国际高尔夫别墅景观水系治理规划设计.doc
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1、*国际高尔夫别墅景观水系治理规划设计(初设阶段报告)暨南大学武汉大学2005年6月目 录1. 项目及园区概述2. 水资源论证分析3. 水环境现状调查与治理措施分析4. 园区水循环系统建设5. 园区水生态系统建设1. 项目与园区概况恒海国际高尔夫别墅园区位于江苏省昆山市淀山湖朝山港河东,永利路南,旭宝高尔夫球场北侧。地理条件优越,环境优雅,属于我国III类建筑气候区划分范围。恒海国际高尔夫别墅园区总占地面积66万m2,总建筑面积约15.18万m2,由464幢独立别墅及其他配套服务建筑物组成园区建筑群。园区拟利用得天独厚的淀山湖水资源,合理规划整理现有水系,沟通园内水路网络,形成阡陌交通。水系沟渠
2、、管涵、湖泊交相连接,水面或“收”或“放”,“收”、“放”有致的自然湖面景观与园区别墅建筑有机结合,交相辉映。为使园区所构成的 120000万m3的水体,自身维持清洁,达到 II 级水质标准,必需对现有水系进行合理治理规划,提出科学的治理设计方案。1.1 气候环境园区属亚热带季风气候,四季分明,年平均气温15.3C,最高温度37C,最低温度2C;年平均湿度72,最高湿度87,最低湿度30;雨季多在56月份,年平均降雨量1076.2mm;降雪多在122月份,偶尔小雪,无霜期长达230天左右;夏天多为东南风,冬天多为西北风,多年平均风速2.5m/s,年平均气压1016 hPa。1.2 地形地质条件
3、根据甲方提供的别墅园区岩土工程勘察报告(初步勘察)和别墅样板区岩土工程勘察报告(详细勘察),可知园区地形地质情况。园区位于昆山市淀山湖镇,属于长江三角洲冲积平原,地貌形态单一,所赋存的土层第四系全新统,上更新统河口湖沼相冲(淤)积的粘土层。园区自上而下第层为素填土或耕土,厚厚在0.200.25m;第层为粘土或粉质粘土,层厚在0.002.90m,层底标高平均为0.22m;第层为粘土,层厚在0.302.10m,层底标高1.670.53m,平均为1.14m;第层为粘土层,厚度2.305.30m,平均3.32m,层底标高5.253.96m,平均为4.53m。干强度高,韧性高,园区内普遍分布,第层粘土分
4、布稳定,埋深适中,压缩性中等,强度高,工程性质好,可作为天然地基持力层,该层土基承载力为100 Kpa,压缩弹性模量Es为3.0Mpa。园区勘探深度范围内地下水类型为上层滞水潜水,赋存于上部层1素填土和层2耕土,勘测得到上层滞水潜水稳定水位标高0.361.45m。主要接受大气降水及河流地表水补给,以自然蒸发为主要排泄途径,根据苏州市区域水文地质资料,昆山地下水位年平均变化幅度1.0m左右。1.3 水文1.3.1 别墅园区和淀山湖水系流域概况1.3.2 水文基本资料1.3.3 水系来水分析分析年月径流特性、时空分布,计算年月径流量。1.3.4 洪水分析暴雨特性:暴雨成因,常见暴雨中心,施测或调查
5、大暴雨概况。分析洪水特性:洪水成因,时空分布特性。设计洪水计算:根据资料情况,拟采用由流量资料推求设计洪水;由暴雨资料推求设计洪水;推理公式法;或暴雨径流查算图表法。2. 水资源论证分析2.1 区域水资源利用现状2.2 区域降雨量及特性分析和防洪分析2.3 园区水系水资源论证分析2.4 水资源论证结论3. 水环境现状调查与治理措施分析3.1 园区水环境背景分析小区地处长江三角洲,经济发达,人口稠密,周边地区水环境污染严重。2005年6月6日对园区水域以及淀山湖北进行了采样,采样点见图。结果表明,检测指标部分超过国家地表水V类标准,其中总磷是地表水V类标准的6倍,是国家景观娱乐用水的24倍。氨氮
6、个别点是地表水V类2.5倍,是国家景观娱乐用水5倍(见表)。水域环境调查采样点分布海鑫小区水环境状况(2005年6月6日)采样点总磷(mg/L)总氮(mg/L)正磷酸盐(mg/L)氨氮(mg/L)亚硝氮(mg/L)COD(mg/L)悬浮物含量(mg/L)有机百分含量()叶绿素(ug/L )西河北1.195.850.4060.990.578.0025.048.0072.4西河南1.124.140.2270.940.618.3620.046.2593.6中河东1.525.530.3191.150.448.2435.059.0580.4中河西1.024.990.3412.720.528.0839.6
7、55.5681.9东河0.773.030.2251.260.018.0820.036.2579.2淀山湖北1.143.560.0201.110.128.1228.041.9675.5平均值1.124.710.3041.410.438.1527.949.0281.5新开挖池塘0.091.160.0080.020.007.0443.378.0312.9与太湖比较,园区水污染比东太湖严重的多,总氮高出5倍多,氨氮高出近两倍。尤其值得指出的是,该区磷污染尤为严重,是污染严重的太湖梅梁湾的6倍多。营养盐如此之高,给藻类提供了有利的条件,该区的叶绿素(反应藻类的生物量)也非常高。藻类大量繁殖,不仅影响水体
8、透明度、降低水体的景观价值,还可影响其他生物的生长,使水体生物多样性降低,藻类腐烂发出藻鯹味,并造成水体下层缺氧,使厌氧反应加强,释放有毒气体,损害人们的身体健康。园区与太湖水环境比较3.2 园区水域污染源园区附近有比较密集的村庄,生活污水排放是污染的主要来源。附近农业生产同样给水体带来一定数量的污染,如农田和水产养殖,施肥和投放饵料后的一部分营养盐进入水体。同时积累了丰富营养盐的水体沉积物的释放也是水中营养盐的来源之一。另外,大气沉降也可给水体带来一定数量的污染。3.3 园区水污染控制与改善工程构成园区水体生态系统主要:水质处于V类和劣V类、透明度较低、藻类丰富、叶绿素较高、无高等水生植物、
9、水浅等。针对这些特征,建立相对封闭的水系(污染截流),采取以生态建设为主,辅助水循环、半人工湿地等措施,控制内源负荷,促进污染物沉降,通过生物竞争与牧食等作用抑制藻类生长与繁殖,提高透明度,改善景观,降低水体污染物浓度,改善水质。3.3.1 外河污染截流工程目前园区水系与外河是相通的,因此在园区中间的河段水质与外面一样污染严重。要改善园区的水质,毫无疑问必须截断外面对区内污染物的输入,这是在该区实施水质改善工程的前提,离开这个前提,据我们了解,在目前的技术条件下,无法使水质得到根本改善。控制与外河水系交流也使实现内部水循环的关键。3.3.2 园区水循环系统建设水循环不仅可以增加水体的复氧,提高
10、水体自净能力,而且有利于高等水生植物的生长,促进水生态系统的多样性和稳定性。也是保障半人工湿地运行的条件。3.3.3. 园区水生态系统构建水体藻类水华爆发、透明度低、自净能力差是生态系统的特征,与生态系统结构有关,也就是说是个生态系统层面上的问题,必须由生态系统相关的技术措施来解决。在外源污染得到控制后,污染严重的沉积物得到了疏浚的条件下,以水生植被构建为主的生态系统建设被证明是浅水水体的治理的成功技术,不仅可以控制沉积物营养盐释放、促进水柱中污染物的沉降降低内源负荷,还可以通过吸收营养盐、他感作用等抑制藻类生长、增加生境多样性和生物多样性,使水体生态系统更加稳定,水质不断提高。而且,运行成本
11、低、丰富小区景观。4. 园区水循环系统建设4.1 区域循环水系规划布置4.1.1 水系治理规划的自然条件别墅园区水系与淀山湖相连,内外水系相互补充,水质相互影响,内水系无其它径流汇入和其他污染源,在园区建成并投入使用后,别墅园区自身环境是内水系水质重要影响因素,但更主要的是连接内水系的东西两侧的两条支流,由它们带来的劣质水源,将是内水水质恶化的主要因素。因此,必须有效分隔内外水系,避免污染水源汇入内湖水系,同时采取相应水系循环、生物净化等处理措施。现场调研发现,园区西部小河水质较差,其上游流域面积不小,年平均径流量不低于1 m3/s,因此园区无法将其纳入治理的目标范围;同样,园区东面小河,流经
12、园区东面的村庄,其流域面积和污染程度不可小视,对其水位、流量和污染源等进行控制受到多方面因素制约,将其纳入内水系管理也不现实,规划中考虑到治理水系的经济和可操作性,也放弃这条河的治理与控制。因此,内部水系治理规划,只考虑在园区内部水系部分进行。4.1.2 水循环系统布置方案淀山湖多年平均水位为2.53m(吴淞高程),因此水系规划中采用这一水位作为园区内部水系的常水位。4.1.2.1 内外水系隔离在园区建筑规划布置中,内外水系主要3个连通口,分别为横贯东西向的两端出入口,和东南角处一连接口。规划中分别将这3处各设置一座节制闸,其它内外次要连接通道应该封堵。在一般情况下,关闭闸门,既可以维持内水系
13、统的水位相对稳定,又可以保持外部污水不进入园区,在内湖高水位时,可实现开闸排涝。采用水闸控制内外湖水系连接,分隔内外水系,防止污水水源的汇入,但不破坏内外水系的适时连通,也不妨碍内外水系水路交通,管理灵活,安全可靠。4.1.2.2 改善内湖水系循环为了改善并维持园区水系水质,前提条件是让整个水系循环,变“死”水为“活”水。由于园区面积1200亩左右,水面积约80000m2,区内沟网交错,按照平均水深1.5m来考虑,水系水体积120000m3,如此大的水系循环,必需有循环动力源泵。此外,还考虑到园区暴雨排涝任务和不定期换水的需要,治理规划中拟建1座泵站,泵站由2台机组组成。现初步考虑选择2台泵,
14、最大扬程为45m,容量每台0.3 m3/s(具体确定除了满足每日工作时间限制和投资经济的要求外,主要综合考虑这几个方面:a. 根据循环水体容积大小,按照每年更换6次水所需泵的容量;b. 满足水质不污染的内湖或那循环渠道的水流平均流速,参照东西向的小河在桥处的过水断面为标准断面确定水泵的容量;3. 根据区域降雨资料,按照排水的要求来考虑泵的容量)。泵的出水口结合地面景观,最好布置成跌水或假山瀑布。4.1.2.3 循环水系系统组成1、系统组成:2台机组的泵站,并增加几处中心控制的潜水泵或局部增氧循环装置;兼有沉淀功能的蓄水池;供水渠系或涵管;内部湖泊或回水渠系;3个节制闸;若干段压力供水管(供给明
15、渠水流难以到达的局部区域实现水体循环)。 2、系统水系及供排水主要水工建筑物的布置:根据现有的规划图,拟定的循环水系及各建筑物和设施布置见循环水系规划布置图。循环系统主循环图如同大“B”字,其它部分的循环则有压力管从前池引取压力水,出水口处结合湿地布置,或者远处采用中心控制的潜水泵或局部增氧循环装置,来辅助循环。4.2 建筑物选型、布置及结构设计水系规划系统中,主要的建筑物有:泵站1座,节制闸3座,涵管(洞)1处,路下涵2处。4.2.1 泵站设计江苏省拟建淀水湖度假别墅园区位于太湖滨畔。园区面积1200亩左右,其中沟渠4条,水面积约80000m2,区内沟网交错。为了创造良好的居住环境,防水质污
16、染,拟建泵站一座,一是将沟渠内的水定期排入外港,用地下水或雨水补充新水;二是用泵抽水入渠,使沟渠中水产生循环流动以达“流水不腐”之目的;三是由泵站兼顾排涝作用。4.2.1.1 泵站装机容量的确定及机组选型4.2.1.1.1. 抽排流量从三个方面考虑。一是按区域内水量全部换新考虑。即将区内原水排入外港,然后由地下水来补充。若约定每月换水一次,换水用时10天,泵站每天运行8小时,则泵站流量为: m3/s (1)式中,S水域面积,约80000 m2; h水域内平均水深,取2m; t每次换水时泵站总运行时间(s)。二是按区域内沟渠中水流循环流动来考虑。沟渠内水循环流动时,需要在循环的首、末端分别抽、排
17、一定的水量以维持流动平衡。设定沟渠中水流循环流速v为0.005m/s(0.3m/min,18.0m/h)由水质论证提供,按沟渠平均宽度B为30m,过水水深h为2.0m,则实现微循环流动时沟渠平均断面过流流量为: m3/s (2)而从现有水系来看,如泵站设置在中间沟渠上,则泵站需分别向左右两片沟渠送水,因此泵站流量应为 m3/s (3)三是按泵站适量排涝考虑。设计算排涝标准按十年一遇三日暴雨一日排完,则: 1.542 m3/s (4)式中,A排涝区面积,按小区面积去除水域面积考虑; H设计暴雨强度; t泵站排涝时间。显然,按排涝考虑,泵站不能全部完成排涝任务。不过,小区内的水域可以蓄滞涝水。如果
18、泵站流量按0.6m3/s考虑,则设计暴雨强度下水域水位上升量为:=1.20m (4) 当暴雨期水域内的调蓄水深小于1.20m时,所设计泵站不能全部完成排涝任务,对此,需要在详细论证小区内的排涝标准,渗透水量,水域蓄涝,自排水量等多方面因素后进行排涝规划。本泵站主要任务是净化水质,维持水域内的微流循环,同时部分兼顾排涝任务,因此,泵站设计流量定为0.6m3/s。4.2.1.1.2. 水泵扬程 水泵扬程为上下水位差加上管道水力损失。其中,输水管路埋入地下0.6m,管径为D=450mm,管道长度按L=500m考虑,以预应力砼管为主。管出口距水面为2.0-0.6=1.4m,则:式中,n管道糙率; Q管
19、中流量,按泵站由两根管道分别向两侧供水考虑。4.2.1.1.3. 水泵选型 根据流量和扬程,以及管道布置,拟采用2台机组,每台设计流量0.3 m3/s,扬程6.91m。考虑到工程就在无锡,参考无锡水泵厂样本进行水泵选型,较适合的泵型为350ZLB-70型轴流泵,性能曲线如图1所示,高效区性能参数如表51所示。图 5-1 350ZLB-70型轴流泵性能曲线图表5-1 350ZLB-70型轴流泵性能参数叶片角度流量(L/s)扬程(m)转速(r/min)轴功率(kW)效率(%)配用功率(kW)-23093223667.637.074.50145029.328.222.479.079.272.1304
20、.2.1.1.4 电机选型 根据水泵工作范围内功率在29.3kW以下,配套电机可选用Y200L-4型鼠笼型电动机,额定电压380V,额定转速1470r/min。4.2.1.2 泵房结构形式选择及布置4.2.1.2.1 泵房结构型式350ZLB-70型轴流泵的泵房型式有墩墙式湿室型结构型和框架式湿室型结构型式。前者水泵安装检修比较方便,但水下部分工程量大,造价高;后者水下工程量相对较小,但水下安装不便,在第一次安装时需要作围堰阻水。经过分析,从美化环境考虑,将泵房置于水沟中部,用栈桥与两岸联接,泵房水下部分选用湿室型框架结构较好。而泵房顶部采用人字型屋顶。4.2.1.2.2 泵房布置泵房分电机层
21、、水泵层上下两层。电机层内布置电机和配电柜,不设专门检修间,水泵和电机就地检修。泵房外周边设人行观景通道。电机层总平面尺寸为7.09.2m2。泵房与两岸用栈桥联接,桥面宽2.1m。水泵层为框架梁系,水泵支承在梁格上。为了减少水泵出水管路的转弯,特别是便于河床中管路的支承物,以及水泵分别向东西两片送水的需要,故在布置上水泵出口朝向岸边,出水管在人行栈桥下面通过。这样一物多用,可以减少工程投资。水泵层布置机组间距考虑进水条件需要,定为3050mm。4.2.1.2.3 泵房立面尺寸的拟定(1)水泵的安装高程根据最低水位为1.93m,而厂家提供的叶轮最小淹深为0.6m,故水泵安装高程为安=1.94-0
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