城市工程系统规划教案.doc

第1章 绪论 第一节 城市工程系统规划的范畴 城市工程系统在这门课中又称为城市基础设施，既为物质生产又为人民生活提供一般条件的公共设施，是城市赖以生存和发展的基础，主要包括六大工程系统：交通，水，能源，通信，环境，防灾。 一、城市工程系统的构成与功能（一）城市交通工程系统构成与功能1城市航空交通工程系统2城市水运交通工程系统3城市轨道交通工程系统4城市道路交通工程系统（二）城市给水工程系统构成与功能1城市取水工程2净水工程3输配水工程（三）城市排水工程系统构成与功能1城市雨水排放工程2城市污水处理与排放工程（四）城市供电工程系统构成与功能1城市电源工程2城市输配电网络工程（五）城市燃气工程系统构成与功能1城市燃气气源工程2燃气储气工程3燃气输配气管网工程六）城市供热系统构成与功能1供热热源工程2供热管网工程（七）城市通信工程系统构成与功能1城市邮政系统2城市电信系统3城市广播系统4城市电视系统（八）城市环境卫生工程系统的构成与功能1城市环境卫生工程设施2城市环境卫生公共设施3城市环境卫生管理设施（九）城市防灾工程系统的构成与功能1城市消防工程系统2城市防洪（潮、汛）工程系统3城市抗震工程系统4城市人民防空袭工程系统（简称人防工程系统）5城市抗灾生命线系统二、城市工程系统的相互关系（一）城市工程系统与城市建设的关系 各专业工程系统是城市建设的主体部分，是城市经济和社会发展的支撑体系，其完备程度直接影响城市生活生产各项活动的开展。滞后或配置不合理的基础设施将严重阻碍城市的发展；适度超前配置合理的城市基础设施不仅能满足城市各项活动的要求，而且有利于带动城市建设和城市经济的发展，保障城市健康持续发展。（二）城市工程系统的相互关系1城市交通工程系统与其他工程系统的关系1）交通系统为城市各专业工程系统的建设提供各种设备、材料等物质运输条件。2）城市道路是联系各项工程设施的纽带，是城市其他工程设施管线敷设的载体。3）城市道路的路幅宽度，横断面形式等除了满足交通需求以外，还需要满足各种工程管线水平敷设的安全距离，防火疏散的安全距离等要求。4）为了保证航空导航的安全，在机场周围一定范围内，禁止或限制布置强磁场的电力设施和其他无线电通信设施。2其他各工程系统的相互关系1）城市给水和排水组成的城市水工程系统，他们是一个不可分割的整体。2）供电和通信工程系统由于存在磁场与电压等因素，两者应有相应的安全距离。3）为了保证各类工程设施的安全和整个城市的安全，易燃、易爆工程设施、管线之间应有足够的安全防护距离。3城市工程管线综合关系大部分工程管线都在城市道路的上部空间和下部空间中通行，在有限的通行空间中，要确保各种管线的通行安全，连接便利，互不干扰。 三、城市工程系统规划的范畴（一）城市供电工程系统规划（二）城市燃气工程系统规划（三）城市供热工程系统规划（四）城市通信工程系统规划（五）城市给水工程系统规划（六）城市排水工程系统规划（七）城市防灾工程系统规划（八）城市环境卫生设施系统规划（九）城市工程管线综合规划各专业工程系统的工作层面：宏观层面与城市总体规划相一致，微观层面到城市详细规划阶段。第二节 城市工程系统规划的任务与意义 一、城市工程系统规划的任务1）合理确定规划期内各项工程系统的设施规模、容量2）科学布局各项设施3）制定相应的建设策略和措施 （一）城市给水工程系统规划的主要任务 （二）城市排水工程系统规划的主要任务 （三）城市供电工程系统规划的主要任务 （四）城市燃气工程系统规划的主要任务 （五）城市供热工程系统规划的主要任务 （六）城市通信工程系统规划的主要任务 （七）城市环境卫生工程系统规划的主要任务 （八）城市防灾工程系统规划的主要任务 （九）城市工程管线综合规划的主要任务 二、城市工程系统规划的层面与期限（一）城市工程系统规划各层面的主要内容1城市工程系统总体规划2城市工程系统分区规划3城市工程系统详细规划（二）城市工程系统规划各层面的关系1城市工程系统规划三个层面的相互关系上层次规划对下层次规划起指导作用，并且是其规划的依据；下层次规划逐层深化、逐层完善上层次规划。2 城市工程系统规划三个层面与城市规划各层面的关系 （三）城市工程系统规划的规划期限 总体规划 20年 中期规划 10年 详细规划 5年三、城市工程系统规划的意义与作用（一）城市工程系统规划的意义 前瞻科学地指导各专业工程系统的总体开发建设 详细具体地指导各项工程设施设计 有效指导城市基础设施的整体建设，提高城市基础设施建设的经济性、可行性、科学性，充分发挥城市基础设施在城市发展中的保障与推动作用，保障城市健康、持续的发展。（二）城市工程系统规划的作用 1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结症，制定解决问题的对策和措施。 2明确本工程系统的发展目标与规模，统筹本系统建设，制定分期建设计划。 3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空间环境。 4.城市工程系统详细规划对建设地区的工程设施和管网做具体的布置，作为工程设计的依据，有效地指导实施建设。 -5.通过城市各专业工程系统规划和工程管网综合规划，有利于协调城市基础设施建设，合理利用城市空中、地面、地下等各种空间，确保各种工程管线安全畅通。第3章 城市给水工程系统规划城市给水系统的组成： 一般由取水工程、水处理工程和输配水管网工程三者组成。设计准则： （1）保证供应城市的需要水量； （2）保证供水水质符合国家规定的卫生标准； （3）保证不间断地供水、提供规定的服务水压和满足城市的消防要求。城市给水工程系统规划的工作程序：城市给水工程系统规划工作的具体程序为： 城市用水量预测 确定城市给水系统规划目标 城市给水水源规划 城市给水网络与输配设施规划 分区给水管网与输配设施规划 详细规划范围内给水管网规划1.城市用水量预测 首先进行城市用水现状与水资源研究，结合城市发展总目标，研究确定城市用水标准。在此基础上，根据城市发展总目标和城市规模，进行城市近远期规划用水量预测。2.确定城市给水工程系统规划目标在城市水资源研究的基础上，根据城市用水量预测、区域给水系统与水资源调配规划确定城市给水系统规划目标。 3.城市给水水源规划 在进行城市现状水源与给水网络研究的基础上，依据城市给水系统规划目标、区域给水系统与水资源调配规划，以及城市规划总体布局，进行城市取水工程、自来水厂等设施的布局，确定其数量、规模、技术标准，制定城市水资源保护措施。4城市给水网络与输配设施规划 在研究城市现状给水网络的基础上，根据城市给水水源规划、城市规划总体布局，进行城市给水网络和泵站、高位水池、水塔、调节水池等输配设施规划与布局；并及时反馈城市规划部门，落实各种设施用地布局。城市给水网络与输配设施规划将作为各分区给水管网规划的依据。5分区给水管网与输配设施规划进行此项工作首先根据分区规划布局、供水标准，估算分区用水量。然后，根据分区用水量分布状况、城市给水网络与输配设施规划，进行分区内的给水管网、输配设施规划与布局；并反馈给城市规划部门，落实输配设施用地布局。分区给水管网与输配设施规划，以此作为分区的各详细规划范围内给水管网规划的依据。6详细规划范围内给水管网规划 本阶段工作也应根据详细规划布局、供水标准，计算详细规划范围内的用水量。然后根据用户用水量分布状况，布置该范围内的给水管网，确定管径和敷设方式等。若详细规划范围为独立地区，供水自成体系者，则该阶段还应包括自备水源工程设施规划。给水工程系统的设计依据是最高日用水量：城市最高日用水量包括： 居住区居民最高日生活用水量Q1、全市性公共建筑生活用水量Q2、工业企业职工生活用水量Q3、工业企业职工日淋浴用水量Q4、工业企业生产用水量Q5、市政用水量Q6及未预见水量。第1章 城市用水量预测 用水的种类城市用水（城市统一供水、工矿企业自备水）农村用水（农业生产用水、农民生活用水、乡镇企业用水） 给水系统是保证城市生活、消防、工矿企业用水的，由各种管道、构筑物和设备组成的系统1、 城市用水分类用水目的及对象不同，水质、水量、水压也不同（一）综合生活用水 居民日常生活用水、工业企业职工生活用水、公共建筑用水。居民生活用水一般包括居民的饮用、烹任、洗刷、沐浴、冲洗厕所等用水。居民生活用水标准与当地的气候条件、城市性质、社会经济发展水平、节水设施条件、水资源量、居住习惯等都有较大关系。单位通常按L/人日计； 公共建筑用水包括娱乐场所、宾馆、集体宿舍、浴室、商业、学校、办公等用水；压力：（从地面算起的最小水压叫做最小服务水头） 用户接管处最小服务水头：一层为10米，二层12米，二层以上加4m/层（二）工业企业用水工业生产过程中的用水水量、水质、水压生产工艺 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企业用水资料分析确定。（三）市政用水用于街道保洁、绿化浇水和汽车冲洗等市政用水，由路面种类、绿化面积、气候和土壤条件、汽车类型、路面卫生情况等确定； （四）管网漏损水量供水管网运行过程中由于各种原因的破坏明漏的水量损耗与报漏的及时率有着直接的关系, 存在 3 种情况: 一是爆管, 有意外造成的给水管道突然破损, 使供水量大量流失浪费; 二是管网中各种阀门盘根滴漏水, 因漏水量不大, 不易被人们重视和发现; 三是因城市道路、建筑等设施在改建或拆迁时, 给水管道被截或破损, 造成无人问津的长流水。暗漏是最难控制和最不易发现的问题, 在目前城市无效 供水量中实际漏水量所占比例较大( 一般为供水量的7%左右) , 由于缺乏检漏技术和设备, 稽查部巡检人员都无法检测到暗漏点, 只能等到成为明漏时才能对其加以控制。 城市环卫用水、消防用水及办公楼、工业企业因管理不严而发生盗水行为。 （五）未预见用水预留水量（规划发生变化、流动人口用水等）（六）消防用水扑灭火灾时所需用水（室内、外消火栓给水系统、自动喷淋灭火系统等）可与城市生活用水系统综合考虑防火要求高的建筑（工程、仓库、高层建筑）：设立专用消防给水系统对水质无要求一、城市用水量标准城市给水排水工程规划的主要依据（一）综合生活用水标准（居民生活、公共建筑）（1）居民生活用水量标准居民生活用水量标准：城市中每个居民日常生活所用的水量范围（L/人日）城市居民生活用水量标准GB/T 50331-2002 室外给水设计规范GB 500132006 建筑给水排水设计规范GB_50015-2003（2）公共建筑用水量标准公共建筑用水包括娱乐场所、宾馆、集体宿舍、浴室、商业、学校、办公等用水建筑给水排水设计规范GB_50015-2003（二）工业企业用水量标准工业企业生产用水量，根据生产工艺过程的要求确定，可采用单位产品用水量、单位设备日用水量、万元产值取水量、单位建筑面积工业用水量作为工业用水标推；一般，生产用水量标准由企业工艺部门提供。通常工业用水量为总用水量的20-25%建筑给水排水设计规范GB_50015-2003GBZ1-2010工业企业设计卫生标准 （三）市政用水浇洒道路用水2.0-3.0L/（m2日）浇洒绿地用水1.0-3.0L/（m2日）汽车冲洗用水250- 400L/辆日公共汽车、载重汽车400- 600 L/辆日（四）管网漏损水量上述三项用水量之和的10%-12%（五）消防用水量标准消防用水量按同时发生的火灾次数和一次灭火的用水量确定。其用水量与城市规模、人口数量、建筑物耐火等级、火灾危险性类别、建筑物体积、风向频率和强度有关； 【例1】某城市同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量为20L/s,试确定其室外消防用水量。六）未预见用水1-4项水量之和的8%-12%（七）城市用水量变化用水标准只是一个平均值须知道用水量逐日、逐时的变化情况日变化系数、时变化系数、用水量的变化规律用时变化系数和时变化曲线来表示。1、日变化系数最高日用水量：规划中设计年限内，用水最多一日的用水量。（城市给水规模）取值范围：1.1-1.5特大城市：1.1-1.2大城市：1.15-1.3中小城市：1.2-1.5气温较高的城市可选上限2、时变化系数居民人数、居民作息制度、房屋设备情况、生活习惯（范围：1.3-3.0）3、用水量时变化曲线给水工程设计：按照用水量变化曲线三、城市用水量预测与计算（一）城市用水量预测的基本方法城市用水量预测与计算是指采用一定的理论和方法，有条件地预计城市将来某一阶段的可能用水量。依据：过去资料；条件：今后用水趋势、经济条件、人口变化、水资源情况、政策导向等；多种方法相互校核。城市用水量预测时限： 近期（5年左右） 远期（15-20年）1、 人均综合指标法2、 单位用地指标法3、 线性回归法4、 年递增率法5、 城市发展增量法6、 分类加和法预测的结果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。用水量预测应注意的问题：1、预测方法的选择，结合具体情况选用，各方法进行相互校核。 以上介绍了城市用水量预测的一些方法。其根本思路都是按照历史用水量资料，对影响用水量大的因素进行分析，然后进行经验估算或建立预测模型，得出结果。各种方法应结合具体情况选用。在最充分地利用资料的条件下，选用最能显示其优点的预测方法。规划时，应采用多种方法进行预测，以相互校核。2、充分分析判别过去的资料数据 由于其历史的原因，我国城市经济发展和建设有过一些波折，不同的历史阶段，用水量有不同的变化规律。选用数据时，应考虑各种历史因素，若采用不恰当的资料，可能使外推结果随时间失去精确性。例如改革开放以来，不少城市的供水递增率都很高，有一些在8%以上，但这种情况只能存在一定的历史阶段，若直接采用这些指标可能导致失误较大3、充分考虑各种影响因素（经济发展水平、区域分布、水资源丰富程度、基础设施配套情况、人们的生活习惯、水价、工业结构等）切忌盲目套用4、应注意人口的增长和流动 用水量预测的许多方法都要以城市人口做参量，所以人口预测的准确与否将影响用水量预测结果。随着市场经济的发展和户籍政策的变化，人口的流动和变化是一个不可忽视的因素。大部分城市的用水资料中，没有计入流动人口和暂住人口。特别是沿海开放城市的流动人口数量多，导致人均用水标准偏高。在用水预测时要考虑这方面的影响。5、应掌握城市用水的变化趋势。 一个特定的城市，在一定的历史阶段，受到技术经济发展和水资源的限制，城市用水量的变化呈阶段性。在初始阶段，经济发展和生活水平较低，用水量变化幅度较小，但随时间推移会增大；发展阶段，随着工业的发展、城市人口聚集、生活水平的提高，城市用水量骤增，变化幅度较大；饱和阶段，城市水资源的开发受到限制，重复用水措施大力推广，新增用水量主要靠重复用水来解决，城市用水总量趋于饱和，变化幅度逐渐变小有时还会负增长。这是许多城市的发展规律，在规划城市用水量时应注意这种趋势。6、应注意城市自备水源的水量 城市中的一些用水大户（如大型工矿企业）常自备水源供水，而不直接从城市管网中取水。这部分水量有时没有包含在历年数据中，预测时不应漏掉。第2节 城市给水水源规划一、城市水资源（一）城市水资源量城市水资源：可供城市发展、人民生活和进行城市基础设施利用的地表水和地下水。（河流、湖泊、海水、逐年可以恢复的地下水、可回用的污水）城市的水资源量：当地降水形成 的地表水量以及贮存和转化的地下水量，加上外来水量（河川径流量）的储存量和动态水量。水资源可利用量：经济上合理、技术上可能和生态环境不遭受破坏的前提下，最大可能被控制利用的不重复的一次性水量（影响因素：天然水资源总量、当前技术经济）（二）城市水资源的开发利用过程具有一定的规律性城市水资源的开发利用过程分为三个阶段：1、自由开发阶段 自由开发阶段主要特征为：城市用水量还远远低于城市极限水资源容量。人们解决城市用水量增长问题的主要手段是就近开发新水源；水资源的开发有相当盲目性，甚至破坏性；供水成本和水价低廉，大部分水经一次使用后即排放，普遍存在不合理用水系统和用水浪费现象。2、水资源基本平衡到制约开发阶段 出现了一系列带有规律性的特征：为满足用水迅速增长需求大量抽取地下水，使地下水位开始大幅度下降；新水源的开发受到临近地区水资源开发的制约，受到农业用水的制约和资金、能源、材料，甚至技术上的制约；往往采用工程浩大和耗费巨资的蓄水、输水，甚至跨流域调水的办法来增加供水量；用水量的增加加大了废水排放量，由于废水处理设施建设跟不上，水体污染加剧，反过来更加剧了城市供水紧张的矛盾；逐渐认识到水是有限的经济资源，要节约用水，减少废水排放量，开始加强水资源调配和开发利用的管理。各种管理法规和管理机构不断完善；重复用水设施和重复用水技术不断发展；由于新水源开发往往赶不上用水需求的增长，城市在夏季高峰用水时期经常出现供水不足的矛盾，影响了工业生产和城市人民生活的安定。在这阶段，城市供水总量开始向城市极限水资源容量靠近。我国目前很多缺水城市都处于这个阶段。3、综合开发利用水资源阶段城市水资源进入第三个阶段，即合理用水和重复用水开发阶段，这阶段的主要特征为：由于新水源开发成本越来越高，开发重复用水与开发新水源相比，逐渐显示了越来越明显的优势，各种直接的和间接的重复用水系统迅速发展；各种有关管理法规和管理体系配套发展；各种重复用水的新技术和新设备开发十分活跃；人们已把用过的废水看成是可再生的二次水资源；城市供水总量增长向城市极限水源容量逼近，城市重复用水和城市用水总量近于平行增长，即新增用水量主要靠直接或间接重复用水来解决。二、城市水源选择与保护（一）城市水源种类1.地下水 地下水指埋藏在地下孔隙、裂隙、溶洞等含水层介质中储存运移的水体。地下水按埋藏条件可分为包气带水、潜水、泵压水等，其中在城市中多开采潜水。地下水具有水质清洁，水温稳定，分布面广等特点。地下水是城市的主要水源，若水质符合要求，一般都优先考虑。但必须认真地进行水文地质勘察，以保证对地下水的合理开发。2.地表水 地表水主要指江河、湖泊、蓄水库等。地表水源由于受地面各种因素的影响，具有浑浊度较高、水温变幅大、易受工农业污染、季节性变化明显等特点，但地表径流量大、矿化度和硬度低、含铁锰量低。采用地表水源时，在地形、地质、水文、人防、卫生防护等方面较复杂，并且水处理工艺完备，所以投资和运行费用较大。地表水源水量充沛，是城市给水水源的主要选择。包气带水，是指地表面与潜水面之间的地带称包气带，或非饱和带。存在于包气中的地下水称包气带水，它一般分为两种：一是土壤层内的结合水和毛细水，又称土壤水；一是局部隔水层上的重力水，又称上层滞水。降水入渗要通过包气带，才达到潜水面，补给潜水。承压水，是指充满于上下两个隔水层之间的具有承压性质的地下水。当井（孔）凿穿上部隔水层时，井中水位的压力作用下会上升超过出含水层的顶面而稳定在一定的高度上。这种上升的地下水面称承压水面，它的标高称承压水位或测压水位。潜水，是指地表以下，第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水。潜水的自由水面称潜水面，潜水面相对于基准的高程称潜水位，地面至潜水面间的距离为潜水埋藏深度。潜水层以上没有连续的隔水层，潜水面可自由升降，不承压或仅局部承压，同时可直接得到降水和地表水通过包气带的下渗补给。3.海水 海水含盐量很高，淡化比较困难。但由于水资源缺乏，世界上许多沿海国家开始利用海水。海水作为水源一般用在工业用水和生活杂用水方面，如工业冷却、除尘、冲灰、洗涤、消防、冲厕等。也有对海水进行淡化处理，作为生产工艺用水和饮用水。海水腐蚀和海生物附着会对管道和设备造成危害，但这一问题从技术上和经济上都可以得到合理解决。4.其他水源 微咸水：主要埋藏在较深层的含水层中，多分布在沿海地区。可作为农业灌溉、渔业、工业用水等。 再生水：指经过处理后回用的工业废水和生活污水。处理后的城市污水可用作农业灌溉，工业生产，城市生活杂用，地下回灌，水景用水，消防用水，渔业养殖，甚至饮用水等。 暴雨洪水：集中出现时间不能被农田和城市利用，且短时间的大量积水危害城市安全。通常会成为弃水排入大海。但对于缺水地区修建水利工程，形成雨水贮留系统，可作为城市水源。（二）城市水源选择 选择城市给水水源应符合以下原则：（1）水源具有充沛的水量，满足城市近、远期发展的需要；（2）水源具有较好的水质；（3）坚持开源节流的方针，协调与其它经济部门的关系；（4）水源选择要密切结合城市近、远期规划和发展布局，从整个给水系统(取水、净水、输配水)的安全和经济来考虑；（5）选择水源时还应考虑取水工程本身与其他各种条件，如当地的水文、水文地质、工程地质、地形、人防、卫生、施工等方面条件；（6）水源选择应考虑防护和管理的要求，避免水源枯竭和水质污染；（7）保证安全供水。 大城市：多水源分区供水；小城市：远期备用水源。无多个水源：设置两个以上取水口（三）城市水源保护 水源保护应包括水质和水量两个方面。 为了更好地保护水环境，根据不同水质的使用功能，划分水体功能区，从而可以实施不同的水污染控制标准和保护目标。城市规划中，也必须结合水体功能分区进行城市布局。1.地表水源的卫生防护 饮用水地表水源取水口附近一定的水域和陆域作为饮用水地表水源一级保护区。其水质标准不低于地面水环境质量标准GB3838-2002的二类标准。在一级保护区外划定的水域和陆域为二级保护区，其水质不低于二类标准。根据需要在二级保护区外划定的水域和陆域为准保护区。各级保护区的卫生防护规定如下： （1）取水点周围半径100m的水域内，严禁捕捞、停靠船口、游泳和从事可能污染水源的任何活动，并应设有明显的范围标志。 （2）取水点上游1000m至下游100m水域，不得排入工业废水和生活污水，其沿岸防护范围不得堆放废渣，不得设立有害化学物品仓库、堆站或装卸垃圾、粪便和有毒物品的码头，沿岸农田不得使用工业废水或生活污水灌溉及施用持久性或剧毒的农药，不得从事放牧等有可能污染该段水域水质的活动（3）以河流为给水水源的集中式给水，应把取水点上游1000m以外的一定范围河段划为水源保护区，严格控制上游污染物排放量。排放污水时应符合工业企业设计卫生标准GB Z1-2002和地面水环境质量标准GB3838-2002的有关要求，以保证取水点的水质符合饮用水水源水质要求。 （4）水厂生产区的范围应明确划定，并设立明显标志，在生产区外围不小于10m范围内不得设置生活居住区和修建禽畜饲养场、渗水厕所、深水坑，不得堆放垃圾、粪便、废渣或铺设污水渠道，应保持良好的卫生状况和绿化。单独设计的泵站、沉淀池和清水池的外围不小于10m的区域内，其卫生要求与水厂生产区相同。2、地下水源的卫生防护一级保护区：开采井周围（直接影响开采井水质补给地段）保证集水有一定滞后时间，防止一般病原菌的污染。二级保护区：一级保护区外保证集水有足够的滞后时间，防止病原菌以外的其他污染。准保护区:二级保护区外的主要补给区保证补给水源水质水量。（1）取水构筑物的防护范围（2）单井或井群影响半径范围内设立为防护范围（不得有污染水源的设施及污水排放、不得从事破坏深层土层的活动）（3）水厂生产区的范围内，按地面水厂生产区的要求执行（4）分散式给水水源的卫生防护带，以地面水为水源时参照地面水（1）（2）的规定；以地下水为水源时，水井周围30m范围内，不得设置任何污染源，并建立卫生检查制度。三、城市水源规划（一）城市水源规划思路(1)加强区域范围内的供水研究，考虑给水与排水的统一性；打破行政区划和部门分割的界限。(2)重视对水资源的可靠性进行详细勘察和综合评价；(3)应充分考虑水资源对城市发展规模的制约作用；（确保供需平衡、城市发展与可利用水资源相协调、分析水资源对城市发展的限制）(4)城市产业结构与布局必须与当地的水资源条件相适应；（在水资源紧张地区，慎重选择产业体系，合理研究产业区组合）(5)应考虑对有限的水资源进行合理分配；避免上游因不合理开发利用而对下游用水造成威胁。（调整比例，既能优先满足城市人民生活用水，又能合理安排好工业和农业用水）(6)认真分析城市缺水原因，考虑走内涵发展之路，努力通过自身解决缺水问题；（缺水类型：资源型缺水、水质型缺水、工程型缺水）(7)城市水源规划应有长远考虑。（给水工程滞后性，要确保城市水源规划与建设适应城市发展的需要）（二）解决城市缺水的规划对策解决城市缺水问题，最主要的是开源节流，同时加强环境保护。（1）尽可能利用当地水源优势，发挥有限的水资源的潜力。（蓄水工程、人工池库等）（2）城市当地水资源濒于枯竭或受到严重污染而不能使用，可考虑远距离引水或跨流域调水。（3）采用区域整体供水，满足城镇密集地区的供水需求（发挥规模有效益、降低成本）（4）加强污水处理回用，充实城市水源。（污水水质水量相对稳定、污水厂建于城市周围可取消长距离调水、降低污水排放量节省治污费用）（5）海水，可淡化使用、可直接应用于工业和生活（作为工业冷却水用于电厂、石油化工）（6）缺水地区可建设雨水水库和雨水贮留系统（雨、洪水）（7） 分质供水可以作到“水尽其用”，有效地利用水资源。水的优质优用，劣质劣用、“优质优价”可以强化节水意识，减少浪费。第三节 城市给水工程设施规划一、城市给水工程系统布置（一）城市给水工程系统组成与功能城市给水系统由相互联系的一系列构筑物组成任务：从水源取水，对水质进行处理、将水输送到给水区、向用户配水。按工作过程，城市给水系统分为以下功能:1、 取水工程：从选定水源取水，并输往水厂。工程设施：水源、取水点、取水构筑物、一级泵站等。2、水处理工程（净水工程）：符合用户水质。工程设施：水厂内各种水处理构筑物及设备、二级泵站3、输配水工程：输水工程:水源至水厂的管道，或仅起输水作用的管道。配水工程： 配水厂：调节加压设施（泵房、清水池等） 配水管网：管道及附属物（高低水池、水塔）水源 地表水：上述三部分 地下水：省去水处理构筑物，只需氯消毒水塔，一般居民区里蓄水作用，有些还是水厂生产工艺的一个重要组成部分。用于储水和配水的高耸结构，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。在工业与民用建筑中，水塔是一种比较常见而又特殊的建筑物。地表水源给水管道系统示意图 1-取水构筑物；2-一级泵站；3-水处理厂（构筑物）； 4-清水池；5-二级泵站；6-输水管；7-管网；8-调节构筑物（水塔） （二）城市给水工程系统布置形式 1）统一给水系统水质均按生活用水标准统一供应各类建筑用水这类给水系统适用于新建中、小城市、工业区或大型厂矿企业中用水户较集中、地形较平坦，且对水质、水压要求也比较接近的情况2）分质给水系统水源取水经不同程度的净化，用不同的管道分别将不同水质的水供给各个用户的给水系统。当一座城市或大型厂矿企业的用水，因生产性质对水质要求不同，特别对用水大户，其对水质的要求低于生活用水标准，则适宜采用分质给水系统。3）分区给水系统将整个系统分成几个区，各区之间采取适当的联系，而每区有单独的泵站和管网。采用分区系统技术上的原因是为使管网的水压不超过水管能承受的压力。串联分区高低两区供水均由低区泵站供给，高区具有加压泵站串联分区给水管网系统a-高区；b-低区；1-净水厂；2-水塔；3-加压泵站 特点：输水管长度较短，可用扬程低的水泵，增加泵站并联分区由同一泵站的低压和高压水泵分别供给地区和高区并联分区给水管网系统 a-高区；b-低区；1-净水厂；2-水塔；特点：供水安全可靠、工作情况简单，增加了输水管长度和造价4）循环和循序给水系统循环系统是指使用过的水经过处理后循环使用，只从水源取得少量循环时损耗的水。在工业生产中，所产生的废水经过适当处理后可以循环使用，或用作其他车间和工业部门的生产用水，则称作循环系统或循序给水系统。5）区域性给水系统统一从沿河城市的上游取水，经水质净化后，用输、配管道送给沿该河诸多城市使用的区域性供水系统。由于水源受到污染，几个城镇或工业区集中在上游统一取水（3） 城市给水工程系统布置原则 (1)根据城市规划的要求、地形条件、水资源情况及用户对水质、水量和水压的要求等来确定布置形式、取水构筑物、水厂和管线的位置； (2)从技术经济角度分析比较方案，尽量以最少的投资满足用户对水量、水质、水压和供水可靠性的要求。考虑近远期结合、分期实施； (3)在保证水量的条件下，优先选择水质较好，距离较近，取水条件较好的水源。当地水源不能满足城市发展要求，应考虑远距离调水或分质供水，保证城市可持续发展。 (4)水厂位置应接近用水区，以便降低输水管道的工作压力和长度。净水工艺力求简单有效，并符合当地实际情况，以便降低投资和生产成本； (5)输配水系统因造价较大，应在满足供水要求的前提下，考虑对管道采用新材料、新技术，减少金属管道和高压材料的使用； (6)充分考虑用水量较大的工业企业重复用水的可能性，努力发展清洁工艺，以利于节省水资源，减小污染，减少费用； (7)给水系统扩建时，应充分发挥现有给水系统的潜力，改造设备，改进净水工艺，调整管网，加强管理，以便尽可能提高现有给水系统的供水能力。2、 取水工程设施规划1、地下水取水构筑物 (1)取水点要求水量充沛、水质良好，应设于补给条件好、渗透性强、卫生环境良好的地段；(2)取水点的布置与给水系统的总体布局相统一，力求降低取、输水电耗和取水井及输水管的造价；(3)取水点有良好的水文、工程地质、卫生防护条件，以使于开发、施工和管理；(4)取水点应设在城镇和工矿企业的地下径流上游，取水井尽可能垂直于地下水流向；(5)尽可能靠近主要的用水地区。 2、地表水取水构筑物(1)设在水量充沛、水质较好的地点，宜位于城镇和工业的上游清洁河段；(2)具有稳定的河床和河岸，靠近主流，有足够的水源，水深一般不小于2.53.0m；(3)尽可能减少泥砂、漂浮物、冰凌、冰絮、水草、支流和咸潮的影响；(4)具有良好的地质、地形及施工条件；(5)取水构筑物位置选择应与城市规划和工业布局相适应，全面考虑整个给水排水系统的合理布置；(6)应考虑天然障碍物和桥梁、码头、丁坝、拦河坝等人工障碍物对河流条件引起变化的影响；(7)应与河流的综合利用相适应；(8)取水构筑物的设计最高水位应按100年一遇频率确定。三、给水处理工程设施规划（一）原水水质特点（二）给水处理方法1、澄清过滤2、除臭、除味3、除铁、除锰、除氟4、软化5、淡化和除盐6、水的冷却（工业）7、预处理和深度处理（三）给水处理厂规划1、厂址选择(1)厂址应选择在工程地质条件较好的地方；（地下水位低、承载力较大、湿陷性等级不高、岩石较少的地层。）(2)水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方；否则应考虑防洪措施；(3)水厂周围应具有较好的环境卫生条件和安全防护条件。并考虑沉淀池料泥及滤池冲洗水的排除方便；(4)水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价；(5)厂址选址要考虑近、远期发展的需要，为新增附加工艺和未来规模扩大发展留有余地；(6)当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起。（便于管理、降低工程造价） 2、水厂工艺流程选择地表水为水源：生活饮用水处理采用混合、絮凝、沉淀或澄清、过滤和消毒的工艺过程。地下水水源或工业用水的生活用水，净水工艺通常比较简单。3、水厂布置平面布置竖向布置（工艺流程布置）平面布置：包括生产性构筑物和辅助性构筑物原则：1）、布置紧凑2）、构筑物布置要注意朝向和风向3）、连接各处理构筑物的灌渠要简捷，避免交叉。4）、按功能分区，生产构筑物和附属建筑物分开布置等。平面布置最先考虑生产区的各项构筑物，工艺流程的布置是水厂平面布置的前提。竖向布置（高程布置）各净水构筑物之间的水流应为重力流，流程中相邻构筑物水面的高差应满足一定的水头损失要求要确定净水构筑物的高程，必须先确定流程中的各项水头损失。各个构筑物之间水流为重力流，两个构筑物之间的水面高程为流程中的水头损失。4、水厂用地净水厂用地指标室外给水排水技术经济指标、城市给水工程规划规范第四节 城市给水管网规划一、输水管渠布置输水管渠：从水源到城镇水厂或从城镇水厂到给水工程管网的管线或渠道。（一）输水管渠的定线（输水管线布置 ） 特点（1）距离长 （2）障碍物多，地形、地质复杂（3）易损坏，维修困难 （4）一旦出现故障，易引起供水中断原则：(1)根据城市总体规划，结合当地地形条件，进行多方案技术经济比较，确定输水管位置；(2)定线时力求缩短线路长度，尽量沿现有或规划道路定线，少占农田，减少拆迁，减少与河流、铁路、公路、山岳的交叉，便于施工和维护；(3)选择最佳的地形和地质条件，努力避开滑坡、坍方、岩层、沼泽、侵蚀性土壤和洪水泛滥区，以降低造价和便于管理；(4)规划时考虑近远期的结合和分期实施的要求。 输水管渠定线原则（1）尽量缩短管线长度，减少拆迁，少占农田（2）选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以利施工和检修（3）减少与铁路、公路和河流的交叉（4）避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没冲刷地区（二）输水管渠的规划布置输水方式输水管条数主要根据输水量、事故时须保证的用水量、输水管长度、当地有无其他水源和用水量增长情况等二、给水管网布置（一）给水管网的布置形式作用：将输水管线送来的水，配送给城市用户。干管、分配管（配水管）、接户管（进户管）干管：输水和为沿线用户供水（给水管网的布置和计算，一般只限于干管和干管间的连接管）配水管：把干管送来的水，配给接户管和消火栓接户管：从分配管接到用户去的管线给水管网布置基本形式（1） 树状网：特点：管线长度短，构造简单，投资省；安全可靠性差；水力条件差，易产生“死水区”，末端水流停滞影响水质适用：对供水安全可靠性要求不高的小城市和小型工业企业。（2） 环状网：特点：管线长度长，投资大；安全可靠性好；水力条件较好，不易产生“死水区”，水锤危害轻。适用：对供水安全可靠性要求较高的大、中城市和大型工业企业。城市给水管网布置：树状网和环状网相结合。一般城市中心地区布置成环状网，郊区或城市次要地区，布置成树状网（二）城市给水管网布置原则1）按照城市规划布局布置管网，应考虑给水系统分期建设的可能，并需有充分发展的余地；2）干管布置的主要方向应按供水主要流向延伸，而供水的流向取决于量大用户或水塔调节构筑物的位置，即管网中干管输水到它们的距离要求最近；3）管网布置必须保证供水安全可靠，宜布置成环状；4）干管一般按规划道路布置，尽量避免在高级路面或重要道路下敷设；5）干管应尽可能布置在高地，可保证用户附近配水管中有足够的压力和减低管内压力，增加管道安全。6）输水管和管网延伸较长时，为保持管网末端所需水压，可考虑在管网中间增设加压泵房。 主要流向布置几条平行干管，期间用连通管连接。干管位置尽可能布置在两侧用水量较大的道路上，以减少配水管数量7）如昼夜用水量相差较大，高峰用水时间较短，可考虑在适当位置设置调节水池和泵房；（利用夜间用水量减少进行蓄水；日间供水，增加高峰用水时的供水量。缩小高峰用水时水厂供水范围、降低出厂干管的高峰供水量。）8）管线应遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压； 9）力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用；10）城镇生活饮用水管网严禁和非生活饮用水管网连接，严禁和各单位自备生活饮用水供水系统直接接通；11）为保证消火栓处有足够的水压和水量，应将消火栓与干管相连接，消火栓的布置首先应考虑仓库、学校、公共建筑等集中用水的用户。（三）城市给水管网敷设(1)水管管顶以上的覆土深度，在不冰冻地区由外部荷载、水管强度、土壤地基、与其它管线交叉等情况决定，金属管道一般不小于0.7m，非金属管道不小于1.01.2m；(2)冰冻地区，管道除了以上考虑外，还要考虑土壤冰冻深度。缺乏资料时，管底在冰冻线以下的深度如下：管径d300600mm时为075d，d600mm时，为0.5d；（3）在土壤耐压力较高和地下水位较低处，水管可直接埋在管沟中未扰动的天然地基上。在岩基上，应铺设砂垫层。对淤泥和其它承载能力达不到设计要求的地基，必须进行基础处理； (4)城镇给水管道与建筑物、铁路和其它管道水平净距，应根据建筑物基础的结构、路面种类、卫生安全、管道埋深、管径、管材、施工条件、管内工作压力、管道上附属构筑物的大小及有关规定等确定；(5)给水管道相互交叉时，其净距不应小于0.15m。与污水管相平行时，间距取1.5m；与污水或有毒液体管道交叉时，给水管道应敷设在上面，若在下面时，应采用钢管或钢套管。(6)给水管线穿越铁路和公路时，一般均在路基下垂直方向穿越，也可根据具体情况架空穿越；(7)管线穿越河川山谷时，可利用现有桥梁架设水管，或敷设倒虹管，或建造水管桥，应由河道特性、通航情况、河岸地质地形条件、过河管材料和直径、施工条件选用。倒虹管顶在河床下的深度，一般不小于0.5m，但在航道范围内不应小于1m。 三、给水管材和管网附属设施（一）给水管材给水工程，管网投资约占工程费用的50%-80%管材费用占管道工程总投资的1/3以上。水管性能要求：具有承受内外荷载的强度、一定的水密性、内壁光滑、寿命长、价格便宜、运输安装方便，并有一定抗腐蚀性。管材选择取决于承受的水压、输送的水量、外部荷载、埋管条件、供应情况、价格因素等。根据各种管材特点，其实用性：1）长距离大水量输水系统，若压力较低，可选用预应力混凝土管；若压力较高，可采用预应力混凝土管和玻璃钢管。2）城市输配水管道系统，可采用球墨铸铁管或玻璃钢管。3）室内及小区内部可使用塑料管。（二）泵站、水塔和水池1、泵站一级泵站、二级泵站、加压泵站、调节泵站水泵是输送和提升水流的机械2、水塔水塔是设在城市内的高架贮水箱，用以调节供水与用水量间的不平衡及稳定管网内压力。3、清水池调节一级二级泵站流量的差值（三）管网附属设施1、阀门井在给水管道上要设置各种阀门来调节水量或进行开闭控制，同时还要在适当地方设置排水阀和排气阀来保证系统正常运行与维修，这里阀门都安装在阀门井内。2、排气阀和排气阀井排气阀装在管线的高起部位，用以在投产、平时或检修后排出管内空气。地下管道的排气阀安装在排气阀井中。3、排水阀和排水阀井排除管道中沉淀物、检修时放空存水，设置在管线最低处。4、消火栓分为地上式和地下式室外消火栓间距在120m以内，连接消火栓的管道直径应大于100mm，在消火栓连接管上应有阀门，消火栓应设置在交叉路口的人行道上，距离建筑物在5m以上，距离车行道也不大于2m，便于消防车驶进。第四章 城市排水工程系统规划城市排水工程系统规划的主体程序主体程序分为前后两部分：前部分为城市污水量预测；后部分有污水处理和雨水排放两条主体程序。1.污水量预测-确定城市排水系统规划目标-选择城市排水体制2.污水处理的主体程序：城市污水处理设施规划-城市污水管网与输送设施规划-分区污水管网与输送设施规划-详细规划范围内污水管网规划3.雨水排放主体程序：城市雨水排放设施规划-城市雨水管网与输送设施规划-分区雨水管网与输送设施规划-详细规划范围内雨水管网规划城市排水工程系统规划的工作程序城市排水工程系统规划的内容深度一、城市排水工程系统总体规划的内容深度主要内容：1、确定排水体制2、划分排水区域，估算雨水、污水总量，制定城市污水处理排放标准3、排水管渠规划，确定雨、污水主要泵站数量位置及水闸位置4、污水处理厂数量、规模、处理等级以及用地范围5、确定排水干管、渠的走向和出口位置6、提出污水综合治理利用措施图纸：1、城市排水系统现状图：表示现状城市排水系统的布置和主要设施情况。2、城市排水系统规划图：表示规划期末城市排水设施的位置、用地，排水干管渠的布置，走向、出口位置。二、城市排水工程系统分区规划内容深度主要内容：1.估算分区的雨、污水排放量；2.按照确定的排水体制划分排水分区；3.确定排水干管的位置、走向、服务范围、控制管径以及主要工程设施的位置和用地范围；图纸：1.现状图：表示分区范围内现状排水系统位置；雨污水管渠的平面位置、管径，泵站，水闸等排水设施的位置、规模。2.规划图：表示规划期末分区范围内的主要排水设施的位置、规模、用地范围，雨污水干管、渠的平面位置，走向，控制管径，排水口的位置。三、城市排水工程系统详细规划内容深度主要内容：1.计算详细规划内雨水排放量和污水量；2.确定规划范围内管线平面位置、管径、主要控制点标高；3.提出污水处理工艺初步方案；4.进行造价估算。图纸：1.规划图：表示规划范围内各类排水设施的位置、规模、用地范围，排水管渠的走向、位置、管径、长度和主要控制点的标高，以及出水口位置等。2.必要的附图。城市排水工程系统资料城市排水状况资料1、城市现状排水体制、排水流域分区图、分区排水体系2、现状总污水量，生活污水、工业废水量，历年污水量增长情况3、主要污水源、工业废水源分布状况4、城市污水、雨水和工业废水处理利用情况5、城市渍水排涝情况城市排水设施资料1、排水系统现状图，分区或详细规划范围的排水设施与管线现状图2、污水处理厂的分布、数量、处理能力、处理工艺、处理后水质情况3、现状雨水、污水管网的分布、位置、管径、长度、高程、排水口位置4、污水泵站的分布、位置、数量、排水能力5、排涝泵站、水闸的分布、位置、排涝能力6、江、河堤的标高、工程质量、防洪标准、防洪能力第1节 城市排水体制与排水工程系统一、城市排水工程系统的体制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、排除生活污水排水系统生活污水排水系统排除居住建筑、公共建筑及工厂生活间的污废水。城市排水体制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。直排式合流制起简单的排水作用，目的是避免积水为害。实际上这是地面废水排除系统，主要为雨水而设，顺便排除水量很少的生活污水和工业废水。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在区干管与截流管渠相交处的窨井称溢流井，上游来水量大于截流管的排水量时，在井中溢入排放管，流向水体。这样，晴天时污水全部得到处理。但在雨天，仍有部分污水没经处理直接排入水体 ，对水体污染较严重特点：投资省、污染不大、有污水厂适用：干旱地区、旧城改建适用：地形起伏且水系健全地区分流制排水系统-完全分流制完全分流制 设置两个各自独立的管渠系统，分别收集需要处理的污水和雨水，形成分流制系统，以进一步减轻水体的污染。 特点：投资大、污染小、有污水厂 适用：新建地区分流制排水系统-不完全分流制不完全分流制 城市中只有污水管道系统，而没有雨水系统，雨水沿着地面，道路边和明渠泄入天然水体。特点：投资较省、污染小、有污水厂适用：有合适的地形，有比较健全的明渠水系的地方，新区初期建设城市排水体制选择两个关键地形和水系三个目标治污、排涝、综合利用五个方面城市安全方面环境保护方面工程投资方面近远期关系方面运营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。 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的城市排水规划要注意的问题不同城市如何因地制宜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性能与造价滨水与非滨水地区城市水系的保护与建设排水与竖向规划的关系国内大城市排水系统的特点历史欠账多，弱点明显涉及地域大，问题复杂雨污合流多，污染较大水系破坏重，排涝困难发展不均衡，混接较多综合利用少，有待加强经济实力强，发展较快发达国家城市排水系统发展基础好综合利用多环保理念强城乡差距小二、城市排水工程系统组成城市排水工程系统通常由排水管道（管网）、污水处理系统（污水厂）和出水口组成。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、出水口工业废水排除系统：车间内部管道系统和设备、厂区管道系统、废