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3 水量和水質(zhì)3,1、水、量3,1,1.雨水調(diào)蓄設(shè)施的主要功能是削減峰值流量 防治內(nèi)澇?？刂朴晁畯搅魑廴竞陀晁C合利用、雨水調(diào)蓄設(shè)施的設(shè)計(jì)調(diào)蓄量應(yīng)根據(jù)主要功能要求,經(jīng)計(jì)算確定、當(dāng)雨水調(diào)蓄設(shè)施具有多種功能時(shí).應(yīng)分別計(jì)算各種功能所需要的調(diào)蓄量根據(jù)不同功能發(fā)揮的時(shí)序，確定取最大值或是合計(jì)值作為設(shè)計(jì)調(diào)蓄量。3.1 2,我國(guó)目前采用恒定均勻流推理公式計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量，恒定均勻流推理公式基于以下假設(shè)。降雨在整個(gè)匯水面積上的分布是均勻的.降雨強(qiáng)度在選定的降雨時(shí)段內(nèi)均勻不變.匯水面積隨集流時(shí)間增長(zhǎng)的速度為常數(shù).因此推理公式適用于較小規(guī)模排水系統(tǒng)的計(jì)算 當(dāng)應(yīng)用于較大規(guī)模排水系統(tǒng)的計(jì)算時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大誤差，隨著技術(shù)的進(jìn)步,管渠直徑放大 水泵能力提高、排水系統(tǒng)匯水面積逐步擴(kuò)大,應(yīng)對(duì)推理公式進(jìn)行修正 發(fā)達(dá)國(guó)家已采用數(shù)學(xué)模型模擬降雨過程,把排水管渠作為一個(gè)系統(tǒng)考慮 并用數(shù)學(xué)模型對(duì)管渠進(jìn)行管理.美國(guó)一些城市規(guī)定的推理公式適用范圍分別為、奧斯汀4km2 芝加哥0、8km2 紐約1,6km2,丹佛6,4km2且匯流時(shí)間小于10min,歐盟的排水設(shè)計(jì)規(guī)范要求當(dāng)排水系統(tǒng)面積大于2km2或匯流時(shí)間大于15min時(shí)、應(yīng)采用非恒定流模擬進(jìn)行城市排水管渠水力計(jì)算 在總結(jié)國(guó)內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，本規(guī)范提出當(dāng)匯水面積大于2km2時(shí).雨水設(shè)計(jì)流量宜采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行確定.無(wú)論采用推理公式法還是數(shù)學(xué)模型法，當(dāng)設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)小于暴雨強(qiáng)度公式編制時(shí)采用的降雨歷時(shí).都可以采用暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度或推算設(shè)計(jì)降雨過程.設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)等于匯水區(qū)域的集水時(shí)間 即匯水區(qū)域最遠(yuǎn)點(diǎn)流到設(shè)計(jì)斷面所需時(shí)間 其數(shù)值等于地面匯流時(shí)間和管渠匯流時(shí)間之和.對(duì)于集水時(shí)間超過暴雨強(qiáng)度公式編制時(shí)采用的降雨歷時(shí)情況,由于已超出了暴雨強(qiáng)度公式的適用范圍.宜采用當(dāng)?shù)赜写硇缘拈L(zhǎng)歷時(shí)降雨資料,通過同頻率放大或同倍比放大的分析方法，得出相應(yīng)的設(shè)計(jì)值.3 1，3,本條規(guī)定了調(diào)蓄量的確定方法,1 公式、3，1、3,1。是基于水流的連續(xù)性方程 通過在不同設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期條件下，計(jì)算入流和出流過程線確定所需調(diào)蓄量的基本理論公式，其中入流過程線根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算確定、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以是當(dāng)?shù)氐膬?nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期 雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期或者徑流量控制標(biāo)準(zhǔn) 出流過程線是按調(diào)蓄池下游系統(tǒng)受納能力確定的，式中的降雨歷時(shí)t指設(shè)計(jì)降雨過程的總持續(xù)時(shí)間,與計(jì)算暴雨強(qiáng)度時(shí)的集水時(shí)間有所區(qū)別、描述式中的入流和出流過程線Qi和Qo時(shí).需以下基本資料,1。調(diào)蓄工程具有確定的上下游邊界條件、2.足夠的降雨資料。特別是較長(zhǎng)歷時(shí)的降雨資料。3。足夠的下墊面條件數(shù)據(jù) 如徑流系數(shù)，土壤滲透系數(shù)、不透水面積所占比例等 用于計(jì)算匯水區(qū)域內(nèi)的產(chǎn)流和匯流過程.4.調(diào)蓄設(shè)施的形式和各部位尺寸。用于計(jì)算調(diào)蓄設(shè)施的出口流量隨時(shí)間和設(shè)施內(nèi)水深等因素的變化過程 此外.Qo的取值不應(yīng)超過區(qū)域開發(fā)前相同設(shè)計(jì)重現(xiàn)期下的雨水峰值流量和調(diào)蓄工程下游的受納能力 公式 3。1,3.1.所需的基礎(chǔ)資料較多，且所得的調(diào)蓄設(shè)施有效容積需根據(jù)試算結(jié)果不斷修正，以滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)匯水區(qū)域面積較小時(shí)?？蓪?duì)調(diào)蓄設(shè)施的入流和出流過程進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化。美國(guó)聯(lián)邦政府開發(fā)的FAA法是一種常見的簡(jiǎn)化方法。如下式所示 式中.Qi、暴雨峰值流量.通過暴雨強(qiáng)度公式獲得。Qo、調(diào)蓄設(shè)施平均出口流量，適用于串聯(lián)式調(diào)蓄池.或下游排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量.適用于并聯(lián)式調(diào)蓄池.t、降雨歷時(shí)、鑒于上式中Qo的定義不夠明確.美國(guó)科羅拉多大學(xué)丹佛分校的James，C，Y。Guo。郭純園。教授對(duì)FAA法進(jìn)行了修正 如下式所示,式中、Qa。調(diào)蓄設(shè)施的最大允許出口流量,適用于串聯(lián)式調(diào)蓄池，或下游排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量 適用于并聯(lián)式調(diào)蓄池、tc,集水時(shí)間，有別于降雨歷時(shí)t 2，公式,3,1 3 2,采用的是脫過系數(shù)法、這是一種采用由徑流成因所推理的流量過程線推求調(diào)蓄容積的方法,選取脫過系數(shù)時(shí)，調(diào)蓄設(shè)施上游的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)根據(jù)其上游服務(wù)面積的雨水設(shè)計(jì)流量確定、調(diào)蓄設(shè)施下游的設(shè)計(jì)流量 不應(yīng)超過其下游排水設(shè)施的最大受納能力。降雨歷時(shí)不應(yīng)大于編制暴雨強(qiáng)度公式時(shí)采納的最大降雨歷時(shí),由于脫過系數(shù)法是在暴雨強(qiáng)度公式的基礎(chǔ)上推理得到的，因此該方法的適用范圍應(yīng)與暴雨強(qiáng)度公式的適用范圍相同,鑒于我國(guó)目前暴雨強(qiáng)度公式的降雨歷時(shí)大多不超過180min.因此.運(yùn)用脫過系數(shù)法確定調(diào)蓄量時(shí)應(yīng)注意其適用范圍,3。用于削減峰值流量雨水調(diào)蓄工程的設(shè)計(jì)過程中需進(jìn)行內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的校核。應(yīng)考慮工程對(duì)雨水的調(diào)蓄作用,因此宜采用較長(zhǎng)歷時(shí)降雨,且應(yīng)考慮降雨歷程。即雨型的影響。發(fā)達(dá)國(guó)家采用的降雨歷時(shí)一般為3h，24h.如美國(guó)得克薩斯州交通局頒布的.水力設(shè)計(jì)手冊(cè)。2011年版.規(guī)定一般采用24h.美國(guó)丹佛市的、城市暴雨排水標(biāo)準(zhǔn) 2011年版、第一卷。規(guī)定，服務(wù)面積小于10平方英里、約25、9km2.最小降雨歷時(shí)為2h，10平方英里.20平方英里。最小降雨歷時(shí)為3h 大于20平方英里 約51,8km2,最小降雨歷時(shí)為6h，美國(guó)休斯敦設(shè)計(jì)手冊(cè)第九章雨水設(shè)計(jì)要求。2005年版.規(guī)定，小于200英畝，約0。8km2 時(shí)。最小降雨歷時(shí)為3h、大于200英畝時(shí)。最小降雨歷時(shí)為6h 因此、本規(guī)范規(guī)定用于削減峰值流量的雨水調(diào)蓄工程的調(diào)蓄量計(jì)算中、設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)宜選用3h，24h，計(jì)算該范圍內(nèi)不同降雨歷時(shí)時(shí)出入調(diào)蓄設(shè)施的雨水量之差,得到在每個(gè)降雨歷時(shí)情況下所需的調(diào)蓄容積、最大值即為所需的調(diào)蓄設(shè)施容積 當(dāng)雨型的統(tǒng)計(jì)資料匱乏時(shí) 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般假定在一定降雨歷時(shí)范圍內(nèi)暴雨強(qiáng)度保持恒定,不考慮雨型,當(dāng)?shù)赜晷唾Y料缺乏時(shí).可以采用附近城市或地區(qū)的雨型、或采用當(dāng)?shù)匕l(fā)生過的有代表性的典型暴雨過程 典型暴雨過程應(yīng)在暴雨特性一致的氣候區(qū)內(nèi)選擇有代表性的雨量過程，所謂有代表性就是指暴雨特性能夠反映設(shè)計(jì)地區(qū)情況、符合設(shè)計(jì)要求 主要遵循以下幾個(gè)原則、1.歷史上已經(jīng)發(fā)生過的流域性特大暴雨 雨量時(shí)空分布資料充分和可靠。2。造成特大洪澇災(zāi)害的暴雨。水文氣象條件較接近規(guī)劃情況,3,暴雨類型和時(shí)空分布特征具有代表性。4,對(duì)規(guī)劃調(diào)蓄工程不利的雨型、選定了典型暴雨過程后。就可用同頻率或同倍比設(shè)計(jì)暴雨量控制方法，對(duì)典型暴雨分段進(jìn)行縮放 不同時(shí)段控制放大時(shí).控制時(shí)段劃分不宜過細(xì),如江蘇省各市控制時(shí)段主要采用5min,對(duì)暴雨核心部分24h暴雨的時(shí)程分配，時(shí)段劃分視流域大小和匯流計(jì)算所用的時(shí)段而定 1 同頻率放大法,在放大典型過程線時(shí) 按雨峰和不同歷時(shí)的雨量分別采用不同倍比.使放大后的過程線的雨峰和各種歷時(shí)的雨量分別等于設(shè)計(jì)雨峰和設(shè)計(jì)雨量，也就是說 經(jīng)放大后的過程線,其雨峰值和各種歷時(shí)的降雨總量都等于同一設(shè)計(jì)頻率,稱為同頻率放大法,同頻率放大法可保證指定設(shè)計(jì)時(shí)段規(guī)劃區(qū)域和指定分區(qū)雨量等于設(shè)計(jì)頻率 滿足各種規(guī)劃方案水文計(jì)算要求.缺點(diǎn)是對(duì)雨量時(shí)空分布分時(shí)段和分區(qū)域縮放會(huì)引起雨型時(shí)空分布的變形.且統(tǒng)計(jì)時(shí)段和分區(qū)數(shù)越多,雨型變形越大.2。同倍比放大法,用同一放大倍比k值放大典型暴雨過程線的雨量坐標(biāo).使放大后的暴雨量等于設(shè)計(jì)暴雨量、或使放大后的控制時(shí)段的暴雨量等于設(shè)計(jì)暴雨量 稱為同倍比放大法、同倍比放大法計(jì)算出的暴雨時(shí)間和空間分布的形狀不會(huì)發(fā)生變化.僅降雨強(qiáng)度的同倍比改變、缺點(diǎn)是僅一個(gè)時(shí)段的雨量滿足設(shè)計(jì)頻率，當(dāng)區(qū)域設(shè)計(jì)暴雨的敏感歷時(shí)未知或變化時(shí),或者各項(xiàng)內(nèi)澇防治工程具有不同的敏感歷時(shí),同倍比放大法得出的設(shè)計(jì)暴雨結(jié)果無(wú)法滿足要求,3、1，4。截流倍數(shù)計(jì)算法是一種基于合流制排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)截流倍數(shù)的計(jì)算方法，由于雨水徑流量和污水量并無(wú)直接的比例關(guān)系，因此.通過公式.3.1、4、得到的調(diào)蓄量不能直接反映合流制排水系統(tǒng)中溢流污水被截流的程度、一些發(fā)達(dá)國(guó)家常用的指標(biāo)是合流污水的截流率,即截流量占降雨量的百分比.上海等地曾通過統(tǒng)計(jì)總結(jié)了當(dāng)?shù)亟亓鞅稊?shù)和合流污水截流率的直接關(guān)系。并用于調(diào)蓄工程的設(shè)計(jì),截流倍數(shù)計(jì)算法是一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法。該方法建立在降雨事件為均勻降雨的基礎(chǔ)上,且假設(shè)調(diào)蓄工程的運(yùn)行時(shí)間不小于發(fā)生溢流的降雨歷時(shí),以及調(diào)蓄工程的放空時(shí)間小于兩場(chǎng)降雨的間隔、而實(shí)際情況很難滿足上述兩種假設(shè)，因此、以截流倍數(shù)計(jì)算法得到的調(diào)蓄量偏小.計(jì)算得到的調(diào)蓄量在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)揮的效益小于設(shè)定的調(diào)蓄效益,在設(shè)計(jì)中應(yīng)乘以安全系數(shù)β、根據(jù)上海等地工程實(shí)踐,可取1，1,1、5。3。1、5 用于源頭徑流總量和污染控制的雨水調(diào)蓄工程，其調(diào)蓄量可按當(dāng)?shù)啬陱搅骺偭靠刂坡蕦?duì)應(yīng)的單位面積調(diào)蓄深度計(jì)算后確定，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的。海綿城市建設(shè)技術(shù)指南.中列舉了部分城市不同年徑流總量控制率對(duì)應(yīng)的單位面積調(diào)蓄深度 在缺乏相關(guān)資料時(shí).可作為參考，用于分流制排水系統(tǒng)徑流污染控制的雨水調(diào)蓄工程 其調(diào)蓄量的確定應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)亟涤晏卣?受納水體的環(huán)境容量.降雨初期的雨水水質(zhì)水量特征 排水系統(tǒng)服務(wù)面積和下游污水處理系統(tǒng)的受納能力等因素.國(guó)外有研究認(rèn)為。1h雨量達(dá)到12，7mm的降雨能沖刷掉90,以上的地表污染物、同濟(jì)大學(xué)對(duì)上海芙蓉江.水城路等地區(qū)的雨水地面徑流研究表明。在降雨量達(dá)到10mm時(shí).徑流水質(zhì)已基本穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)還有研究認(rèn)為一般控制量在6mm，8mm可控制60.80。的污染量。因此，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，調(diào)蓄量可取4mm，8mm,地面污染程度較嚴(yán)重的區(qū)域宜取上限，3、1。6，確定調(diào)蓄量時(shí),應(yīng)考慮地理位置限制 雨水水質(zhì)水量、雨水綜合利用效率和投資效益等多種因素。并進(jìn)行綜合比較后確定,3.1，7，相關(guān)研究表明.城鎮(zhèn)徑流存在明顯的初期沖刷作用、但由于降雨沖刷過程的復(fù)雜性和隨機(jī)性，確定不同條件下的初期徑流棄流量是一個(gè)難題。在有條件的地區(qū).應(yīng)在實(shí)測(cè)服務(wù)范圍內(nèi)不同下墊面收集雨水的化學(xué)需氧量.COD，懸浮物.SS。等污染物濃度，根據(jù)污染物濃度隨降雨量的變化曲線確定初期徑流棄流量,根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算分析,通常一場(chǎng)降雨、路面的初期徑流棄流量是屋面的3倍以上，當(dāng)屋面的棄流量為2mm，3mm時(shí)、即可控制整場(chǎng)降雨60,以上的徑流污染負(fù)荷,當(dāng)超過3mm時(shí)。污染控制效果無(wú)顯著增加，路面的情況更為復(fù)雜。數(shù)據(jù)變化幅度更大，但一般棄流量為6mm，8mm可控制約60。以上的污染量，當(dāng)超過10mm時(shí)，污染控制效果無(wú)顯著增加.因此，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況、地面徑流深度可為4mm 8mm.地面污染程度較嚴(yán)重的區(qū)域宜取上限,3、1,8、新建多功能調(diào)蓄設(shè)施的調(diào)蓄量.應(yīng)綜合考慮自身景觀或休閑娛樂功能。并根據(jù)調(diào)蓄功能和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)計(jì)算后確定,原有景觀或休閑娛樂設(shè)施改建為多功能調(diào)蓄設(shè)施時(shí).應(yīng)根據(jù)設(shè)施的可調(diào)蓄水量校核設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是否滿足調(diào)蓄量要求 當(dāng)不滿足要求時(shí),可對(duì)設(shè)施進(jìn)行改擴(kuò)建、但不應(yīng)影響設(shè)施原有功能的發(fā)揮、3,1.9,調(diào)蓄設(shè)施可設(shè)置在排水系統(tǒng)的不同位置、如進(jìn)入排水管渠系統(tǒng)前.管渠系統(tǒng)中間和管渠系統(tǒng)末端等，當(dāng)多個(gè)調(diào)蓄設(shè)施聯(lián)合運(yùn)行時(shí) 應(yīng)考慮其綜合效果和投資效益,確定各項(xiàng)設(shè)施的位置和規(guī)模 并采用數(shù)學(xué)模型對(duì)其調(diào)蓄效果進(jìn)行綜合評(píng)估，滿足調(diào)蓄工程的總體設(shè)計(jì)要求,