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      海綿城市建設技術指南——第四章設計(三)

      放大字體  縮小字體 發佈日期:2016-02-18  瀏覽次數:1236
      核心提示:海綿城市建設技術指南——第四章設計(三)
       第八節設施規模計算

      1、計算原則

      (1)低影響開發設施的規模應根據控制目標及設施在具體應用中發揮的主要功能,選擇容積法、流量法或水量平衡法等方法通過計算確定;按照徑流總量、徑流峯值與徑流污染綜合控制目標進行設計的低影響開發設施,應綜合運用以上方法進行計算,並選擇其中較大的規模作爲設計規模;有條件的可利用模型模擬的方法確定設施規模。

      (2)當以徑流總量控制爲目標時,地塊內各低影響開發設施的設計調蓄容積之和,即總調蓄容積(不包括用於削減峯值流量的調節容積),一般不應低於該地塊“單位面積控制容積”的控制要求(詳見第三章第四節)。計算總調蓄容積時,應符合以下要求:

      1)頂部和結構內部有蓄水空間的滲透設施(如複雜型生物滯留設施、滲管/

      渠等)的滲透量應計入總調蓄容積。

      2)調節塘、調節池對徑流總量削減沒有貢獻,其調節容積不應計入總調蓄容積;轉輸型植草溝、滲管/渠、初期雨水棄流、植被緩衝帶、人工土壤滲濾等對徑流總量削減貢獻較小的設施,其調蓄容積也不計入總調蓄容積。

      3)透水鋪裝和綠色屋頂僅參與綜合雨量徑流係數的計算,其結構內的空隙容積一般不再計入總調蓄容積。

      4)受地形條件、匯水面大小等影響,設施調蓄容積無法發揮徑流總量削減作用的設施(如較大面積的下沉式綠地,往往受坡度和匯水面豎向條件限制,實際調蓄容積遠遠小於其設計調蓄容積),以及無法有效收集匯水面徑流雨水的設施具有的調蓄容積不計入總調蓄容積。

      2、一般計算

      2.1容積法

      低影響開發設施以徑流總量和徑流污染爲控制目標進行設計時,設施具有的調蓄容積一般應滿足“單位面積控制容積”的指標要求。設計調蓄容積一般採用容積法進行計算,如式(4-1)所示,詳細計算可參照本指南附錄4典型案例中的案例四。

      V=10HφF (4-1)

      式中:V——設計調蓄容積,m3;H——設計降雨量,mm,參照附錄2;φ——綜合雨量徑流係數,可參照表4-3進行加權平均計算;F——匯水面積,hm2。用於合流制排水系統的徑流污染控制時,雨水調蓄池的有效容積可參照《室外排水設計規範》(GB50014)進行計算。

      表4-3徑流係數

      匯水面種類 雨量徑流係數φ 流量徑流係數ψ
      綠化屋面(綠色屋頂,基質層厚度≥300mm) 0.30-0.40 0.40
      硬屋面、未鋪石子的平屋面、瀝青屋面 0.80-0.90 0.85-0.95
      鋪石子的平屋面 0.60-0.70 0.80
      混凝土或瀝青路面及廣場 0.80-0.90 0.85-0.95
      大塊石等鋪砌路面及廣場 0.50-0.60 0.55-0.65
      瀝青表面處理的碎石路面及廣場 0.45-0.55 0.55-0.65
      級配碎石路面及廣場 0.40 0.40-0.50
      幹砌磚石或碎石路面及廣場 0.40 0.35-0.40
      非鋪砌的土路面 0.30 0.25-0.35
      綠地 0.15 0.10-0.20
      水面 1.00 1.00
      地下建築覆土綠地(覆土厚度≥500mm) 0.15 0.25
      地下建築覆土綠地(覆土厚度< 500mm) 0.30-0.40 0.40
      透水鋪裝地面 0.08-0.45 0.08-0.45
      下沉廣場(50年及以上一遇) 0.85-1.00

      注:以上數據參照《室外排水設計規範》(GB50014)和《雨水控制與利用工程設計規範》(DB11/685)。

      2.2流量法

      植草溝等轉輸設施,其設計目標通常爲排除一定設計重現期下的雨水流量,可通過推理公式來計算一定重現期下的雨水流量,如式(4-2)所示。

      Q=ψqF (4-2)

      式中:Q——雨水設計流量,L/s;ψ——流量徑流係數,可參見表4-3;q——設計暴雨強度,L/(s•hm2);F——匯水面積,hm2。

      城市雨水管渠系統設計重現期的取值及雨水設計流量的計算等還應符合《室外排水設計規範》(GB50014)的有關規定。

      2.3水量平衡法

      水量平衡法主要用於溼塘、雨水溼地等設施儲存容積的計算。設施儲存容積應首先按照“2.1容積法”進行計算,同時爲保證設施正常運行(如保持設計常水位),再通過水量平衡法計算設施每月雨水補水水量、外排水量、水量差、水位變化等相關參數,最後通過經濟分析確定設施設計容積的合理性並進行調整,水量平衡計算過程可參照表4-4。

      表4-4水量平衡計算表

      項目 匯流雨水量 補水量 蒸發量 用水量 滲漏量 水量差 水體水深 剩餘調蓄高度 外排水量 額外補水量
      單位 m3/月 m3/月 m3/月 m3/月 m3/月 m3/月 m m m3/月 m3/月
      編號 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]
      1月                    
      2月                    
      ……                    
      11月                    
      12月                    
      合計                    

      3、以滲透爲主要功能的設施規模計算

      對於生物滯留設施、滲透塘、滲井等頂部或結構內部有蓄水空間的滲透設施,設施規模應按照以下方法進行計算。對透水鋪裝等僅以原位下滲爲主、頂部無蓄水空間的滲透設施,其基層及墊層空隙雖有一定的蓄水空間,但其蓄水能力受面層或基層滲透性能的影響很大,因此透水鋪裝可通過參與綜合雨量徑流係數計算的方式確定其規模。

      (1)滲透設施有效調蓄容積按式(4-3)進行計算

      Vs=V-Wp (4-3)

      式中:

      Vs——滲透設施的有效調蓄容積,包括設施頂部和結構內部蓄水空間的容積,m3;

      V——滲透設施進水量,m3,參照“2.1容積法”計算;

      Wp——滲透量,m3。

      (2)滲透設施滲透量按式(4-4)進行計算

      Wp=KJAsts (4-4)

      式中:

      Wp——滲透量,m3;

      K——土壤(原土)滲透係數,m/s;

      J——水力坡降,一般可取J=1;

      As——有效滲透面積,m2;

      ts——滲透時間,s,指降雨過程中設施的滲透歷時,一般可取2h。

      滲透設施的有效滲透面積As應按下列要求確定:

      (1)水平滲透面按投影面積計算;

      (2)豎直滲透面按有效水位高度的1/2計算;

      (3)斜滲透面按有效水位高度的1/2所對應的斜面實際面積計算;

      (4)地下滲透設施的頂面積不計。

      4、以儲存爲主要功能的設施規模計算

      雨水罐、蓄水池、溼塘、雨水溼地等設施以儲存爲主要功能時,其儲存容積應通過“2.1容積法”及“2.3水量平衡法”計算,並通過技術經濟分析綜合確定。

      5、以調節爲主要功能的設施規模計算

      調節塘、調節池等調節設施,以及以徑流峯值調節爲目標進行設計的蓄水池、溼塘、雨水溼地等設施的容積應根據雨水管渠系統設計標準、下遊雨水管道負荷

      (設計過流流量)及入流、出流流量過程線,經技術經濟分析合理確定,調節設施容積按式(4-5)進行計算。

      (4-5)調節設施容積公式

      6、調蓄設施規模計算

      具有儲存和調節綜合功能的溼塘、雨水溼地等多功能調蓄設施,其規模應綜合儲存設施和調節設施的規模計算方法進行計算。

      7、以轉輸與截污淨化爲主要功能的設施規模計算

      植草溝等轉輸設施的計算方法如下:

      (1)根據總平面圖佈置植草溝並劃分各段的匯水面積。

      (2)根據《室外排水設計規範》(GB50014)確定排水設計重現期,參考本指南“2.2流量法”計算設計流量Q。

      (3)根據工程實際情況和植草溝設計參數取值(參照本章第七節),確定各設計參數。

      容積法棄流設施的棄流容積應按“2.1容積法”計算;綠色屋頂的規模計算參照透水鋪裝的規模計算方法;人工土壤滲濾的規模根據設計淨化週期和滲濾介質的滲透性能確定;植被緩衝帶規模根據場地空間條件確定。

       
       
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