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雨水儲水箱在暴雨收集中的作用
發(fā)布者:管理員 發(fā)布時(shí)間:2016/1/15 22:59:40 瀏覽18437次
促使水力設施和系統開(kāi)發(fā)研究的主要原因是雨水的輸入問(wèn)題。為了簡(jiǎn)化設計計算和限制模擬的時(shí)間,一般利用典型的暴雨降雨來(lái)進(jìn)行研究。在佛蘭德斯,在降雨強度/持續時(shí)間/頻率關(guān)聯(lián)性的基礎上,設計出標準的暴雨,用在綜合下水道設計上(IDF--關(guān)聯(lián)性)(Vaes,1999)。這些設計的暴雨被叫做“合成暴雨”(Fig.1),這是因為這種暴雨重現了各種暴雨降雨中的所有過(guò)程,暴雨降雨中的各種情況都包含在其中了[與著(zhù)名的芝加哥暴雨相比(Keifer & Chu,1957)。然而,降雨的可變性是很高的。對照兩種模擬結果(水力系統中流量,水深,等等),一個(gè)模擬結果是從連續的模擬中得到的,一個(gè)模擬結果從設計暴雨降水得到的,從這個(gè)對照中可以可以當降雨固有可變性可以忽略的時(shí)候,通過(guò)研究一些顯著(zhù)的差異,可以估算在一場(chǎng)暴雨出現的概率(Dah1,Harremoes,Jacobsen,1996;Vaes,1999)。這些差異對系統的影響是微小,而且它的變化是線(xiàn)性的,因為直接的降雨決定了流量的峰值和流量的最大值。當系統的變化越來(lái)越接近于“容量性”系統時(shí)(及儲水箱在系統中的作用越來(lái)越大),這種差異將變大。一個(gè)容量性的系統有受到以前降雨影響的存儲功能。一般來(lái)說(shuō)綜合下水道系統有一個(gè)空置時(shí)間段,時(shí)間接近12個(gè)小時(shí)。由于有源頭控制建筑,這個(gè)空置時(shí)間段將變的很大(幾個(gè)星期或幾個(gè)月)。在暴雨過(guò)后不久,如果又連續下了好幾場(chǎng)的暴雨,在以前的的情況,降雨將大量會(huì )占用綜合下水道系統的容量或維持設施的容量。存儲器的影響力越大,降雨中的固有可變性對模擬的結果影響就越大。例如:在平坦地區的綜合下水道系統中,下游末端有水泵排水,對存儲容量來(lái)說(shuō)流過(guò)量幾乎是完全獨立的,因此系統中的存儲容量主要是決定于流入量。在滲透設施也是一樣的,在滲透系統中滲透能力的大小僅僅取決于設施的容量大小和設施的剩余容量大小,因此它也是主要取決于輸入量的大小。
1、在過(guò)去的幾年里,越來(lái)越多的“容量性”系統建成,而且未來(lái)還將有更多的被建成。
而且大容量的存儲對保留雨水和削減雨水的流量是必須的。這些存儲設施可以建在下水道系統中(即時(shí)存儲),也可以建在綜合下水道系統中(延時(shí)存儲)。然而,越來(lái)越多的人將開(kāi)始關(guān)注“源頭控制”,這就意味著(zhù),存儲能力是由雨水儲水箱、滲透溝渠、逆流式排水系統等等方面決定的。由于這些源頭控制設施,降雨時(shí)間長(cháng)短的影響甚至比綜合的下水道系統中的存儲還要大。人們已經(jīng)發(fā)現在源頭控制在某些地方(利用地區)需要比下游地區更大容量的存儲(Vaes & Berlamont,1998,1999),這個(gè)現象同樣被Herrmann和Schmida發(fā)現(1999)。由于逆流式存儲有更長(cháng)空置時(shí)間,可使用的存儲器的保持力就更小。在進(jìn)行精確的計算時(shí),這就需要更加加強對降雨中固有可變性的考慮。
2、在下游排水系統中設備水力保持力的影響。
對綜合下水道系統中源頭控制影響力大小的評價(jià),主要是通過(guò)對雨水中固有的可變性的即時(shí)評估,這是因為長(cháng)時(shí)間的降雨具有重要的影響力。當存儲設施放置在綜合下水道系統的上游(在雨水進(jìn)入下水道系統之前),降雨的輸入通常是模仿進(jìn)入下水道系統的雨水徑流,這樣可以考慮到上游存儲設施的影響。這些源頭控制設施可以很簡(jiǎn)單的用簡(jiǎn)單的蓄水池形式的模型進(jìn)行模擬,這樣就可以在一個(gè)很短的時(shí)間里處理連續的長(cháng)時(shí)間段的雨水模擬仿真。因此這樣的預處理降雨可以用在下游排水系統設計中,這個(gè)處理方法可以在雨水儲水箱和溝渠使用。由于雨水儲水箱的存在,以前一個(gè)月內的降雨的情況可以在同時(shí)得到處理。同樣利用這個(gè)簡(jiǎn)化的模型,我們可以得到雨水儲水箱各個(gè)最理想的設計參數(例如:Herrmann & Schmida,1999;Mikkelsen,Adeler,Albrechtsen & Henze,1999),從佛蘭德斯地區雨水儲水箱的設計參數可以得到如Fig.2圖所示(Vaes & Berlamont,1998,1999)。此外,這個(gè)簡(jiǎn)化可以同時(shí)用在上游水力保持設施和下水道系統中(Vaes,1999),綜合下水道系統中上游水力保持設施在溢流上的效果已經(jīng)得到驗證(Herrmann & Schmida,1999;Mikkelsen,Adeler,Albrechtsen & Henze,1999)。
3、方法。
為了使雨水儲水箱的作用在下水道系統中顯示出來(lái),所以就要建立一個(gè)模型去估算雨水儲水箱在原下水道系統中的作用以及用這個(gè)模型去估算在人工合成的暴雨中儲水箱產(chǎn)生的作用。為達到這樣的目的,用一個(gè)簡(jiǎn)單蓄水池模型來(lái)收集雨水如下圖Fig.3。屋面部分的雨水(α)將流入雨水儲水箱里,其他部分的雨水(1-α)
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