。
?
3 ? 水量和水质—
?
?。
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
:
,
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4km【2芝加哥0.8【km2纽约1.6】km:。2丹佛6.》4km2《且汇流时间小于1】0m:in;欧盟的—排水设?计规范要求当—排水系?统面积大于2—km2或汇流时【间大于15min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《2,k,m2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Qi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Q?o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
》
》 : 美国联邦政府】。开发的?FAA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—;
?。
】 》 Qo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Qo的定】义不:够明确美国科罗【拉多大学丹佛—分校的?。James》 C.Y《.Guo(郭—纯园)教授》对FA?。。A法进行了》修正如?下式所示
】。
,
,
】 :式中Q?a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180min!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
》
? 发达国—家采用的降雨历时】一,般为3h《~24h如美国【得克萨斯州交通【。局颁布的水》力设计?。手册:(2011年版【)规定一般采用24!h美国丹佛市—。的城市暴雨排水【标准(?20:11年版第一卷)】规定服务《面积小?于10?平方英?里(约25.9km!2)最?小,。降雨历时《为2h;10平方】英里~20》平方英里《最小降雨历》时,为3h;大于20】平方英里(约5【1,.8km2)—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!200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~2》4h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2【4h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
—
!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
】
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!。.7mm《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:6mm?~8mm可控制【60%~《80%的污染量因】此结:合我国实际情—况,调蓄量可《取,4mm~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
?
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6】0%:以上的?径流污?染负荷当超过—。。3,mm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《10m?m,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《
《。
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
?