程:
依據雨水管布置原則,就近排放,能通暢及時地排走城鎮和工廠面積內的雨水。
3 結束語
城市市政排水工程的設計,應以排水專項規劃為設計依據,在城市排水專項規劃設計成果指導下進行 結合現狀、近期、遠期幾者的關系,分析現有的資料和城市的發展,充分考慮近期、遠期的結合,合理采用符合本項目工程的設計方案和設計參數,正確劃分流域范圍匯水面積,合理設計管徑大小和管道埋深。市政排水工程的合理設計,是城市排水系統能夠有效運行的前提,只有在排水工程合理設計的前提下,環境才能得到有效的保護,才能獲得良好的社會效益。
參考文獻
關鍵詞:生態 水利 工程 設計 原則
水利工程對經濟與社會發展的巨大作用勿庸置疑。但是也必須看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的干擾【1】。水利工程對于河流生態系統的脅 迫主要表現在兩方面:一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形態直線化,即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。包括河道橫斷面幾何 規則化,即把自然河流的復雜形狀變成梯形、矩形及弧形等規則幾何斷面。還包括河床和邊坡材料的硬質化,即渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質材料。二 是指自然河流的非連續化。筑壩是順水流方向的河流非連續化,流動的河流生態系統變成了相對靜止的人工湖,流速、水深、水溫及水流邊界條件都發生了重大變 化。庫區內原來的森林、草地或農田統統淹沒水底。陸生動物被迫遷徙。水庫形成后也改變了原來河流營養鹽輸移轉化的規律。由于水庫截留河流的營養物質,氣溫 較高時,促使藻類在水體表層大量繁殖,產生水華現象。藻類蔓延遮蓋住大植物的生長使之萎縮,而死亡的藻類沉入水底,在那里腐爛的同時還消耗氧氣。溶解氧含 量低的水體會使水生生物“窒息而死”。由于水庫的水深高于河流,在深水處陽光微弱,光合作用也弱,導致水庫的生態系統比河流的生物生產量低,相對要脆弱, 自我恢復能力弱。河流泥沙在水庫淤積,而壩下清水下泄又加劇了對河道的沖蝕,這些變化都大幅度改變了生境。由于靠水庫進行人工徑流調節,改變了自然河流年 內豐枯的水文周期規律,即改變了原來隨水文周期變化形成脈沖式河流走廊生態系統的基本狀況。最后,眾所周知,不設魚道的大壩對于洄游魚類是致命的屏障。另 一類非連續化是由于河流兩岸建設的防洪堤造成的側向水流的非連續性。堤防妨礙了汛期主流與岔流之間的溝通,阻止了水流的橫向擴展。堤防把干流與灘地和洪泛 區隔離,使岸邊地帶和洪泛區的棲息地發生改變。原來可能擴散到灘地和洪泛區的水、泥沙和營養物質,被限制在堤防以內的河道內,植被面積明顯減少。魚類無法 進入灘地產卵和覓食,也失去了避難所。魚類、無脊椎動物等會減少,導致灘區和洪泛區的生態功能退化。
概況地講,被改造過的河流生 態系統是由三個子系統組成。即:由動物、植物和微生物組成的生命系統,這是生態系統的主體。廣義的水文系統,包括地表和地下水體、土地、氣候系統等。再有 就是工程設施系統,這是人類改造河流的結果。后面兩個子系統組成生境,是生命支持系統。由于水利工程系統改變了河流形態,水庫調度運行又改變了原有的水文 規律,造成河流生態系統的生境變化,其結果可能造成河流生態系統生物群落多樣性的下降,使生態系統退化。
對于水利工程對河流生態系統的脅迫,應該采取正視而不是回避的態度。傳統意義上的水利工程學作為一門重要的工程學科,以建設水工建筑物為手段,目的是改造和控制河流,以滿足人們 防洪和水資源利用等多種需求?,F代科學發展使我們認識到,傳統意義上的水利工程學在力圖滿足人的需求時,卻在不同程度上忽視了河流生態系統本身的需求。而 河流生態系統的功能退化,也會給人們的長遠利益帶來損害。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面,似應強調水利工程在滿足人 類社會需求的同時,兼顧水域生態系統的健康和可持續性。從學科發展角度看,現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學,水利工程規劃設計主要對象 是水文系統,往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學的理論及方法,促進水利工程學與生態學的交叉融合,用以改進和完善水 利工程的規劃及設計理論,形成水利工程學的新的學科分支-生態水利工程學(Eco-Hydraulic Engineering)。生態 水利工程學作為水利工程學的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學【2】 【3】。生態水利工程的內涵是:對于新建工程,是指進行傳統水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程,則是對于被嚴 重干擾河流重點進行生態修復。
生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產(生態產業)以及環境立法和資源管理一起,成為河流生態建 設的主要手段之一。圖1表示了生態水利工程在河流生態建設中的地位。圖中右側表示人類活動對自然河流生態系統的干擾過程,左側表示人類活動對擾的河流 生態系統的修復過程。
這里討論的生態水利工程學的基本原則也是生態水利工程規劃設計的基本原則,筆者試歸納為以下五項內容。
1.工程安全性和經濟性原則
生態水利工程是一種綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發電、航運以及旅游等需求,也要兼顧生態系統可持續性的需求。 生態水利工程既要符合水利工程學原理,也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律,以確保工程設施的安全、穩定和耐久 性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內,能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時,必須充分考 慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態地研究河勢變化規律,保證河流修復工程的耐久性。
對于生態水利工程的經濟 合理性分析,應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握,生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中需要進 行方案比選,更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外,充分利用河流生態系統自我恢復規律,是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。
2.提高河流形態的空間異質性原則
有關生物群落研究的大量資料表明,生物群落多樣性與非生物環境的空間異質性(spacial heterogeneity)存在正相關 關系。這里所說的“生物群落”是指在特定的空間和特定的生境下,由一定生物種類組成,與環境之間相互影響、相互作用,具有一定結構和特定功能的生物集合 體。一般所說的“生物群落多樣性”指生物群落的結構與功能的多樣性。實際上,生物群落多樣性問題是在物種水平上的生物多樣性。
非生物環境的空間異質性與生物群落多樣性的關系反映了非生命系統與生命系統之間的依存和耦合關系。一個地區的生境空間異質性越高,就意味著創造了多樣的小生 境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環境變得單調,生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化,造成生態系統的某種 程度的退化。
河流生態系統生境的主要特點是:水-陸兩相和水-氣兩相的聯系緊密性;上中下游的生境異質性;河流縱向的蜿蜒性;河 流橫斷面形狀的多樣性;河床材料的透水性等。水-陸兩相和水-氣兩相的緊密關系,形成了較為開放的生境條件;上中下游的生境異質性,造就了豐富的流域生境 多樣化條件;河流縱向的蜿蜒性形成了急流與緩流相間;河流的橫斷面形狀多樣性,表現為深潭與淺灘交錯;河床材料的透水性為生物提供了棲息所。由于河流形 態異質性形成了在流速、流量、水深、水溫、水質、水文脈沖變化、河床材料構成等多種生態因子的異質性,造就了豐富的生境多樣性,形成了豐富的河流生物群落 多樣性。所以說,提高河流形態異質性是提高生物群落多樣性的重要前提之一【4】。
由于人類活動,特別是大規模治河工程的建設,造 成自然河流的渠道化及河流非連續化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態系統的不同程度的退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣 性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其它生物物種,生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性,使其符合自然河 流的地貌學原理,為生物群落多樣性的恢復創造條件。
在確定河流生態修復目標以后,就應該對于河流地貌歷史和現狀進行勘查和評估。 包括河流與相關濕地、湖泊的形狀與構成、水下地形勘測、水位變化幅度、河流平面彎曲度、河流橫斷面形狀及河床材料、急流與深潭比例、河床的穩定性及淤積及 侵蝕狀況等,建立河流地貌數據庫。河流生物調查,包括植物、魚類、鳥類、兩棲動物和無脊椎動物等的物種分布地圖以及規模和存量,建立生物資源數據庫。遙感 技術和地理信息系統(GIS)是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。
關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上,確定環境因 子與生物因子的相關關系,必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉 化、水文周期變化等。研究的內容包括:調查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關系和制約條件,對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分 類和評估。需要強調的是,在眾多的環境因子中,識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子,在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地設計。
3.生態系統自設計、自我恢復原則
有關生態系統的自組織功能的討論始于上世紀60年代,以后有不同學科的眾多學者涉足這個領域。以各種不同形式構成的自組織功能,是自然生態系統的重要特征。
生態學用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現象,也用來說明食物網隨時間的發展過程。生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種 的自然選擇,也就是說某些與生態系統友好的物種,能夠經受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源和合適的環境條件。在這種情況下,生境就可以支持一個能具有足 夠數量并能進行繁殖的種群。自組織功能原理與達爾文的進化論有相似之處,只是研究的尺度不同而已。達爾文的進化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進行 的,而自組織功能是在生態系統中種群之間發生的。
生態系統的自組織功能對于生態工程學的意義是什么呢?& nbspH.T.Odum認為:“生態工程的本質是對自組織功能實施管理?!保?989)【5】。Mitsch認為:“所謂自組織也就是自設計” (2004)【6】。將自組織原理應用于生態水利工程時,生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計,建 筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同,生態工程設計是一種“指導性”的設計,或 者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結構,從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明,人 工與自然力的貢獻各占一半【7】。
我國古代傳統哲學注重人與自然的和諧相處,老子主張:“人法地,地法天,天法道,道法自然”。 反映了一種崇尚自然,遵循自然規律的哲學觀。在建筑理念方面,提倡“工不曰人而曰天,務全其自然之勢”(《管氏地理指蒙》),“雖由人作,宛自天開” (《園冶》),都提倡一種效法自然,依靠自然的思想。國際生態學界一些學者認為,系統生態學的哲學理念應該追溯到公元前11世紀中國的周代。其中“陰陽五 行”、萬物競爭共存和相生相克等哲學思想,體現了促進與抑制,成長與腐朽,合成與異化之間的平衡與轉化,這些正是現代生態學的哲學基礎。
傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機,樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控 制自然界是不可能的,這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富,實現人與自然的和諧。需要強調的是,地球 上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值,尋求最佳的生 態工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時,需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度,防止生物入侵。
要區分兩類擾的河流生態系統。一類是未超過本身生態承載力的生態系統,是可逆的。當去除外界干擾即卸荷以后,有可能靠自然演替實現自我恢復的目標。另 一類是被嚴重干擾的生態系統,它是不可逆的。在去除干擾即卸荷后,還需要輔助以人工措施創造生境條件,再靠發揮自然修復功能,有可能使生態系統實現某種程 度的修復。這就意味著,運用生態系統自設計、自我恢復原則,并不排除工程師和科學家采用工程措施、生物措施和管理措施的主觀能動性。轉貼于 4.景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低,而且成功率也低。
所謂“整體性”是指從生態系統的結構和功能出發,掌握生態系統各個要素間的交互作用,提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法,而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
這里說的“景觀”(landscape)是指生態學中的景觀尺度。關于生態學的尺度問題,O’Neill,認為:“生態學不可能建立在單一的時空尺度 上,它應該適應所有尺度的調查研究?!保?986)【8】。按照這種觀點,尺度和層次成為生態學發展的關鍵。目前生態學理論把生物圈劃分為11個層次, 依次是生物圈、生物群系、景觀、生態系統、群落、種群、個體、組織、細胞、基因和分子。景觀的尺度如何掌握?景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。
為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃?首先,水域生態系統是一個大系統,其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。一條河流的廣義水文 系統包括從發源地直到河口的上中下游地帶的地下水與地表水系統,流域中由河流串聯起來的湖泊、濕地、水塘、沼澤和洪泛區。廣義水文系統又與生物系統交織在 一起,形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分,形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素 之間的相互關系進行綜合、整體研究。如果僅僅考慮河道本身的生態修復問題,顯然是把復雜系統簡單割裂開了。
其次,必須重視水域生 境的易變性、流動性和隨機性的特點,表現為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化,也表現為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。這些變化決定了 生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。生態系統的變化范圍從生境受到限制時期的高 度臨界狀態到生境擴張時期的冗余狀態。
再者,要考慮生境邊界的動態擴展問題。由于動物遷徙和植物的隨機擴散,生境邊界也隨之發生 動態變動。Gosselink(1990)在研究水域生態系統物種管理的尺度問題時認為,對于給定需要修復的物種,考慮的范圍應是這個物種的分布區 【9】。舉例來說,為便于理解,可以借用“流域”這個概念,比如一個地區野鴨的種群也有一個“鴨域”。所謂“鴨域”的范圍應該包括物種個體在惡劣的條件下 遷徙到的任何地方以及支持此物種的生態系統。這個范圍的邊界,應劃定在某特定物種經常利用的一個很大的空間內。如果進一步擴展,還應該包括所謂“臨時生 境”,指在自然界對于物種產生脅迫的時期,成為該物種的避難所的地區。如果這個地區有若干種標志性動物,那么物種管理的范圍邊界將是這些物種“域”的包絡 圖。另外,還要考慮流域之間的協調問題。考慮到河流生態系統是一個開放的系統,與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環,一條河流的生態修復活動不可能 是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調,
最后,河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過 程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。需要對歷史資料進行收集、整理,以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態現狀的關系。河流生態修復是靠時間作工作 的。有研究指出,濕地重建或修復需要大約15到20年的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備,同時進行長期的監測和管理。
需要說明的是,對于規劃、評估、監測這些不同的任務,工作對象的空間尺度可能是不同的。監測工作應該在盡可能大的尺度內進行。比如修復一塊濕地以吸引鳥 類,經過一年或者更長的時間均告失敗。這就需要考慮是否有質量更好的生境吸引了候鳥而改變了它們的遷徙路線,監測工作可能在大陸的范圍內開展。而評估工作 可能在跨流域的尺度上進行。規劃工作的尺度可能是流域或河流廊道。所謂“河流廊道”(River corridor)泛指河流及其兩岸與 生物棲息地相關的土地,也有定義其范圍為河流與對應某一洪水頻率的洪泛區。至于河流修復工程項目的實施,一般在關鍵的重點河段內進行。
5.反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程,河流修復工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統 有序性及內部穩定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看,生態系統的演替,即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代 替也需要若干年的時間,期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。
生態水利工程設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構,力求 最終形成一個健康、可持續的河流生態系統【10】【11】。在河流工程項目執行以后,就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期 的目標發展,可能出現多種可能性。最頂層的理想狀態應是沒有外界脅迫的自然生態演進狀態。在河流生態修復工程中,恢復到未受人類干擾的河流原始狀態往往是 不可能的,可以理解這種原始狀態是自然生態演進的極限狀態上限。如果沒有生態修復工程,在人類活動的脅迫下生態系統的進一步惡化,這種狀態則是極限狀態的 下限。在這兩種極限狀態之間,生態修復存在著多種可能性。針對具體一項生態修復工程實施以后,一種理想的可能是:監測到的各生態變量是現有科學水平可能達 到的最優值,表示生態演進的趨勢是理想的。另一種差的情況是,監測到的各生態變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態之間,形成了一個包絡圖。一項生 態修復工程實施后的實際狀態都落在這個包絡圖中間。
意識到生態系統和社會系統都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了 自然系統的演替以外,人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法,而是一種反饋調整式 的設計方法。是按照“設計-執行(包括管理)-監測-評估-調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中,監測工作是基礎。監測工作包括生物 監測和水文觀測。這就需要在項目初期建立完善的監測系統,進行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監測數據,進行階段性的評估。評估的內容是河流生態系統的結 構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比 較。評估的結果不外乎有幾種可能:1)生態系統大體按照預定目標演進,不需要設計變更;2)需要局部調整設計,適應新的狀況;3)原來制定的目標需要重大調整,相應進行設計。
在反饋調整式設計過程中,提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與,通過對話、協商,以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合,提高設計的科學性。
Design Principles of Eco-hydraulics Engineering
Abstract :The concept of eco-hydraulic engineering is proposed.
It integrates the technology of hydraulic engineering with ecology.
Based on the analysis of stress of hydraulic engineering on river
ecosystem the requirements for ensuring healthy ecosystem and
sustainable development for river are suggested.These requirements
include the principles in five scopes: engineering safety and
economy, spatial heterogeneity of river morphology, self-design
and self-restoration of ecosystem, landscape scale and integrated
river ecosystems restoration and design methodology process based
on feedback and adjustment.
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關鍵詞:生態水利;環境生態;規劃設計原則
1概述
生態水利工程是水利工程中的重要分支,主要結合可持續發展理念,研究為滿足人們需求,確保生態水域健康,對水利工程技術進行合理運用。不只是采用傳統建設理論,還要恢復建設完成的水利工程生態,時刻關注對河流生態性的修復。嚴格遵循生態水利工程規劃設計原則,對生活環境不斷改善,進而有力促進經濟社會的發展。
2生態水利工程
2.1生態水利工程內涵。水利工程在傳統中是由水文、水力及結構力學等多個學科組成比較完整的工程力學體系。不僅對人類行為影響水域的程度提高關注程度,也對人與自然的和諧發展更加重視。有機結合環境工程及生態理論,進而形成具有較強綜合性的跨學科領域體系。
2.2生態水利工程分類.在實際中根據水利工程用途,可將生態水利工程分為農田及防洪水利工程兩類,如小浪底是農田水利工程,三峽工程是防洪水利工程。
2.3生態水利工程特點。生態水利工程所需建設經費較多,相對于普通水利工程,具有較長工期、較大建設規模及難度等特點,具有不確定的經濟和生態效益。生態水利工程與環境具有比較密切的關系,不管是對生態環境、氣候及經濟社會發展,水利工程對其的影響都很大,其相互作用難免存在不足之處,但在水利工程規劃過程中,應充分發揮水利工程的優勢,重視其不足之處并盡可能采取有效措施予以消除。其綜合性與系統性特點使水域之間產生一定的聯系,也具有一定制約,使水利工程與經濟發展建立聯系。
2.4河流生態系統對水利工程的影響。在社會生產中,水利工程對于社會及經濟發展都具有重要推動作用,但在建設過程中不可忽視水利工程破壞生態環境的程度。使河流連續性、多樣性及流動性的到一定程度的改變,也改變了水域水深、水溫、流速等情況。針對破壞生態環境的水利工程應予以高度重視,在建設中應滿足社會經濟及生態環境的實際需求,從而確保水域環境的可持續發展。
3生態水利工程規劃原則
一是反饋調整式原則。水利工程修復所需時間較長,生態系統成長比較漫長,但針對不同情況,生態系統也需不同的恢復時間,若時間較短恢復河流生態是無法實現的,若時間較長,生態系統結構在進化中將增加復雜性及多樣性,在一定程度上使穩定性增加,對外抵抗力也明顯提高。通常生態水利工程設計原則應實現對較為成熟的自然界河流生態體系盡可能模擬后,再建設水利生態系統。投入建設的水利工程已實現生態系統的自然演替,但其發展可能不是按照設計計劃進行,可能向著可能性較多的方向發展。通常外界對最高層不能脅迫是最理想的演替,但在實際中,若對生態系統的恢復施工中,難以避免受到很多因素的影響。自然界生態系統演替是以不受干擾的狀態為上限,若沒有修復水利生態工程,系統將不斷惡化甚至不能修復,這是生態系統演替過程中的下限。在兩個極限之間,生態系統恢復存在的可能性較多。任何生態恢復系統都無法恢復到最佳的自然生態狀態,只能盡可能減少所受的危害,使其發展向著良好的生態方向。生態系統與社會系統不管是在時間還是空間上,都存在不斷變化性。不僅系統逐漸更替,生態系統狀態也會受到人類行為狀態的干擾。生態水利工程設計受這種非靜態特征的影響,與傳統工程設計方法存在明顯差別,采用反饋調整式設計原則,遵循設計—執行—監測—評估—調整的流程。監測是基礎,在監測工作中水文及生物監測是主體。因此建立的監測系統在確立項目時應完善,將監測貫穿項目施工的整個過程。在階段性評估中善于應用數據集資料,實現預期評果。評估對象主要是河流生態系統結構或功能,主要采用參照比較法進行評估。該方法應用便捷,具有較高的效率及較廣的普及性。二是景觀尺度及整體性原則。以長遠的發展觀點而言,盡竟可能選擇具有較大尺度的景觀區域開展河流生態修復規劃與管理,基于可持續發展理念,若選擇較小尺度,短期內在局部分散的范圍內進行,不具有較高的效率及較高的成功率。但若在較大尺度的景觀上修復生態河流,可明顯提高工作效率,實現預期良好的目標。此外,還應嚴格遵循整體性原則,將生態系統結構功能作為關鍵,深入了解生態系統中要素之間的關系,有針對性的提出河流生態系統修復方法,對水域和生態環境特點提高重視。對動態擴展的生境邊界予以充分考慮,因遷徙的動物和隨機擴散的植物將動態影響生境邊界的變化。控制好修復河流生態的時間尺度,由于都需要較長時間,更要做好充分準備。三是生態系統自設計與恢復原則。生態系統的典型特點就是自組織功能,生態學采用自組織功能對豐富的物種分布進行解釋,可證明對時間變化食物網也不斷變化。生態系統可持續性是其自組織功能的主要表現,物種以自組織機理為自然選擇,物種與生態系統具有比較和諧的關系,能夠接受自然選擇考驗,對適應其發展的良好環境也能找到?;诖饲闆r,生物環境對具有足夠繁殖數量的種群提供相應支持。自組織功能原理類似于達爾文進化論,只是在研究尺度方面存在差別。四是經濟性與安全性原則。分析經濟效益應掌握風險不斷降低,逐漸獲得更大效益的原則。因隨機性是水域環境生態系統演變的一個主要特點,這在一定程度上對于生態水利工程規劃的風險性具有決定性作用,需要在初選生態水利工程方案過程中進行比較研究,注重長遠利益,高度重視評估監測水域生態環境。還要將投入的經費不斷降低,對生態系統恢復力充分利用,獲得較高的經濟和生態效益。生態水利工程不只是滿足可持續發展要求,還要滿足人們具體要求,使生態水利工程達到耐久性、安全性、穩定性,與客觀的科學發展規律相符。
4結論
綜上所述,作為新興學科的生態水利工程,其目標是實現社會經濟發展與自然環境的平衡。因此在實際施工過程中,嚴格遵循有關原則,實現人與自然的和諧統一。只有不斷吸取先進的技術并提高創新性,才能有利促進生態水利工程建設的發展,為農業發展發揮十分重要的作用。
作者:周林 單位:五常市供水公司
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【關鍵詞】生態水利工程;規劃設計;問題;內容;原則
目前我國水利工程對環境存在著較大的不利影響,這些影響主要體現在對局部地區的氣溫改變、水質改變,導致當地的降水時間,降水地區隨之改變,河流中的生物難以適應從而遷移、死亡,農作物存活率低等,針對這些問題在生態水利工程規劃設計中,需要從各個方面進行加強,能有效促使生態水利工程的順利開展。
一、生態水利工程概述
生態水利工程應按照生態學、水利工程學和經濟學原理,運用現代科學技術成果、專業技術經驗、現代管理手段相互結合,以期獲得較高的經濟、社會、生態效益的現代工程。生態水利工程將生態保護學與水利工程學相互融合,滿足社會、經濟發展的同時,盡量減小對生態環境的影響和破壞,符合生態工程的整體、協調、循環、再生原理,符合現代的可持續發展理念,有效提升水利工程帶來的綜合效益。
二.生態水利工程規劃設計中存在的主要問題
1、缺乏相應的規范標準。目前很多新型的生態材料已逐步應用到我們的具體工程中,尤其是河道護岸工程。隨著近年來應用經驗的積累,部分新材料得到了廣泛的推廣應用,也取得了一定成效。例如近年應用較多的生態石籠網格、綠化砼的新材料。但這些材料至目前仍無相應的規范標準出臺,對于相應的技術指標參數等僅能以廠家提供的參數作為參考,這也妨礙了這些新型生態技術的推廣應用。
2、生態水利工程設計人員與生態保護工作者之間未建立良好的合作機制。生態水利工程的規劃設計人員在有關工作的進行過程中未能對環境影響評價工作在設計工作中進行考慮或者對該工作考慮不周。在現階段,許多生態水利工程的建設方案都是在水利工程的可行性方案確定之后才開始對環境影響工作進行評價的。同時,我國未建立一套在生態水利工程的規劃設計過程中的對環境進行規范、管理和評價的標準。環境評價部門在對生態水利工程建設的評價過程中主要對施工單位進行考察,對涉及到環境問題的生態相關內容則考慮過少,甚至出現了部分單位隱瞞水利工程建設對生態環境的影響后果的情況,最終導致很多的生態水利工程不能取得良好的生態效益,使得出現了很多的負面影響。究其原因主要在于生態水利工程設計人員與生態保護工作者之間未能建立良好的合作機制,使得生態保護工作的進行晚于生態水利工程規劃設計。
3、未能制定一套檢驗生態水利工程規劃設計的檢驗資料。在生態水利工程的實施過程中因缺乏一套建設生態水利工程規劃設計的檢驗資料,導致在實施水利工程時沒有明確的對生態過程的正負兩方面進行評價的標準,同時不能根據生態系統的已有數據對將生態水利工程中的理論、技術參數以及方法的進行全面的探索。目前,我國的生態水利工程規劃設計工作還有待于進一步的探索和分析,需要從多方面、多角度搜集生態水利工程規劃設計中需要的資料,對于該資料的搜集,水文監測站目前還不能滿足該需求。此外,現階段,我國對生態水文站以及生態水利工程規劃設計中的充分研究較少,相關報道也不到位,在一定程度上制約了生態水利工程的發展腳步。
三、生態水利規劃建設內容
在水利工程建設中加入生態的理念,能夠在最大程度上開發和利用水利工作,更好的促進能源、環境、人口以及經濟的協調發展和可持續繁榮。
1、要將生態水利這個觀念深入人心,特別是進行設計的工程師需要時刻思考二者之間密不可分的關系,充分將其體現在圖紙上。
2、在設計時要充分發揮生態理念對于生態系統的良好作用,保證布局設計與環境之間的完美協調,從而實現生態與經濟二者共同的可持續發展。
3、要充分保證水利基礎設施的可靠性,不影響其正常功能的發揮,要符合水利工程的相關原理,從而實現以較少的投入獲得利益的最大化。
四、生態水利工程規劃設計原則
1、工程的安全性與經濟性的原則。生態水利工程是綜合性的工程,其設計必須首先遵循安全性和經濟性的原則,從而保證工程的安全性、穩定性和耐久性。而這里的安全性原則指的是工程的設計必須滿足工程可以承受洪水、風暴和冰凍等自然力的荷載。按照河流地貌學的相關原理,水利工程的設計必須綜合考慮河流泥沙的移動、河水的變化規律、河流侵蝕的特征等等,從而使工程具備耐久性,提高工程設計的合理性和科學性。而生態水利工程設計的經濟性原則指的是,由于生態水利工程建設的投資規模通常比較大,設計和建設需要考慮的因素比較多,工程難度比較大,所以需要制定多套設計方案,優中選優,在確保工程質量的前提下,盡可能降低工程的造價,提高施工企業的經濟效益。
2、自我設計和自我恢復的原則。生態水利工程的設計,從根本上說是給工程的建設提供指導,或者是輔助工程建設的設計。這就需要依靠生態系統的自我設計和組織功能,形成合力的工程結構,完成工程的是設計與建設。從生態水利工程的成功案例可以看出,傳統的水利工程建設注重的是對自然河流的控制,而生態水利工程設計的基本理念認為,必須合理利用生態系統的自我設計和自我組織的功能,實現工程與自然生態系統的和諧。這就要求在工程設計時,要按照因地制宜的原則,尊重每條河流的美學價值,通過對比,選擇最優的設計和施工方案。而實現這一目標,就需要考慮河流的水量、地貌和水文特征等條件,考慮周邊生態環境中的生物種類、生物生產力和群落的穩定性等,在利用設計理論時,注意區別土種的不同,防止生物的入侵等。
3、重視生態性新材料、新技術的應用并及時進行經驗總結。隨著生態觀念的深入人心,目前生態化的新材料、新工藝研發工作亦在不斷開展。很多新材料、新技術已逐步涌上市場,例如近幾年來生態護岸材料層出小窮,如生態膜袋、生態石籠、綠化硅、椰效纖維毯、植草磚等等;閘門技術亦不斷推陳出新,如近來出現的鋼壩閘、自動翻板閘等,由于其結構簡單,外觀簡潔,逐步得到較廣。這些新材料、新技術有其一定的優缺點,在設計工程設計中應重視這些新材料、新技術的應用,并在逐步應用中,不斷總結這些材料、技術的應用特點及優缺點,已便于以后工程的應用參考,及技術的改進和推廣。
4、規劃設計輸水工程。輸水工程的規劃設計工作主要包括兩個方面的內容:確定設計引水流量和設計排水流量。在引水流量確定過程中,由于缺乏一定資金和技術支持,在灌水模數圖的編制過程中會出現困難,所以在計算渠道的引水流量的過程中可以作物需水的最大定額和延續時間進行確定。在排水流量的確定過程中,需要用平均排除法對其排出量進行計算。
結束語
水利工程學的一個有機組成部分便是生態水利工程學,水利工程在滿足人類需求的前提下,最大程度上降低其對生態環境的影響,獲得水利工程的可持續使用。而要實現這一目標,在設計生態水利工程時,就需要遵循一定的設計原則。
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關鍵詞:水電站;混凝土;制冷系統;預冷系統;設計措施;建筑工程 文獻標識碼:A
中圖分類號:TV544 文章編號:1009-2374(2017)08-0175-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.085
混凝土材料作為一種常用的建筑材料,在澆筑后會有大量的水化熱釋放出來,導致混凝土結構內部溫度升高,使混凝土體積膨脹。而表面混凝土由于凝結快、散熱快,當內部溫度下降后體積收縮后容易出現收縮裂縫,為了避免出現混凝土裂縫,溫控方法是一種比較有效的方法。尤其是在氣溫比較高的季節,自然條件下混凝土的出機溫度會超過施工中的限制溫度,此時就需要采取相應的人工降溫措施對骨料進行預冷,在拌和過程中加冰、加冷水等。由于工程情況和自然情況存在一定的差異性,因此在設計制冷工藝時,需要在以往經驗的基礎上,從多方面進行對比和分析,在滿足技術要求的基礎上追求設備和費用的最小化。
1 工程概況
加查水電站骨料加工系統及混凝土生產系統工程主要承擔加查水電站導流工程和主體工程的混凝土供應以及其他O施所需要的少量成品骨料及混凝土供應。加查水電站骨料加工系統需滿足混凝土高峰月平均澆筑強度約9.6萬m3的粗細骨料供應需求,系統毛料處理能力約1000t/h,成品骨料生產能力約800t/h,其中成品砂生產能力約240t/h。骨料加工系統承擔整個工程混凝土骨料的生產任務,供應成品骨料總量不小于570萬t。混凝土生產系統混凝土生產總量約236萬m3,其中導流工程約44.7萬m3,主體工程約191.3萬m3,其中高溫季節需要預冷的溫控混凝土約96.21萬m3。
2 混凝土制冷系統設計原則
通過多年混凝土制冷設計經驗,此次施工中采取如下施工流程進行操作:按照骨料樓上風冷、加冰、加冷水拌和的順序進行施工,保證了混凝土出機口溫度符合施工實際所需。結合類似電站工程的施工經驗,并綜合權衡現場施工特征,得知只需設置一個制冷車間即可滿足兩臺拌和樓運行所需,而且在一定程度上還能提高制冷系統的預冷效果。將氨壓機與拌和機布置在一起一方面可提高設備的這行效率,延長設備的使用年限;另一方面也能為施工人員創設安全的作業環境。
考慮到混凝土生產系統施工流程復雜、規模大、施工難度大等特征,所以選取行之有效工藝技術對提高施工質量具有可靠的保障。在選擇混凝土制冷系統中應遵循以下原則:(1)結合工程所需,合理明確制冷容量;(2)在制冷設備的選擇中,應挑選性能穩定、功率合理的先進設備;(3)制冷設備的安放應綜合權衡施工場地的實際特征,以方便工程施工的基礎上,盡可能減少占地面積;(4)所需材料應從正規廠家處購買,進場前必須經過全面檢查,符合要求后方可使用;(5)采取合理的方式完成設備的現場安裝工作?;炷猎牧衔锢頍釋W性質見表1。該系統設計以氣溫最高的7月份多年月平均氣溫、多年月平均水溫及混凝土各原材料配比為依據進行計算,其相關參數如下:(1)高溫月多年月平均氣溫16.4℃;(2)高溫月多年月平均水溫20℃;(3)片冰潛熱利用率90%;(4)混凝土拌和機械熱1200kcal/m3;(5)砂含水率(干化生產砂)6%。
本混凝土系統的溫控混凝土主要分為兩種類型,若在高溫季節施工,由于外界環境溫度較高,因此對拌和樓的出機口溫度較為嚴格,要選擇溫度在10℃以下的混凝土42.7萬m3,最大級配為四級配2萬m3;選擇溫度在14℃以下的混凝土約53.51萬m3,只針對粗料在樓上料倉進行風冷工藝。
對溫度在10℃以下的溫控混凝土主要采取風冷、冷水、冰的預冷工藝流程,先將粗骨料溫度進行冷卻,使其從16.4℃平均冷卻到9.0℃,拌和用冷水的溫度為4℃,冰預冷溫度在-5℃。通過計算得知每方混凝土中應加入20kg左右的片冰。
對溫度在14℃以下的混凝土,對粗骨料進行風冷處理,主要在拌和樓料倉內完成,使其從16.4℃平均冷卻到9.0℃。粗骨料拌和過程中,不管是制冷車間或者是輸冰設備等均應做好保溫處理,控制在3℃~6℃為宜,以避免混凝土物料溫度的回升,影響施工效果。
3 預冷系統
3.1 預冷系統車間的布置
結合三峽、龍灘、索風營等電站工程的施工經驗,并綜合權衡現場施工特征,得知只需設置一個制冷車間即可滿足兩臺拌和樓運行所需,而且在一定程度上還能提高制冷系統的預冷效果。將氨壓機與拌和機布置在一起一方面可提高設備的用行效率,延長設備的使用年限;另一方面也能為施工人員創設安全的作業環境。制冷車間為三層鋼架結構,將制冷車間布置在一定高度的平臺上,與拌和樓相鄰。
一臺車間需設置四臺制冷量達到100萬kcal/h的螺桿制冷壓縮機組以及一臺制冷量為50萬kcal/h的螺桿制冷壓縮機組,預冷系統車間所需要的設備如下:制冷空間一層主要設置有四臺型號為WN-500的臥式冷凝器,四臺型號為ZA-8的高壓貯氨器,一臺型號為CNF40-200氨泵,一臺型號為LZL240螺旋管式蒸發器,四臺冷卻循環水泵,兩臺冷水輸送水泵,四臺型號為DX-12的低壓循環貯液器。在制冷空間的二層分別設置了兩套30T冰庫與氣力輸送裝置。在制冷空間的三層設置有四臺產量為60T/d的片冰機。為了滿足制冷車間冷源需求,需設置兩臺拌和樓風冷骨料,為車間提供所需冷源。此外,還需在每臺拌和樓上設置四臺空氣冷卻器與離心風機,滿足設備運行所需。
3.2 預冷系統工藝流程
3.2.1 系統骨料風冷。粗骨料從膠帶機部位流出后被運送到拌和樓指定的料倉內進行風冷處理。拌和樓料倉一共由四個料倉組成,可分別存放四種類型的骨料。料倉自上而下一共分成三個區域:(1)進料區,骨料主要從該區域進入到拌和樓的料倉中;(2)冷卻區,該區域主要是對粗骨料進行冷卻處理的區域;(3)儲料區,經冷卻處理完成的骨料會運送至該區域暫時存儲起來,以備后期使用所需。冷風從下到上通過骨料,骨料會根據用料速度按照一定的順序進行流動,借助風冷這一環節可確保骨料降至設計所需。待冷卻完成的骨料經稱量后進入拌和機中進行拌和處理。粗骨料經由膠帶機送至篩分樓中進行沖洗,將骨料中的雜物徹底清除干凈后進入到調節料倉內,調節料倉一共有三個分料倉,用于生產三級配的混凝土。在生產二級配混凝土時,可在大石料倉內存儲中石,每個料倉也分為三分區域,即進料區、冷卻區與儲料區。通常情況下,在冷卻區內專門設置有配風裝置,這樣可確保冷氣均勻擴散與骨料進行熱交換。冷風主要從冷卻區的底部進入,與骨料流向相反的方向逐一穿過骨料區,對骨料進行迅速冷卻,待溫度降至所需終溫時進入儲料區。
3.2.2 二次風冷骨料工藝流程。在調節倉內將已完全冷卻的骨料經由膠帶機運送至攪拌樓骨料倉內,進行二次風冷。攪拌樓的特大石骨料倉分為三個區域,即進料區、冷卻區、儲料區。冷風循環順序與一次分冷完全相同,將滿足設計終溫的骨料經過稱量后運至集中生料斗中。
3.2.3 冰系統。制冷車間內專門設置有冷系統,冷系統主要由兩部分組成:(1)片冰機;(2)冰庫。片冰機置于冰庫之上,由片冰機所生產出來的片冰落入貯冰庫中貯存起來,經由氣力輸冰裝置送至拌和樓上的調節冰倉,借助調節冰倉下的螺旋輸送機將其運送至拌和樓中,稱取一定重量后送入集料斗中。冷系統中的冷源主要由氨制冷系統提供,拌和中所使用到的4℃低溫水由氨系統通過螺旋管蒸發器生產,借助泵運送到拌和樓的水箱中。生產的片冰直接落入到具有隔熱效能的冰庫中,片冰在冰庫內會被冷卻干燥。冰庫有兩方面的作用:(1)可有效調節片冰產量與拌和樓冰量分布的不均勻性;(2)可提高冰機生產的效率。片冰通過一系列處理外會被排出庫外,通過氣力輸送裝置運輸至拌和樓的冰倉內。
3.2.4 冷水系y。制冷車間內冷水系統的冷源主要由氨制冷所提供,借助螺旋蒸發管將所生產出的混凝土拌和用冷水經水泵運輸到拌和樓中,經過稱重后,將所需用量送入拌和機中,供施工所需。
4 結語
綜上所述,本工程在采用上述方法進行混凝土制冷系統的設計和應用后取得了良好的應用效果,通過使用連續風冷骨料的方法有效節省了占地面積,同時不會出現影響環境的廢水,投資效益顯著,為類似工程提供了借鑒和參考。
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引文
由于我國社會整體經濟水平的高速發展,在人們的思想觀念當中,對于自然生態的認識也在逐漸的發生著轉變,使得水利工程建設與生態環境保護有機的結合起來,也已成為目前社會發展的必然趨勢,而生態水利工程則恰好滿足這一時代需求,因此開展相關的研究工作便具有十分重要的作用與價值,應當引起人們的重視與思考,文章將首先對生態水利工程進行簡要的介紹,而后就其所存在的問題進行了深入的分析與探討,并最終提出了一些具體的設計原則,其具體內容如下。
一、生態水利工程
從簡單的字面意思來看,生態水利工程大致包含了生態與水利兩部分的內容,然而在實踐應用的過程當中,這兩者并非并駕齊驅的,在生態水利工程之中其重點還應當是水利工程部分,這一專業內容其基礎理論來源于工程力學與水文學,而相關的生態學內容僅僅是在工程學的延伸過程當中一門應當注重顧及到的學科內容。當前在生態水利工程的規劃設計過程當中,最為主要的目標應當是水文部分的相關設計,對于生態系統的實際現狀未引起足夠的重視程度,以及針對生態系統在未來發展過程當中可能會存在的預估風險。因此在當前的生態水利工程當中,下一階段的發展目標與方向,應當同生態學緊密的結合起來,同時還應當將相關的生態學理論知識與方法,融入到水利工程的實踐過程之中,更深層次的使得水利工程學科能夠與生態學保持密切的聯系,并最終使得相關的水利工程設計規劃能夠得到持續性的完善,因此也就產生出了一個新的學科分支——生態水利工程學。
二、設計難點
1.缺乏不同區域的評價標準與設計方法
對于實際的服務目標,所應用的生態水利工程存在顯著的區域性差別,這主要是由于不同區域的生態環境通常都具備有其自身的特性,因此生態水利工程在設計的過程當中,應當體現出相應的區域特征,必須依據當地的實際情況采取適當的設計與規劃方法。當前我國全國范圍內的生態水利工程建設,在大的方面已經有了一定的設計標準與方法,然而在具體區域的生態水利工程之中,往往卻并未實行針對性的設計規劃,也沒有能夠參考借鑒的樣板模式。
2.設計工作的目標與標準較難確定
在生態水利工程的規劃設計過程當中,具體的目標與任務同傳統的單一性水利工程建設,存在有極大的差異,這主要體現在其對于生態環境的維護與發展之中,是為了促使人能夠同生態系統之間達到和諧共存的目的。因此在這種特殊的條件之下,生態水利工程開展規劃設計的首要任務,便需要針對具體的設計目標與施工標準予以明確,對于施工過程當中所牽涉到的每一項標準內容,均要達到實際的指標量化。然而由于我國當前的生態保護依然處于初步發展階段,相關的目標與標準還不十分明確,也未能夠做出詳細的指標量化,因而給相關的設計工作帶來了一定的困難。
3.缺少生態水文測驗資料
在開展生態水利工程建設的過程當中,前期的準備資料是至關重要的。生態水文的測試檢驗資料關乎生態水利工程的設計規劃,是主要的參考內容。目前,我國的水文測試檢驗工作相對較為落后,水文測試檢驗工作還無法滿足生態水利工程,對于相關數據內容還無法做到全面有效的檢測。
三、設計原則
1.安全性與經濟性原則
生態水利工程是一項具備綜合性質的工程內容,通過對水文條件的全面有效治理,能夠滿足人們日常生產、生活的各項需求,并且也能夠滿足洪水防御、農田灌溉、水利供應、電力發送以及河道航運等方面的需求,因此便要對生態系統的可持續性做到兼容顧及。在生態水利工程的規劃設計當中,一方面要能夠達到水利工程的理論要求,另一方面也要實現對生態學原理的遵從。
2.自我設計與自我恢復原則
生態系統所具備的自我組織能力,集中的體現在生態系統的可持續性當中。而自我組織的理論來源則是一種自然性的選擇行為,即是某種同生態系統和諧共生的物體種類,能夠在自然選擇的條件之下,獲取到適當的能源供應與環境條件。在生態水利工程的規劃設計當中應用自我組織原理,能夠實現在傳統水工設計的基礎上得到質的提升。例如,像大壩設計一類的人工建筑物體是一類具有確定性的設計,其中所設計的建筑物體其幾何形象、所采用的材料特性等均能夠在人的掌控范圍之內,而建筑物體最終能夠發揮出人們預先期許的功能特性。在河流修復工程的設計當中,也可運用此項原理,生態水利工程的設計將發揮出具有“指引性”的特點。借助于生態系統的自我設計與組織能力,能夠在自然界當中,科學性的選取出適當的物種類型,并產生出科學的結構特點,并最終實現設計要求。
3.同環境工程設計有機結合
在生態水利工程的規劃設計過程當中,往往會涉及到多個學科的內容,因此其具備一定的綜合性。在具體的設計過程當中,應當充分運用環境科學、工程學、生態學以及相關的施工技術,并將這些學科內容同施工技術采取科學、合理地設計,使之能夠有機的融合為一個整體,以期達到生態水利工程數量與質量的全面優化。針對我國當前持續惡化的水情狀況,在生態水利工程的規劃設計當中,應當同水污染的防治工作予以有機的結合。與此同時,由于水利工程的建設通常會牽涉到巨大的水利流量,并且也會由于季節性的更替,水資源流量所產生的差異性也較大,這也就給水利工程的建設帶來了嚴重的挑戰。在實際的規劃設計工作過程中,相關的設計人員應當將當地的環境特征,同工程設計要求有機的結合起來,以實現生態水利工程規劃設計的全面優化。
四、結語
生態水利工程將生態學與工程學進行了有機的結合,促使人與自然能夠更加和諧的相處,并具有一定的實踐應用價值。生態水利工程最為重要的特點,即為:適應了人類社會的發展需求,盡管在這一方面我國的起步較晚,然而當前隨著重視程度的提高,并通過對國外先進經驗與技術手段的借鑒,也已經初步產生出了一些符合我國國情的設計原則,盡管依然還存在諸多有待完善的地方,但是相信伴隨著相關研究的持續深入,終將會取得較為巨大的進步與提升。
關鍵詞:給水系統 設計
一、工程概述:
根據上級有關部門批準的任務書,擬在華北某市修建一幢12層的公寓,建筑總高度為40.8米,地上十二層,總占地面積約800平方米,建筑面積約19800平方米,該樓一樓部分作為商場用面積,二層至十二層為單身職工宿舍。
二、設計原則及說明
本著合理布置室內各系統管線,又立足于外部系統,以便于施工及操作的原則,認真合理設計各系統布置方式及位置。
三、給水工程設計
1、給水用水定額及時變化系數
生活用水包括公寓生活用水和底層商場用水。
2--12層公寓用水:根據建筑物的性質和室內衛生設備的完善程度,用水量標準選用 200 ,時變化系數 選用2.5,居住人數以2×18×11=396人計;1層商場用水:根據有關規范,商場用水量標準選用20 .的,時變化系數 選用2.0 ,使用面積以350;
2、建筑物最高日用水量
最高日用水量為: =M1×Qd1+M2×Qd2 = 396×200+20×350=86 m3/d
最高日最高時用水量按公式 可得:公寓最大時用水量為8.25 m3/h;商場最大時用水量為0.58 m3/h 。
3、設計秒流量公式
=
公寓按普通住宅標準取=0.22 + 0.005
商場 可取
4、 屋頂水箱容積計算
由于屋頂水箱是生活消防合用水箱,故水箱容積=生活貯水容積+消防貯水容積
采用公式
生活用水貯水量: =2.0×1.2×8.25/4×4=1.24 m3 取Vs=1.5 m3
其中 ---水泵出水量,以公寓最大時用水量的1.2倍計
---安全系數,取2.0
---水泵在一小時內的最大啟動次數以4次計
消防貯水容積按存貯10 min的室內消防用水量計算
高位水箱有效容積為
選用標準圖S3:S151(一)15 m3方形水箱一個,尺寸為3600×2400×2000mm,
水箱支座高度0.4米,水箱安裝高程及水位見圖。
5、室內給水管網的水力計算:
(1)設計秒流量公式:
公寓按普通住宅標準取α=1.1,k=0.005
=0.22 + 0.005
商場可取α=1.5,k=0
=0.3
(2)下區(1―5層)室內的給水管網計算:
計算草圖如圖2-1.1所示:
H1―最不利點與室外引入管起點的高差:H1=14.4+0.8-(-1.05)=16.25=162.5
H2―計算管路的水頭損失及其局部損失按沿程水頭損失以30%計
H2=1.3∑ =1.3×42.35=55.06
H3―水表水頭損失 本建筑物給水系統的水表選用LXL-80N型水表
=(5.68×3.6)2/(802/100)=6.53KPa
H4―最不利點衛生器具的流出水頭 ,取15
=162.5+55.06+6.53+15=239.1 ≈239 <280
市政常年可提供的水壓可達280 故可以滿足1―5層的水壓要求。
四、結束語
【關鍵詞】城市給排水:系統規劃;問題
一、前言
城市的發展,居民生活的穩定有賴于城市的基礎設施,其中,城市的給排水系統就是城市發展和居民生活的一個重要的基礎設施,因此,必須要做好城市給排水工程的規劃工作。
二、城市給排水工程規劃設計的主要內容
規范GB50318-2000《城市給排水工程規劃規范》城市給排水工程規劃是城市道路排水工程設計的重要依據。城市給排水工程規劃的主要內容有:劃定城市給排水范圍,預測城市給排水量,確定排水體制,進行排水系統布局;原則確定處理后污水污泥出路和處理程度;確定排水樞紐工程的位置,建設規模和用地。
城市給排水工程規劃一般分為城市總體規劃中的排水專項規劃,某一規劃區(如工業園區)的總體規劃中的排水專項規劃和某一規劃區(如工業園區)的控制性詳細規劃。
城市給排水工程設計是一個系統工程,排水工程規劃的目的之一,是通過規劃在排水收集,輸送,凈化,利用和排放幾個環節上的統一協調,使各環節的排水設施建設工程規模適宜,投資合理,運行中合理利用能源和資源。
三、城市給排水工程規劃中的常見問題
1、城市給水工程規劃中的常見問題
城市給排水工程規劃中的前期規劃中比較重要的一個內容就是,給水工程的規劃和設計,給水工程的規劃設計不僅關系到城市用水的安全、及時,還關系到整體的給排水工程規劃的整體施工的效果。目前我國的城市工程建設過程中,對于給水工程的建設存在的一些不合時宜的問題主要表現在以下幾個方面。在當前由于城市化進程的進一步加大,城市居民數量的不斷增加,城市工程中的給水系統不能夠與時俱進的和城市人口整體容量的加大站在同一條起跑線上,這樣就導致了在城市城市給水系統設計缺少長遠的意識。由于城市規模的不斷擴大,城市居民區、商業區、高新技術產業開發區、工業區的大量建設,對于給水管網線路的設計的鋪設缺少相應的規劃、重復設計、重復施工的現象都經常發生。鑒于這樣的一種實際狀況,給水系統的規劃和施工就顯得尤為重要,在進行具體的規劃和設計中應該站在前瞻性的角度進行設計,不能夠只考慮到當前的給水系統建設,更多的應該是考慮到未來幾十年城市發展的規劃上進行設計和施工。
另外,在給水工程的規劃和設計過程中,由于存在著具體規劃設計部門不能夠充分考慮到具體的用水客戶的實際情況,這樣就導致了給水工程的規劃和設計不能夠因地制宜的設計,導致了城市工程規劃中,存在著用水單位與設計單位之間的矛盾所在。這就要求城市工程的規劃和設計單位要充分進行實地考察的基礎上,盡可能多的采納用水單位的意見和建議進行給水系統的設計。這樣不僅可以避免城市規劃給水系統設計中產生的不必要的麻煩還可以做到因地制宜的進行給排水工程的建設。
2、城市排水工程規劃中的常見問題
城市工程給排水規劃建設過程中,一個非常重要的環節就是對于排水系統的規劃設計。城市排水系統包含的具體方面有以下幾個方面:城市道路排水工程規劃設計,生活污水排水工程規劃設計。城市排水工程規劃是城市道路排水工程設計的重要依據。目前城市排水工程規劃中存在的具體問題主要表現在,對于排水系統網絡的建設不夠完善,排水中的具體城市排水量沒有能夠進行具體的測算,排水系統中的具體種類的水沒有能夠進行細致的分類。對于城市的城市工程的排水系統沒有能夠進行更加細致的劃分,當然目前的排水系統進行了一個大致的排水系統的規劃設計,但是相對于西方的發達國家相比較而言沒有達到國外的標準。目前對于排水系統的規劃主要是分為了:城市總體規劃中的排水專項規劃,這樣的專項規劃主要指的是:進行了大范圍的的規劃排水系統,如在工業園區進行的排水系統的規劃,對于生活園區進行的排水規劃,對于商業區的排水規劃。但是這樣的規劃和設計都是粗糙的規劃設計不能夠真正起到合理的利用和處理水資源的目的。要在城市城市排水工程中進行具體的規劃和設計,讓城市工程的排水工程成為一個系統的工程,通過對于城市排水系統的規劃設計,讓城市的排水工程在排水收集、輸送、凈化、利用和排放幾個環節上能夠統一協調的發展,使各環節的排水設施建設工程規模適宜、投資合理,運行中合理利用水資源。所以說在對于城市工程排水規劃設計需要考慮到各個方面的內容,讓排水系統建設的能夠保證暢通的前提下面,因地制宜的完善排水系統的建設。
四、解決城市給排水系統規劃問題的對策
城市水系統規劃是對一定時期內城市的水源、供水、用水、排水、污水處理等子系統以及其各項要素的綜合布置。城市用水規劃的總量平衡十分重要,必須優化組合各種節水、水重復利用等方案。要做到這些,首先要了解城市水利用規劃,加強城市總體規劃中的水專項規劃,按照水的可持續發展觀念制定城市水利用規劃,內容應包括:地面水、地下水、雨水和海水等水資源平衡;供水、排水和污水再生利用等總量平衡;供水節水規劃和污水處理與再生利用規劃;水的生態循環規劃;各類水工程設施的布局和規模等。對當前我國的城市水系統建設中經常出現的規劃不協調、建設不配套、管理不統一等問題,規劃中要注意管網配套和供水、排水及污水處理能力的協調增長,確定規劃期內水系統及其網絡設施建設的規模、詳細布局和運行管理方案。
加強水量預算、水量預測是給水規劃的基礎,水量規模預測是否符合實際需要和發展趨勢,對水資源的工程總體布局、合理利用、實施步驟和工程費用產生重大影響。國家標準《城市給水工程規劃規范》是測算城市總用水量規模的依據,具體包括:總體規劃階段給水水量預測;總體規劃階段污水水量預測;分區規劃階段及專業規劃給水、污水量預測;詳細規劃階段給水、污水量預測。改革開發以來,工業生產、城市建設、住宅建設、第三產業迅速的發展,使供水量也不斷增長。作為城市基礎設施之一的供水量的增長規律也將與過去不同,水量預測就不能僅按歷史發展計算,還要根據具體的城市規劃對不同類型用水量分別進行預測分析。
城市給排水系統應當向可持續性方向發展。自然界的水是循環的,給水和排水是統一的,人類社會對水的使用應順應這一過程。在用水之后,必須對水進行再生處理,使水質達到自然界凈化能力所能承受的程度,否則累積的大量污染物將超過水環境的容量,導致水資源危機和水污染現象,最后破壞水的良性循環,不利于城市的可持續發展??刂瞥鞘薪o排水系統向可持續性方向發展的途徑有:一在城市水系統中增加節水子系統;二在城市水系統中增加治污子系統;三在城市水系統中增加再生水重復利用子系統。加強節水、治污和再生水回用力度,重視再生水、中水等非傳統水資源利用,是促進城市給排水系統良性循環,實現城市水資源可持續發展的關鍵。
五、結束語
總而言之,城市給排水工程規劃過程中,必須要從城市的發展需要著手,滿足居民生活的需要,制定出更加科學和合理的規劃方案,并做好規劃和建設工作,確保城市給排水工程規劃的效果。
參考文獻
[1]朱莉.淺談公路排水與城市道路排水[J].山西建筑,2011(28).
關鍵詞:市政給排水;設計;問題;對策
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A
引言
市政給排水設施是保證城市地面水及時排除,防治城市水污染,并使城市水資源保護得以良性循環的必不可少的基礎設施。合理的市政給排水工程設計,是確保城市水資源合理利用的根本前提,對提供生活和工業用水、排除地面水、污水,使水資源得到良性使用,和對城市健康發展有著及其重要的意義。
一、市政給排水工程設計內容
1.1給水工程
市政給水工程是確保城市居民以及各企業用水,由構筑物和水管網形成的系統,主要確保用水對象的水質安全,水壓穩定以及水量充足。給水工程是城市和各個企業的基礎設施之一,保證為用水對象提供足量和合格的水。給水工程不僅僅要滿足目前的用水需求,同時還要考慮到今后的發展,水源在生活和生產中有著極其重要的地位,加上城市是用水較為集中、水量較大的地區,因此做好給水工程尤為重要??梢哉f,給水工程是城市發展甚至國家經濟發展的一個重要的影響因素。
1.2排水工程
所謂排水工程就是將城市排水進行收集、輸送、處理和排放的系統。其主要目標是保證環境不被污水和廢水污染,確保農業工業以及人民生命健康。城市生活和生產會排放大量的污水和廢水。這些廢水和污水中有大量的病毒和細菌,如果沒有及時地處理和控制,污水和廢水排放到水體或者土壤中很容易對水和土壤帶來污染,嚴重者可導致自然環境受到影響,引發社會公害。為了保護環境,城市應該有一套完善的排水工程來處理這些生活和生產排出的廢水和污染水,通過排水工程對這些污水和廢水進行處理。同時,城市的降水也是排水工程中的一個部分。
二、市政給排水設計存在的問題
2.1設計嚴重脫離實際應用環境
給排水的設計根據不同城市的地勢特點有不同的設計需求,給排水管道的設計應該要以城市的總體區域特點為主,設計時要充分考量城市的地下結構,道路方位以及整體城市規劃等因素,尤其是對城市所處地理位置和自然環境因素的考慮。例如,如果設計城市位于沿海地區或者容易爆發洪水和暴雨等自然災害的區域,管道設計的首要考慮因素為地勢的高低和排進水口的設置位置,一般情況下,管道是由地勢高的地區向地勢低的地區進行鋪設,水流會直接以重力方式排出;對于地勢較高的路段,可以采用中間豁口的方法將水流分散排出;對于中間地勢低洼的路段,可以借助排水設備保障水流的及時排出。為了滿足城市防洪的要求,臨近河流區域的排水管的設置要盡量高于水位的最高值,以使水流達到高值時能夠順利排出。
2.2污水管埋深不合理
由于在當前污水管道的埋藏設計中,原污水提升泵設施設計位置不合理,造成污水管道埋設的太深,導致城市污水管網高程不夠科學,無法實現合理有序的污水排除作用。原污水提升泵站規劃位置的確定主要考慮的因素是設在某綠化區的附近。以減少對周圍居住區的污染,在排水工程設計中。對單項的設計通過管材,基礎,施工方法等的合理選用以降低市政排水管網的投資是較有效的,確定合理的排水管設計高程也是節約投資的重要一方面。而合理的高程。需依據合理的排水規劃。
2.3市政排水設計需求和規劃中的污水管網間存在矛盾
在當前很多城市中,排水管網現狀均采用的是合流制排水系統,該系統所收集到的污水濃度比較低,導致污水處理廠的運行較為困難,在雨天的時候,僅僅只有部分的污水和雨水混流到污水處理廠處理,其中大部分都溢流到水體,對水體造成嚴重的污染,而這些問題均在不同程度上影響城市的建設與發展。
2.4設計編制延誤,存在諸多未確定因素
在規劃市政道路的時候,往往在道路建設時間非常緊迫的情況下,卻依然在修改給排水設計方案,或者是還沒有定案,這樣很容易出現城市道路設計與市政給排水設計不相符合的情況,兩個工程各顧各,道路建設先開工,市政給排水后設計再施工,這樣就容易讓市政給排水與城市道路設計不相符,導致給排水設計無法滿足設計施工要求,而中途又無法做出相應的設計修改,最終影響到市政給排水的設置,無法滿足城市給排水的基本要求。
三、如何提高城市給排水設計的科學性和合理性
3.1綜合考慮確保市政給排水設計的協調性
由于市政給排水工程涉及的范圍較廣,并且與很多方面有關為此,在具體設計過程中,必須充分考慮協調性的問題,盡最大的可能使給排水設計與城市其它功能相協調,這樣才能使給排水的作用獲得最大程度的發揮。例如,對于一些與內江相鄰的城市,在設計市政給排水時,要考慮防洪排澇問題,并以內江的最位為前提,確定排水管的設計高程,這樣能夠進一步確保漲潮時或暴雨季節道路排水暢通。
3.2管道布置和埋深
在現代城市市政給排水規劃設計中,首先要考慮的是管道的布置和埋深問題,其中管道布置主要從污水管道的定線問題出發(依次從主干管、干管、支管來開展工作)。在定線的過程中應該充分的利用地形,讓管道有合理的走向,并能有效地排出污水。為了滿足管道中雨水流速不超過管道所能承受的壓力,還要對于水管的最大縱坡增強控制。然而對管道埋深的問題主要從兩方面來來闡述:一方面是最大允許埋深。對于干燥的土壤,管道最大的埋深不超過6~7m;對于濕潤的土地來說,管道最大埋深不超過3~4m;另一方面是管道的最小埋深。在安置過程中,其應該等于管直徑加上管道上面的最小覆土深度。對于馬路下面的管道來說,管頂的最小覆土深度一般在0.7m以上;如果在天氣比較寒冷的地區,應該根據防凍的需求來確定覆土的深度。
3.3采用先進科學的設計手段
市政給排水設計與城市道路設計密不可分,在計算機輔助設計系統沒有出現前,市政給排水工程施工都是在施工之前對設計圖紙進行人工計算。最常用的方法是城市道路設計人員先繪制出城市道路設計圖,再將設計道路時查閱的資料和設計圖轉交給城市給排水設計的工作人員,城市給排水設計工作人員再根據道路設計人員送過來的相關資料和道路設計圖設計與道路相得益彰的城市給排水設計。這樣的方法,費時費力往往影響道路緊急建設。計算機輔助設計系統可以直接將道路設計人員的資料和設計圖傳送給給排水設計人員,完成了道路和給排水設計軟件的一體化。這樣,有利于道路設計和給排水設計人員的快捷交流,有利于確定城市道路建設和市政給排水設計的關系,使兩者結合起來設計出相得益彰的道路設計和市政給排水設計。
3.4合理選用排水管網進行污水處理
市政排水的污水處理是每個城市,每時每刻都要面臨的問題,規劃設計中既要考慮到城市污水處理能力,還要應用新科技,建設節能環保,再利用的原則,用生活污水反應器向高效的移動床和流化床發展。還有一種高效載體生物強化工藝,利用硅藻土的高效載體生物作用(流化床)和吸附。污水管網設計的將地面線資料、道路設計結果傳輸給污水設計系統。污水井:以給定的道路中心線為參照線,按照設計人員指定的樁號偏距,沿道路布置污水井,由于污水提升泵站設置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,所以在排水工程設計中,要設計通過管材、基礎、施工方法等手段,合理選用排水管網,確定合理的排水管設計高程,這不僅可以節約投資,還增加了污水的排放效率。
結束語
在市政給排水工程設計中,應充分考慮多方面因素,在可持續發展理念的指引下,從全局出發,在運用自身所學專業知識的同時,積極引進先進的科學技術和手段,以此實現市政給排水工程的優化設計,使城市的發展更加的穩健。
參考文獻