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3 水量和!。。水质
】
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3.1 水【 量
【
3.1!.1 雨水—调蓄设施的主—要功能是削》。。减峰值流量、—防治内涝、控—制雨水径流污染和】。雨水综合利》。。用雨水调蓄设—施的设计调蓄—量应根据主要功【能要求经计算确定】当雨水?调蓄设施具有—。多种功能时应分别】计算各种《。功能所?需要的调《蓄量:根据不同《功能发挥的》时,序,确定取最大值或是】合计值作为设计调蓄!量
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3.1.2 ! 我国目前》采用恒?定均匀流推理公【式计算雨水》设计流量恒定均匀】。流推理?公式基于以下假设】降雨:在整个汇水》面积上的分布是均】匀的降雨强度在选定!的降雨时段》内均:匀不:变,汇水面积《随集流时间增长【的速度为常数—因此推理公式适用】于较小规模》排水系统的计—算当:应,用于较大规模排水】系统的计算》。时会产生较》大误差随着技术【的进:步管渠直径》放大、水泵能力【提高排水系统汇水】面积逐步扩大应【对,推理公?式,进行修正发达国家】已采用数学模型【。模拟降雨《过程把排水》管渠作为一个系【统考虑并用数学模】型对管渠进》行管理?美国一些城市规定的!推理公?式适用范围分别为】奥斯汀4km2芝加!哥0.8《km:2纽约1.6—km:2丹佛?6.4km2且汇流!时,间小于10》min;欧盟的【排水设?计规范要求当排水系!统面积大于2k【m,。2或汇流时间大于1!5,。min时应采用非】恒,定流模拟进行城市排!。水管渠水力计—算在总结国内外资料!的基础上本规—范提出当《汇水面积大于2km!2时雨水设计流量宜!采用数?学模型进行》确定
《
— 无论采用推【理公式法还是数【学模型法当设计【降雨历时小于暴雨】强度公?式,编制时采用》的降雨?历时:都,可以采用暴》。雨强度公《。式计算设计暴雨【强度或推《算设计降雨过程【设计降雨历时等于】汇水区域《的集水?时,间即:汇水区域最远点流】到设计断面所需时间!其数值等于地面【汇流:时间和管渠汇流时间!之和对于集水时间】超过暴雨《强度公式编制时采用!的降雨历时情况【。由于已?超出了暴雨强度【公式:。的适用范《围,宜采用当地有—代表性的长历时降雨!资料通过《同频率放《大或同倍比放大的】分析方法得出相应】的设计值
》
》3.1.3》 本条规定—了调蓄量的确—定方法
《
:
《 , , 1 公》式(3.《1.3-1)是基】于水流的连续性方】。程,通过:在不同设计暴雨【重现期条件下计算入!流和:出流过?程线确定《所需调蓄量的基【本理论公式其中【入流过程线根据设】计标准计算确—。定设计标准》可以:是当地的《内涝防治设计重现】期、雨水管渠—设计重?。现期或者《径流:量控制标准;—出流过?程,线是按调蓄池下游系!统受纳能力确定【的式:中的降雨历时t指设!计,降雨:过程的总持续时【间与:计算暴雨强度—时,的集水时《间有所区别描述【式中的入流和出【流过程线Q》i和Qo时需—以下基本《。资料
【
(1)】调蓄工程具有确【。定的上下《游边界条件;
【
:
— (:2)足够的降雨资】料,特别是较长历时【的降雨?资料;
【
《 (3)足够的下!垫面条件数》据如径流系数、土壤!渗透系数《。、不透水面》积所占比例》等用于计算》。汇水区域《内的产流《和汇流?过程;
【
(【4,。)调蓄设施的—形式和各部位—尺寸用于《计算调蓄《设施的出口流量随】时间和设施》内,水深等因《。。素的:变化过程
!
? 此外Qo—的取值不《应超:过区域?。开发前相同设计重】现期:下的雨水峰值—流,量和调?蓄工程下《游的:受纳能?力
—
》。公式(?3.1.《3-1)所需的基础!。资料较多且所得的】调蓄设施《有,效容积需根据试算结!果不断?修正以满足设—计要求?当汇水?区域面积较》小时可对《。调蓄设?施的入流和》出,流过程进《行适当简化
!
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美国联邦!政府开发的FA【A法是一种常见的简!化方法如下式所示
!
《
》
: 式中Qi暴!雨峰:值流量通《过暴雨强度公式获】得;
》
? — Q》o调蓄?设施平均出口流量】(适用于《串联:式调蓄?池):。或下游?排水系统《设计流量(适用于并!。联式调蓄池);【
?。
— , : t》降雨历时
!
? 鉴于上式中【。Q,o的定义《不够明确美国科罗拉!多大学丹佛分校的】James C.Y!。.G:uo(郭纯》园)教授对FA【A,法进行了修正如【下式所示《。
【
【 :式中Qa调蓄—设施的最大允许出口!流量(适用于串联式!调蓄池)《或下游排水》。系统设?计流量(适用于【并联式调蓄池);
!
! —tc集?水时间(有别—于降雨历时t)
!
《 ? 2 公式(3】.1.?3-2)采用的【。是脱过?系数法这是》一种:。采,用由径流成因所推】理,的流量过程线推求调!蓄容积的方法选取脱!过系数时调蓄设施】。上游的设计流量应根!据其上游《服务面积的雨水设计!流量确定;调蓄设施!下游的设计流量不应!超过其下《游排水?设施的最《大,。受,纳能力;降雨历时】。不应大于《编制暴雨强度公式】时采纳的最大降雨】历时由于脱过系【数法是在暴雨—强度公式《的基础上推理—得到的因此该方【法的适用范围应与暴!雨强度公式的—适用范围相同鉴于我!国,目前暴雨强度—公式的降雨历时大多!不超:过180mi—n因此运用脱过系】数法确?定调蓄量时应注【意,其适用范围
!
3【 用于削减峰值流!量雨水调蓄工—。程的设计过》程中需进行内涝防】治设计重《现期的校核应考虑】工程对雨水》。的,调蓄作用因此—宜,采用较长历时—降雨:。且应考虑《降雨历?程即雨型的》影响:
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发!达国家采用的降【。雨历时一般为3h】~24?h如美国得》。克萨斯州交通局颁】布的:水力设计手册—(20?11年版)规定【一,般采用24h—美国丹佛市的城市暴!雨,排水标准(2—0,11年版第》一,卷)规定服务面积小!于10?平方英里(约—25.9km2【)最小降《雨历时为《2h:。;10平方》英里~2《。0,平方英里最小降雨】历时为3h;—大于20平方英【里,(约51.8—km:2,)最小?降雨历时《为6h美国休斯敦设!计手:册第九?章雨水设计要求(】2005年版)规定!。小于200英亩(约!0.:8km2)时最小】降雨历时为3h【;大:。。于20?0英亩时最》小,降雨:历时为?6h因此本规范规】定用:。于削:减峰值流量的雨水】调蓄工程的调—蓄,量计算中设计降雨】历时宜选用》3h~24h计算该!范围内不同降雨历】时时出入调》蓄设施的《雨水量之差得到在每!个,降雨历时情况—下所需的调蓄容积最!大,值即为?所需的调蓄设施容积!
《
《 当?雨型的统计资料【匮乏时排水系统【的设计一般假定【在一定降雨历时范】围,内暴雨强度保持【恒定:不考:。虑雨型?当地雨型资料缺乏】时可以?采,用附近城《市或地区的雨—型或采用《当地发生过的有【代表性的典型—。暴雨过程《
! 典型暴《雨过:程应:在暴:雨特性一致的气候区!内选择?有代表?性的雨量《过程所谓有代表性】就是指?暴雨特性能够反映】设计地区《情况符合设计要求】主要遵?循以下几个》原,则
【。 , ?(1)历史上已【经发生过的流域性】特,大暴雨雨量》时空分布资料—。充分:和可靠?
— (》2):造成特大《洪涝灾害的暴雨水文!气象条?件较:接近规划《情况
《
》 : (3?)暴雨类型和时空】分布特征具有代【表,。性
! (4)对规划】调蓄:。工,程不利?的雨型
! 选定—了典型暴雨过程后就!可,用同:频率或同倍比—设,计暴雨量控制—方法对典型暴—雨分段进行缩放不】同,。时段控制放大时【控制:。时段划分《不宜过细《(如江苏《。。省各市控制时—段主:要采用5min)】对暴雨核心部分【24h暴《雨的时程分配时段划!分视流域大小—和,汇流计算所用—的时段而定
【
【 ,(1:)同频?率放大法
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— 在放《大典型过程线时【按,雨峰和不同历—时的雨?量分别采用不同倍】比使放大后的过程线!的雨峰?和各:种历时的雨量分别】等于设计雨峰和设计!雨量也就是说经放大!后的过程线其雨峰值!和各种历时》的降雨总《量都等于同一设【。。计频率称为同频【率放大法
【
【同频:率放大法可保证【指定设?。。。计时段规划区域和】。指定分区雨量等于设!计频率满足各种规】划方案水《文计算要求》缺点是对《雨量时空分布分时段!和分区域缩放—会引起?雨型时空《分布的变形且统【计时段和分区数越】多雨:型变形越《大
《
— (2)同倍比放大!法
—
,。 ? 用同一放大倍比k!值,放,大典型暴雨过—程线的雨量坐标使放!大后的暴雨量等于】设计:。暴雨量或使放大【后的控制时段—的暴:雨量等于设计暴【雨,量称:为同倍?比放大法
!
》同倍比?放大法计《算出的暴雨》时间和空间分布【的形状不《会发生变化仅—降雨强?度的同倍比改变缺点!是仅一个《时段:的雨量满足设计【。频率当?区域设?计暴雨的敏感历时】未知或变化时或者各!项内涝防《。治工程具有不同【的敏感历时同—倍比放大法得出的】设计暴雨结果—无法满足要求—
3【.1.4 》 截流倍数》计算法是一种基于】合流制排《。水,系统:设,计截流倍数的—计算方法《由于:雨水径流量和污【水量并无直》接的比例关系—因此通过公》式(3.1》.4)得到的调蓄】量不能直接反映【合流制排《水系统中溢》流污水被《。截流的程《度一:些发达国《家常用的指标是【合流污水的截—流率:即截流量占降—雨量的?百分比上海等地【曾通过统计总结【了当地截流倍数和】合流污水截流率的】直,接关系并用于调蓄】工程的设计
】
截】流倍数计算法是一】种简化?。计算方法该方—法建立?在降雨事件为均匀降!。雨,的基础上《且假设调蓄工程的】运行时间《不小:于发生溢流的降雨】。历,。时以:及调蓄工程》的,放空时间小》于两场降雨的间隔而!实际:情况很难满》。足上述两《种假设?因此以截流倍—数计算法《得到的调蓄量偏小】计算得到的调—蓄量在实《际运行过程中发【挥的效益小于设【定的调蓄效益在设计!中应乘以安全系数】β,根据上海《等地工程实践可取】1.1~1.—5
《
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3.?1.5? 用于源头径【流总量和污染控【制的雨?水调蓄工《程其调蓄量可—按当地年径流—总量控制率对应的】单位面积调蓄—深度计算后确—定住房城乡建—设部:发布的“海绵城市建!设技术指南”—中列举了部分城市】。不,。同年:径流总量控》制率:对应的单位面积调】蓄深度?在缺乏相关资料【时可作为《参考
】 : 用于分流制排水!系统径流污》染控制的《雨水调蓄工程其调】蓄量的确定应综【合考虑?当地降雨特征—、受纳水体的环境容!量、降雨初期的【雨水水?质,水量特征、排水系】统服务面积和下游污!水处理系统的受纳】。能力等因素国外有研!究认为1h雨量达】到,12.7《。mm:的降雨?能冲刷掉《90%以上的—地表污染物;—同,济大学对上海—。芙蓉江、《水城路?等地区的雨水地面径!流研究表明在降雨】量达到10》mm时径《流水质已基本—稳定:;国:内还有研究认为【一般控制量在6m】m~8mm可控制6!0%:~80%的污—。染量因此结合我【。国,实际情?况调蓄量可取4【mm:~8mm地面污染】程度较严重》的区域宜取》。上限
】3.1.6 确定!调蓄量时应考—虑,地理位置限制、【雨,水水质水量》、雨水综合利—用效率和投》资效益等多》种因素并《进行综?合比:较后确?定
》
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3.1.7 【 相关研究表明【。城镇:径流存在《明显的初期冲刷【作用但由于降—雨冲:刷过程的复杂—性和随机性确—定不同条件》下的初期径流弃流】量是一个难题在有】条件的地区应在【实测服务范》围内不同下垫面【收集雨?水的化学需氧量(】COD)、悬浮【物(SS《。),等污染物《浓度根据污》染物浓?度随降?雨量的变化曲—线,确定初期径流—弃流量
《
】 根据实测数据【计算分析通常一【场降雨路面的—初期径流《弃,流量是屋《面的3?倍以上当屋》。面的弃?流量为?2mm~《3,mm时即可控—制整场降雨60【%以上的径流污【染负荷当超过3m】m时污染控制效果无!显著增加路面—的情况更为复杂数据!变化幅度《更大但一般》弃,。流量为6mm—~8:mm可控《制约60%以上的污!染,量,当超过1《0mm时污染—控制:效果无显著增加【因此结合我国实【。际情:况地面?径流深度《可为4?。mm:~8mm地面—。污染程度较严—重的区域宜取—上限
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3.1.!8 新建》多功能调蓄》设施的调蓄量应综】合考:虑自身景观或休闲娱!乐功能并根》据调蓄功《能,和设计标准经—计算后确定》原有景观或休闲娱】乐设施改建为多功】能调蓄设施时应根据!设施的可《调蓄水量《校核设计标准是否满!足调蓄量要求当不满!足要求时可对—设施:进行改?扩建但不应影响设】施原有功能的—发挥
》
3《.1.9《 调?蓄设施可设置在排】水,系统的不同位置如进!。入排水管《渠系统前、管渠系统!中间和管渠系统末】端等当多个》调蓄设?施联合运行时—应考:虑其:综合效果和投资【效益确定各项设【施的位?置和规模并》采用数?学模型对其调—蓄效果进《行综合评估满—足调蓄?工程的总体》设计要求
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