水路系统设计范文10篇

时间:2023-07-03 17:49:06

水路系统设计

水路系统设计范文篇1

关键词:驾驶侧下饰板;注射模;浇注系统;侧向抽芯机构;斜滑块

随着汽车行业向轻量化发展,塑件在汽车内外装饰中的占比越来越大,为满足消费者对可直观感知的汽车内外饰件的高品质要求,汽车内饰件也由单一的功能向多用途转变,塑件结构特征变得更复杂,给注射成型带来更大的难度。汽车驾驶侧下饰板属于仪表板总成系列,位于驾驶员的膝部位置,起到保护驾驶员膝部和遮盖转向管柱罩盖搭接间隙等作用,现介绍成型右舵汽车驾驶侧下饰板的注射模设计[1,2]。

1塑件结构分析

某右舵汽车驾驶侧下饰板塑件如图1所示,材料为改性聚丙烯PP-TD20,在PP中加20%滑石粉,能改善聚丙烯的耐冲击和表面性能,降低成型塑件的收缩率,广泛应用于汽车和电气产品中,材料收缩率为0.95%。下饰板外形尺寸约为504.90mm×357.35mm×190.66mm,平均壁厚约为2.5mm,单件质量567g。塑件外形尺寸较大,背面有大量用于安装铝板的片状卡块、多处安装卡扣和螺钉固定柱,塑料熔体在型腔中注射流程较长,型腔充填困难,浇注系统是设计难点之一。塑件尺寸精度要求高,内部结构复杂,四周有多处影响脱模的侧向凸凹结构,其侧向分型抽芯机构设计也是难点[3]。

2下饰板模具结构设计

2.1浇注系统设计。由于塑件造型独特,内部结构复杂且塑件外观面为皮纹面,不能在待成型塑件的外观面设置浇口。根据下饰板的结构特点,通过CAE分析,采用热流道+普通流道+潜伏式浇口的方式进浇,如图2所示。热流道浇注系统由一个主喷嘴、多块热流道板和2个圆锥头针阀式热喷嘴组成。模具分型面为复杂的空间曲面,分型面的曲面斜度大于30°,喷嘴两侧高度偏差≥5mm,为避免喷嘴受热伸长超出分型面而碰撞动模零件的成型面,在喷嘴的下方动模镶件设计1mm的热胀平台。2个针阀式喷嘴位置与主喷嘴的间距分别为154.51、77.65mm,喷嘴G1长为143.59mm,喷嘴G2长为206.59mm,外径为ϕ35mm,阀针直径为ϕ4.5mm。图2浇注系统模具的动模部分加工U形截面流道,宽度W=20.3mm,高度H=5mm,锥度为15°。G1潜伏式浇口与分型面的夹角为50°,G2潜伏式浇口与分型面的夹角为55°,潜伏式浇口采用动模镶件潜入分型面下方,再在镶件上开设流道。2.2侧向抽芯机构设计。结合成型塑件的结构特点,模具设计2个动模滑块+斜导柱侧向抽芯结构和2个定模滑块+T形槽侧向抽芯机构,塑件内部有8处倒扣,设计了8个动模斜推内抽芯机构,如图3所示。2.2.1动模滑块侧向抽芯机构塑件左右两侧有5处倒扣,分别为S1~S5,从模具安全角度考虑,设计2个整体式连接的大滑块+斜导柱抽芯结构,利用弹簧挡板限位。塑件左侧面倒扣偏向于动模侧,倾斜角度4°,设计下斜式斜滑块,如图4(a)所示,塑件最大倒扣距离S=15.78mm,滑块需要沿侧向抽芯方向运动的距离S1取15.78+(2~5)mm,根据三角原理,求出斜导柱倾斜角度α=10°,锁紧块锁紧角度为12°。滑块的宽度为339mm,高度为309mm,通过计算并修正设计2根ϕ30mm斜导柱。塑件右侧有2个卡扣,抽芯距离为1.05mm,采用在滑块上固定2个镶件,滑块侧向抽芯距离取4mm,根据三角原理,求出斜导柱倾斜角度α取4°,锁紧块锁紧角度为6°,同样设计2根ϕ30mm斜导柱,如图4(b)所示。滑块导滑部分设计2个T形槽,T形块装在滑块内部。由于待成型塑件左右两侧为大滑块,在塑件R角处分型,为了使分型处夹线美观,各滑块需要做好定位设计,在每个滑块顶部加工2个“冬菇头”精准定位,定模板设计工艺螺钉锁紧滑块,方便滑块与定模板组装在一起抛光。滑块背面、两侧面、底面、滑块与型芯的配合面,加装突出型面1mm的耐磨块。(a)滑块1结构(b)滑块2结构图4滑块结构1.斜导柱固定块2.滑块13.限位块4.斜导柱5.垫块6.滑块弹簧7.耐磨块8.螺钉9.滑块210.镶件2.2.2定模斜滑块侧向抽芯机构针对塑件外侧与水平方向成13°的深腔斜倒扣S6,倒扣距离为4.5mm,若设计为动模滑块成型,仅滑出倒扣距离,成型塑件不易脱模,且滑块与定模的段差(模具零件之间衔接不平滑造成成型的塑件表面有台阶)难以精确控制,如果设计定模斜滑块结构成型,其与定模板之间的间隙可以非常小,熔料在分型面处容易光滑连接,成型塑件的外观更美观,如图5(a)所示。导向块斜面倾斜角α取13°,为保证定模斜滑块运动顺畅,减少加工、配模工作量,斜滑块锁紧面取15°,脱模行程为4.55mm。根据三角原理,当斜滑块沿两侧导滑槽运动30mm,定模斜滑块抽芯实际行程为6.75mm,大于脱模行程。开模时在拉钩、弹簧的作用下,弹簧推动斜滑块沿“7”字形导滑块弹出,当限位块顶到限位槽端面时,定模斜滑块运动结束,定模斜滑块跟动模在高度方向的相对位置不变。塑件外侧S7倒扣位置远离动模侧,成型面积较小且倒扣脱模行程为0.53mm,与Z轴方向成9°夹角,设计小型定模斜滑块,导向块斜面的角度α取5°,当斜滑块沿导滑槽运动25mm,定模滑块实际抽芯行程为2.18mm,大于脱模行程,如图5(b)所示。开模时在拉钩、弹簧的作用力下,斜滑块沿固定在滑块上的导轨斜向滑动,靠斜滑块上的等高螺钉限位,当斜滑块运动结束时,弹簧顶住不回弹,斜滑块回位时,依靠动模分型面直接压回。2.2.3动模斜推内抽芯机构塑件内部的其他8处倒扣(L1~L8)采用动模斜推内抽芯机构成型。根据塑件倒扣大小,设计5个圆杆分体式斜推内抽芯机构(L1~L5)和3个整体式方形斜推内抽芯机构(L6~L8)。模具推出行程为110mm,如图6所示,为避免斜推杆之间的干涉,斜推杆角度依次为10°、9°、7°、9°、9°、10°、6°、3°,各斜推杆抽芯距离分别为18.11、17.32、13.51、17.42、17.23、19.4、11.56、5.75mm,脱模所需抽芯距离分别为14.88、14.11、10.63、10.24、14.24、14.3、10.58、3.11mm,各斜推杆实际抽芯行程大于倒扣脱模行程。塑件中倒扣L1、L2、L5、L8分别向下倾斜21°、2.5°、6°、3°,斜推结构必须跟随其向下倾斜的角度运动,否则会产生干涉。成型倒扣L1斜推推出角度应超过12°,为了保证斜推机构运行平稳,设计为平行导向杆斜推结构,斜推座延时角度为21°,斜推角度为10°。成型倒扣L2、L5设计为圆杆分体式斜推结构,圆斜推杆直径为ϕ16mm,斜推座延时角度分别为2.5°、6°。成型倒扣L8由于倒扣头部尺寸较小,设计为整体式方形斜推结构,斜推座延时角度为3°,各斜推杆两侧面设计成≥3°,保证斜推杆长期使用时不被拉伤。2.3冷却系统设计。模具冷却系统的设计应避免与其他零件产生干涉,冷却系统如图7所示,动、定模侧均采用垂直式与隔片式冷却水路相结合的形式,动、定模侧分别设置了3组、8组循环水路。冷却水路直径为ϕ12mm,隔片式水井直径为ϕ24mm,隔片式水井数量共26个,冷却水路之间的距离在50~60mm。两侧动模滑块和定模斜滑块由于与熔体接触面积较大,各设置了1组垂直式与倾斜式冷却水路相结合的循环水路,冷却水路直径为ϕ12mm。模具动、定模和滑块水路形成了网格交叉,随型面形状布置,塑件能获得良好的冷却效果[4]。2.4推出系统设计。由于成型塑件背面有较多筋位,需要的推出力较大,模具采用“液压缸+推块+斜推块+推杆+推管”组合推出机构,如图8所示。在塑件四周设计了8个单杆推块和1个双杆推块,其中长度为245mm的大推块,设计为双杆推块,各推块四周设计3°的配合斜度,推块杆直径为ϕ20mm。在成型塑件的矩形深筋位设计5根截面尺寸为6mm×4mm方形推杆,在推出阻力较大的位置设计了13根圆推杆、1根推管。成型塑件内部倒扣处设置了8个动模斜推块,推杆固定板通过固定于动模板上的2个ϕ50mm×130mm液压缸实现推杆、推块、斜推块和推管的推出和复位,液压缸通过设计在模具上的集油块实现油路串联布置,使油路设计平衡,保证了模具零件推出力的平衡。

3模具结构及工作过程

模具结构如图9所示,采用1模1腔布局,最大外形尺寸1080mm×820mm×922mm,动、定模均采用整体式,动模板材料为1.2738,定模板材料为1.2738HH。所有分型面配合面配合斜度为5°,在动、定模板间设计了6副定位机构保证模具零件的精准定位,防止成型塑件错位,出现反段差等外观缺陷。模具工作过程如下。(1)合模过程。推板2由液压缸10活塞杆带动,斜推杆4在推板2带动下复位,两侧动模滑块9、22在斜导柱7、24和定模板锁紧装置的驱动下复位,定模斜滑块51沿导滑槽压合。(2)注射过程。模具合模后,熔体通过热流道系统、动模板上的U形流道、潜伏式浇口注入型腔。(3)开模过程。定模斜滑块51在拉钩52、54和弹簧50的作用下,沿定模滑块导滑槽滑出,动模大滑块在斜导柱24、弹簧25和滑块限位装置的作用下完成侧向抽芯,成型塑件留在动模型芯上,通过液压缸10活塞杆带动推板2、推杆33、推块46、斜推杆4和推管一起推出110mm时,塑件和浇注系统凝料被完全推出,成型塑件由机械手取出后,再通过液压缸10活塞杆带动推板及复位杆复位,模具开始下一个注射成型周期[5,6]。

4结束语

(1)汽车驾驶侧下饰板的外观质量要求高,模具采用热流道转普通流道的形式灵活选择待成型塑件的浇口位置,熔体通过潜伏式浇口从待成型塑件内部进入型腔,避免了浇口痕迹对成型塑件外观质量的影响。(2)采用“液压缸+推块+斜推块+推杆+推管”组合的推出机构,可以使成型塑件推出时受力均衡,减少塑件脱模时变形的风险。(3)针对塑件复杂的内部结构以及影响脱模的多处侧向凹凸结构,设计了2个动模大滑块、2个定模斜滑块、8个动模斜推侧向抽芯机构,以达到成型塑件外壁、内部倒扣特征依次自动脱模的目的。经调试生产,模具结构合理,运行平稳,成型的塑件质量良好,达到了客户的要求,对类似塑件的模具设计具有参考作用。

参考文献:

[1]王平全.电动汽车前梁电容连接器注射模设计[J].模具工业,2018,44(12):45-50.

[2]何镜奎,陈洪土.汽车转向柱护罩热流道复杂抽芯注塑模设计[J].现代塑料加工应用,2018,30(2):52-55.

[3]张维合.打印机基板大型注塑模具设计[J].中国塑料,2016,30(7):107-111.

[4]王博.基于CAE的电池盖注塑模具设计及成型工艺优化[J].中国塑料,2015,29(8):112-116.

[5]戚春晓,南雷英,李万里.基于CAE分析的风筒壳后盖注射模设计[J].模具工业,2009,35(4):9-12.

水路系统设计范文篇2

关键词:纯电动客车;动力电池;热管理系统;智能调温

锂离子电池以其高工作电压平台、高能量密度、循环寿命长、自放电率低等优点,被广泛地运用于纯电动客车[1-2]。然而,锂离子电池在高温或低温下,其充放电性能均受到了制约。若强制放电或充电将会导致其寿命衰减,甚至引发安全性问题[3]。因此,无论是在南方高温地区,还是在北方高寒地区,纯电动客车都需考虑其动力电池的热管理系统设计,以解决电池的散热与加热问题,将电池温度维持在最佳的工作范围,提升整车的性能。动力电池热管理系统包含其冷却系统、加热系统及其外部电路和控制系统。

1动力电池的冷却与加热系统设计

1.1冷却方式。目前,动力电池主流的散热系统有风冷和液冷两种方式。风冷电池箱需要抽取空气与电池进行热对流,电池箱的防护等级无法达到IP67。当车辆涉水或淋雨时,电池箱存在进水而引发电池短路的隐患。因此,风冷的散热方式可靠性不高,逐渐被淘汰。液冷电池箱采用冷却液作为导热介质,通过热扩散对电池进行热量传输,电池箱的防护等级可以达到IP67以上。因此,动力电池采用液冷系统已成为纯电动客车的首选方案。液冷电池箱主要包含电池模组、水冷板、导热硅脂和电池箱体。电池模组通过导热硅脂与水冷板形成导热连接,液冷板上设有进、出水口并延伸到电池箱体外部,如图1所示。1.2常规的冷系统。锂离子电池的最佳工作温度范围是20℃~40℃,超出该温度范围将导致电池的性能严重下降甚至引发安全事故[4]。常规的液冷散热系统是采用散热器搭载风扇的方式,通过风扇抽取自然风对冷却液流经的散热器进行散热,达到冷却液降温的目的。这种方式的散热效果有限,而且受环境温度的影响特别大,尤其是在夏季,完全无法达到电池最佳工作所需的降温效果。为了满足电池的散热需求,需要设计一种几乎不受环境温度影响的冷却系统。1.3动力电池冷却系统设计。本文借用空调制冷的原理[5-7],将空调制冷回路中的蒸发器替换成热交换器,然后搭载驱动水路循环的水泵,将空调对空气的制冷转换成对冷却液的制冷,从而达到了强制制冷的效果。该系统可根据冷却液的输入温度及输出温度需求,智能控制压缩机、风扇和水泵的功率,调节系统的制冷量,实现对输出水温的控制。1)系统组成。该冷却系统主要包含电动压缩机、冷凝器、风扇、膨胀阀、热交换器、水泵、管路、控制器和线束等,如图2所示。如图3所示,冷却系统工作时,电动压缩机将制冷剂(一般采用R134a)压缩成高温液体,流经冷凝器散热,通过膨胀阀后成为低温低压的湿蒸汽,随后进入热交换器的制冷剂通道吸收热量,从而使热交换器的温度降低,最后再回到电动压缩机中进行下一个制冷循环。同时,水泵抽取冷却液通过热交换器的液体流道,低温状态的热交换器吸收冷却液中的热量,从而达到降低冷却液温度的效果。图3冷却系统原理图3)结构布置。从整车的布置空间及安装的可靠性与便捷性考虑,将冷却系统的各个部件集成设计在一个箱体内部,组成一个系统部件,并在箱体上设计与外部电路连接的高低压接口和进出水口(见图2)。其优点是:集成度高,通用性强,可适用于多种纯电动客车车型,无需根据不同车型而改变系统内部零部件的布置及管路设计;在整车的布置与安装更简便,容易操作;维护便捷,也便于故障排查,售后成本更低。1.4动力电池加热系统设计。根据液冷电池箱的导热方式,可通过加热冷却液的方式对电池进行加热,从而让电池的温度上升。因此,电池加热系统采用在电池的冷却循环水路中串联一个水暖PTC电加热器的方案。当PTC工作时,冷却液流经PTC加热后再进入电池箱水冷板,将热量传递给电池,实现对电池的加热。机电原理如图4所示。车用级别的PTC加热器内部一般由控制模块、加热模块、液体流道和壳体组成。控制模块设有高压电开关电路和低压通讯控制电路,可与电池冷却系统的控制器进行信息交互。根据冷却液的输入温度及输出温度需求,智能控制PTC高压开关电路的开启或关闭,实现加热模块的启动或停止。

2外部电路及控制模式设计

完成了热管理系统的冷却系统和加热系统的设计后,还需要进行其外部高压和低压电路的设计,并根据车辆的使用工况制定相应的控制模式,从而实现智能控制电池温度的效果。2.1外部电路设计。动力电池热管理系统工作时,需要直流高压、直流低压供电,并通过与BMS建立通讯连接,由BMS控制其热管理系统的工作模式。因此,动力电池热管理系统需设计相应的电源接口和通讯接口,通过线束分别与电池和控制系统连接,从而控制热管理系统的运行。电路连接原理图如图5所示。电池热管理系统中的高压电用于电动压缩机或PTC加热器的供电,低压电用于风扇、水泵、控制器的供电。2.2控制模式。通过上述设计,电池热管理系统可以实现充电加热/制冷、行车加热/制冷、驻车加热/制冷、故障诊断与保护、电池系统热失控保护等功能。1)充电加热或制冷。当车辆充电时,若BMS检测到电池的温度是高于5℃且低于30℃,电池进入充电模式,关闭动力电池热管理系统;若检测到的电池温度低于5℃,则开启动力电池加热系统,电池进入加热模式;当电池加热到5℃时,电池进入充电模式;当电池加热到10℃时,关闭动力电池加热系统,电池保持充电模式;若检测到的电池温度高于30℃,则电池进入充电模式,同时开启动力电池冷却系统给电池降温;当电池温度低于26℃时,关闭动力电池冷却系统。2)行车加热或制冷。车辆运行时,BMS检测到电池的温度低于5℃时,则开启动力电池加热系统给电池升温;当电池加热到10℃时,关闭动力电池加热系统;当检测到电池的温度高于30℃时,开启动力电池冷却系统给电池降温;当电池温度低于26℃时,关闭动力电池冷却系统。3)驻车加热或制冷。车辆启动前,BMS检测到电池的温度低于5℃时,则开启动力电池加热系统给电池升温;当电池加热到10℃时,关闭动力电池加热系统,车辆进入可以启动状态;当电池的温度高于30℃时,车辆进入可以启动状态,启动后开启动力电池冷却系统给电池降温,当电池温度低于26℃时,关闭动力电池冷却系统。4)故障诊断与保护。动力电池冷却系统的控制器实时监控着系统的状态,系统发生故障时,能及时关闭动力电池热管理系统并向BMS发出警报,由BMS断开动力电池热管理系统高压电。例如:当充电输入电压高于或低于设定值时,向BMS发送过压或欠压报警;当制冷剂回路压力高于或低于设定值时,关闭冷却系统,并向BMS发送高压力或低压力的故障报警,BMS收到故障信息5s后,断开液冷继电器,从而断开热管理系统的高压电;当压缩机出现空载、过载、温度过高或通讯故障时,关闭冷却系统,并向BMS发送压缩机故障,BMS收到故障信息5s后,断开液冷继电器,从而断开热管理系统的高压电;当水泵或风扇故障时,关闭冷却系统,并向BMS发送水泵或风扇故障;当加热系统故障或通讯故障时,向BMS发送加热系统故障;当系统出液温度低于5℃或高于65℃,且制冷或加热功能无法正常工作时,向BMS发送热管理系统失控故障,BMS收到故障信息后断开液冷继电器,从而断开热管理系统的高压电。5)电池系统热失控保护。当电池系统出现故障温度急剧上升时,BMS向整车发送电池故障报警,同时控制液冷继电器闭合并向热管理系统发送全功率制冷指令,冷却系统开启全负荷工作模式,压缩机、水泵和风扇均以最大功率运转。当电池温度持续上升到设定值时,BMS向热管理系统发送下高压电并保持水泵开启的指令,热管理系统关闭高压电回路,并控制水泵以最大的功率进行运转,确保冷却液以最大的流速进行循环流转。在压缩机不工作的情况下,最大限度地为电池降温,减缓电池的温升速度,延迟电池热失控或电池起火的时间,从而增加乘客的逃生时间,保护乘客安全。

3结束语

针对纯电动客车动力电池的温度适应性问题,本文通过研究动力电池的特性和空调的原理,设计了可强制制冷和加热功能的电池热管理系统。在动力电池降温和加热方面作出了比较全面的解决方案,可靠性高、实用性强,并已在纯电动客车规模化推广应用,在新车型开发时具有指导意义。

参考文献:

[1]李兴虎.电动汽车概论[M].北京:北京理工大学出版社,2005:93.

[2]周毅鹏.插电混合动力客车锂离子电池布置与防火设计[J].机电技术,2017,30(2):81-84.

[3]李想哲,苏芳,林道勇.电动汽车动力电源系统[M].北京:化学工业出版社,2011:9.

[4]王迪.电动汽车锂电池温度场研究及优化设计[D].南京:南京航空航天大学,2015.

[5]曹中义.电动汽车电动空调系统分析研究[D].武汉:武汉理工大学,2008.

[6]曹中义.电动汽车空调系统解决方案[J].汽车电器,2008(3):5-8.

水路系统设计范文篇3

关键词:斜顶;侧浇口;型芯型腔;成型

1塑件结构特点与工艺性分析

图1所示塑件是空调遥控面板,材料为聚碳酸酯(PC),为无色透明粒料,要求具有一定的强度和耐磨性能,中等精度,外表面无瑕疵、美观、质量轻、性能可靠。(1)塑件外形尺寸:长121mm最大宽度47mm最大高度15mm,平均料厚1mm,属薄壳类。(2)塑件内侧面设计有倒扣,注射成型时需要斜顶结构来实现成型。(3)影响因素众多,塑件尺寸公差要求按国标GB/T14486-2008设计,属大批量生产。

2模具设计

本模具为采用一模两件,侧浇口进料,设置冷却系统、推出机构的注射成型模具,模具结构如所示。采用聚碳酸酯(PC),其成型收缩率为0.5%~0.8%,根据经验,取0.55%。2.1分型面选择。该塑件外形要求美观,无瑕疵,表面质量较高。根据分型面的选择原则,考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件,采用塑件则留在动模一侧,模具结构也较为简单,选择塑件底面作为分型面。2.2浇注系统设计。由于该塑件外观质量要求较高,浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时,也应尽量简化模具结构。根据对该塑件结构的分析及已确定的分型面的位置,综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较,确定该塑件的模具采用侧浇口形式。2.3主要成型零件设计。由于成型零件直接与高温高压的塑料相接触,它的结构质量直接影响道塑件质量,因此要求它有足够的强度、刚度和耐磨性以承受塑料的挤压力和料流的摩擦力。凹模采用CrWMn。热处理硬度要求达淬火至54~58HRC。成型表面镀铬深度为0.015~0.02mm,镀铬后抛光,脱模斜度0.2°成型部分达Ra为0.10μm;配合部分应达Ra0.8μm;其余部分应达Ra为6.3μm;型芯采用组合式型芯结构,该型芯结构相对牢固。材料采用CrWMn。2.4斜顶侧向分型机构设计。该空调遥控面板内部倒扣需要利用斜顶侧向分型抽芯分型机构成型。采用如图的斜顶机构,在顶出过程中,斜顶在顶出力的作用下,沿动模板13及型芯25上的避空孔运动,完成侧向成型。综合考虑模具结构,斜顶顶部与成型面做成一体,便于成型与塑件的推出,为避免铲胶斜顶顶部与成型部分留有空隙0.05mm。根据模具结构与相对运动,斜顶高L为125.6mm,斜顶倾斜角取α=6°,长A=6mm,宽B=6mm,底座固定在推杆固定板15上,在斜顶工作端设置垂直定位和水平定位设计,便于斜顶的加工、定位。避空孔与斜顶间隙配合,为保证每次成型配合精度高,斜顶采用线切割加工,避空孔采用卧铣加工。2.5冷却系统设计。根据冷却水体积流量确定冷却管道直径8mm。空调遥控面板塑件注射成型模具的冷却分为两部分,一部分是型腔的冷却,另一部分是型芯的冷却。型腔的冷却水道结构在型腔24内的一条8mm的冷却水道完成的。型芯的冷却水路在塑件下方,围绕塑件一周。型芯与型腔之间的空用密封圈密封。2.6推出机构设计选用推杆推出机构结构简单,使用方便。该单个塑件采用6根顶针顶出。推杆选用直径为4mm、3mm标准直通式推杆,工作端面为圆形。

3模具工作过程

塑化好的熔料在注塑机注射压力作用下,经喷嘴通过模具浇注系统高速射入模具型腔。保压补缩后冷却定型,塑件冷却到一定温度注塑机开模,导柱5导套6起导向作用,分型面C-C开模,凝料被拉料杆4拉断为下次注射做准备,注塑机顶出机构推动推板16带动推杆固定板15上的斜顶27完成侧向分型,同时推杆20也随推力实现脱模,使塑件与主型芯分离,凝料脱离拉料杆。注塑机顶杆后退时,在弹簧3作用下,推杆固定板带动斜顶27,使斜顶27复位,合模进行下一循环。

4结语

水路系统设计范文篇4

【关键词】高速公路;路基路面;排水施工

随着我国在交通运输方面的不断发展,高速公路的施工建设脚步也在不断加快,对高速公路的安全性和使用周期等问题,引起了社会的广泛关注。高速公路的排水情况会对高速公路路基路面的稳定性、安全性以及使用周期产生影响,路基路面在降水量较大的季节里会受到多次冲刷和渗透,不仅会影响路面上的运行状态,还会对深层的路基产生损害影响,威胁着高速公路的安全稳定和使用寿命。因此,应当在施工建设阶段将排水施工列为重点施工建设项目,将影响排水施工的因素条件纳入到整体设计当中,施工时灵活运用合适的排水施工技术手段,提升高速公路路基路面的整体排水情况,逐步提高高速公路的安全性和使用周期。

1高速公路路基路面排水施工的影响因素

1.1地理环境因素

高速公路路基路面的排水施工,会受到地理环境的影响,同时高速公路的使用寿命也会受到地理环境的影响[1]。路基路面的上层水与下层水排水施工质量与效果会受到地理环境的直接影响。其中,路基路面的上层水排水效果会与高速公路所处地理位置周围的河流湖泊、沼泽湿地以及局部区域的降水量存在着一定的联系,下层水不止有隐藏水、区间水,而且有地下水。另外,地下水多存在于不透水层,透水性较低,潜藏水离地表较近,区间水是存在于路基路面中的隔水层之中,且多数存在于岩石的岩缝中流走。在高速公里的施工准备期间,施工方的有关人员需要对高速公路周边的地理环境进行走访调研,收集有效的地理环境数据信息,有助于之后对排水施工的过程进行调整和管控。在高速公路施工建设期间,必须全方位地保障周围的地理环境安全,可适时地组织二次勘察,将地理环境因素进行实时更新,保证路基路面设计方案及施工作业的合理性、科学性,确保充分考虑上层水与下层水排水设计及施工的有效性、可靠性,从而为保证高速公路整体施工建设质量打下坚实基础。

1.2地质因素

地质因素对于高速公路的施工开展、高速公路路基路面的质量以及路基路面的排水情况等方面,都会产生一定程度的影响,是高速公路施工建设的关键因素。地质因素中的岩层情况、岩石风化情况以及土质硬度情况等,都需要纳入到高速公路施工建设的考虑范围。一些地质因素较差的施工建设路段,时有发生路基路面出现裂痕、沉降不均匀等其他情况,需要对易发生路面塌陷、地质滑坡等情况的路段位置进行提前安排部署,降低路基路面的排水施工安全风险,避免发生状况时出现意外,影响高速公路的实际排水效果。可以通过多种形式的排水办法,在适合的位置配置多个排水的设备,把多余的水排出,使高速公路的路基路面内部结构更为紧实。需要着重注意的是,对于地质因素的控制,复杂路段的地质情况需要重点勘察分析,防止地质因素对路基路面施工造成不利影响。

1.3气候条件

气候条件会直接影响高速公路的排水效果,考验排水施工的建设质量。在特定时间会出现降水量较大的情况,在这个时间内对于路基路面的渗透、冲刷影响最为直接,并且高速公路极易在此时出现路面存有积水的情况,进一步反映出路面排水效果较差。通常情况下,大量降水归集于一处后,会逐渐沉降至路面结构的内部,进而增加路面出现膨胀、翻浆等问题的风险,一旦积水过多且难以及时排出,则将渗透到路基里面,给路基造成损坏,将路基的承载能力和稳定性能降低[2]。在这样的气候条件下,对于高速公路的排水系统是一个巨大的挑战,若排水情况不好,则高速公路的路基路面将连续遭到破坏,给高速公路的安全性带来了隐患,同时高速公路的使用周期也会大幅缩短,影响高速公路使用规划。

2高速公路路面路基排水系统设计

2.1路基排水工程

高速公路的路基排水工程主要有两方面的排水系统设计,一个是地下排水设计,其目的是防止地下水位升高,保证路基不被地下水渗透,进而保护路基的安全性和稳定性。一般采取引流地下水的方法,在实施路基底部施工时,遇到地下暗河,可以布置盖板涵或是设置横碎石盲沟,来进行地下水的引流。在开展这部分的施工时,需要对施工位置的地理环境、地质情况等进行了解,确保施工过程的安全可靠,采取的技术手段科学合理[3]。如采取设置横碎石盲沟的方法进行地下水引流,为达到预期的排水效果,需要对设置横碎石盲沟的位置深度、渗水材料的顶层位置以及碎石盲沟填充材料等,开展全面系统的分析,保证预设的施工方案和实际情况相匹配。另一个是地表排水设计,地表排水选择合适的设计方案,如边沟、截水沟等,在选择设计方案时还需考虑降水量、地形因素等外部因素,确保选择的地表排水设计方案符合实际情况,保障高速公路路基的稳定性和使用周期。如选择边沟作为地表排水设计方案,需要注意矩形暗沟的作用,一般在有硬质岩层的位置使用较多,边沟适用在地形较平坦的挖方段,施工人员需要结合外部环境因素,适时地调整边沟的长度,出水位置之间的距离不能超过500m,在积水量较大的位置不能超过349m。开展沟底纵坡施工时,要对地质因素、路线方向等因素着重考虑,将纵坡方向与路线方向设置在同一方向,坡度的设置需要符合施工的要求规范,降低雨水对边沟的负面作用。在考虑到地形因素时,部分路段较易聚集大量的水分,边沟的设置长度超过了要求规范,纵向坡度也不符合要求规范,水分很难在最短时间里流出路基,为应对这种情况,可通过设置急流槽的方法帮助排出水流。

2.2路面排水工程

高速公路的路面排水工程主要有三个方面的排水系统设计。一是路面表层排水系统设计。在开展高速公路施工建设时,对路面表层的排水系统优化完善,促使有效排出路面上、路肩中多余的积水,一定意义上确保了高速公路的安全性和使用周期。在正常的施工中,开展路面积水的排水工作时,多数利用路肩、路面纵坡来进行排水。在路堑环境下,采用布置多边形暗沟,发挥路拱自身的导流作用,把路面积水排出。在路堤环境下,可布置流水槽,使土路肩援引自身导流,进而达到排水目的。但是,若为外侧半幅路面,则需要工作人员布置纵向的排水沟,布置的位置在内侧中央分割带路测以外,需要严格按照有关规范要求实施,将排水口、水井等布置在不一样的位置,且位置之间要留有隔断,结合横向的排水设施,排出积水。二是中央分隔带排水系统设计。高速公路的施工人员在开展相关作业时,要着重关注中央分隔带排水系统的设计与实施,对碎石盲沟的设计则需分外注意,如纵向的阶梯状分离带位置的透水性能、沥青的防渗层、集水井等方面的设计。利用必要的措施手段,逐步提升防渗层的实际效果,选取适当的砂浆水泥材料,在中央分隔带与路基路面相连接的部位,确定侧壁位置,并将砂浆水泥材料涂抹在这个位置,再按照步骤实施土工布的包裹作业。对于横向排水管道性能的保障,利用中央分隔带开展设计,将其形成体面形态,并且采用适合的透水管材,将透水管材布置在碎石底部。同时要避免高速公路中铺设的线材发生问题,可在线材下侧位置挖设碎石盲沟,填充砂浆水泥材料,布置土工布。三是路面内部排水系统设计,在开展高速公路施工建设时,相关施工单位要布置填方砌体防护段,位于路面架构层和路肩最底部的连接位置中设置填充物以及排水砂垫层,一般将厚度控制在3cm左右,有关工作人员需要布设排水孔,需要在合适的位置布设土工布,实施排水作业。注意在填方植草的防护段,可采取植草开展施工作业,对路肩实施堆土,并把土工布布设在路面路肩的位置,实施排水作业。

3高速公路路基路面排水施工技术要点

3.1路基排水施工技术要点

在高速公路路基的设计、施工过程中,必须提高对其排水设施的重视程度。接下来将对路基地下排水的暗沟以及渗井为例,对路基排水施工的技术要点进行探究。3.1.1路基地下排水-暗沟技术要点暗沟是设计铺设在地下用于引流及排出积水的沟渠。规划合理且建设质量良好的暗沟可以减少大面积聚水等装款的发生,如图1所示。暗沟适用于市政给排水工程、高速公路路基排水工程等。暗沟有引流地下水与控制地下水高度的作用。室外暗沟主要是由进水口和顶部盖板共同组成。暗沟横断面通常设计为矩形的架构,但结合不同项目的具体要求和施工现场的实际情况,也有设计为梯形的架构。在实际施工作业过程中,应当把控暗沟宽度处于0.3m~0.5m之间,高度把控在1m~1.5m之间较为合适[3]。按照施工现场的泉眼分布情况,应当尽量优化暗沟工程设计方案,选择可以高效排出地下水的最短路径进行施工。同时,应当做好挖掘作业的各项前期准备工作如防渗水处理,及时清除杂物避免出现堵塞的状况。在开展挖掘作业时,有关施工人员要及时检查基座的承载能力,若发现基座的承载能力较差,务必采取必要的加固手段,保障施工过程的安全。在进行暗沟主体施工时,务必提防各种杂物,如土块、碎石等,防止因杂物掉入到沟渠或腺体而发生堵塞,影响暗沟排水效果。3.1.2路基地下排水-渗井技术要点渗井是一种可建设在地面的排水设施,通过排出路基周围浅层地下水来保障高速公路的安全稳定及使用寿命。垂直井可作用于建设渗井(如图2所示)。渗井并不穿过透水层,利用把低等级的高位置地下水引流到较深层的含水层来降低地下水的水位高度,进而保护高速公路路基为安全性和稳定性。图2渗井示意图

3.2路面排水施工技术要点

在进行高速公路路面设计及施工时,需要充分认识到排水施工质量和效果对路面的影响。接下来将对路面表层排水施工以及路面内部排水施工展开研究,对路面排水施工的技术要点进行探究,提出建议。3.2.1路面表层排水施工在高速公路的施工建设过程中,对路面表层排水施工进行规范作业,能够在一定程度上降低因积水对路面产生的损害和影响[4]。就当前来看,在路面表层排水施工中建设排水口和拦水带是较为常用的两种方式。在路面排水口的前期施工建设期间,需要对单位时间内的排水流量、积水总量、排水效率等进行科学设计。按照路面排水具体要求,严格控制排水口的口径、结构以及数量,充分保证排水效果。除此之外,应当规范控制排水口之间的距离,保证排水口与横向的排水设备紧密相连,从而在最大程度上降低积水对于路面的不良影响。合理布设拦水带可以保障高速公路的路面排水效果,降低积水对路面造成的不良影响。为促使拦水带的关键作用完全发挥出来,在开展相关施工作业时,应关注以下三点:首先是掌控拦水带顶部高度,规定拦水带的顶部高度需超过最大的积水深度;其次是在高速公路布设有防撞设施时,要协调好防撞设施与拦水带的位置关系,一般把拦水带的高度设置在15cm以上较为合适;最后,如果高速公路有路堑,则在路面排水时需要注意矩形暗沟的布设规范,这样路面积水会利用暗沟安排出,有效提升路面表层整体的排水能力。3.2.2路面内部排水施工在实施路面内部排水施工的过程中,施工人员应当采用设置填方砌体防护段的方法,提升路面内部排水效果。该方法可用于路面内部及路肩底部的排水施工,在路面内部与路肩底部之间的缝隙,利用填充砂土层和排水砂隔层的方式保证排水施工有效可靠。一般路面内部与路肩底部之间填充的砂土层或排水砂隔层在3cm左右,并且需要工作人员在填充层布设一定数量的排水孔,同时把土工布布置在砂垫层的顶上,这样做能够在一定程度上提升路面的排水作业效果[5]。另外,路面内部排水还可以采取植草或移土的方法布设防护段,同样能发挥快速排水的作用。

4结束语

高速公路的路面路基保护,对高速公路的整体起着至关重要的作用,路面路基的排水施工科学高效,对于保障路面路基的安全性、稳定性和使用周期发挥着关键的作用。因此,在排水施工方面的严格要求,就是对高速公路整体的严格要求。实际的施工作业过程中,要注意施工技术的灵活运用,选择合适的具体技术应用,保障高速公路整体的稳定性和安全性。

【参考文献】

[1]乌兰格日勒.探析高速公路路基路面排水施工技术[J].中国设备工程,2021(18):258-259.

[2]赵立伟.高速公路路基路面排水施工技术[J].黑龙江交通科技,2021,44(6):78-78,80.

[3]焦继伟,何涛,李明亮.高速公路路基排水系统的施工要点分析[J].中国新技术新产品,2020(19):118-119.

[4]谢祥根,张怀宇.高速公路排水路面的设计与施工技术研究[J].中外公路,2021,41(1):54-58.

水路系统设计范文篇5

①设计依据。列出工程设计任务书及批准的文号、经审核批准后的电力系统设计文件、上级机关或下达设计任务单位对工程设计的有关指示性文件等,以及与建设单位签订的设计合同。②设计规模及范围。设计规模是根据工程设计任务书的要求,说明线路的电压等级,输送电力容量及导线截面,线路起讫点、长度、回路数,中间落点及连接方式;设计范围一般包括线路的本体设计,通信保护设计,工程概算和预算,对运行维护设计考虑的附属设备等。还应该说明线路是否包括降压运行的设计,进出两端变电所临时线的设计及检修站、巡线站的建筑设计等。③建筑单位及期限。限定工程建设单位、施工单位,按设计任务要求及设计单位安排,明确施工时间及建成投产时间。④主要经济和材料耗用指标。主要包括全线总的综合造价和本体造价,每公里的综合造价和本体造价。说明每公里耗用的导线、避雷线,导线和避雷线用的绝缘子、金具、接地材料、杆塔、基础、水泥、木材等的数量。

2电力线路设计

2.1路径设计

①变电所进出线。说明两端及中间变电所(发电厂)进出线的位置和方向,还要表示出现有和拟建线路出线的关系,合理布置进出线方案。②路径方案的选择。按照已掌握的线路路径资料,对全线选出各有特点的两、三个路径方案进行比较,在大的方案中也可以选出不同的小方案参加比较。各路径方案要从路径长度、可利用的铁路、公路、水路等交通条件,沿线路地形、地势、水文、地质情况,特殊气象区,污秽地区,森林资源,矿产资源,跨越河流,各种障碍物,选用的线路拐角及线路曲折系数等情况,来说明各路径方案的优劣。除了从技术上比较各路径方案外,还要从线路安全运行、方便施工、降低造价、经济运行、障碍物的处理及大跨越情况等方面进行全面的分析比较。

2.2气象条件

①气象资料的分析及取值。对沿线气象台(站)的气象资料和送电线路、通信线路的运行经验及自然灾害资料进行分桥说明。如果送电线路较长或气象区复杂,可分段选择气象区。气象资料的取值包括:最大风速的取值、电线覆冰的取值、年平均气温的确定、最高和最低气温的取值、雷电日数的取值。②将已选取的各种气象条件,分别按最高气温、最低气温、最大风速、覆冰、安装、年乎均气温、外过电压、内过电压等情况所对应的气温、风速、覆冰的气象条件组合数值,以全国典型气象区划分的表格形式汇总列表表示。

2.3机电部分

①导线。按照工程设计任务书的要求和电力系统设计,决定导线截面和分裂根数,论证导线型式、规格、分裂方式、分裂间距等,并说明导线的主要机械和电气特性。通过污秽区时,应说明是否采用防腐导线。此外,应提出导线的防振措施,确定是否需要换位,说明两端和中间变电所(发电厂)的相序排列情况,按换位或换相情况绘出换位或换相布置图,按设计规程和有关规定确定导线对地和交叉跨越的距离。②避雷线。按照设计规程规定,经分析比较,确定避雷线的型式、规格并列出其性能情况,确定避雷线的绝缘方式,绝缘子串型式,绝缘子型式及片数,绝缘间隙距离及换位方式和防振措施等。③防雷接地及其他。按送电线路的电压等级,通过地区雷电话动情况和已有线路的运行经验来确定避雷线根数、保护角、档距中央导线和避雷线的最小距离。按照地质、地貌情况,说明采用接地装置的主要型式和要求的接地电阻值。按照送电线路设计情况,计算雷电预期跳闸率和耐雷水平,以满足过电压保护规程的要求。按导线荷载条件和防电晕性能要求,选择线路各种金具型式。如采用分裂导线,应选择间隔棒型式,并确定间隔棒在档距内的安装距离。按无线电干扰标准设计,提出防干扰措施。

2.4杆塔和基础

①杆塔设计。按照全线地形,交通情况,线路在电力系统的重要性,国家材料供应及施工、运行条件等因素,选择杆塔型式。设计时一般应尽量选用典型设计或经过施工运行考验的成熟杆塔型式并说明杆塔的使用条件。对新型杆塔的设计要充分研究设计理由,经科学试验后再选用。同时要说明所采用的各种杆塔型式的特点、适用地区、使用钢材量和混凝土量等技术经济指标,说明杆塔的使用条件(如设计最大风速、覆冰厚度、水平档距、垂直档距、最大使用档距、线间距离、标准杆塔高度和分段高度、杆塔允许转角度数、杆塔重量等)及杆塔设计的主要原则。②基础设计。依据基础设计应遵循的有关规定和原则,按照全线地形、地质、水文等情况,以及基础受力条件,来确定基础的型式,并说明各种基础型式的特点,适用地点、地质、水文条件,每基耗用材料量及有关技术经济指标。对一些特殊基础(如沼泽地基础、强腐蚀地区基础、大孔性土基础、特殊不良地质基础)的设计问题,应进行必要的试验,提出处理措施。

2.5大跨越设计

大跨越设计一般指线路跨越通航大河流、湖泊、海峡等的设计,其档距在800m以上或杆塔高度在80m以上,且发生事故时,严重影响航运或修复特别困难,故导线选型或杆塔设计需予以特殊考虑。对线路跨越较大的山谷,是作为大档距来设计,一般情况下只对导线及特殊的气象条件进行处理。

①跨越地点及气象条件。说明各跨越地点的杆塔位处的地形、地势、水文、地质、主河道变迁、通航、跨越档距的大小等情况,选出几个跨越方案。并选择最大风速、电线覆冰和气温等。②导线和避雷线选择。按照导线和避雷线的电气和机械性能、跨越挡距的大小、杆塔高度、导线和避雷线的间距及荷载条件,选择导线和避雷线。此外针对大跨越比一般线路振动严重的特点,说明采用的防振措施。③绝缘子串及金具。除按照对一般线路考虑的条件外,还应按线路荷载大和杆塔高,需增加绝缘子片数的情况,选择或新设计绝缘子串及金具。④跨越方案的优化。将各跨越设计方案的杆塔型式、高度和基础型式,采用单、双回路跨越和路径长度,以及采用导线和避雷线,绝缘子和金具,施工和运行条件等进行综合比较,对各跨越方案进行全面论证,推荐出大跨越的最佳方案。

3结语

送电线路的初步设计是一门较为复杂的学科,此项工作要求设计人员既懂专业知识,又必须有现场处理各种复杂局面的实践经验。特别是现场踏勘阶段,设计人员需不辞劳苦、反复踏勘,收集各种现场资料,比较各种方案以选出一种既经济又切合实际的方案。经过辛勤工作设计出的线路即使不是最好也是较为合理的。

参考文献:

[1]余国清.送电线路路径选择的影响因素[J].云南电力技术,2002,(4).

[2]陈琳.湖广永-连110kV输电工程杆塔基础的处理及设计优化[J].中国农村水利水电,2005,(6).

[3]王坚.浅谈架空输电线路设计[J].山西建筑,2004,(15).

[4]董芝春.浅谈高压输电线路的防雷保护[J].科技资讯,2007,(30).

[5]钟鸣.浅谈架空送电线路的设计与优化[J].中国高新技术企业,2007,(10).

[6]黄国辉.高压输电线路杆塔各种基础比选[J].中国高新

水路系统设计范文篇6

微絮凝与活性污泥法相结合,是当前污水处理高效工艺的主要技术。在生化处理时,污水会先进入到前置的反硝化区域内,10%左右的进水会流进前置池内,再进入到厌氧池、后置反硝化池、好氧池分别进行生化处理,最后进入到二沉池内。这种反应装置可以采取内分流与外分流两种处理机制,好氧池中的出水流即内回流污水,会从好氧池中进入到后置硝化池与厌氧池;外回流污水则是污泥回流池内的出水流,会返回到前置反硝化池内,停留20-30h后,通过生物处理,将进水中有机物所包含的硝态氧全部去除,消除硝态氧对于厌氧池的不利影响,保证厌氧池能够稳定处理。这一工艺使用了乙酸钠、PAC和PAM两种絮凝药剂,整个系统由粗细格栅、沉砂池、污泥回流池、高密度沉淀池、高效过滤池和紫外消毒池等构筑物组成,大幅提高了污水处理效果,并能够与超滤反渗透处理工艺结合使用,从而实现中水的二次循环利用。

2污水处理智能化电气控制系统设计

2.1系统设计目的与要求智能化控制系统需要能够自动控制污水处理全部环节的操作,如进水、混合、搅拌、分流、清污、出水等;需要做到实时采集、挖掘、分析各类传感器与测定仪的现场生产数据,能够结合各环节工艺参数与装置运行参数,通过模式辨识与优化,合理调整装置运行状态直至达到最佳要求,确保各装置的运行效率、运行效益与处理质量,并能够在线诊断各种常见工艺故障,最后完成自修复。2.2总体设计方案通过PLC控制系统设置一个集散型自动控制系统,由设备层、控制层、监控层与系统层组成,TCP/IP工业以太网负责完成PLC与第三方设备的通信连接,现场PLC与远程IO运用PROFIBUS–DP标准总线实现数据通信。PLC与中控室计算机则通过光纤单环网完成高速度、大容量、实时性数据交换。2.3上位机设计上位机由工业级PC机组成,界面软件语言使用VISUALBASIC进行编制。使用分色动态化模式将澄清水路、污水路等显示在计算机上,以便于工作人员能够及时、准确地掌握电机与阀门的实时运行状态,能够根据故障状态,切实解决运行问题。在计算机上能够将PH值、流量、溶解氧、温度等参数以直方图的形式显示出来,通过鼠标控制其分布与放大,将各参数1h、1d甚至1个月之内的曲线图全部显出来,从而使曲线图更为立体化,更便于同时对现场运行状态进行监控。人机交互画面使用MCGS软件开发,MCGS内部设置有变量数据库,通过该数据库能够完成MCGS和下位机之间的变量转换。MCSG数据库可以建立多个变量数据库,开关量、字符串以及模拟量等都可以包含在其中,通过该软件组态画面就能够将PLC中的各种内在信息实时显示出来,以便于中控室上位机进行实时监控。如,在数据库中以“一号提水泵自动”命名其开关量状态变量,再将“一号提水泵自动”数据库与其PLC所使用的对应输入端口相连接,在MCGS与PLC完成连接后,设备连接中的“一号提水泵”通道链接就与该端口完成了连接,最后将该系统变量与其相应的画面控件相连接,就能够对一号提水泵进行实时监控。该变量数据库也同时存储了各类故障信号变量,当设备、仪表数据等出现异常和故障时,就会在连接过程中发出报警信号。2.4PLC控制系统控制系统由PLC组成,可以与中控室、现场设备进行双向通讯,完成总体逻辑控制,确保污水处理能够满足工艺要求。在选择PLC时,要先准确判断能够满足控制要求的I/O、A/D数量,确保设计最优化。选择合适的PLC及适配电源模块,根据准确的I/O数目,选择合适的数字输入模块,通过该模块将现场数字信号电平有效转换为适宜于PLC识别的内部信号电平,再输入到缓冲器中,以便于CPU采集和处理。选择合适的数字量输出模块,通过该模块将PLC数字信号有效转换为外部设备所需要的数字量信号,以此作为继电器、阀门、接触器和指示灯等设备的驱动负载。选择合适的模拟量输入模块,将输入后的模拟量A/D有效转换为适宜于CPU识别的二进制数字量,并等待CPU采集与处理。选择合适的模拟量输出模块,CPU采集输出的二进制数字信号将使用该模块进行模拟量转换并输出。最后由PLC所使用的编程软件进行硬件组态、参数设置、模块诊断与过程监控。2.5下位机下位机即各种智能控制仪器、量表、PID调节器,是控制系统的重要组成部分,能够长期保存一系列完整参数。下位机的各种智能控制仪表是整个控制系统的基础环节,设计人员在设计时,要确保这些智能仪表具有良好的抗干扰性能。下位机主要由粗、细格栅的液位差计、进水管的电磁流量计、调节池的PH计、澄清池的液位机、搅拌机、泥位机、刮泥机、悬浮物测量仪等仪器、加药站的加药计量泵、污泥处理池的污泥泵、脱水装置、液位计及液位传感器等装置、厌氧池的电位在线测定仪和溶解氧在线测定仪、好氧池的污泥浓度计、二沉池的泥位计、清水池的液位机、回流管道出水管的流量计、回水泵进出口的电动阀与止回阀、出水池的PH计、污泥浓度计以及COD测定仪等组成。2.6无线数据传输线路PH值、污泥浓度、温度、COD、水量等指标均由智能仪表检测,仪表检测后输出的信号可以使用专门的信号隔离器,并将其输出的标准电流信号转换成电压信号,再使用单片机控制器进行检测处理,将RXDP3�0和TXDP3�1连接到使用的无线通信模块串口,就能够将智能仪表中的数据进行无线传输。单片机的选择要满足A/D数目要求。2.7PID控制PID调节器会对搅拌机和回流泵等装置的电机转速进行调节,确保处理工艺最优化。主程序读取设定值后,以A/D转换模块对模拟量的当前运行状态与数据进行采集,在比较采样值和设定值之间的差值后,使用PID调节策略准确计算调节量后,再由PLC和变频器、步进电机及其驱动器进行通信,将调节量转换为相应的频率与电机信号后,由中断程序调用相应的功能模块控制变频器的频率与步进电机的转速,从而控制各个装置的运行状态。2.8PLC控制程序设计PLC控制器编程软件包含了部分子程序模块,将这些子程序设计为相应的功能模块,在CPU启动时,操作系统需要初始化环境变量与各项模拟量,将这部分工作设置为一个功能模块;初始化工作结束后,包含主程序模块,该模块负责编写主程序,以调用各个功能模块;初始化模块,负责环境变量、各个模拟量及参数的补始化工作;报警模块,负责存放各种仪器与数值的异常和故障报警信号;PID功能模块,负责存放PID控制策略所计算出的各个调节量,能够发挥对搅拌机、回水泵、回流泵、加药计量泵的转速与频率的调节控制功能;中断循环程序模块,是通过固定时间的间隔循环完成PID功能模块的运行组织工作。在CPU开始运行后,首先要调用初始化模块,完成初始化工作,之后循环调用主程序模块。

3结语

水路系统设计范文篇7

暖通水泵的选择:通常选用比转数ns在130~150的离心式清水泵,水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1~1.2倍(单台取1.1,两台并联取1.2。按估算可大致取每100米管长的沿程损失为5mH2O,水泵扬程(mH2O):

Hmax=△P1+△P2+0.05L(1+K)

△P1为冷水机组蒸发器的水压降。

△P2为该环中并联的各占空调未端装置的水压损失最大的一台的水压降。

L为该最不利环路的管长

K为最不利环路中局部阻力当量长度总和和与直管总长的比值,当最不利环路较长时K值取0.2~0.3,最不利环路较短时K值取0.4~0.6

-----冷冻水泵扬程实用估算方法-----

这里所谈的是闭式空调冷水系统的阻力组成,因为这种系统是量常用的系统。

1.冷水机组阻力:由机组制造厂提供,一般为60~100kPa。

2.管路阻力:包括磨擦阻力、局部阻力,其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。若取值大则管径小,初投资省,但水泵运行能耗大;若取值小则反之。目前设计中冷水管路的比摩组宜控制在150~200Pa/m范围内,管径较大时,取值可小些。

3.空调未端装置阻力:末端装置的类型有风机盘管机组,组合式空调器等。它们的阻力是根据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的,许多额定工况值在产品样本上能查到。此项阻力一般在20~50kPa范围内。

4.调节阀的阻力:空调房间总是要求控制室温的,通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温控制的一种手段。二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。如果此允许压力降取值大,则阀门的控制性能好;若取值小,则控制性能差。阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。水系统设计时要求阀权度S>0.3,于是,二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。

根据以上所述,可以粗略估计出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失,也即循环水泵所需的扬程:

1.冷水机组阻力:取80kPa(8m水柱);

2.管路阻力:取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50kPa;取输配侧管路长度300m与比摩阻200Pa/m,则磨擦阻力为300*200=60000Pa=60kPa;如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%,则局部阻力为60kPa*0.5=30kPa;系统管路的总阻力为50kPa+60kPa+30kPa=140kPa(14m水柱);

3.空调末端装置阻力:组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大,故取前者的阻力为45kPa(4.5水柱);

4.二通调节阀的阻力:取40kPa(0.4水柱)。

5.于是,水系统的各部分阻力之和为:80kPa+140kPa+45kPa+40kPa=305kPa(30.5m水柱)

6.水泵扬程:取10%的安全系数,则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。

根据以上估算结果,可以基本掌握类同规模建筑物的空调水系统的压力损失值范围,尤其应防止因未经过计算,过于保守,而将系统压力损失估计过大,水泵扬程选得过大,导致能量浪费。

-----水泵扬程设计-----

(1)冷、热水管路系统

开式水系统

Hp=hf+hd+hm+hs(10-12)

闭式水系统

Hp=hf+hd+hm(10-13)

式中hf、hd——水系统总的沿程阻力和局部阻力损失,Pa;

hm——设备阻力损失,Pa;

hs——开式水系统的静水压力,Pa。

hd/hf值,小型住宅建筑在1~1.5之间;大型高层建筑在0.5~1之间;远距离输送管道(集中供冷)在0.2~0.6之间。设备阻力损失见表10-5。

(2)冷却水管路系统

1)冷却塔冷却水量

设备阻力损失

设备名称

阻力(kPa)

备注

离心式冷冻机

蒸发器

30~80

按不同产品而定

冷凝器

50~80

按不同产品而定

吸收式冷冻机

蒸发器

40~100

按不同产品而定

冷凝器

50~140

按不同产品而定

冷却塔

20~80

不同喷雾压力

冷热水盘管

20~50

水流速度在0.8~1.5m/s左右

热交换器

20~50

风机盘管机组

10~20

风机盘管容量愈大,阻力愈大,最大30kPa左右

自动控制阀

30~50

冷却塔冷却水量可以按下式计算:

W=Q/c(tw1-tw2)kg/s(10-14)

式中Q——冷却塔排走热量,kW;压缩式制冷机,取制冷机负荷1.3倍左右;吸收式制冷机,去制冷机负荷的2.5左右;

c——水的比热,kJ/(kg·oC),常温时c=4.1868kJ/(kg·oC);

tw1-tw2——冷却塔的进出水温差,oC;压缩式制冷机,取4~5oC;吸收式制冷机,去6~9oC。

2)水泵扬程

冷却水泵所需扬程

Hp=hf+hd+hm+hs+ho

式中hf,hd——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力,mH2O;

hm——冷凝器阻力,mH2O;

水路系统设计范文篇8

继厦门成为我国第一批海绵城市试点之一之后,在2016年海绵城市试点审查中,福州排名第一,成功地成为我国第二批海绵城市试点之一。对于福州这样一个逢雨必涝的城市,建设海绵城市更是势在必行。

一、海绵城市新概念

海绵城市这个叫法源自于业内和学术界的一个表达方式,就是用海绵来描述一些具有吸收能力的城市,这几年更是用海绵这个概念来形容城市或土地具有吸收调节能力。海绵城市是一个比喻,用来表示形容可以合理开发利用城市降雨的一个系统,意思是有雨水的时候,城市就如海绵吸水一样,可以对雨水进行接受、保存、过滤,并使雨水更加干净,这样就可以对地下水进行自然补给,促进水资源循环利用。在干旱季节里,通过排放地下水库的水,达到缓解干旱、补充城市水资源的功能。原有的城市设计的雨水排放,主要是采用排水管和集中污化处理的方式来处理雨水。新型海绵城市更注重于采用多种方式排放回收雨水,比如采用绿地排水沟、凹式绿化带和其他更自然的方式来促使雨水的快速消散和回收利用。因此要积极促进城市建设绿色环保建筑,绿色环保建筑是海绵城市建设的根本基石。从每个小区开始,建设各种下沉式绿化带和雨水排放花园,房屋屋面也可以设置排水收集系统,同时辅助建设各种小型储水装备,这些都有助于促进雨水的排放回收,达到对地下水进行补充的目的,总之就是利用各种方式把整个城市建设得更为绿色环保,更好的对水资源进行回收利用。

二、如何建设海绵城市对策思考

(一)制定适合我省特色的政策,为海绵城市建设提供政策支持

首先要制定一个适合海绵城市建设的可持续发展的政策架构,因此要做一个整体的规划设计,从整个的政策法律体系、以及具体的财政税收政策、还有整个行业产业的管理、以及相关产业的结构调整,甚至到技术人才的培养,整个社会的参与程度等等都需要通盘考虑。海绵城市建设很有发展潜力,但是必须要有具体政策和实施措施支持,否则这个工作难以开展和维系。所以要借助水资源管理体系改革机遇,根据海绵城市建设制定相关的配套政策措施。首先进行水资源的调查和立法工作,进行汇总总结之后,积极构建整个水资源管理和使用的政策方案,可以从如何实施保障、如何划分责任、如何筹集资金、如何进行制度管理这几个方面着手,建设完善的水资源法律和政策体系。要从立法规划指导的基础做起,建立水域管理法规体系。省级管理应当抓住海绵城市建设概念,对全省的湖泊、江河流域、森林水系进行范围标识管理。各级县市要根据海绵城市建设的理念来指导城市建设规划,根据这个整体建设规划制定具体目标,在城市建设中留足生态透水绿地,尽量减少硬化地面,保护好城市的原生水生态系统。我省应以国家的《海绵城市建设指南》为指导,制定出一套符合国家标准的海绵城市建设方案,与之相适应的是要制定适当的政策鼓励建设新技术的应用研究和开发,在建筑行业推广先进施工技术和新型的建筑材料,努力培养出和海绵城市建设相关的新兴产业和先进企业,实现城市建设的供给侧改革,改善城市居民和城市水系的关系,实现和谐发展。

(二)加快城市生态文明建设,促进海绵城市建设发展

近年来,我们的城市扩张速度很快,同时城市的地面硬化程度也在不断增加。因此有必要对此进行约束,可以采取措施逐年减少硬化地面,同时根据这个措施制定一个相应的年化指标,并且每年进行考核。对发展中的农村也要进行地面硬化指标管理,避免在城镇化工程中盲目加大地面硬化程度。福建城市比较多丘陵、山脉,城市水系发达,因此疏通河道尤为重要。利用自然下沉式绿化带可以尽快疏散雨水,因此可以在城市多建立下沉式的绿化带或者绿地。完善城市下水道建设,城市下水道被称为“城市的良心”,因此看不见的隐蔽工程尤为重要。我们大多数城市的下水道建设很落后,所以可以在城市建设地下管廊,铺设大直径管道排水,同时铺设电力、电信、自来水、燃气、广播电视等等市政部门的专用管道,这样可以避免重复开挖路面,同时提高了消防抗灾能力。

(三)引入创新技术为为海绵城市建设提供技术支持

海绵城市建设是一个全新的理念,因此有必要引入创新技术进行城市建设,如在污水处理问题上可以加强对雨水的收集和净化,可以采用一些生物净化的办法,或者通过对雨水的过滤来净化雨水,达到雨水回收的目的,可以建立一些制度来实施。对城市污水的处理也要尽量要就近处理。因此,有必要建立雨水的回收利用系统,利用城市的建筑屋面、道路排水、以及城市的各种绿化地带、还有公园绿地,对雨水进行收集净化回收利用,同时把原有的城市水系重新恢复,比如城市原有的内河、水渠、池塘、湖泊,都应该重新修整重建,这样可以有效解决城市热岛效应问题。同时要注意对城市的地下管网进行维修检查,避免因强降雨或者其它地质灾害造成损失。推广这些新技术建设海绵城市,可以改善地下水资源,改善土壤环境,减少城市生活和工业污水的排放,从而改善整个城市的水资源状况。因此要建立全民惜水的社会环境,让大家都意识到水资源的重要性,并且从立法上开始建立对水资源的保护和规范节约使用的制度,同时要鼓励大家有全民监督的意识,让大家都参与到对水资源的保护利用的事项中来,甚至从水资源的规划开始就应有专门的组织监督建设,除了合理保护利用水资源,还可以引申出相关的亲水产业和亲水文化,丰富城市文化生活。

(四)建立健全投融资机制,为海绵城市建设提供资金支持

海绵城市的建设离不开大量资金的投入,除了财政补贴的支持外,应当大力利用市场的投融资功能,可以向社会市场融资融券,比如发行中长期债券,采用PPP模式,为建设海绵城市提供资金支持。

(五)学习借鉴国外先进经验,建设有福建本土特色的海绵城市

国外对于海绵城市的建设有相当多的经验,因此我们可以借鉴国外的先进经验,形成我们自己的特色。例如在英国这个比较缺水的国家,政府就鼓励建设各种雨水收集设施,同时也注意提高大城市的排水能力,政府积极鼓励市民们在各家各户的屋顶上花园里建设各种雨水收集设施,对一些大型的公共建筑和商业建筑,也建设雨水收集设施,这些都可以很有效地解决他们的水资源收集利用问题;法国是一个降雨比较多的海洋性气候国家,因此他们更注重对洪涝灾害的防治和对雨水进行收集处理循环使用,因此他们更注重对城市的海绵化建设,只有把城市建设成了注重生态循环的海绵城市,才能解决了洪涝灾害又合理利用了雨水资源;日本是一个绿色国家,东京这个大城市就遍布各种公园,适合各种需求,为了保护这些城市绿色空间,日本制定了大量的相关法律和法规,可以长期有效的保护这些绿色空间,大量的绿色空间不仅净化了空气,而且还极大地保护地下水资源。这些经验对我们都很有实际借鉴意义,我省在建设海绵城市中,可以综合考虑参考这些经验,根据实际情况,建设有本土特色的海绵城市。

作者:冯洁 单位:福建社会科学院

参考文献:

[1]肖化顺.城市生态廊道及其规划的理论探讨[J].中国林业调查规划,2015.2.

[2]张旺庞,靖鹏.海绵城市建设应作为新时期城市治水的重要内容[J].水利发展研究,2014.9.

[3]苏义敬,王思思,车伍,魏一哲,董音.基于“海绵城市”理念的下沉式绿地优化设计[J].南方建筑,2014.3.

第二篇:海绵城市水资源的一体化综合管理

城市水源一体化管理不仅仅和人们的日常生活,有着密切的联系,与城市的建设和经济高速发展,起到了重大的意义。因此,在城市水资源一体化管理的过程中,要不断进行创新,结构顶层思维的力量,不断促进海绵城市水资源一体化管理。由于我国处于发展中的国家,在海绵城市水资源一体化管理的过程中,其管理的经验、技术、理念等,都存在着一定程度上的不足,那么如何有效的对城市水资源进行一体化的管理,对城市的水资源进行有效的保护,使城市成为一个强大的海绵体,并且将海绵体内的水资源进行转化,成为城市水资源系统中一部分,从而形式“生态水、水环境、水资源、水安全”等方面的建设,都有着重大的意义。同时,这样也是本文主要阐述的问题。

1“海绵城市”的含义

“海绵城市”是指:城市就像海绵一样,具有丰富的弹性,在水资源充足的时期,进行对水资源的储存,这样就可以在城市水资源短缺的时期,利用前期储蓄的水量进行的补给。具有慢排缓释和源头分散式的特点。因此,在进行城市水资源一体化管理的过程中,可以利用“海绵城市”的概念,在借用顶层思维的力量,以此改善了我国城市水资源污染的情况,进一步的推动了我国城市的建设。另外,在海绵城市水资源建设的过程中,不能一味的借助顶层思维的力量,也要对海绵城市水资源发展的实际情况,对水资源不断的进行优化和改善,这样不仅仅可以减少了城市内涝、水资源污染的情况,也为人们提供了优质的生活品质。

2加强海绵城市水资源一体化综合管理的策略

2.1“治理”成为海绵城市水资源一体化首要任务

由于我国正处于发展阶段,要摆脱城市水资源污染的现象,就要对水资源一体化综合管理进行不断的优化,借用“海绵城市”这一理念,在顶层思维的基础上,实现水源本土化的发展形式。因此,在海绵城市水资源一体化管理的过程中,要将“整治”作为管理的首要任务。在海绵城市水资源一体化综合管理的过程中,要从城市水资源管理的是实际情况进行的整治,将每一个管理的细节进行不断的深化,这样可以将海绵城市水资源全面的进行一体化综合管理。另外,在一体化综合管理的过程中,也要将对海绵城市水资源的发展情况,进行全面的分析,这样可以是海绵城市一体化综合管理落实到实处,进一步的优化了海绵城市水资源。

2.2吸取发达国家城市水资源一体化综合管理理念

在20世纪70年代,西方的发达国家及已将认识到城市水资源一体化综合管理的重要性。并且,在1977-1987年,新加坡仅仅用了10年的时间,就对城市水资源进行全面的优化,并形成了较为完善的城市水资源管理系统。但是,在20世纪90年代,我国才逐渐的认识到城市水资源管理的重要性,并以“海绵城市”的概念为基础,借用顶层思维的量,在城市不断的发展中,逐渐的形式海绵城市水资源一体化综合管理的体系。但是,由于我国正式处于发展的阶段。因此,在对我国海绵城市水资源一体化综合管理的过程中,要不断的借鉴西方发达国家的先进城市水资源管理理念、形式、措施等,并和我国海绵城市水资源实际的发展情况相结合,不断推行综合管理的理念,以此实现较为完善的生态水系统。

2.3不断的完善一体化综合管理理念

在海绵城市水资源一体化综合管理的过程中,要与时俱进,不断相应国家的号召,根据我国对水资源颁布的相关政策,对海绵城市水资源一体化综合管理进行不断的优化。可以分为以下几个方面:(1)要对传统的城市水资源管理政策、形式、理念等,进行的不断的优化,要与时俱进。根据当地城市水资源发展的实际情况,进行不断的创新,最终形成较为完善的海绵城市水资源一体化综合管理的体系。(2)要对海绵城市水资源一体化综合管理发展的长远性,进行不断的优化,以此水资源管理的战略性、广泛性、长远性。并且在管理的过程中,要根据城市的发展情况,进行随时的调整,促进我国城市的不断发展。(3)要对新型的水资源进行不断的开发,其中包括:海水淡化;地下水开发等形式,另外,也要读雨水进行的一定收集和处理,这样的保证城市水资源的正常运作。

3结语

综上所述,本文“海绵城市”的含义进行了简单的介绍,并对顶层思维助力海绵城市水资源的一体化综合管理进行了深刻的阐述,以此构建较为完善的海绵城市水资源一体化综合管理体系,对我国城市的建设,也起到了推动的作用。

作者:陈逸峰 单位:杭州公用事业监管中心

参考文献:

[1]李春梅.顶层思维助推海绵城市水资源一体化综合管理[J].中国勘察设计,2015,12:50-53.

[2]胡灿伟.“海绵城市”重构城市水生态[J].生态经济,2015,07:10-13.

第三篇:彩色透水整体路面对海绵城市建设的必要性

人类生存离不开水,社会发展离不开水,但当前我国水资源短缺现状十分严峻,如何提高水资源的利用率、保护水资源生态平衡已经成为焦点问题。随着城市化建设的推进,传统路面硬化问题也日益突出,地下水补给严重受阻,对自然水循环起了很大的破坏作用,极不利于水资源的保护和利用。立足于城市生态可持续发展,海绵城市建设起着涵养水资源的作用,而彩色整体透水路面在其中发挥的独特优势不可小觑。

1地面硬化问题带来的不利影响

1.1影响城市排水

传统城市路面建设多采用沥青、混凝土为施工材料,透水性能力弱,不利于地面下渗,尤其是遇到暴雨天气,排水系统负担大,很容易造成城市内涝。

1.2地下水补给受阻

地面硬化会造成地表流量增加,使大气降水补充地下水严重受阻,自然水循环遭到破坏,造成了水资源的浪费。若城市地下水开采量过大,还会导致地面沉降问题[1]。

1.3催化热岛效应

地面硬化会严重降低空气湿度,加上城市污染严重,很容易催化城市热岛效应,造成夏季高温,影响人们生活的舒适度。

1.4破坏地表生态

人行道、广场等城市地面多为封闭性结构铺装,路面材料主要有水泥、釉面砖等,不仅透水性不强,更没有良好的透气性,地表植物的根部很容易因缺水、缺气而死亡,影响地表生态环境平衡。

2彩色透水路面在海绵城市建设中的独特优势

海绵城市作为一个比喻,是基于城市水资源保护而提出的,指的是城市要像海绵一样,能够吸收、存蓄雨水,在缺水严重时发挥释水作用,同时兼具雨水净化功能,补充地下水,提高水资源利用率[2]。其中,可渗透路面是海绵城市建设不可或缺的载体,因此,必须探究彩色透水整体路面的独特作用,解决当前地面硬化问题。

2.1独特的结构优势

彩色透水路面的结构组成共分为五部分:彩色透水路面在最上层,厚度为3cm;下层为原色透水路面,有5cm厚度的,也有9cm厚度的;之下一层是1cm的细沙找平层;再下一层则是碎石垫层,厚度为20cm,该层材料主要是级配碎石,且质量要求很高;最底层主要是素土,有着极高的夯实系数。彩色透水路面在结构上分布为,上层最紧密,底层最稀疏并与地表土层直接接触,普通净水器在结构分布上为上层最稀疏,底层最密集,分析彩色透水路面的排水原理可将其想象为倒漏斗型的净水器,由此可见,相比于其他地面铺装模式,彩色透水路面在结构上有着独特的优势[3]。而且,相比于普通硬化路面,彩色透水路面是孔隙状结构,有着高达20%的孔隙率,具有很强的透水性,是海绵城市建设中独特的“海绵体”。

2.2独特的材料优势

彩色透水路面采用调配的无机材料粘接,与沥青路相比,不会在夏季高温天气发生软化变形。而且,无机材料与沥青、柏油相比,分子结构恒定,不仅有着较强的耐久性,又可以回收再加工。同时,无机材料也不会在发挥透水作用时污染雨水,更不会产生辐射[4]。根据检测发现,经过彩色透水路面下渗的雨水可以达到饮用级别。

2.3独特的技术优势

彩色透水路面是一种高新路面铺装材料,施工技术先进,施工材料自然无污染,具有独特的技术优势:(1)耐磨性强。彩色透水路面平整度高,与沥青路面相比,耐久性强,耐磨性高,有着40年的使用寿命。(2)绿色环保。彩色透水路面为无机施工材料,不会产生辐射和污染,施工中也不会产生粉尘,绿色环保。而且,其骨料还可回收再利用,这样在透水路面进行改造翻新时,就不会因为弃渣而造成二次污染。(3)透水率高。与透水砖的透水率相比,彩色透水路面的透水率为其十倍。国家规定的标准透水系数为0.5mm/s,而彩色透水路面的透水系数可达2mm/s。(4)较强抗冻性和耐热性。彩色透水路面即使在零下40℃低温的恶劣条件下也不会发生路面开裂,有着极强的抗冻性。而且,即使面临200℃高温,路面也不会发生变形更不会融化。(5)利于施工和维修。彩色透水路面施工技术先进,每日施工面积最低2000m2,最高可达3000m2,具有较快的施工速度,且易于维修[5]。(6)抗压性强。经鉴定,彩色透水路面抗压强度高于地基,符合CJB/T50081-2002标准,路面不易损坏。(7)空隙率大。彩色透水路面的空隙率在15%~20%,既可以发挥路面渗水作用,还可以通过空隙发挥水分蒸发作用,有利于降低夏天的地表温度,对于缓解城市热岛效应有积极意义。(8)缓解城市噪声污染。彩色透水路面独特的空隙结构,还能够吸收噪声,对于缓解城市噪声污染有重要作用。

3彩色透水路面在地面硬化问题解决中的作用发挥

针对当前城市地面硬化带来的种种不利影响,彩色透水路面在解决这一问题上具有独特优势,在海绵城市建设中,增加彩色透水路面,替换传统硬化路面,已是时展所趋。

3.1有利于缓解城市排水压力

地面硬化问题严重很容易导致城市内涝灾害,而彩色透水路面可以对这一问题起到较好的缓解作用。暴雨天气,彩色透水路面不仅能起到节流的作用,更能有效消纳暴雨径流,降低城市排水负担,从而为缓解城市内涝提供帮助。

3.2有利于自然水循环

城市路面硬化问题带来了地下水受阻,甚至导致地面沉降的发生。解决这一问题,必须恢复自然水循环,改变一味利用地下水的现状,而彩色透水路面则起到了重要作用。有了彩色透水路面,利用其吸水、蓄水功能,使地下水通过水循环得到及时补充,避免了过度取用地下水及地面沉降的发生。3.3缓解热岛效应城市热环境的出现在很大程度是由于封闭性的城市地面铺装造成的。彩色透水路面作为一种透水性铺装,在蓄留雨水上发挥着独特优势,使夏季城市可蒸发水量增加,湿度提高、温度降低,对于改善城市热环境有着现实意义。3.4有利于维护地表生态平衡封闭性的地面铺装很容易造成地表植物因缺水、缺气而死亡。解决这一问题,一是要进行地面透水铺装,二是要有通气管的埋设,使植物能吸水、透气,而彩色透水路面的出现则在此问题的解决上发挥了积极作用。4结语彩色透水路面可以说是一种优质的“海绵体”,起着积存、净化、渗透的作用,不仅有利于解决城市地面硬化问题,更在海绵城市建设中彰显出独特的优势,理应得到广泛应用。为此,在海绵城市建设不断推进的这一过程中,需结合城市发展需要,做好彩色透水路面的整体规划,多添加一些“海绵体”,为保障城市生态提供助力。

作者:高帆 单位:北京景观园林设计有限公司

第四篇:海绵城市在山地生态公园中的应用

在城市化发展的过程中,生态环境也遭到了严重的破坏,一旦发生持续降雨、暴雨等极端天气的时候,城市内涝严重的问题就会凸显出来,而在日常生活中,这些城市的缺水问题也会显现。海绵城市理念的提出对于上述问题的解决有着重要的意义。海绵城市在城市山地生态公园中的应用符合山地生态公园自身特点,不仅能够解决城市内涝问题,还能够实现水资源的节约,改善城市生态环境。基于以上,本文简要探讨了海绵城市在山地生态公园中的应用。

1海绵城市概述

海绵城市属于新兴的城市雨洪管理理念,使得城市能够像海绵一样具有弹性,以此来适应环境变化,应对洪涝灾害,在下雨的时候能够实现吸水、蓄水、渗水和净水,在干旱的时候能够实现蓄水的释放,解决城市内涝问题,实现水资源的有效利用,实现对城市生态的改善。海绵城市建设以生态优先为原则,结合人工措施和自然途径,在保证城市良好的排水防涝功能基础上,尽可能实现雨水的存储、净化和吸收,提升与水资源的利用效率,实现对生态环境的保护。海绵城市建设是对传统排水系统的一种优化和补充,是对给水环节、排水环节以及水资源循环利用环节的协调。海绵城市以“海绵体”为基础,通过“海绵体”在降水的时候吸收雨水、存储雨水和净化雨水,在缺水的时候排出雨水,实现雨水的回收利用,而海绵城市理念在城市山地生态公园中的应用则能够将山地生态公园打造成海绵城市的“海绵体”。

2山地生态公园的特点

山地生态公园以自然山体为依托,以生态优先为原则进行设计和建设,山地生态公园是城市发展的产物,其与城市联系紧密,一般紧邻住宅区,能够为居民提供休闲、游憩的场所。由于依山而建,山地生态公园也有着一定的特殊性,山地生态公园一般有着较多坡度较大、流程短的冲沟,在降雨持续较长或比较急促时,很容易加速雨水的汇集,快速涌入临近市政管网,加大雨水管网的复核,其携带的泥沙及杂物很容易淤积并堵塞管网,形成严重内涝。而在雨季过后,雨水排除容易形成干河沟,影响了公园周边的人居环境。此外,山地生态公园中,其地质也有着一定的特殊性,表层土下往往是透水性不良的岩石,这也对其排水功能提出了较高的要求。由此可见,将海绵城市应用到山地生态公园中是十分必要也是十分重要的。

3海绵城市在山地生态公园中的应用

3.1道路与铺装

3.1.1透水型沥青混凝土路面

在山地生态公园建设过程中,可以采用透水型沥青混凝土路面,在雨水多发季节,透水性沥青混凝土路面能够有效实现渗水作用,雨水经过路面渗透到路面以下存储起来,减少了地表径流的最大峰值流量,降低冲刷力度,避免大面积积水产生内涝问题,通过路面极大的透水能力能够及时消除路面水膜,有效避免了水漂事故发生。在雨天,透水型沥青混凝土路面能够有效减少雨天行车的喷雾现象和溅水现象,提升了能见度,对于保证安全有着重要的意义。

3.1.2铺装

可以采用碎石或透水型混凝土来进行道路铺装和广场铺装,以此来提升雨水渗透能力。如果一些场地铺装采用花岗岩,则可以应用破碎化理念,增加花岗岩铺装砖块之间的间隙,将不可渗透的硬质铺装转换为可渗透性,解决不透水地面在雨天出现雨水径流的问题。

3.2植草沟的设置

根据山地生态公园地形设置植草沟,宽度控制在1-3米之间,深度控制在0.5米左右,将植草沟与山地生态公园内部的水景观相连,在植草沟内种植耐水湿植物,以此来实现对雨水的收集、输送和排放,同时植草沟的设置还能够有效地净化雨水。

3.3下凹式绿地的设置

绿地是山地生态公园中的重要组成部分,在绿地的设计过程中,可以设置为下凹式绿地的形式,相较于周边的路面来说,可以将绿地高度设置的低一些,一般低于路面15-30厘米即可,此外,在公园道路与绿地的连接处,可以采用平道牙的设置方式,这样一来,在雨天周边道路上的雨水会流入下凹式绿地中,实现对雨水的吸收和渗透。

3.4雨水花园的设置

在山地生态公园中,经常会出现一些地势较低的地方,如果不进行合理的设置,在雨天雨水很可能在地势较低处汇集,从而导致公园内出现内涝的问题。可以在山地生态公园地势较低处设置雨水花园,在花园内种植一些耐水、耐湿植物,在雨天实现对雨水的滞留,不仅有效防止公园内涝问题,还能够实现对公园内部水景观的补给。

3.5将多功能调蓄池作为公园中心水景

在山地生态公园规划设计的过程中,可以将多功能调蓄池作为公园中心的水景,水景观不仅能够为人们提供休闲、游憩的空间,同时可以作为生态化调蓄池及山林消防水源。在出现持续降雨、暴雨等极端天气的时候,降雨量会猛增,此时中心水景可以作为一个储水装置实现雨水的存储,中心水景周围积压的雨水都可以通过径流引入到中心水景中进行存储,这不仅能够解决山地公园内部雨水聚积的内涝问题,同时能够有效保证雨水质量。中心水景可以通过沟渠、水道等与湖泊、河流等相连,可以在系统中增加过滤器和水泵装置,能够有效保证水质,实现雨水的循环利用,保证湖水、河水的清澈,实现环境保护。

4结论

综上所述,本文从海绵城市和山地生态公园概述入手,强调了在山地生态公园应用海绵城市理念的重要性,并从道路铺装、植草沟、下凹式绿地、雨水花园及中心水景等几个方面探讨了海绵城市在山地生态公园中的具体应用,旨在为相关城市山地生态公园的规划设计和施工实践提供参考,为海绵城市的建设和发展作出贡献。

作者:刘文栋 房德安 张辉 单位:青岛市园林环境规划设计院有限公司 青岛市公用建筑设计研究院有限公司

第五篇:海绵城市理念在城市绿地建设中的运用

“海绵城市”理念是使城市像海绵一样具有弹性,雨季吸收雨水,旱季将雨水排放,并且还能对吸收的雨水进行净化的过程。城市绿地是建设“海绵城市”和构建低影响开发雨水系统的重要场地。城市绿地、广场及周边区域的径流雨水通过有组织地汇流和运输,将城市降水进行了分流,提高了城市防治内涝的能力。大力推进建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”,能够节约水资源,保护和改善城市生态环境。

1海绵城市

1.1背景

“海绵城市”的理念源于海绵能够吸水的特性,在学术界和行业内常用“海绵”来比喻城市的某种吸附功能。2006年澳大利亚人口研究学者Budge用海绵来比喻城市对人口的吸附现象。而近年来,海绵更多地用来比喻城市或土地的雨涝调蓄能力。2009年6月,俞孔坚主持设计的哈尔滨群力国家城市湿地公园开始建设,他在公园设计中探索了一条通过景观设计来解决城市雨洪问题的创新方法,即建设城市“绿色海绵”;2011年刘波在“九三学社”提案中提出《关于建设海绵体城市,提升城市生态还原能力》;2012年7月,台湾大学大气科学系教授、低碳环境学会理事长柳中明指出“海绵城市”的绿生活概念;2013年7月,纽约环保部、相关市议会成员(Lander,Levin,Gonzalez)和Gowanus运河管理部门共同宣布建立一座紧邻Gowanus运河的海绵公园;2013年10月,在福建厦门召开的“极端暴雨事件和防洪减灾国际学术研讨会”上,林炳章教授建议,厦门可借鉴美国经验建设一座“海绵城市”;2013年12月,在中央城镇化工作会议中提出,在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,更多地利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。2014年10月,住建部了《海绵城市建设技术指南》。“海绵城市”的概念被官方文件明确提出,也代表着生态雨洪管理思想和技术将从学术界走向管理层面,在实践中得到推广。

1.2“海绵城市”与绿地建设的关系

“海绵城市”的建设作为一种生态途径,能够在不同尺度综合解决中国城市突出的水资源及相关生态问题。“海绵城市”体系的规划强调城市绿地系统对雨水径流量、径流污染与峰值流量的控制能力,对城市绿地建设的要求较多。而城市绿地的布局、规模与建设情况也会反过来影响“海绵城市”体系的规划,两者在规划阶段是相互指导的。城市传统粗放的开发建设方式,使地面硬化面积大幅增加,河流、湖泊、绿地生态环境受到不同程度的损害,破坏了城市原有的自然生态环境和水文特征。大量原本可以渗入地下的雨水在短时间内形成径流,经管渠、泵站等“灰色”设施快速集中排放,造成排水系统不堪重负发生内涝,雨水不能被有效利用。因此,城市规划建设必须转变理念和方式。城市绿地管控雨水的生态功能部分契合了“海绵城市”对雨水管控的要求,城市绿地已经成为“海绵城市”体系的重要组成部分。同时“海绵城市”体系下的城市绿地建设标准也符合生态化和节约型园林的要求。“海绵城市”体系的构建不要求大规模调整城市绿地系统,而是在现有城市绿地系统的基础上,选择适宜的技术措施进行改造,使其取得最佳的建设效果。城市绿地虽可作为“海绵城市”的重要载体,但不能完全依赖城市绿地,城市绿地在“海绵城市”体系中只承担辅助角色。

2在城市绿地中的应用

“海绵城市”体系通过结合城市总体规划中的多个专项规划,逐步构建并完善了低影响开发雨水系统。其中,城市绿地以水绿交融的格局成为建设“海绵城市”的良好载体,这不仅便于应用低影响开发雨水系统的技术措施,也有助于实现低影响开发雨水系统的建设目标,已经成为“海绵城市”建设的重要组成部分。

2.1将低影响开发设施融入城市绿地设计中

在明确周边汇水区域的汇水量,提出预处理、溢流衔接等保障措施的基础上,将城市绿地与周边汇水区域进行有效衔接。通过平面布局、地形控制、土壤改良等多种方式,将低影响开发设施融入城市绿地的规划设计中,尽可能满足周边雨水汇入绿地进行调蓄的要求;城市绿地和广场中的湿塘、雨水湿地等雨水调蓄设施,能通过多功能调蓄的方式,对较大重现期的降雨进行调蓄排放。同时采取水质量调控措施,利用生态堤岸和雨水湿地等设施来提高水体的自净化能力,有条件的可使用人工土壤渗滤等辅助设施对水体进行循环净化。规划设计时应避免地下空间的过度开发,为雨水回补地下水提供渗透路径,合理设置预处理设施。径流污染较为严重的地区,可采用初期雨水弃流、沉淀、截污等预处理措施,在径流雨水进入绿地前将部分污染物进行截流净化。如,周边区域径流雨水进入城市绿地与广场内的低影响开发设施前,可利用前置塘、沉淀池等进行预处理,以防径流雨水对绿地环境造成破坏。有降雪时还应对含融雪剂的雪水进行弃流,弃流的雪水经沉淀等处理后再排入市政污水管网。

2.2绿地植物防涝技术

绿地建设应符合园林植物种植及园林绿化养护管理要求,可采取合理设置绿地下沉深度和溢流口、选择乡土植物和耐淹植物、局部换土、增强土壤渗透性等方法,避免园林植物长时间受到浸泡而影响其正常生长,影响整体景观效果。

2.3注意事项

规划设计中,承担城市排水防涝功能的城市绿地与广场,其总体规模、布局及竖向设计应与城市防涝系统相衔接。城市绿地与广场宜使用透水铺装、植草沟、生物滞留设施等小型、分散式低影响开发设施来消纳自身径流雨水,室外庭院的透水砖铺装率应不小于70%;城市绿地与广场应在满足吸热、吸尘、降噪、美化城市、为居民提供游憩场地等功能的前提下,达到规划提出的控制目标和指标要求;新建城市绿地与广场工程中硬化面积达2000m2以上的项目,应配建容积不少于30m3/km2的雨水调蓄设施;单位小区绿地至少应有50%的下凹式绿地用于滞留雨水,下凹式绿地应低于周边地面或道路,下凹深度宜为50mm~100mm,且不大于200mm.

3建设海绵城市的意义

“海绵城市”建设具有重要的生态意义和经济意义。以“海绵城市”理念为指导思想有助于城市绿地的合理布局,有利于完善城市绿地的基础设施和改善其环境;有助于协调社会、经济、环境与发展的关系;对探索和建立既能体现城市社会、经济、自然协调融合,又能满足当前我国城市要求的城市发展建设规划,具有重要的理论和实践意义。“海绵城市”建设十分重视对天然水系的保护和利用,降低了建设排水管道以及钢筋混凝土水池的工程量。调蓄设施又常与已有的城市绿地、园林景观水体相衔接,“净增成本”比较低,大幅度减少了治理水环境污染的费用,降低了城市内涝造成的损失。

作者:王志红 单位:晋中市园林局

第六篇:海绵城市概念于景观设计中的应用

1现代海绵城市概述

海绵城市概念的由来与海绵关系密切,有一句说是这样的“时间就像海绵的水一样,只要愿挤总会有的”。这句话虽然隐含着较为深层次的意境,但从表面分析海绵具有强的吸水性,可以吸附较多的水,而海绵城市的概念正是来源于此。近年来,由于城市建筑空间的不断增多,留给草木以及花园的空间正在逐渐缩减,导致城市蓄水功能也在失去功效,现代海绵城市设计理念在城市建设中的运用能够有效解决这一难题,促进城市蓄水功能的不断提升。在现代海绵城市的设计中,必须具有“海绵体”,它不仅包含河湖这样的蓄水池,同时也涵盖了城市配套设施,比如绿地、花园,或是可渗透地面。雨水从海绵体下渗,可以起到滞蓄、精华以及回收功效,剩下水资源通过不同的渠道外排,促进城市排水系统建设更好的发挥功效。

2海绵城市作用分析

1)保护生态环境,恢复自然植被海绵城市建设理念已经在全球范围内获得认可并得到有效推广,这种建设理念之所以受到追捧是因为它可以起到保护生态环境的作用。海绵城市建设过程中对于排水系统进行了有效利用,在城市的多个地带建立雨水储存系统,比如道路建设、绿化带以及公园等,增加这些场所蓄水功能,可以恢复城市雨水原本的作用,促使城市水循环系统发挥自身功能,达到保护生态环境的目的,同时水资源的合理使用也使城市自然植被长势呈现良好状态。2)控制水污染海绵城市建设理念的有效实施还可以起到一个非常重要的作用,即控制水污染。海绵城市设计中城市水循环系统的表现设置非常良好,雨水落到地面之后渗透至海绵体中,一部分水流入循环系统之中,另一部分水则留在海绵体之中。虽然之前城市绿地建设已经很完善,但是绿地对降水的拦截作用较小,城市海绵体不断增多,可以将降水中污染物进行沉淀,进而对其进行分解,最后达到净化作用,实现自然生态净化。3)降低内涝风险海绵城市建设借助海绵的基本性能展开,将海绵的两大特征用于城市建设,其一是水分特征,其二是力学特性。现在很多城市的雨水蓄水功能难以真正发挥实效,一旦遭遇较大降水,城市地区都会受到影响,造成内涝现象频繁,影响人们正常出行。海绵城市建设规划将这一弊端得以解决,完善雨水排水系统,将落到地面、草坪以及河湖的雨水得以有效利用。4)补充城市地下水,促进水循环在以往的城市建设中,排水系统设计存在一定的缺陷性,亟需解决。海绵城市设计理念是在城市原有排水系统之上进行完善,让城市地下水更为充足,这些都需要通过海绵体进行雨水储存以及循环利用,海绵体涵盖多个方面,可以使绿地、道路,还可以使江河湖,将城市地下水长久保持在充足状态,并通过循环的形式实现再利用。

3海绵城市应用分析

1)下凹式绿地所谓下凹式绿地,就是指低于周围路面的一种绿地形式,它又被称为地势绿地。这种绿地设计的目的在于储存更多雨水,减少径流外排,对于下凹式绿地,一般对于深度都会有一定的设计要求,而且对于土质要求极高,必须是未经改良过的土地。它的绿地面可以承载更多的雨水,并且其内部植物几乎都是土草本植物,具有极好的透水性,建设成本相对较低,这样在某种程度上减少绿化用水,还可以改善城市环境,可谓是一举数得,海绵城市建设理念在这一方面得到了极好的体现。2)植草沟植草沟也是城市海绵建设理念的体现,在城市道路两旁规划这样的海绵绿化带,可以让雨水流入植草沟内,雨水经过沟内植被的过滤,一部分水注入地下,还有一部分水留在植被表层,确保植草沟内植被水分补给充足,减少城市绿化用水,而且还可以减少城市水污染,大大促进周期环境空气的净化,植草沟实际上起到城市排水管道的作用,推动城市水循环更有效合理的运作。3)透水地面海绵城市建设过程中对于道路铺设的材料进行了改良,这种新型的路面可以促使雨水渗透至土层深处,减少路面积水,这一部分雨水经过透水路面的过滤,进一步实现了城市地下水的净化,而且能够保证城市储水能力变强,确保植被生长过程中不会缺少水资源。

4海绵城市在景观中的运用

海绵城市建设理念已经在世界各国经过验证,效果是非常显著的,而在很多景观设计中也引用了这种理念,促使景观建设更具科学合理化。以某工程为例重点说明海绵城市在景观中的运用。这是一个以湖为主体的湿地公园,在未实施海绵城市设计理念之前,该地区环境污染比较严重,这主要表现在两个方面,其一是面源污染,其二是雨水污染,这对于城市景观建设而言是非常不利的,亟需解决。近些年来,海绵城市设计理念逐渐应用到景观设计中并取得了不错的运用效果,针对景区存在的环境污染问题,也可通过这种理念的具体实施得以改善,从以下四个方面着手:第一,在进行道路设计时,可以采用透水铺装,这样不仅可以容纳车辆,同时还可以促使水资源得到有效利用,雨水透过新型路面渗透至地下,在此过程中可以将降水中的污染物或是颗粒消除,这样就不会污染到地下水资源,促进景区周边环境得以明显改善,植被水分充足,大大降低了植被绿化所需资金。第二,种植一些透水性极好的植物,这些植物可以起到净化雨水的作用,进而促使储存下来的地下水以及地表水都是没有污染的水资源,从源头上将水污染得以控制。第三,上文中提到下凹式绿地也可以引入绿地规划建设之中,这样的设计可以减少水资源的流失,保障地下水循环系统的正常运作,同时也可以发挥自身的功能性,净化水资源以及储存水资源。第四,净化台地在景观水资源的运用于储存上也起到了极为重要的作用。尽量设计较多的净化台地,将景观置于山坡或是较高地带,下面可以配置相应的花坛或是水池等。这种净化台地的建设可以起到管理雨洪的作用,一旦遭遇暴雨,雨水将会至上而下流入台地周围类似花坛或是水池,在此过程中,雨水冲击力不断减小,起到了防洪作用。

5结语

现代海绵城市设计理念在我国城市建设中得到了大面积使用,并且取得相对较好的效果。随着社会的不断发展,这种设计理念在景观设计中也得到了有效应用,促进了景区建设更为科学合理。文章简要介绍了海绵城市设计理念,并以具体事例概述了海绵城市设计理念在景观设计中的运用。

作者:张志远 单位:厦门市北区绿化工程有限公司

第七篇:海绵城市建设规划策略探讨

一、海绵城市建设对城市规划的要求

2013年12月,在中央城镇化工作会议上提出“在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。自此,海绵城市建设成为国家改善城市生态环境、提升城市人居环境、推动社会经济发展的重要战略,并正在全国推开。海绵城市就是以尊重自然规律为前提,用生态文明的理念和方法开展城市建设,把粗放式的建设变成低影响的绿色的城市开发建设模式。海绵城市建设的理念源于城市排水(雨水)、防涝等行业,但又有所发展创新,是对传统雨水处置模式的革新,其最终目的就是通过建设海绵城市而让现代城市具有像海绵一样吸纳、净化和利用雨水的功能,以此减少开发活动对自然的干扰和损害。城市规划是政府指导、协调城乡建设和发展的基本公共政策,是保证实现海绵城市建设目标,引导海绵城市建设有序进行的重要技术保障。而作为一项新型工作,由海绵城市发展出的新理念、新需求及新技术对我国城市规划工作提出了全新的要求,要发挥规划的引导与管控作用,就必须在规划编制技术与方法上进行优化与创新。海绵城市的系统性与复杂性要求其规划应当遵循以下几个基本原则:一是系统控制。落实海绵城市建设要求的城市规划应立足于改善城市的生态环境,从水生态、水环境、水资源、水安全等方面提出系统控制目标,统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统,衔接生态保护、河流水系、污水、绿地、道路系统等基础设施系统,建立相互依存、相互补充的城市水系统。二是统筹协调。海绵城市的建设内容应纳入城市总体规划、控制性详细规划和修建性详细规划中,并充分统筹其他相关专业系统,在不影响其他相关专业系统主体功能的情况下,增强复合功能,实现相互协调与衔接,发挥综合效益。三是保护性开发。应顺应自然地貌,尽量避免大挖大填,结合蓝线和绿线的划定和管理,严格保护河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,倡导自然积存、自然渗透、自然净化等规划策略。四是分类指导。针对不同区域的水文气象条件、地理因素、城市发展阶段、社会经济情况、文化习俗等,或城市规划区范围内不同地区的特征,分门别类地制定海绵城市规划目标和指标系统,有针对性地选择相关的技术路线和设施,确保规划方案的可实施性和有效性。

二、适应海绵城市建设的规划策略

海绵城市规划通过合理布局空间和统筹规划自然渗排水系统、生态排蓄水设施以及道路、绿地等的雨水调蓄功能,以实现城市开发建设后的水文功能接近建设前这一海绵城市建设目标,它属于城乡规划体系,是一项新型的综合的专项规划内容。由于海绵城市建设涉及城市排水(雨水)、给水、水系、防洪排涝、道路交通、园林绿化等行业,因此,海绵城市规划内容应当是在现有城市规划编制体系的框架下,分层级纳入城市总体规划、控制性详细规划、修建性详细规划和相关专项规划的内容当中,通过补充和完善城市规划编制方法和内容,成为现有法定规划的有机组成部分。在总体规划层面上,可在城市总体规划编制之前或同期开展落实海绵城市建设要求的专项规划,专项规划成果可以作为技术参考,以便将有关海绵城市建设的要求和内容纳入城市总体规划。城市总体规划已经编制完成,确需补充海绵城市建设内容的也可开展专项规划,经法定程序审定的成果可以作为开展海绵城市建设的技术指导,并将成果在总体规划修编时纳入其中。在编制海绵城市专项规划内容时,需要协调好与给水、污水、防洪排涝、园林绿化和道路交通等各专项规划内容的关系,否则,可能造成规划衔接上的困难,直接影响规划实施效果。为便于与现有法定城市规划相衔接和有利于规划的实施,有关海绵城市规划的编制在深度和方法上可参照《城市规划编制办法》的规定,与总体规划中的专业规划保持一致。而各行业的专项规划,则可以根据城市总体规划或控制性详细规划中有关海绵城市的内容和要求,结合行业专项规划编制的技术方法和标准,补充海绵城市的相关内容。在控制性详细规划中,可以依据城市总体规划中有关要求,增加与海绵城市有关的内容,细化落实城市总体规划中有关海绵城市相关的规划指标、海绵建设分区、设施布局等内容,并将需要刚性控制的部分指标和要求作为强制性规划条件,纳入建设用地审批和土地出让条件之中,让海绵城市建设的要求通过规划行政许可等规划管理手段来实现。在修建性详细规划中,可以依据控制性详细规划的要求,增加与海绵城市建设有关的内容,细化落实上位规划确定的海绵城市控制指标,落实具体的海绵城市设施布局。

三、海绵城市建设的规划技术要点

如果大尺度的城市区域范围的空间布局、蓝线划定、汇水分区和竖向设计等不符合海绵城市建设要求,雨水无法按照“渗、滞、蓄、净、用、排”的要求处理利用,那么建设再多、再好的海绵城市设施也难以发挥应有的作用。因此,在海绵城市建设中,城市规划将扮演关键的引导管控角色。落实海绵城市建设要求的城市规划涉及到城市总体规划、控制性详细规划、修建性详细规划等各层次,以解决宏观、中观、微观三个空间层次的要求,各层次规划相互衔接,共同构建起海绵城市的规划技术体系。不同层次的海绵城市规划有不同的内容和深度,总体应当遵循与相应层次的法定城市规划保持一致的原则。指标是落实目标的标准和依据,建立可行、经济、能够落到实处的海绵城市规划指标体系,是海绵城市规划规划编制工作开展的技术基础。传统的雨水排水系统控制目标主要是对城市产生的峰值流量进行控制,即直接排放一定重现期下的暴雨径流,而海绵城市的建设目标涵盖雨水径流总量、峰值流量控制、排水防涝、污染物控制和雨水资源利用等多个分目标,这些目标既有联系又有区别,需要通过规划统筹达到海绵城市综合建设要求。这些目标的确定都有一个科学性和经济合理性的问题,盲目的取大或取小都有可能违背自然规律、科学规律和经济规律。同时,海绵城市规划指标体系的构建应当力求简单、有效和可操作,避免因指标过于繁杂和标准测算难度过大而不可操作或因技术复杂而难以推广。海绵城市建设的目的是尽可能地接近开发前自然的水文状态,因此径流总量控制目标应当作为海绵城市规划的基础性指标(至少从目前可操作、可落实的角度看,这是性价比较优的指标),其他指标则以实现径流总量控制为出发点,根据水生态、水环境、水资源、水安全等方面的规划管理需求和具体问题来构建,从“源头、中途、末端”提出实现海绵城市建设目标的控制指标。其中,根据管控的对象不同可分为雨水控制指标(径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等)和空间管控指标(禁限建区、水生态敏感区、蓝线、泄洪通道等)等两大类;根据管控的刚性不同指标又可分为强制性和引导性两种。这些指标因规划的层次不同而又有差异,原则上下一层次的规划指标是对上一层次规划指标的落实、分解和细化。

规划指标体系确定后,就可以进一步明确海绵城市规划的主要内容。在城市总体规划层面上,重点是通过综合分析规划区范围内(主要是规划建设用地范围内)的降水、地质水文条件和建成区现状条件,从“源头、中途、末端”三个环节,因地制宜地确定海绵城市建设的控制目标和量化的规划控制指标,在此基础上充实完善以下相关规划内容,主要包括:(1)统筹规划城市及其周边区域整体生态空间格局,保证大区域空间资源的配置,保护山水格局。(2)划定海绵城市建设分区和城市蓝线。(3)按照海绵城市建设要求优化城市竖向。(4)按照分类控制、分类引导的原则确定各海绵城市建设分区内的用地布局,市级海绵设施布局等。(5)根据海绵城市建设要求,对与城市总体规划各专业规划相对应的给水、排水(雨水)、防洪排涝、绿化、道路交通等内容进行优化,使海绵城市建设控制指标和要求能够在相应行业中得以落实。(6)综合各方面措施,提出海绵城市建设时序、规划管控要求、近期实施计划和海绵城市建设保障措施,以确保海绵城市规划能够顺利实施。控制性详细规划层面上的海绵城市规划内容是落实海绵城市规划管控的直接依据,将为海绵城市控制指标进入规划许可提供法定依据,并为下阶段修建性详细规划和市政、道路等工程设计提供指导。其主要内容主要包括:(1)分解和细化总体规划层次中提出的海绵城市建设指标或要求,并根据规划地区的周边情况,在适度增减具体指标的基础上,明确强制性和引导性规划指标和要求。(2)在上一层次规划中确定的海绵分区的基础上,进一步对规划单元范围内的用地环境进行分析,划定规划单元范围内的海绵建设分区,明确各分区的海绵城市建设策略和措施。(3)按照海绵城市建设和总体规划竖向设计要求优化规划地块的竖向设计。(4)对规划地块用地布局进行优化。(5)根据海绵城市建设要求优化蓝线、绿线和黄线的空间定位及其控制要求。(6)结合排水(雨水)、防洪排涝、道路交通、园林绿化等专业规划,明确规划地区的海绵城市设施布局和实施措施等。在修建性详细规划的层面上,重点是落实和分解控制性详细规划等上位规划中有关海绵城市建设的开发控制指标、相关设施的类型、布局及技术要求。将海绵城市的建设技术和方法运用到场地规划设计、工程规划设计、经济技术论证等方面,以指导具体项目的设计与开发建设。

四、结语

大力推进海绵城市建设是国家建设生态文明、美丽中国的重要战略举措,而进行海绵城市建设离不开科学的规划指导。《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发明确要求“坚持规划引领、统筹推进”“科学编制和严格实施相关规划”,对城市规划给予重任。但海绵城市建设是一项全新的工作,随着海绵城市建设实践的全面、深入推进,城市规划工作会面临各种新的问题、难题和困惑需要解决,城市规划编制技术及其实施制度应当结合实践不断进行创新和变革,唯有如此,才能适应海绵城市建设工作对规划的要求。

作者:邢海峰 单位:住房城乡建设部城乡规划管理中心

第八篇:“海绵城市”理念规划与实施问题探讨

1背景与现状

现代科技的不断发展,在带来经济腾飞和人们生活水平改善的同时,也造成了人与自然之间供需矛盾的加剧,其中,人与水资源之间的矛盾愈来愈突出。据建设部2010年对349个城市内涝情况进行的调研,2008~2010年共有289个城市发生了不同程度的内涝,占调查城市总数的80%,内涝多具有发生范围广、积水深度大、积水时间长的特点。纵观近些年,北京2011年“6.23”和2012年“7.21”、成都2011年“7.3”、武汉2012年“5.29”和2013年“7.7”、厦门2013年“5.15”等,都造成了重大的人员和财产损失。我国水资源呈现夏多冬少、南多北少的时空分布不均匀性,而且水环境恶化的趋势尚未从根本上改变,很多地区饱受水资源短缺的困扰(包括水源型缺水和水质型缺水)。此外,快速却又不健康的城镇化,导致城镇畸形发展,填湖开发、滥砍滥伐、地下水超采等严重破坏了原有的水系、湿地、山林和绿地等。而城市内又大面积采用不透水铺装,现有雨水设施排水能力受限,直接或间接导致城市内涝。

2指导思想

多次强调,要建设“自然积存、自然渗透、自然净化”的“海绵城市”。“海绵城市”是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,对于雨水,要做到能吸收,能渗透,能涵养,能净化,能释放。传统模式中过度强调末端治理,忽视源头减排、资源化利用,而“海绵城市”强化源头减排、过程控制、系统治理和有效利用。“海绵城市”建设应遵循规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜及统筹建设等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。城市的每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养和雨水净化等潜能,这也是“海绵城市”构建的基础。但是,各关键性生态过程在空间的分布是不均衡的,因此,可通过城市雨洪调蓄、水源保护和涵养、地下水回补、雨水净化、栖息地修复、土壤净化等重要的水生态过程共同构成水生态基础设施。水生态系统区别于其他生态系统的主要特点之一在于水这一特殊的环境因子。由于水的特点是流动和循环,因此水生态系统的影响因素并不在于水体本身,它与流域内其他土地利用等景观要素相联系,自然过程和人类活动对水生态系统的影响是广泛的。《海绵城市建设技术指南》中提出:“海绵城市”的建设途径主要包括三大方面,一是对城市原有生态系统的保护,二是生态恢复和修复,三是低影响开发。

3实施方法

概括起来,“海绵城市”的实施方法一般分为三个方面:排水,防洪,节水。排水方面,必须实施有效的雨污分流排水体制;防洪方面,初期的地表径流需要收集处理,后期降水应就近排入自然水体,这对于易涝城市尤为重要,但自然水体的收纳能力是有限的,需提高地表入渗率来储存一部分降水,这就对城市建设中绿地率、地面材料等提出了较高的要求;节水方面,推广节水型器具,实现污废分流,充分而合理地做到污水再生利用,尤其在旱季不至于出现河道干涸、居民停水等情况。为进一步落实低影响开发理念,要结合地区实际确定年径流总量控制率等指标,将其纳入城市总体规划。同时,根据不同性质的用地确定透水铺装率等指标,防止城市建设中土地大面积硬化。根据地形和汇水分区,合理确定雨水排水分区和排水出路,尽量利用自然行泄通道,并采用屋顶花园、坑塘等低影响开发设施控制雨水径流。确定城市低影响开发重点建设区域,对其提出年径流总量控制率目标。建设“海绵城市”对城市绿地以及城市道路建设都有相应的要求:对绿地的要求:在满足绿地的生态、景观、游憩等基本功能的前提下,应合理选取和预留空间,建设低影响开发设施,为场地及周边的雨水径流提供蓄滞空间,并起到净化、下渗等作用。具体包括明确各类绿地的低影响开发控制目标,合理选取低影响开发雨水设施的类型与规模,注重同周边绿地、水体的衔接,并针对性地选取适宜的植被,在有条件的绿地公园可布局面积较大的低影响开发设施,如水塘、湿地等,对较大降雨进行调蓄排放。对道路的要求:结合路权划分,对原有绿化隔离带及新建隔离带进行下凹式改造,与原有雨水管网合理衔接。同时,由于城市道路是污染物产生的主要场所,在有条件的路段,应设置植被过滤带,并按照一定的间隔设置雨水渗透设施或调节池。必要时,甚至应通过协调城市道路与红线外用地的布局与竖向安排,确保城市道路的低影响开发控制指标得以实现。

为了科学合理地建设好“海绵城市”,要综合利用渗、滞、蓄、净、用、排等措施:渗:通过建设屋顶花园、可渗透路面、砂石地面和自然地面、透水性停车场和广场等工程,从源头上减少城市地表径流的产生,达到回补地下水的目标,并且可以对初期雨水污染起到净化作用。滞:通过建设下凹式绿地、广场、景观带、植草沟、绿地滞留设施等,在降雨期间暂时储存一定量的雨水,削减向下游排放的雨水峰值流量,延长排放时间,达到雨水调节的作用。蓄:通过保护、恢复和改造现有河湖水域、湿地,因地制宜建设雨水收集调蓄设施等,对雨水径流进行滞留、集蓄,削减径流总量,从而达到集蓄利用、补充地下水与净化雨水的目标。净:在满足防洪和排水防涝安全的前提下,对城市内主要河道进行滨河、人工湿地改造,通过对不透水的硬质铺砌河道的改造,构建沿岸生态缓坡,从而达到雨水净化的目标。同时,积极建设初期雨水处理设施,开展生态水循环及处理系统工程,完成雨污分流,提高雨水利用的目标。用:按照“集散结合、就近处理、就地循环”的原则,建设污水再生利用设施和雨水综合利用设施等,从而缓解水资源短缺带来的压力。排:对主要行泄河道进行清淤改造,恢复天然河湖水系的连通,并对新建地区严格实施雨污分流管网建设,并加快老旧城区雨污分流管网改造,完成雨污分流与雨水收集利用目标。同时,依据“海绵城市”相关技术标准对城市内易涝的低洼积水点进行改造整治,从而达到高效的雨水收集排放目标。“海绵城市”———低影响开发雨水系统构建需统筹协调城市开发建设各个环节,在城市各层级、各相关规划中均应遵循低影响开发理念,明确低影响开发控制目标,结合城市开发区域或项目特点确定相应的规划控制指标,落实低影响开发设施建设的主要内容。设计阶段应对不同低影响开发设施及其组合进行科学合理的平面与竖向设计,在建筑与小区、城市道路、绿地与广场、水系等规划建设中,应统筹考虑景观水体、滨水带等开放空间,建设低影响开发设施,构建低影响开发雨水系统。通过有效的利用和控制雨水,我们可以实现:减少城市内涝,有效地节约水资源,缩小城市雨水管网规模,减少城市污水处理设施的投资,回补地下水,减少海水入侵,改善生态环境,缓解内陆湖泊的面源污染,降低盐碱区域的种植成本等诸多目标。

作者:王枭 单位:秦皇岛市规划设计研究院

第九篇:园林植物在海绵城市建设的作用

海绵城市是一种创新的雨洪管理理念,它所指的是城市在适应环境变化以及应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”,为此,海绵城市可以理解为“水弹性城市”。随着人类对资源的不断开发和索取,造成了严重的生态环境问题,为了应对水资源的严重浪费等诸多问题,然而海绵城市建设能够使得城市像海绵一样,适应环境的变化,在下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,在城市对水资源需要时,可以将蓄存的水“释放”并加以利用。根据相关的数据统计,南宁市多年平均(1980-2014年)降水量为1298毫米。4月至9月的降水量达1032毫米,占全年降水量的79.5%,其中冬季(即10-翌年3月)降水总量266毫米,占全年降水总量的20.5%。2015年4月,南宁市正式被列为海绵城市建设试点城市之一。2015年8月南宁市编制了《南宁市海绵城市规划设计导则(试行)》,对海绵城市规划设计中有关的标准、计算方法、设计要点等方面做出了规定和指引。

一、南宁海绵城市建设现状分析——以体育休闲公园为例

1.1主要存在的问题

南宁市体育休闲公园属山地公园,园内主要区域植物种类、植被层次丰富,乔灌草搭配合理,绿化面积较大,且养护较好。局部区域植物对土壤有较好的保护,对雨水的吸收消纳能力较高。但在护坡区,植物品种较少,乔灌草搭配不合理,部分区域黄土裸露,尤其是地被物缺少,导致地表径流大,雨水冲刷较严重。部分区域存在乔灌草搭配不合理,不能够合理的利用空间。植物不能有效地巩固土壤,导致山体地表径流较大,对道路和铺装场地造成冲刷。

1.2园林植物在海绵城市的建设思路

绿地在园林规划项目中具有十分重要的作用,园林绿地中的绿量越多越能提高留蓄雨水的能力,从而辅助发挥海绵体的功能。

1、植草沟以及乔木的扩建——滞

植草沟通常所指的是下凹式绿地,也可以将其称之为地势绿地。与“花坛”相反,降落于铺装场地的雨水,通过场地坡向,将雨水引入绿地,滞留设置于绿地边缘内的植草沟中。其次,冠层滞留,绿地树木的冠层,能够滞留较多的雨水,从而起到有效的蓄水作用。园林绿地中,可以通过增加乔木的覆盖率,培养细密的叶片,提高雨水的滞留量。

2、增加地表植被层次,促进根系生长——渗

由于园林绿地的表土状态关系到海绵城市建设的整体效果,由此,表土疏渗的速率、流量等决定了雨水疏渗的状态。因此,增加地表植被层次,促进根系生长可以保证表土适当的疏渗,同时固定城市雨水。为此,将汇集到边坡、铺装场地、平坦绿地的雨水在植草沟内缓流,初步消能,增加雨水在绿地的滞留时间,使雨水最大限度的下渗到土壤中。此外,雨水经由山坡林下植被空间,经过自然渗透,流入渗管或旱溪。

3、水生植物的运用——净

植物对于雨水中污染物质的降解和去除机制主要有三个方面:一是通过光合作用,吸收利用氮、磷等物质;二是通过根系将氧气传输到基质中,在根系周边形成有氧区和缺氧区穿插存在的微处理单元,使得好氧、缺氧和厌氧微生物均各得其所;三是植物根系对污染物质,特别是重金属的拦截和吸附作用。旱溪收集汇集地表径流及渗管中的雨水,对雨水径流进行初步消能,利用沿线水生植被的生物修复作用,消除部分污染。如旱伞草、芦苇、芦竹、香蒲、细叶沙草、香根草等。

4、大草坪处设计景观水面——蓄

旱溪收聚的雨水汇总于大草坪设置的具有调蓄容积的人工景观湿地中,发挥湿地消纳径流、削减峰值。

二、园林植物在海绵城市建设中的主要作用

海绵城市建设的五大基本要素:坡度、土壤、地下水、给排水设施和植物。植物能够收纳及净化雨水,是解决雨水面源污染和水体储存循环的关键一环。

2.1增加雨水的下渗

随着城市化的不断建设和发展,大规模不科学的城市建设和开发使得城市在面临暴雨时容易引发内涝灾害。城市的建设和扩张使得原本具有自然的蓄水调洪错峰功能的洼地、山塘、湖泊、水库、森林等被人为地破坏或者填为他用,降低了雨水调蓄分流的功能。然而在进行海绵城市建设的过程中,通过合理地利用园林植物,将汇集边坡、铺装场地、平坦绿地的雨水在植草沟内缓流,增加雨水在绿地的滞留时间,使雨水最大限度的下渗到土壤中。从而增加了雨水的下渗作用。

2.2削减雨水流动速度、控制水土流失

地面的园林植物在遇到暴雨的情况下,能够有效地削减雨水流动速度、控制水土流失。当降雨超过了一定的强度,山体坡面便产生地表径流,通过绿地植物的树冠、树干和枝叶,径流在其中的流动速度因此而受到一定的阻力并促使雨水流动速度有效减缓。从而减少了雨水对土壤的冲刷量,避免了土壤被雨水侵蚀,控制了水土的流失。

2.3吸收一部分的雨水

植物是天然的蓄水库,由于植物能够有效地防止地表的水土流失,起到一定的蓄水作用,根据相关的数据统计,树木在土壤中的根系深达1m时,每公顷森林可储水500-2000立方米,每平方公里森林小时可以吸纳雨水20-40吨,大约为无林地的20多倍。为此,林地植物在海绵城市建设的过程中,起到吸收部分雨水的作用。2.4净化雨水有学者通过研究后发现,植物不仅能够净化空气,同时还能够净化雨水。由于雨水中含有大量的磷、钾、镁、钙等矿物质,这是植物生长过程中不可或缺的养料,使得植物中缺少营养的树木获得了一定的肥料。此外,园林中许多植物可以分泌杀菌素,会将细菌杀死,并最终达到净化雨水的作用。

三、结语

总而言之,海绵城市建设能够有效缓解城市缺水的问题。而在海绵城市建设的过程中,可以通过园林植物有效增加雨水的下渗,削减雨水流动速度、控制水土流失,吸收一部分的雨水和净化雨水,从而实现“渗”、“滞”、“蓄”、“净”,提升水质、净化空气、改善环境。

作者:李艾 单位:南宁市体育休闲公园

第十篇:园林绿化与海绵城市的关系

海绵城市是在城市化不断推进的新形势下,城市建设与管理中出现的一个新的、重要的课题。随着城市化的飞速发展,城市地表不透水面积比例的急剧增大,雨水下渗透量减少、地表径流量增加及市政排水系统的负荷加重[1],导致城市内涝现象日趋频繁与严重,极大制约了城市的可持续发展。2012年建设“海绵城市”在我国被正式提出以来,于2013年在中央城镇化工作会议上强调“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。住房和城乡建设部于2014年颁布的《海绵城市建设指南———低影响开发雨水系统构建(试行)》中明确了“海绵城市”的定义,即城市能够像海绵一样,在适应环境和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,有蓄水、渗水、净水及“释放”功能,即“渗、滞、蓄、净、用、排”,能提升城市生态系统功能,从而减少城市的洪涝灾害发生。根据住房和城乡建设部《海绵城市建设指南———低影响开发雨水系统构建(试行)》及仇保兴[1]《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》,海绵城市建设主要包括三方面内容:①保护原有生态系统;②恢复和修复受破坏的水体及其他自然环境;③运用低影响开发措施建设生态环境。海绵城市“渗、滞、蓄、净、用”的理念,实际上在园林绿化中已有了较好的实践运用。下面就城市建设尤其是城市园林绿化的有关问题,结合宁波的实际,谈谈个人对“海绵城市”的浅见,希冀得到同行的指正。

1宁波实施“海绵城市”的几个关键措施

1.1严格执行蓝线规划

蓝线规划是对河网、湖泊等水域进行科学规划,形成布局合理、功能完善、环境优美的自然生态系统,是有效保护水域,科学利用水系,充分发挥水系综合功能的前提条件。宁波原本水系发达,整个城区四通八达(见图1),随着城市建设的不断深入,现在老城区只有护城河与月湖水系。因此,在城区不断扩大的同时,应严格疏通与保护现有水体体系,应修复水体体系。海绵城市建设的中心思想就是低影响开发,以求最大程度来维持生态环境。宁波蓝线规划于2011年经市政府批准[2]。规划对宁波市区河道总体布局进行梳理,对河道功能、等级作了划分,共梳理了109条主干河道,总长797千米。明确了主干河道、一般河道的控制要求。从2011年数据(表1)来看:宁波市域水面率最低在江北镇海片区,只有3.01%,而总体平均4.83%。老三区水面率海曙为5.26%,江东为4.22%,均不到平均值,严重影响城区的蓄水能力。根据规划要求,海曙、江东、江北分别为5.7%、4.5%和4.0%。因此,严格执行规划尤其重要,故在下一轮城市建设中将以恢复河道为主,以此作为建设海绵城市的有效途径之一。

1.2严格执行城市绿地系统规划及绿线规划

严格执行城市绿地系统规划及绿线规划是保证海绵体及“渗、滞、蓄、净、用、排”的措施之一。因此,在扩大水面率的同时应注重海绵体的建设。绿地是城市海绵体的重要载体,尤其是土壤,具有“渗、滞、蓄、净”功能。根据2014年新一轮《宁波市城市绿地系统专项规划》,到2020年,中心城区人均公园绿地达12.6平方米,绿地率38%以上,绿化覆盖率45%以上。中心城区公园绿地各片区500米服务半径覆盖率达90%以上,万人拥有综合性公园指数达0.09,同时形成“生态包围,三江共依,锁扣楔入,蓝绿成网”的中心城区绿地系统结构(图3、4)。我们应有效地开展与实施规划目标的要求,不断增加城市的透水面积,提高城市的海绵体量。

1.3低影响开发的具体措施

1.3.1推广应用透水性材料,扩大城市的透水面

城市园林中的园路、广场、树穴等采用透水铺装材料如多孔沥青混凝土、多空水泥混凝土、绿化混凝土砖和透水砖的同时,应注重城市人行道的透水材料的应用,避免大量应用大理石及花岗岩等不透水的材料。因为城市人行道在城市所占用地比例也不小,如宁波单是城市干道的人行道就占1.57%(表2),这还不包括单位及小区的人行道。若城市人行道改变成可透水的铺装材料将大大提高城市的透水率。

1.3.2加大排涝功能建设力度,完善强排系统

排涝系统是建设海绵城市的重要环节之一,尤其在南方地区建设完善的排涝系统对海绵城市建设起到关键作用。造成城市内涝主要原因是在排涝体系不够完善的条件下,瞬间降水量集中。宁波位于北亚热带湿润季风气候区,境内年降水量在1310—1720毫米之间,年平均降水量可达1700毫米。6—9月的降水量占全年的50%左右。台风影响年平均降水量236.1毫米,最大为497毫米。其中2012年的“海葵”台风与2013年的“菲特”台风带来的强降雨均造成了中心城区出现大面积、长时间的积水,导致中心城区交通基本瘫痪,大量居民区进水,造成了巨大经济损失。存在的主要问题[3]:首先是排涝规划与设计标准偏低。如低洼地区河堤或挡墙高度低于2.2米;设计重现期为0.5—3年。其次是原有生态系统排水能力减弱。三是排涝系统不够完善。因此,对宁波来说,做好排涝系统是建设海绵城市的关键。要完善强排系统(包括主河道及排涝河),提高标准。这样才能根本上应对城市内涝问题。

1.3.3严格把控建设关

建设海绵城市不能一蹴而就,而是一项长期的城市建设与管理工作。在树立生态理念的同时,要从现在抓起,从点滴抓起,从源头抓起,逐渐走向常态化建设与管理。首先,应严格把控绿地指标关。在城市绿地系统中单位、居住区及公建项目等等占城市绿地近30%(表2)。因此在目前方案审批取消前提下,在规划层面上控制绿地率,同时在竣工验收时严格要求,确保绿地率达到《宁波市绿化条例》所规定的指标。其次,加强城市绿化执法工作,对破坏绿化的行为应按照《宁波市绿化条例》严格执法。尤其对擅自改变绿地性质的要加大处罚力度,结合《宁波市绿化条例》的修订,以法律形式加以规范。第三,倡导绿色建筑与植物群落化。屋顶花园、植物群落化是有效减少滞留雨水径流的一种方法。上海交通大学[4]对上海市156个植物群落中植物滞留能力的研究发现,植物截留主要分树冠、枝干及土壤,对雨水截留能力分别为9%—12%、2%、40%。因此植物群落式种植能有效“滞”留雨水,减少地面的径流。建议在园林绿化建设中采用复层种植方法,即乔灌草有机搭配进行。有必要将有关要求纳入海绵城市的技术导则的内容。宁波属于亚热带北缘气候带,是常绿落叶阔叶混交林,建议乔灌草比例为5∶4∶1。对于屋顶花园,政府应积极引导,有计划地鼓励。结合《宁波市绿化条例》的修订,将具有一定土壤厚度的屋顶花园计入绿地率,事实上,目前小区地面绿化已是板顶绿化了。第四,严格采用道路渗透材料,尽快修订《宁波市城市道路工程设计规范》,使透水材料在城市道路上得到广泛应用。

2因地制宜,正确认识宁波海绵城市建设的几个问题

宁波海绵城市建设已提出了工作目标[5],明确了近期(2015—2018)、中期(2018—2020)、远期(2020—2030)的主要任务。近期的主要任务为申报和试点工作。为正确理解和实际应用于宁波海绵城市的建设,结合园林的实际及当地的土壤与水资源的特点,针对目前有些专家提出的观点,本文将从以下几个问题予以探讨。

2.1“下凹式绿地”与海绵体

下凹式绿地是指绿地的高程略低于周围地面(路面),从而有利于周围地面(道路)的雨水汇入绿地中的一种雨水利用方法[6]。有的学者提出,特别是城市中的绿地应充分“沉下去”[7]。有学者则认为初次雨水不能排入绿地之中,有BOD5、重金属、盐类、石油类等污染物质,有的指标(如盐类)超出联合国粮农组织规定的中等危害140—350MG/L的6—10倍[6],不但危害植物生长,而且进一步污染土壤。从宁波现实条件来看,笔者认为不宜实施“下凹式绿地”。其一,宁波城区属于冲积平原,海拔较低,仅为4—5.8米,郊区为3.6—4米。雨量主要集中于6—9月,台风带来短时间的大量雨水。城区土壤1米以上为耕作层,以下为淤泥层。根据土壤、雨水及海拔的特点,宁波若实施“下凹式绿地”建设势必会影响透水层及渗水层,导致透水与渗水不畅,从而进一步加剧内涝的发生。其二,宁波城区的海绵体(土壤)不多,有效保护海绵体才是宁波建设海绵城市的正道。第三,由于宁波属于平原地区,海拔较低,市政人行道均高于城市车行道路,将道路雨水纳入城市公园绿地之中,需要进行排水系统的彻底“革命”。最后,大量建设相对绿地标高较低的公园绿地,会产生大量的土方,在当前宁波消纳场地严重不足的现实下,实际操作也很难。综上所述,宁波在建设海绵城市时应提倡“挖湖堆山”及绿地的微地形处理,这样既能有效“蓄”水,又能有效解决海绵体不足的矛盾。

2.2公园绿地的地下空间开发问题

地下空间开发是当前缓解城市停车的一项有效举措。随着城市的不断扩大,城市地价的不断攀升,地下空间开发已成为当前城市建设的一个热点,有的城市公园也列入被开发的项目。有必要重新正确认识城市绿地是唯一的雨水回渗、补充地下水的通道,同时也是减少地表径流的重要环节,还是减少城市洪涝灾害的有效途径。目前,宁波已对白沙公园等老公园实施了地下空间的开发利用,新的公园建设也相应设置了规模较大的地下停车场。这些举措破坏了雨水的回渗,与海绵城市建设背道而驰。建议合理规划地下空间,适当提高地面通水停车场的建设。因为城市透水面积只有不到7%了。

2.3“雨水花园”等的作用

雨水花园、渗透井、渗水边沟等措施在一定程度上缓解到内涝,但对其作用要正确理解,更不能将其作用扩大,应该从缓解的角度来看待。笔者了解到,一提到海绵城市,园林绿化要怎样怎样做,人们常将局部的作用扩大到整体,甚至认为园林绿化做到了这些工作,内涝不会发生了,海绵城市建设就大功告成了。这是最大的误区。宁波水面面积约占4.5%左右(表2),应充分利用自然的禀赋,采取清淤、疏通等有效措施,加大蓄水与排涝能力,才是提高海绵城市的最佳且有效的措施。

3结语

本文从正确理解海绵城市的含义出发,结合宁波的实际,在论述实施海绵城市的关键措施以及海绵城市与园林之间的关系的同时,提出了海绵城市建设在宁波园林绿化建设中的几个误区。笔者认为,宁波在建设海绵城市时,应充分利用河道的自然禀赋,逐步加以完善;努力扩大绿地面积的同时,减少地下空间开发,从而增加透视面与渗水面;公园绿地要以传统的公园设计手法,适当增加水面和微地形处理(海绵体),减少不透水铺装,增加透水铺装,来实现真正的海绵体;城市人行道及单位和小区人行道应采取透水铺装,增加城市的透水面。总之,海绵城市建设是一项长期的工程,从现在做起,从标准抓起,从点滴着手,相信一定会有成效。

作者:王彭伟 单位:宁波市园林管理局

参考文献:

[1]仇保兴.海绵城市(LID)的内涵、途径与展望[J].建设科技,2015(1):11—18.

[2]宁波市规划设计研究院.宁波市区河网水系专项规划.2011.

[3]宁波市规划局.宁波市中心城区内涝防治规划对策建议[J].宁波建设,2015(1):28—31.

[4]与冰心,郭健康,张国等.微尺度绿色基础设施设计:基于植物冠层雨水截留能力的上海环境功能型绿地建设途径[C].城市雨供管理与景观水文国际研讨会,2015.

[5]宁波市住房和城乡建设委员会.宁波市创建海绵城市对策建议[J].宁波建设,2015(1):25—27.

水路系统设计范文篇9

在对物流系统进行规划时,只有综合考虑各组成部分,合理配置,才能实现物流系统的整体功效。根据物流系统各个组成部分的特点和相关性,可以将物流系统分为“基础设施系统”、“物流作业系统”和“物流信息系统”三大部分。物流系统的基础设施是物流系统高效运作的基本前提和条件。虽然各组成部分的功能和作用不同,但就物流系统的整体最优而言,各组成部分都具有不可或缺和相关性。物流作业系统包括运输、储存、包装、装卸搬运、配送和流通加工等。其中,运输子系统在物流过程中具有非常重要的作用,因为物品的有效移动是物流系统最基本的职能。所以区域运输线路网络和网络节点(物流园、配送中心)的规划是物流作业系统优化的基本前提和设施保障,也是本文讨论的重点。

1.规划总体框架

在研究国外物流规划理论最新发展的基础上,根据我国物流发展的现状,将区域物流系统规划分为两大部分:区域物流网络规划和物流园规划。如下图1所示为物流规划理论研究的内容和方法构成。

可以看出区域物流系统规划分为网络规划和节点规划两部分,其中网络规划沿用传统的运输规划程序(即“四阶段法”)的思想,节点规划则根据节点功能的不同划分为:生产型配送、消费型配送和运输转运三类中心进行选址和规模的研究和规划。物流园规划主要包括物流园功能预测、物流园用地规划、物流园交通影响分析和物流园微观仿真评价四个部分。图1中椭圆表示将区域物流系统及物流园规划的理论方法用软件工程理论进行设计,用计算机语言实现,形成实用的物流规划设计软件。

所以物流规划理论应该囊括区域物流网络、物流节点和物流园内部规划设计的方法的研究,从宏观层面到微观层面对构成区域物流系统要素及其之间的关系进行深入、细致地论述和研究,才能使物流规划理论的研究朝着正确的方向发展,并为物流建设提供科学的理论依据。以下将分节对物流规划理论的主要部分进行阐述,和介绍国外在该领域的研究进展和应用,同时指出我国物流规划理论研究存在的问题,并指出今后研究主要方向。

2.区域物流系统设计

区域物流系统设计分为网络规划和网络节点规划两部分。

2.1网络规划

所谓物流网络是指实现物流系统各项功能的要素之间所形成的网络,包括物理层面上的网络和信息网络。本课题研究的范围为物理层面上的物流网络。

规划是指在一个确定的目标下选择的解决手段,广义的规划还包括目标的选定,即政策的拟定等。物流网络规划就是为了更加有效地进行物流活动,充分、合理地实现物流系统的各项功能,使物流网络在一定外部和内部条件下达到最优化,而对影响物流系统内部、外部各要素及其之间关系进行分析、权衡,确定物流网络的设施数量、容量和用地等。

物流网络长期规划主要是解决物流基础设施和大型物流设备的建设问题,按照物流需求制定建设方案、分析方案优劣,并对规划方案的实施进行指导,从而使物流网络的建设满足规划年的需求的过程。

和客运规划一样,在货运规划的发展中也曾引入了很多方法和模型。但是至今为止,学者和专家还是认为交通四阶段法是有效的,当然其中采用的模型有异于客运中采用的模型。货运规划和客运规划最大的区别在于货物运输决策者的多样化(货主、托运人、运输者等)、货物量度的多样化(有用吨、车、件等等度量单位描述的)和数据采集的困难(特别是非集计数据的采集),所以货运规划较之客运规划更复杂。交通四阶段法在货运规划中的应用和含义如下:

产生、吸引:对研究区域中各小区产生和吸引的货运量进行预测,单位一般为吨(t),也可能以货币作为单位。

分布:预测各小区之间的货物往来量,得到区域的货运OD量。

货运模式分担:预测不同运输方式所承担的货运量,得出不同运输方式(公路、铁路、航空、水路、管道和联运方式等)所承担的不同种类货物的数量,即分货种分模式的货运OD量。

分配:在将货运量(吨)转换为运载工具辆之后,按照费用最小的原则将车辆分配到运输网络(道路、铁路等等)之上。

如图2所示为区域物流网络战略规划的流程图,其中右边是模型,左边是由模型输出的数据及数据流向。基本思想是:首先预测区域产生、吸引的货运量(包括进出货运量、区域内部的货运量),再对不同运输模型所承担货运量经常预测,得到分货种分模式的货运量OD,进而转换为不同种类货车的OD,最后分配到不同的运输网络上,以到达优化区域物流网络的目的。从图中可以看出,其基本思想沿用了传统的运输规划程序,但是由于物流概念的引入和货运本身的复杂性,所以除了传统的“四阶段法”采用的模型之外,规划框架中引入了一些客运规划所没有的转换模型,比如价值-重量模型、时间分布模型和货物-车辆模型。

图2网络规划流程图

以下将对网络规划各步骤中所采用的模型、方法进行简单地介绍,包括国外的发展和应用现状。

(1)宏观经济模型

主要用于预测规划期区域的经济指标和区域内各小区与研究区域外进行的不同货物的贸易量(单位一般为货币),其中预测的经济指标一般包括GDP、人口、行业就业人口等。预测小区的进出口贸易量的模型(以下称为货运贸易模型)是传统的“四阶段法”中很少采用的,模型所采用的形式一般为重力模型,变量为GDP、人口和小区对外交易的阻抗等,有时也采用Input/Output模型,输出为各小区对外贸易OD量(单位为货币),最终通过价值-重量模型转换为小区对外货运OD量(单位为吨)。

(2)区域货运模型

区域货运模型用于预测区域内各小区发生、吸引的货运量及在各小区之间的分布,即包括“四阶段法”中的产生、吸引和分布两个步骤的模型。货运需求取决于区域的经济活动,而经济活动受很多因素的影响,所以区域货运模型的主要目的是预测在经济正常发展水平的前提下,经济和政策的变化在中长期对该区域货运需求的影响。因此区域货运模型关注的不是短期的需求,也不仅仅是对货运发生、吸引增长率的预测,而是在于描述未来产业结构的变化与货运需求的关系。

区域货运发生、吸引量的预测方法一般有趋势法、系统动态模型、Input/Output模型和增长率模型等。趋势法有简单的增长率法和复杂的自回归法两种,经常选取的外部变量有GDP等,该方法由于需要的数据少、简单易行,所以得到了广泛的应用,但是趋势法无法考虑政策因素对货运量的影响,所以一般只用于短期的预测。系统动态模型主要对在一定时期内经济、土地利用、环境与货运量之间的关系进行模拟,同时可以对货运量的分布、货运模式分担进行预测,该方法不需要大量的数据,而且模型中可以考虑诸如土地利用和政策因素等,但是该方法很难对参数进行统计检验。Input/Output模型(同时可以预测货物的分布)是各国货运规划最常用的模型之一,可以考虑区域经济、政策因素等,但是需要Input-Output表(投入产出表)和严格的假设。从国外的理论研究和实际应用来看,对区域货运发生、吸引量预测方法的研究并没有多大的进展,主要集中在对Input/Output模型的改造上和对原有模型标定方法的改进上。而国内这方面

的研究很少,在发表的刊物上常见的研究多集中在增长率法、回归模型和神经网络模型之上。

分布模型就是用于预测各小区之间的货运量。使用得最广泛的是重力模型,即两小区之间的货运量与小区的产生、吸引货运量成正比,与小区间的阻抗(比如小区间的运输费用等)成反比,关于重力模型应用的关键在于阻抗的确定,这点我们将在本文的其余部分进行介绍。

(3)价值-重量模型

建立不同种类货物的重量和货物价格之间的关系,将贸易量(货币)转换为货运量(吨)。预测货物的价值是一件相当棘手的工作,到现在为止除了时间序列法之外还没有研究出更合理的模型或者方法。国外在货运规划中对货物价值-重量模型的研究始于上世纪80年代,如1983年的TPR模型、1994年的VTI模型等,而至今国内还没有关于这方面研究的报导。

(4)时间分布模型

预测不同货种不同时段的产生、吸引量,输出分货种分时段的货运OD量(单位为t)。应用该模型的主要目的是求出区域在规划年间的货运高峰量,根据规划的需求可以是区域货运的季度高峰、月高峰、日高峰和小时高峰货运量等。随着划分的细化,模型也趋于复杂,所以至今无论是国外还是国内还没有研究人员就这一问题提出完备适用的研究成果。

水路系统设计范文篇10

在对物流系统进行规划时,只有综合考虑各组成部分,合理配置,才能实现物流系统的整体功效。根据物流系统各个组成部分的特点和相关性,可以将物流系统分为“基础设施系统”、“物流作业系统”和“物流信息系统”三大部分。物流系统的基础设施是物流系统高效运作的基本前提和条件。虽然各组成部分的功能和作用不同,但就物流系统的整体最优而言,各组成部分都具有不可或缺和相关性。物流作业系统包括运输、储存、包装、装卸搬运、配送和流通加工等。其中,运输子系统在物流过程中具有非常重要的作用,因为物品的有效移动是物流系统最基本的职能。所以区域运输线路网络和网络节点(物流园、配送中心)的规划是物流作业系统优化的基本前提和设施保障,也是本文讨论的重点。

1.规划总体框架

在研究国外物流规划理论最新发展的基础上,根据我国物流发展的现状,将区域物流系统规划分为两大部分:区域物流网络规划和物流园规划。如下图1所示为物流规划理论研究的内容和方法构成。

区域物流系统规划分为网络规划和节点规划两部分,其中网络规划沿用传统的运输规划程序(即“四阶段法”)的思想,节点规划则根据节点功能的不同划分为:生产型配送、消费型配送和运输转运三类中心进行选址和规模的研究和规划。物流园规划主要包括物流园功能预测、物流园用地规划、物流园交通影响分析和物流园微观仿真评价四个部分。图1中椭圆表示将区域物流系统及物流园规划的理论方法用软件工程理论进行设计,用计算机语言实现,形成实用的物流规划设计软件。

所以物流规划理论应该囊括区域物流网络、物流节点和物流园内部规划设计的方法的研究,从宏观层面到微观层面对构成区域物流系统要素及其之间的关系进行深入、细致地论述和研究,才能使物流规划理论的研究朝着正确的方向发展,并为物流建设提供科学的理论依据。以下将分节对物流规划理论的主要部分进行阐述,和介绍国外在该领域的研究进展和应用,同时指出我国物流规划理论研究存在的问题,并指出今后研究主要方向。

2.区域物流系统设计

区域物流系统设计分为网络规划和网络节点规划两部分。

2.1网络规划

所谓物流网络是指实现物流系统各项功能的要素之间所形成的网络,包括物理层面上的网络和信息网络。本课题研究的范围为物理层面上的物流网络。

规划是指在一个确定的目标下选择的解决手段,广义的规划还包括目标的选定,即政策的拟定等。物流网络规划就是为了更加有效地进行物流活动,充分、合理地实现物流系统的各项功能,使物流网络在一定外部和内部条件下达到最优化,而对影响物流系统内部、外部各要素及其之间关系进行分析、权衡,确定物流网络的设施数量、容量和用地等。

物流网络长期规划主要是解决物流基础设施和大型物流设备的建设问题,按照物流需求制定建设方案、分析方案优劣,并对规划方案的实施进行指导,从而使物流网络的建设满足规划年的需求的过程。

和客运规划一样,在货运规划的发展中也曾引入了很多方法和模型。但是至今为止,学者和专家还是认为交通四阶段法是有效的,当然其中采用的模型有异于客运中采用的模型。货运规划和客运规划最大的区别在于货物运输决策者的多样化(货主、托运人、运输者等)、货物量度的多样化(有用吨、车、件等等度量单位描述的)和数据采集的困难(特别是非集计数据的采集),所以货运规划较之客运规划更复杂。交通四阶段法在货运规划中的应用和含义如下:

产生、吸引:对研究区域中各小区产生和吸引的货运量进行预测,单位一般为吨(t),也可能以货币作为单位。

分布:预测各小区之间的货物往来量,得到区域的货运OD量。

货运模式分担:预测不同运输方式所承担的货运量,得出不同运输方式(公路、铁路、航空、水路、管道和联运方式等)所承担的不同种类货物的数量,即分货种分模式的货运OD量。

分配:在将货运量(吨)转换为运载工具辆之后,按照费用最小的原则将车辆分配到运输网络(道路、铁路等等)之上。

如图2所示为区域物流网络战略规划的流程图,其中右边是模型,左边是由模型输出的数据及数据流向。基本思想是:首先预测区域产生、吸引的货运量(包括进出货运量、区域内部的货运量),再对不同运输模型所承担货运量经常预测,得到分货种分模式的货运量OD,进而转换为不同种类货车的OD,最后分配到不同的运输网络上,以到达优化区域物流网络的目的。从图中可以看出,其基本思想沿用了传统的运输规划程序,但是由于物流概念的引入和货运本身的复杂性,所以除了传统的“四阶段法”采用的模型之外,规划框架中引入了一些客运规划所没有的转换模型,比如价值-重量模型、时间分布模型和货物-车辆模型。

图2网络规划流程图

以下将对网络规划各步骤中所采用的模型、方法进行简单地介绍,包括国外的发展和应用现状。

(1)宏观经济模型

主要用于预测规划期区域的经济指标和区域内各小区与研究区域外进行的不同货物的贸易量(单位一般为货币),其中预测的经济指标一般包括GDP、人口、行业就业人口等。预测小区的进出口贸易量的模型(以下称为货运贸易模型)是传统的“四阶段法”中很少采用的,模型所采用的形式一般为重力模型,变量为GDP、人口和小区对外交易的阻抗等,有时也采用Input/Output模型,输出为各小区对外贸易OD量(单位为货币),最终通过价值-重量模型转换为小区对外货运OD量(单位为吨)。

(2)区域货运模型

区域货运模型用于预测区域内各小区发生、吸引的货运量及在各小区之间的分布,即包括“四阶段法”中的产生、吸引和分布两个步骤的模型。货运需求取决于区域的经济活动,而经济活动受很多因素的影响,所以区域货运模型的主要目的是预测在经济正常发展水平的前提下,经济和政策的变化在中长期对该区域货运需求的影响。因此区域货运模型关注的不是短期的需求,也不仅仅是对货运发生、吸引增长率的预测,而是在于描述未来产业结构的变化与货运需求的关系。

区域货运发生、吸引量的预测方法一般有趋势法、系统动态模型、Input/Output模型和增长率模型等。趋势法有简单的增长率法和复杂的自回归法两种,经常选取的外部变量有GDP等,该方法由于需要的数据少、简单易行,所以得到了广泛的应用,但是趋势法无法考虑政策因素对货运量的影响,所以一般只用于短期的预测。系统动态模型主要对在一定时期内经济、土地利用、环境与货运量之间的关系进行模拟,同时可以对货运量的分布、货运模式分担进行预测,该方法不需要大量的数据,而且模型中可以考虑诸如土地利用和政策因素等,但是该方法很难对参数进行统计检验。Input/Output模型(同时可以预测货物的分布)是各国货运规划最常用的模型之一,可以考虑区域经济、政策因素等,但是需要Input-Output表(投入产出表)和严格的假设。从国外的理论研究和实际应用来看,对区域货运发生、吸引量预测方法的研究并没有多大的进展,主要集中在对Input/Output模型的改造上和对原有模型标定方法的改进上。而国内这方面的研究很少,在发表的刊物上常见的研究多集中在增长率法、回归模型和神经网络模型之上。

分布模型就是用于预测各小区之间的货运量。使用得最广泛的是重力模型,即两小区之间的货运量与小区的产生、吸引货运量成正比,与小区间的阻抗(比如小区间的运输费用等)成反比,关于重力模型应用的关键在于阻抗的确定,这点我们将在本文的其余部分进行介绍。

(3)价值-重量模型

建立不同种类货物的重量和货物价格之间的关系,将贸易量(货币)转换为货运量(吨)。预测货物的价值是一件相当棘手的工作,到现在为止除了时间序列法之外还没有研究出更合理的模型或者方法。国外在货运规划中对货物价值-重量模型的研究始于上世纪80年代,如1983年的TPR模型、1994年的VTI模型等,而至今国内还没有关于这方面研究的报导。

(4)时间分布模型

预测不同货种不同时段的产生、吸引量,输出分货种分时段的货运OD量(单位为t)。应用该模型的主要目的是求出区域在规划年间的货运高峰量,根据规划的需求可以是区域货运的季度高峰、月高峰、日高峰和小时高峰货运量等。随着划分的细化,模型也趋于复杂,所以至今无论是国外还是国内还没有研究人员就这一问题提出完备适用的研究成果。