1、雨水收集详细计算案例与规范集目录某大型企业生活区屋面雨水收集与处理 11 屋面初期雨水的弃流与弃流装置 .11.1 屋面初期雨水水质 11.2 初期雨水弃流装置 12 生活区屋面雨水的收集与处理设计方案 .22.1 概况 22.2 该厂初期屋面雨水弃流方式 22.3 雨水净化工艺的确定 32.4 生态渗透过滤净化池的构造与设计 42.5 贮存池容积的确定 53 结语 .5雨水净化工艺 61 雨水水质分析 .62 工艺介绍 .62.1 物化处理工艺 72.2 人工湿地处理系统 82.3 土壤过滤系统 93 工艺优缺点比较 .9雨水的收集 111 产品介绍 .112 收集流程 .113 产品类型及
2、用途 .114 技术参数 .12雨水储水箱在雨水收集利用中的作用 131 简介 .132 在下游排水系统中设备水力保持力的影响 .143 方法 .144 最大价值评估 .155 实际使用 .166 结果分析 .167 结论 .17沧州化工集团的雨水收集与利用 18国家体育场的雨水收集与利用 191 雨水收集池的主要功能 .192 雨水收集池的设计原则 .19大型场馆雨水利用和实例 20雨水收集详细计算案例与规范集开合式屋顶屋面雨水收集利用和排放 21水木年华湖上组团工程的雨水收集利用工程 .221 工程概况 .222 气象条件 .233、工程实施 233.1 雨水收集、净化系统 243.2 雨
3、水利用系统 243.3 雨水收集利用工程系统图如下 264 雨水收集利用综合效果分析 .264.1 雨水收集的有效面积 264.2 年降雨总量及可利用雨水量的计算 264.3 年蒸发量计算 264.4 水泵耗电费用计算 264.5 雨水收集利用综合计算 274.6 雨水收集利用综合经济分析 275 我公司对城市雨水收集利用工程方面作出的贡献 .27雨水收集详细计算案例与规范集1 / 30某大型企业生活区屋面雨水收集与处理雨水的利用分间接和直接两种。间接利用是采用多种雨水渗透设施，将雨水回灌地下，以补充地下水资源：直接利用是将雨水进行收集、贮存和净化后，水质达到污水再生利用城镇杂用水水质标准(G
4、B T189202002) ，然后直接用于冲洗路面、绿化、洗车、冲厕等。城市雨水利用在国外已有几十年的历史，特别是近 20 年来在欧洲、美国、日本、澳大利亚等许多地区和国家，对城市雨水的利用与资源化非常普遍。目前国内对城市雨水，特别是屋面雨水的利用还处于起步阶段，只是对城市的单个大型建筑物和居民小区进行了一些工程性试验和工程设计。而对于企业内住宅区的雨水收集利用，因其具体情况的不同，应分别加以研究。下面以山西某大型焦化一热电厂生活区为例.就屋面雨水的收集与处理的设计方案做一介绍。1 屋面初期雨水的弃流与弃流装置屋面初期雨水中的污染物含量较高.随着径流的持续.雨水流经的物体表面被不断冲洗，污染物
5、含量逐渐减小到相对稳定的程度。所以，直接弃流初期雨水已成为减少收集的雨水中污染物的一个有效途径。许多国家在雨水利用工程中.将弃流作为整个雨水收集处理工艺的预处理.为雨水的贮存和后续处理提供水质相对稳定的水源.同时，也避免收集和处理单场降雨量产生很小径流的雨水。屋面雨水与道路雨水径流相比，屋面雨水更便于收集，水质也相对较好，易于处理，同时具有投资较省和便于管理等优点。但屋面雨水同样存在初期雨水污染较重，应将其弃流的问题。1.1 屋面初期雨水水质由于降水淋洗了大气污染物(主要为 SS、COD、硫化物、氮氧化物等)和屋面积累的大气沉积物以及屋面材料产生的污染物.致使初期雨水污染程度较高(其中，平顶沥
6、青油毡屋面污染较重)。屋面初期雨水中所含的主要污染物有 COD、SS ，还有极少量的铅、磷和氮。同时屋面雨水可生化性差，BOD ：COD 通常只有 0.10.15 经初期雨水弃流后的雨水水质则较稳定，如 COD 为 80120mgL，SS 为 2040mgL，色度为 10-40。对于屋面初期雨水的弃流量，可根据试验测定或按 23mm 降水量进行计算。本设计屋面初期雨水弃流量按3mm 降水量计算，弃流后的中、后期雨水 COD 质量浓度可稳定在 100mgL 左右，以确保获得较好的雨水水质。1.2 初期雨水弃流装置初期屋面雨水的弃流装置目前常用的有弃流雨水池和旋流分离器两种同。1.2.1 弃流雨水
7、池在雨落管下部设弃流雨水池，在池内设浮球控制阀。随着池内截流的初期雨水量增加，水位不断上升，当达到设定水位的高度时，浮球阀进入池内的雨落管出口，使其完全关闭，后续雨水沿雨水收集管道，送人净化处理构筑物进行处理。池内已收集的初期雨水，在降雨结束后打开放空阀将其排人污水管道。放空阀也可采用电磁阀，以便于操作管理。弃流雨水池的结构如图 1 所示。雨水弃流池的容积是根据住宅楼雨落管的屋面服务面积和 3mm的降水量来确定。雨水收集详细计算案例与规范集2 / 301.2.2 旋流分离器旋流分离器构造和工作过程见图 2。该分离器的主要结构是在圆筒内设置的 1 个由合金材料制成的淹没式圆筒形筛网。雨水沿切线方
8、向以旋流方式进入筛网内，由于降雨初期筛网表面干燥，在水的表面张力和一定的筛网坡度下，初期雨水会沿筛网内表面旋转向下流向中心排水管，然后排人污水管道。随着中、后期雨水的连续流人筛网表面会不断被浸润，其表面张力大大减小，雨水就会穿过筛网，旋流进入雨水收集管道。初期雨水弃流量可根据弃流时间来控制.而弃流时间的长短则可通过调整筛网的面积和目数加以改变。该装置在国外已得到了广泛应用。比较上述两种弃流装置可以看出，弃流雨水池构造简单，造价低，运行稳定可靠。但如果每个雨落管末端都设置弃流池则数量太多，维护的工作量也大，同时也影响景观。旋流分离器初期雨水弃流量大小可调节，它设置的数量少，是一种先进的弃流装置。
9、但该装置构造复杂，且造价较高。2 生活区屋面雨水的收集与处理设计方案2.1 概况山西南部某大型焦化一热电厂地处严重缺水地区，平均年降雨量为 550mm，且多集中在 59 月。当地暴雨强度公式为 q=兰，暴雨重现期 P 取 0.33a。该厂为了节约水资源，要求将工艺废水净化后循环使用；对生活污水处理后作中水用；并提出对雨水进行收集利用后用作生活杂用水。考虑到厂区路面径流雨水水质较差，决定采用间接利用方式；而生活区屋面雨水污染较轻，采用直接利用方式。该企业生活区住宅建筑面积为 7.2hm，屋面为平顶，上铺石油沥青油毡，面积为 1.2hm2。2.2 该厂初期屋面雨水弃流方式采用何种生活区屋面初期雨水
10、弃流装置，主要考虑的因素是工程造价和施工。经比较后决定使用弃流雨水池。同时。对雨水收集系统进行了改进，即：将每栋楼房屋面的雨落管末端相互连接形成雨水收集管，然后将相邻的 4 栋楼房的雨水管合并成 1 条雨水干管，再与设置在 4 栋楼交汇处的圆形弃流雨水池相接。其平面布置见图 3。该生活区共有 16 栋雨水收集详细计算案例与规范集3 / 30楼，须建 4 座弃流雨水池。弃流的初期雨水进入污水管道，弃流后的雨水进入净化处理构筑物。这种改进克服了弃流雨水池数量多、维护工作量大的缺点，如在弃流池顶部进行绿化，还可美化景观。2.3 雨水净化工艺的确定雨水净化工艺应根据收集的雨水质与用水水质标准及水量要求
11、来确定。屋面水因可生化性差，一般宜采用物化处理，而不宜用人工生化处理。同时，应考虑雨水中 COD 以溶解性为主的特性及弃流后的雨水悬浮固体含量较低等特点。目前常用的工艺有：2.3.1 弃流一微絮凝过滤工艺。因为雨水中 COD 主要为溶解性的，如果采用直接过滤，对雨水中的 COD、SS 和色度的去除效果很差，试验表明，当投加混凝剂后其去除效果可明显提高。混凝剂一般采用聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁，但用聚合氯化铝混凝剂进行微絮凝过滤其效果最好，聚合氯化铝投加浓度为 5mL。所以，将弃流后的雨水进行絮凝过滤处理工艺比直接过滤的效果要好，其工艺流程见图 4。弃流后的中、后期雨水进入雨水贮存池(贮存池容
12、积根据暴雨强度公式绘出不同历时的雨量曲线来确定)。池内雨水经泵提升至压力滤池，在泵的出：水管道上投加混凝剂聚合氯化铝，然后进入压力滤池：进行微絮凝接触过滤，最后经液氯消毒后进入清水池，作为生活杂用水2.3.2 弃流一生态渗透过滤工艺。该工艺是以绿地人工混合土净化技术为主体的生态渗透过滤净化系统，将雨水通过人工混合土壤一绿地系统进行物理、物化、生化和植物吸收等多种作用使污染物得到去除。同时该设计根据企业生活区比厂区地形高的特点，并考虑将净化后雨水既可作为杂用水又可作为中水水源，所以将生活污水和生产废水：处理构筑物以及雨水净化构筑物一起集中布置在厂区内。这样，经弃流后的生活区屋面雨水可重力流入渗滤
13、池，并将渗滤池布置在雨水贮存池上，既减少了占地，又美化了环境。该工艺能耗低、易管理，是一种经济有效的雨水生态净化工艺。其工艺流程见图 5。雨水收集详细计算案例与规范集4 / 302.3.3 砂滤一膜滤处理工艺该处理工艺主要采用粒状滤料和膜滤相结合的物理法，可增强处理雨水水质的适应能力，还起到对膜滤的保护作用。工艺流程见图 6。该工艺处理效果稳定出水水质好，缺点是造价和处理成本较高，在非雨季时，膜处于停用状态会干燥失效，需用小流量水通过滤膜循环或拆除滤膜以化学药剂浸泡养护，从而增加了维护工作量。上述三种雨水净化工艺都各有其优缺点。为了节省工程造价和运行成本，减少维护工作量，根据雨水净化的有关资料
14、和污水土地处理工艺的原理，决定采用第二种处理工艺。2.4 生态渗透过滤净化池的构造与设计2.4.1 净化池的构造生态渗透过滤净化池是一种人工净化与自然净化相结合的构筑物。池内表层为人工绿地；表层下为由 40天然砂土+40炉渣( 粒径为 2.55mm)+20天然沸石(粒径为23mm) 组成的人工混合土，其渗透系数为 210ms，厚度为 0.9m；人工土层往下依次为粗砂层、沸石层(粒径 45mm)、砾石层(粒径 812mm) 、中等砾石层(粒径 2040mm)、圆形砾石层(粒径 5080mm)。各层的厚度分别为 10、15、20、20cm。滤层总高度为1.55m。滤层底部布置穿孔管 作为集水系统，
15、穿孔管外部包土工布。结构见图 7。人工土层孔隙率高，渗透系数大，密度小，耐冲刷，并适宜植物生长。在人工土壤表层，草本植物把氧带到根部，使周围的许多微生物生长繁殖，并对有机污染物进行降解。同时，炉渣和沸石对有机物都具有良好的吸收作用，所以在人工土壤的物理、化学和生物作用以及植物吸收的共同作用下，得到了较好的净化效果。据试验表明，通过 1m 厚的人工混合土层渗透，对 COD 去除率可达 7080t 。生态渗透过滤净化池对人工混合土渗透进行了强化，增加了绿地生态净化和无机吸附剂的高效吸附功能，所以将会获得更高的COD 去除率。2.4.2 净化池表面积的计算净化池渗流量应该等于屋面雨水径流设计流量.这
16、样才能保证雨水的有效收集和处理。雨水收集详细计算案例与规范集5 / 30因此，池表面积的计算应考虑以下几个数据：(1) 屋面雨水径流设计流量。Q=apqF=67.28。式中：Q 为雨水设计流量，Ls；为径流系数，对于沥青油毡屋面=0.9；q 为设计暴雨强度，L (shm). 当设计重现期 P=0.33a，降雨历时 t=5min 时.口=62.3L(shm)；F 为屋面汇水面积.hm。(2) 渗流量。根据达西定律可知.通过滤床的渗流流量 W=KAJ=8x10-s,sAm3s。式中：为渗流流量.m3s ；为渗透系数，ms，对于人工混合土 K=2.22x10ms.考虑到滤床运行一段时间后，值会减小.
17、所以取 810ms ；A 为待求滤池表面积，m2 ； J 为水力坡降.当地下水位较低.雨水径流从土壤表面近似于垂直向下渗透时。(3) 净化池表面积。因雨水径流量应等于净化池渗流量.所以 Q=W.即 67.28x10=8x10xA.则A=84lm2，850m2；设净化池宽为 25m，长为 34m。2.4.3 渗透池的布水系统和集水系统渗透池的布水系统采用在主管道两边对称连接 5 根 DNIO0 的支管.支 管管中心间距5.3m。为了布水均匀，主管道 管径从 DN300 过渡至 DN150。支管向下 45。方向交错布置015mm 子 L 洞。渗透池的集水系统布置在承托层底部.在集水总管两侧同样平行
18、布置 5 根0100 的穿子 L 管(管外包土工布。将过滤后的雨水由穿子 L 管收集流入集水总管再流入下面的贮存池2.5 贮存池容积的确定贮存池的容积与雨水调节池容积的计算方法相同，以降雨历时为横坐标，以对应的径流雨水量为纵坐标作图，得径流雨水量曲线，其最大值则为贮存池的容积。3 结语在缺水地区，对企业屋面雨水进行收集处理利用是很有必要的。初期雨水弃流是整个雨水处理的预处理，它能有效地为后续处理工艺提供水质较稳定的水源。采用绿地与人工混合土渗透结构相结合的生态渗透净化池对 COD 有较高的去除率，并将贮存池设置在生态渗透净化池下部，既节约了土地.又美化了环境。雨水收集详细计算案例与规范集6 /
19、 30雨水净化工艺更新时间：09-8-6 14:46 水是人类赖以生存不可或缺的资源，但随着人口的日益增多，地表水和地下水受到污染。全世界的水资源已日益短缺。水资源短缺已成为 21 世纪人类面临的重大难题。为了缓解水资源危机，雨水已成为一种不容忽视的重要水源。开发利用雨水资源已成为许多国家和地区解决水危机的新途径，受到普遍关注。我国雨水资源丰富，年降水量达 6190 亿立方米，但是随着城市化建设的不断发展，不透水面积日益增多，大量的雨水径流未加以利用就直接排放，不仅造成了水量的巨大浪费，同时也加大了城市排水设施的负担。因而对雨水加以适当处理，不仅可节约水源，还可减轻城市排水设施的负担。1 雨水
20、水质分析雨水在降落过程中，空气中的溶解性气体，溶解或悬浮状固体，重金属及细菌等会进入其中。地表径流中的污染物主演来自降雨对地表的冲刷。所以地表沉积物是地表径流中污染物的主要来源。地表沉积物的组成决定着地表径流污染的性质。地表沉积物包括许多污染物质，有固态废弃物碎屑（城市垃圾、动物粪便、城市建筑施工场地堆积物）化学药品（草坪施用的化肥农药） 、车辆排放物等。具有不同土地使用功能的地表其沉积物的来源不同。因而，雨水的水质会因地点、时间的不同而有所差异。一般雨水水质主要考虑BOD、 COD、 SS、TN 等的浓度。表 1 为国外部分城市雨水水质指标。表 2 为南京市区雨水径流水质。由表 1 和表 2
21、 可知，无论是不同国家，还是同一城市不同地点的雨水水质都有很大差别。因而，我们应根据不同的雨水水质以及不同的使用目的选择恰当的净化工艺。2 工艺介绍雨水收集详细计算案例与规范集7 / 302.1 物化处理工艺2.1.1 物理处理工艺物理处理工艺主要去除雨水中的悬浮颗粒物。适用于雨水水质较好，且对于回用水质要求不太高的雨水。图 1 和图 23是雨水物化处理过程图。这两个物理处理工艺不同之处主要在于图 1 用筛网进行过滤，而图 2 用旋流分离器进行过滤。其主要目的都是用于水中颗粒物与水的分离。从处理效果来看，旋流分离器高于筛网过滤器。但是，由于漩流分离器的运行需借助电力，因而处理成本高于筛网过滤器
22、的处理。澳大利亚某公司将传统的筛网过滤器进行改进，研发出了一种新型的雨水净化设备。图 3为其剖面图。在离心和重力作用下，该设备不仅可截留大于滤网的颗粒，还可截留小于滤网的颗粒，大大提高了净化效率。同时，由于雨水是由侧面掠过滤网的，因而滤网有一定的冲刷作用。该设备的另一优点在于不需动力操作。这在很大程度上降低了处理成本，具有较强的实用价值。2.1.2 物化处理工艺雨水收集详细计算案例与规范集8 / 30含高浓度氮磷的初期雨水的物化处理采用的是两级药剂混凝沉淀法。一级反映投加磷酸钠、硫酸镁，且加碱调 pH 值呈中性，产生磷酸铝沉淀，去除污水中的磷。化学反应式为 其流程框图，如图 4 所示。2.2
23、人工湿地处理系统人工湿地是一种人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面，建在一定长宽比及底面坡度的洼地中，由填料和土壤混合组成填料床，废水可以在床体的填料缝隙中流动，或在床体的表面流动，并在床的表面种植具有处理性能好，成活率高，抗水性能强，成长周期长，美观及具有经济价值的水生植物，形成一个独特的生态系统，对雨水进行处理。处理流程如下：人工湿地对 BOD、COD、SS 有较好的去除效果。这主要是由于水生植物对雨水中的SS 有截留作用。在植物根系周围，较远处以及更远处则会不同程度地形成好氧、缺氧、厌氧环境,有效地去除雨水中的 BOD 和 COD。通过更换填料 或收割植物可以把污染物从系统中去除。具
24、体人工湿地系统剖面图如图 5 所示：伦敦泰晤士河水公司为了研究不同规模的水循环方案，设计了英国 2000 年的展示建筑世纪圆顶示范工程，其处理工艺采用的是人工湿地处理系统。这使其成为欧洲最大的建筑物内的水循环设施。收集的雨水在芦苇床中处理，这是污水三级处理中常用的一种自然处理方法，收集的雨水质量较好，在抽送至第一级芦苇床之前只需要预过滤。其处理过程包括两个芦苇床（每个的表面积为 250m2）和一个塘（其容积为 300m3）.选用了具有高度耐盐性能的芦苇，其种植密度为 4 株/m2.。雨水在芦苇床中通过多种过程进行净化：在芦雨水收集详细计算案例与规范集9 / 30苇床根区的天然细菌降解雨水中的有
25、机物；芦苇本身吸收雨水中营养物质；床中的砾石、砂砾和芦苇的根系起过滤系统的作用。2.3 土壤过滤系统土壤过滤系统是指利用土壤中的有机质、微生物以及植物等的作用对雨水进行处理的一种方法。土壤过滤对于营养盐和重金属有较好的去除效果。以下是德国采用的土壤过滤系统。在我国对于土壤过滤系统也有一定的应用。北京市某小学以及某公园就利用土壤过滤处理雨水。其流程图见图 7 和图 8：3 工艺优缺点比较就目前而言，雨水净化较少采用生物处理法。这主要与雨水本身的水质有密切的关系。一方面，雨水中 BOD 含量较低，导致菌种较难存活。另一方面，在无雨期间要保持菌种的存活需耗费财力、物力和人力。由于降雨的季节性和随机性
26、，如果单纯的处理雨水，其处理系统的运行将是不连续的，导致处理系统的使用效率不高，因此需要考虑旱季时补充水来源。利用建筑小区的优质杂排水作为雨水处理系统的补充水源应是一种比较合理的选择。所谓优质杂排水是指沐浴、洗衣排水，根据有关调查数据，优质杂排水的水质较好，其色度、浊度、BOD、COD 及 SS 含量较低，容易处理。雨水处理后主要用于中水系统。即主要用于绿化、浇洒路面、冲厕以及洗车用水。现将以上提及的三处理方法进行比较，旨在表明其各自的特点。（1）从简便、实用的原则出发，应优先考虑物化处理工艺。但是，其出水水质较差，因而适用于污染较少的雨水。（2）人工湿地处理系统具有投资省、运行费用低等特点，
27、且对于 BOD、COD、SS 有较好的去除效果。在处理雨水的同时还具有净化空气的作用。由于植物可以吸收空气中的雨水收集详细计算案例与规范集10 / 30SO2 、NOX 、CO2 增加 O2 的作用。故可消除城市热岛效应、光污染和吸收噪声等。但是，该方法在南方或气候较湿润地区兴建且需占用大量土地。另外,该方法最终是将污染物质转移至填料和植物。如果这些物质处理不当，必会产生二次污染。（3）土壤过滤系统与人工湿地有许多相似之处，但其主要区别在于土壤过滤系统用土壤代替填料进行处理，导致土壤污染。众所周知，土壤一旦污染，再要使其恢复需要的时间是较长的。通过以上分析可知，处理工艺的选择是与雨水本身的水质
28、、兴建地方以及回用目的相关的。针对不同的雨水水质以及地区特点选择合适的处理方法。雨水收集详细计算案例与规范集11 / 30雨水的收集更新时间：09-8-5 10:14 用无动力雨水收集器收集雨水有很好的效果。1 产品介绍由于污染，清洁的水源越来越少，世界上普遍存在缺水现象。雨水作为一种清洁水源，对其进行科学有效的收集就显得很有意义。在山区，建造自来水处理设施和将自来水输送到高地很不方便，但是山区的雨水较为丰富，可将雨水收集后，满足饮用水的要求，解决山区人民的生活水源。在城市，可把雨水收集后系统存储，应用于灌溉，冲厕，冲洗车辆以及补充景观用水。本产品充分考虑到不同用途的雨水收集，分挂壁式和落地式
29、。2 收集流程雨水粗分，初雨抛弃，在线过滤，雨水收集，雨水存储，分质供水。1 雨水初分雨水从屋顶汇集后进入落水管，与雨水同时进入落水管的树叶，树枝等粗大杂物被过滤网阻挡，雨水进入收集器。2 初雨抛弃屋顶是露天的，容易受到污染，雨水冲洗了房顶等受雨的灰尘，以及可溶的与不可溶的杂物，因此这部分雨水被称为初雨，应被抛弃。这类水一直直接排放。3 雨水分质收集当降雨继续进行，雨水经过无动力在线过滤器，进入收集器的雨水在流经过程中完成了在线过滤，去除了雨水中 2mm 以上的杂质进入第一个收集器，这类雨水可以用于浇花，进入第二个收集器，这类水可以用于生活杂用，如冲厕所，洗澡，洗衣服等，但雨水进入存储器后，经
30、过杀菌即可直接应用，也可以煮沸后应用。3 产品类型及用途挂壁式 EPT5300 雨水收集器总容 0.09 立方米。设计根据现场条件设置。使用场地：城市小区建筑，厂房，部队营房，可独立设计存储系统，可与 EPT5300 配套收集落地式 EPT5301 雨水收集器总容积为 2 立方米。使用场地：山区，农村房屋，海岛，边防哨所，雨水收集器可单独使用，也可和雨水存储器配套使用。雨水收集详细计算案例与规范集12 / 304 技术参数雨水收集详细计算案例与规范集13 / 30雨水储水箱在雨水收集利用中的作用更新时间：09-8-4 15:33 1 简介促使水力设施和系统开发研究的主要原因是雨水的输入问题。为
31、了简化设计计算和限制模拟的时间，一般利用典型的暴雨降雨来进行研究。在佛兰德斯，在降雨强度/持续时间/频率关联性的基础上，设计出标准的暴雨，用在综合下水道设计上（IDF- 关联性）（Vaes， 1999） 。这些设计的暴雨被叫做 “合成暴雨”（Fig.1 ） ，这是因为这种暴雨重现了各种暴雨降雨中的所有过程，暴雨降雨中的各种情况都包含在其中了与著名的芝加哥暴雨相比（Keifer & Chu，1957） 。Fig.1. 设计逆程周期为 2 年的佛兰德暴雨（即合成暴雨）然而，降雨的可变性是很高的。对照两种模拟结果（水力系统中流量，水深，等等） ，一个模拟结果是从连续的模拟中得到的，一个模拟结果从设计
32、暴雨降水得到的，从这个对照中可以可以当降雨固有可变性可以忽略的时候，通过研究一些显著的差异，可以估算在一场暴雨出现的概率（Dah1，Harremoes，Jacobsen ，1996 ；Vaes，1999） 。这些差异对系统的影响是微小，而且它的变化是线性的，因为直接的降雨决定了流量的峰值和流量的最大值。当系统的变化越来越接近于“容量性”系统时（及储水箱在系统中的作用越来越大） ，这种差异将变大。一个容量性的系统有受到以前降雨影响的存储功能。一般来说综合下水道系统有一个空置时间段，时间接近 12 个小时。由于有源头控制建筑，这个空置时间段将变的很大（几个星期或几个月） 。在暴雨过后不久，如果又连
33、续下了好几场的暴雨，在以前的的情况，降雨将大量会占用综合下水道系统的容量或维持设施的容量。存储器的影响力越大，降雨中的固有可变性对模拟的结果影响就越大。例如：在平坦地区的综合下水道系统中，下游末端有水泵排水，对存储容量来说流过量几乎是完全独立的，因此系统中的存储容量主要是决定于流入量。在渗透设施也是一样的，在渗透系统中渗透能力的大小仅仅取决于设施的容量大小和设施的剩余容量大小，因此它也是主要取决于输入量的大小。在过去的几年里，越来越多的“容量性”系统建成，而且未来还将有更多的被建成。而且大容量的存储对保留雨水和削减雨水的流量是必须的。这些存储设施可以建在下水道系统中（即时存储） ，也可以建在综
34、合下水道系统中（延时存储） 。然而，越来越多的人将开始关注“源头控制 ”，这就意味着，存储能力是由雨水储水箱、渗透沟渠、逆流式排水系统等等方面决定的。由于这些源头控制设施，降雨时间长短的影响甚至比综合的下水道系统中的存储还要大。人们已经发现在源头控制在某些地方（利用地区）需要比下游地区更大容量的存储（Vaes & Berlamont，1998，1999） ，这个现象同样被 Herrmann 和 Schmida 发现雨水收集详细计算案例与规范集14 / 30（1999） 。由于逆流式存储有更长空置时间，可使用的存储器的保持力就更小。在进行精确的计算时，这就需要更加加强对降雨中固有可变性的考虑。2
35、 在下游排水系统中设备水力保持力的影响对综合下水道系统中源头控制影响力大小的评价，主要是通过对雨水中固有的可变性的即时评估，这是因为长时间的降雨具有重要的影响力。当存储设施放置在综合下水道系统的上游（在雨水进入下水道系统之前） ，降雨的输入通常是模仿进入下水道系统的雨水径流，这样可以考虑到上游存储设施的影响。这些源头控制设施可以很简单的用简单的蓄水池形式的模型进行模拟，这样就可以在一个很短的时间里处理连续的长时间段的雨水模拟仿真。因此这样的预处理降雨可以用在下游排水系统设计中，这个处理方法可以在雨水储水箱和沟渠使用。由于雨水储水箱的存在，以前一个月内的降雨的情况可以在同时得到处理。同样利用这个
36、简化的模型，我们可以得到雨水储水箱各个最理想的设计参数（例如：Herrmann & Schmida，1999； Mikkelsen，Adeler，Albrechtsen & Henze，1999） ，从佛兰德斯地区雨水储水箱的设计参数可以得到如 Fig.2 图所示（ Vaes & Berlamont，1998，1999） 。此外，这个简化可以同时用在上游水力保持设施和下水道系统中（Vaes，1999） ，综合下水道系统中上游水力保持设施在溢流上的效果已经得到验证（Herrmann & Schmida，1999 ；Mikkelsen，Adeler，Albrechtsen & Henze，1999
37、） 。3 方法为了使雨水储水箱的作用在下水道系统中显示出来，所以就要建立一个模型去估算雨水储水箱在原下水道系统中的作用以及用这个模型去估算在人工合成的暴雨中储水箱产生的作用。为达到这样的目的，用一个简单蓄水池模型来收集雨水如下图 Fig.3。屋面部分的雨水（）将流入雨水储水箱里，其他部分的雨水（1- ）直接流入下水道系统中。一小部分的雨水回用逐渐地用完储水箱中的积存雨水，回用后的降雨再排入到综合下水道系统中。如果储水箱装满水的话，溢流出来的雨水直接流入下水道系统中去。雨水收集详细计算案例与规范集15 / 30Fig.3. （）雨水储水箱总体， （b）简单的储存模型用在储水箱中，为了把上游式储水
38、箱用在综合下水道系统中 RWF 的输入（RWF= 雨水流入， DWF=无雨水流入） 。在 Fig.4 图中，可以看出如何去使用这种方法来处理雨水。从储水箱溢流出的雨水可以转化为等量的降雨量来处理。降低的系数由降雨强度/持续时间/ 频率关联性（IDF 关联性）决定。最初的合成暴雨可以通过这个降低系数来调节，这个在暴雨期间大概是一个线性关系的函数方程。由于对这些人工合成的暴雨进行了精心的考虑和分析，所以在最初的合成暴雨中可以使用这个降低系数来处理。4 最大价值评估降雨参数中有大量的内在可变性因素的影响，所以在逆程周期中，降雨强度/持续时间/频率关联性的最大价值的衰减是需要精确考虑的。然而，雨水储水
39、箱显而易见的改变了这种价值的分配系统。在雨水储水箱储存能力的作用下，即使强度最大的暴雨也几乎没有什么影响，而且仍然适用指数分配方式系统（Willems1998 ） 。降雨的频率越高，雨水储水箱雨水收集详细计算案例与规范集16 / 30储存能力产生的减波作用就越大，这样就演化成另一种指数分配系统。因此最终结论性的分配系统有两种方式，这两种方式之间可以逐渐地相互转化。这种混合形式的分配系统大体上接近排列分配方式，至少在雨水分析中有添加补充的作用。排列分配方式有很大的限定继承性，这就意味着有更大突发性降雨概率。在这种排列分配方式下，降雨强度 i 和逆程周期 T 之间的是对数线性关系：因为暴雨降雨时间
40、短和雨水储水箱储水力保持力大，那么减波所产生的作用就更大。依靠衰减给出的最大相关性，指数分配系统可以保留使用或是用排列分配方式。在这样的分析中，使用简单的雨水衰减就足够了，因为没有其他推断的可靠性在逆程周期中比原降雨系统高。最后，线性衰减规律可以使用在暴雨降雨函数中的衰减系数，这样可以得到单一的人工合成暴雨。5 实际使用当大两的参数包含在内，这种方法可以在软件程序中得到使用，软件名称“Rewaput”（REgenWAterPUT雨水储水箱的俚称） 。这个方法也可以把雨水径流模型的影响因素综合起来处理，或者使用在设计暴雨处理的上游渗透设施中。当越来越多的源头控制技术得到使用，这种方法可以在计算处
41、理中对降雨的有更大作用，并且可以在实际应用中得到使用。渗透和设施的水力保持一般是非线性的，因为流出量是限定的，连续长周期的模拟因而是必要的。简单概念上的模型（对上游设施水利保持力）是单一的，而且在长时间的模拟中，这个概念上的模型不需要长时间的计算。在这个模型中，27 年的降雨被合并处理，这样的降雨是和 Flemish 合成暴雨属于一个系列的（1967 1993 年） 。一套 Rewaput 模型的参数处理在奔腾 III733 电脑上处理时间仅仅需要大概 5 秒钟。如果参数变化超过集水量，这时候分配系数被离散化并且其他好几套的参数被考虑。在处理中，离散化的步骤、参数的误差和参数的种类决定了计算的
42、数目，这些在处理中必须要考虑的。在 Rewaput 模型中，三角形的分配系统可用来估算随机的储存变量和雨水的消耗量（例如集水量的误差量） （见Fig5） 。对三角形的分配系统中每一个变化，乘上相应的参数权重，这样可以计算出该参数的全部变化影响力。如用两个随机的参数，那么它们的计算时间将成平方的增加。为了减少计算时间，离散的时候需要考虑参数的误差。6 结果分析虽然雨水储水箱的储存量和渗透设施在降雨中不一定完全起到作用（也就是因为这些设施没有被实际降雨充满） ，但这种上游式水力保持设施仍然对流入下水道的雨水径流有很雨水收集详细计算案例与规范集17 / 30大的影响。可以看出，如果这些设施在一定范围
43、内安装实施使用，那么合适的雨水储水箱能很显著的削减下水道中的流量峰值。在 Fig.6 图中，可以看到雨水储水箱在暴雨处理中的影响。在这个计算分析中，估计在 30%封闭区域里，每 100m2 屋面设置一个 5000 升的雨水储水箱，每天每 100m2 消耗 100 升雨水。这个几乎削减里人工合成暴雨中的峰值，一年的使用相当于以前五年的分析。有可能通过一个简单的设计方法去预见这个影响。7 结论从这个方法可以看出，源头控制技术在下游式排水系统中的作用。更进一步地，可以看出有可能对雨水中各种参数进行合并处理，这样可以得到更精确的上游式对雨水处理的影响。为了限制计算时间，可以成功地使用简单的模型去处理。
44、这种处理方法还可以用来合并处理非线性表面径流模型或模拟渗透设施的作用，这些设计受到地表雨水的影响。通常情况，在佛兰德斯，下水道系统设计中，在固定的封闭区域一般表面径流系数取固定的 0.8 数值。在长时间段的方法使用中，更加实际的径流（也就是更大容量的表面径流模型）模型可以得到校准。这样的处理可以包含在设计计算中，使用简单的概念径流模型和合并在设计暴雨中各个影响因素的处理方法。这个同样可以适用于渗透设施和雨水径流中。单一的概念性模型可以使用到暴雨设计中，这样可以做到不会忽视雨水在上游式水力保持设施的作用。雨水收集详细计算案例与规范集18 / 30沧州化工集团的雨水收集与利用更新时间：09-8-6
45、 09:57 该厂内的水池利用起来存储雨水，再把这些雨水经过沉淀和过滤处理就可以应用了。为了提高水池的利用率和降低投资，我们把沉砂池，调节池和过滤池合为一个水池，具有以上的综合功能。但由于雨水的收集过程中会被污染，同时存在多种细菌，所以这需要用生物处理的方法以去掉污染物和细菌。雨水处理工艺流程如图：生物接触氧化池的填料拟采用生化填料，该填料具有比表面积大，密度与水接近的特点。这套工艺经过小试处理后，雨水的总硬度小于 410mgL,电导率小于 2000 微秒每厘米，COD 的质量浓度可降到 80 mgL，BOD 的质量浓度可降到 20 mgL 以下，大部分悬浮和细菌能够被除掉，可以用于循环水补水
46、，缓解了该厂生产水源不足的问题。小试处理后水质的主要指标如图所示：处理结构符合循环冷却水的水质标准。雨水收集详细计算案例与规范集19 / 30国家体育场的雨水收集与利用更新时间：09-8-6 10:18 雨水收集池是雨水利用系统中收集系统的终点，处理系统的起点，是一个承上启下的重要环节。从目前国内对整个雨洪利用系统的研究来看，这部分的设计和措施还不太完善和成熟，在大多数雨水利用项目中，收集池的位置，大小，结构和运行管理问题是影响系统工作的重要因素。国家体育场雨洪利用系统设计中，整个体育场建筑外的红线区外分为 5 个部分，加上中心场区域共有 6 个部分，每部分收集系统自成体系，各自形成独立的雨水
47、收集池。1 雨水收集池的主要功能本项目中设置雨水收集池的主要目的是：（1）雨水收集和存储。由于雨水的收集和使用总是不同步的，所以雨水收集池用于平衡雨水收集量和使用量。（2）初期雨水弃流，初期雨水的污染物含量很高，在整个降雨带来的雨水污染总量中占有很大的比例。如果将这部分雨水排除，就可以大幅度减轻处理设备的负担，甚至可以不用对后续雨水做处理而直接回用。因为初期弃流相当于收集开始的一个过滤器，所以我们在本次设计中决定将初期雨水的弃流设施集成在雨水收集池中。（3）雨水原水供水。在本项目中，雨水靠自流处理回用是不可能的，必须有雨水泵送系统，为了减少机房数量，雨水收集池和处理机房分开建设，因此将雨水供水
48、泵业集成在雨水收集池中。2 雨水收集池的设计原则雨水收集池的做法很多，在本项目设计中采用一下原则：（1）规则形状和结构。除了体育场中心场地的雨水收集池因为在环形跑道下而只能采用不规则形状外，其余 5 个雨水收集池统一形状，结构和做法，平面外轮廓采用规则的矩形，以尽量降低施工难度和减少占地面积。（2）避免在收集池内产生沉淀，由于雨水收集池都深埋地下，池内的沉淀很难清掏，针对本项目设置池底冲洗管道系统，尽量避免沉淀物在雨水收集池内累积。（3）必要的溢流措施。雨水收集池的容量是固定的，但降雨和使用情况比较负责，为了保证安全，必须为雨水收集池设置溢流设施。（4）单独收集初期雨水。综合多种因素，本项目采
49、用单独收集的方法处理的初期弃流雨水，这样既可以将初期雨水和后期分开，避免收集池内的雨水被污染，也可将初期雨水暂时存储起来，依据情况灵活排放。（5）为方便检修和监控。国家体育场的雨洪利用系统十分庞大，每个雨水收集池的规模也较大，需要检修和监控的部分很多。在设计雨水收集池时，除了要保证其主要功能外，还必须考虑为检修和监控提供方便。雨水收集详细计算案例与规范集20 / 30大型场馆雨水利用和实例更新时间：09-8-6 10:44 大型场馆具有很多自身的特点：（1）具有比较大的屋面汇水面积，一般要求的排洪标准较高，可收集利用的屋面雨水量或雨水的流量相对较大，要求有较大的调蓄面积，输水管系，截污装置，净化和配水等各种设施的规模也比较大（2）大型场馆尤其是奥运体育馆具有较高的建筑设计标准，作为极具表现力的大型城市公共建筑，应是城市的补白之笔，因此其雨水利用也要遵循美化环境的特点展开设计（3）场馆屋面雨水排水系统的构造，排水性能，自身荷载等也还是影响场馆结构体系安全性的重要因素之一（4）体育场馆的雨水可用于冲厕所，绿化，冲洗地面，景观用水的，科学合理的确定雨水的用途及相应的水质要求是场馆雨水利用系统优化设计的前提。典型的雨水利用系统：优化后的雨水利用系统：雨水收集详细计算案例与规范集2
