基于降雨强度曲线的雨水调蓄池与处理设施设计

中国农村水利水电#2011年第8期

文章编号:1007-2284(2011) 08-0041-02

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基于降雨强度曲线的雨水调蓄池

与处理设施设计

凌 冲, 洪 忠

(深圳市水务规划设计院, 广东深圳518001)

摘 要:随着河流污染治理工作的推进, 近期截流漏排污水和远期截流初雨水解决面源污染逐渐成为一种新的河道整合整治新思路, 雨季截流的初雨水的去向逐渐浮现出来。尝试结合降雨强度曲线进行雨水调蓄池和处理设施的设计。 关键词:河流污染治理; 雨水调蓄池; 一级强化处理; 降雨强度曲线 中图分类号:T V222 文献标识码:B

随着深圳河流综合整治工作的开展, 近期截流旱季污水、初雨水解决漏排污水和面源污染、远期截流初雨水解决面源污染的理念逐渐成为新的治河理念。本文尝试从初雨水的调蓄和处理的角度提出一种新的设计思路。

的雨水调蓄池, 进行后续的处理后排放。

3 雨水调蓄容积的计算

由于雨水调蓄的目的、方式、有无渗透、溢流做法等条件的不同, 造成雨水调蓄容积的计算方法也不尽相同, 本文从河道综合整治系统中收集的雨水处理的角度出发对雨水调蓄容积的影响因素、算法进行探讨分析。

1 雨水调蓄的概念与方式

雨水调蓄是雨水调节和雨水贮存的总称。传统意义上雨水调节的主要目的是削减洪峰流量。雨水贮存的主要目的是为了满足雨水利用的要求而设置的雨水暂存空间, 待雨停后将其中的雨水加以净化, 慢慢使用。雨水贮存兼有调节的作用, 当雨水贮存池中仍有雨水未排出或使用, 则下一场雨的调节容积仅为最大贮存容积和未排空水体积的差值。

4 雨水调蓄容积的影响因素

当雨水需要处理时, 如何确定雨水调节贮存池容积, 应考虑下列影响因素和原则:¹可收集和贮存的雨水量; º流域内可利用的城市污水处理设施的处理能力; »雨水收集管道(渠) 的坡降; ¼雨水收集管道(渠) 是否允许储存雨水; ½调蓄池的建造形式; ¾提升泵站的规模; ¿处理设施的处理能力和运行时间。

选用多种形式进行对比、筛选, 按投入产出比等经济指标确定最佳容积。

2 雨水调蓄池的分类

根据地形、地貌和排水管渠等条件, 雨水调蓄池从功能上可以分为3大类

[1]

。

(1) 利用低凹地、池塘、湿地、人工池塘等收集调蓄雨水。雨水汇入调蓄池之前应该进行必要的截污处理, 再充分利用调蓄池内的水生植物和其他生物资源对集蓄的雨水进行净化处理. 防止水质恶化。保持良好的生态景观效果。

(2) 将其建成与市民生活相关的设施, 如利用凹地建成城市小公园、绿地、停车场、网球场、儿童游乐场和市民休闲锻炼场所, 这些场所的底部一般都采用渗水的材料. 当暴雨来临时可以暂时将高峰流量贮存在其中, 暴雨过后, 雨水继续下渗或外排, 并且设计在一定时间内完全放空, 这种雨水调蓄设施多数时间处于无水状态, 可以用作多功能场所。

(3) 从降低雨水污染负荷的角度出发, 建设地上或地下式

收稿日期:2011-06-03

作者简介:凌 冲(1973-) , 男, 助理工程师, 主要从事水环境治理工

E com 。

5 雨水调蓄池的容积计算

雨水调蓄容积的计算原理均是基于降雨流量公式和降雨过程线[2], 计算时大多以拟汇流区域内一场雨来计算, 小面积的建成区域一般是采用5室外排水设计规范6(GB50014-2006) 中雨水流量计算公式确定各干管重现期P =0. 33年的雨水洪峰流量, 按同倍比缩放得出各干管降雨的洪峰流量, 然后根据简化三角形法(高切林法) 按排水干管的实际汇流时间得出降雨的降雨强度曲线。

流域径流过程的推算一般采用实测降雨径流过程进行推算, 属于经验统计范畴。流域径流过程与流域的自然地理参数、流域内植被及开发建设情况密切相关。一般按流域单位线理论, 借鉴本区域综合单位线经验数据进行推算。

深圳工

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基于降雨强度曲线的雨水调蓄池与处理设施设计 凌 冲 洪 忠

蓄池调蓄所需的沉淀池和调蓄池容积, 根据现有场地进行综合对比, 得出最佳的调蓄方式。

根据本工程截流系统坡缓、设计水位下贮存空间大的特点, 拟确定对截流系统以及调蓄池调蓄两种方式进行分析。

方案一:自降雨开始延后1~2h 启动提升初雨水进入强化处理设施进行处理, 通过计算初雨累积流量、箱涵容积和提

图1 化学絮凝强化处理工艺技术路线示意图

程40m 3/d 的处理经验, 初雨水采用化学强化絮凝工艺进行处理, 图1

为该技术路线示意图。

升初雨水累积流量计算对比, 在初雨累积流量和提升初雨水累积流量差值小于(箱涵内存留初雨水水量) 箱涵容积的情况下, 不需单独设置调蓄池的, 强化处理设施的进水和出水均属于恒定的。

方案二:自降雨开始延后1~2h 启动提升初雨水进入调蓄池, 在不考虑箱涵调蓄初雨水的前提下, 通过计算累积流量和提升初雨水累积流量计算对比, 确定调蓄池需要的最大容积, 即累积流量和初雨提升累积流量差值最大时为调蓄池的容积, 调蓄池进水是变化的, 调蓄池出水、强化处理设施进水和出水均是恒定的。

根据降雨强度曲线, 计算每个小时间隔时间内累积流量, 分别计算利用箱涵和调蓄池调蓄所需的处理池和调蓄池容积。选取截流系统、调蓄池调蓄共二种工况进行对比, 每种工况均考虑一天处理完成的情况。

根据二种工况下处理不同的优缺点, 得出二种种工况对应

初雨强化处理主要单元建筑物包括混合池、絮凝池、沉淀池、污泥浓缩池等, 其中以沉淀池占地为最大, 约占强化处理设施总占地的60%以上, 本次主要计算沉淀池占地。

下面选取深圳某河为例进行分析, 根据降雨强度曲线, 计算每个小时间隔时间内累积流量, 分别计算利用

截流系统和调

图2 深圳某河降雨强度曲线

调蓄方式优缺点对比如表3所示。

表1 单场雨条件下利用箱涵调蓄计算成果(工况一)

处理时间/h 24

对应时处理量沉淀池池/(m 3#h -1)

3400

容/m 37776

L /m 72

B /m 18

沉淀池

H /m 3

分格数2

沉淀池面积/m 22405

调蓄池容积/m 3

调蓄池面调蓄池有效积/m 2

水深/m 0

占地/m 22405

表2 单场雨条件下利用调蓄池进行调蓄计算成果(工况二)

处理时间/h 24

对应时处理量沉淀池池/(m 3#h -1)

3400

容/m 37776

L /m 72

B /m 18

沉淀池

H /m 3

分格数2

沉淀池面积/m 22405

调蓄池容积/m 350000

调蓄池面调蓄池有效积/m 210000

水深/m 5

占地/m 212405

表3 二种工况对比

内容

利用截流系统进行调蓄, 不设调蓄池, 直

工况一

接从截流系统提升初雨水进入强化处理设施

优点

缺点

每场雨后箱涵需要及时清淤, 截流系统维

充分利用截流系统的调蓄能力; 无需建设调蓄池; 占地小; 投资省

护管理人员劳动强度大, 维护费用高; 强化处理设施水质水量处于波动; 需用变频泵进行提升, 配水复杂, 运行管理繁琐

截流系统内不需要经常进行清淤; 强化处理设施的水质和水量比较均匀; 强化处理设施运行管理方便; 强化处理设施费用低

调蓄池需要占地; 调蓄池需要定期清淤

不利用截流系统的调蓄能力, 建设一个规

工况二

模较小的地下(地上) 调蓄池, 初雨从调蓄池提升(自流) 进入强化处理设施

综合考虑占地, 清淤和运行等因素, 设计推荐选择工况二。

相对于工况一, 不利用截流系统增加了新建调蓄池占地, 但从线式清淤转变为点面式清淤, 降低了箱涵清淤的频率和强度。

的综合利用、河道综合整治的目标要求等内容, 本文从流域的降雨强度曲线结合初雨水的处理进行雨水调蓄池容积的设计计算, 提供一个可供利用的计算方法。参考文献:

[1] 王 健, 周玉文. 雨水调蓄池在国内外应用简况[J]. 北京水务,

2010, (3) .

[2] 车 伍, 李俊奇. 城市雨水利用技术与管理[M ]. 北京:中国建筑

t

6 结 语

雨水调蓄池的容积确定需要综合考虑当地的气候、水资源