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雨水储水箱在暴雨收集中的作用
发布者:管理员 发布时间:2016-01-15 22:59:40 浏览6964次
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)。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。
1、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(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、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)。
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(α)将流入雨水储水箱里,其他部分的雨水(1-α)
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