CN107368623A - 一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法 - Google Patents

一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107368623A
CN107368623A CN201710425095.5A CN201710425095A CN107368623A CN 107368623 A CN107368623 A CN 107368623A CN 201710425095 A CN201710425095 A CN 201710425095A CN 107368623 A CN107368623 A CN 107368623A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rainfall
runoff
runoff pollution
reduction rate
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710425095.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107368623B (zh
Inventor
袁宏林
李世超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN201710425095.5A priority Critical patent/CN107368623B/zh
Publication of CN107368623A publication Critical patent/CN107368623A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107368623B publication Critical patent/CN107368623B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/18—Network design, e.g. design based on topological or interconnect aspects of utility systems, piping, heating ventilation air conditioning [HVAC] or cabling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/663—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by measuring Doppler frequency shift
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/40—Controlling or monitoring, e.g. of flood or hurricane; Forecasting, e.g. risk assessment or mapping
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/152—Water filtration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sewage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，包括选取典型降雨事件，得降雨量随时间变化过程；监测得到降雨径流流量随时间的变化过程；对污染物取样得降雨流经雨水管道水质随取样时间变化过程；经计算得到降雨径流污染负荷随时间的变化关系和降雨量与各污染指标的径流污染削减率相关方程；并计算得到不同径流污染削减率值和多个调蓄量D的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式；对任意降雨事件，得到多个调蓄量D对应径流污染削减率关系表和调蓄池容积计算参数与径流污染削减率对应关系表，得调蓄池容积与径流污染削减率关系表。本发明为一种建立了更为精确且简单适用的控制径流污染的调蓄池容积的计算方法。

Description

一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法
技术领域
本发明涉及雨水调蓄池容积计算的技术领域，特别涉及一种主要应用于分流制雨水排水***的基于径流污染控制的雨水调蓄池容积计算方法。
背景技术
随着城市化的快速发展，城市的不透水下垫面比率不断增大，降水产流系数不断提高，导致降雨发生时城市地表产流速度加快、径流流量及峰值增大，容易引发雨水管网***排水不畅和城市内涝等城市水环境问题。另外，由于城市面源污染的加剧，城市降雨径流通过冲刷城市下垫面(道路、屋顶、绿地以及停车场等)而携带了大量的污染物，包括固体颗粒物、有机污染物、营养盐、重金属、油类等，其所携带的污染物种类几乎涵盖了现今水质监测污染物的所有方面。
据估计我国径流污染负荷通常能够达到总污染负荷的35％～55％，个别地区甚至可以高达65％～75％，尤其是我国南方地区，降雨较为充足、城市河流较为密集，雨水携带大量污染物进入地表水体，造成河流富营养化现象严重、河水黑臭、卫生条件极其恶劣，有些城市河道甚至变为城市的地上“排污管”，影响了整个城市的环境面貌，甚至影响了周围居民的生活。因此，加强径流污染控制措施已经成为城市科学规划与建设的重要问题，2014年10月住建部发布的《海绵城市建设技术指南》(试行)中提出，在实现城市降雨径流总量控制、径流峰值控制、雨水资源化利用等规划控制目标的同时，应当将径流污染控制目标作为城市发展的选择性控制目标进行考虑。
目前，用于控制降雨径流污染功能的分流制雨水调蓄池，应用较多且影响较大的计算方法主要为经验公式法、模型计算方法。倘若使用水文模型，那么所得到方案将会更加精确，但是，在此模型中参数具有较差的操作性，现在还没有较为适用的简单的指导性规程。我国在《室外排水设计规范》(GB50014-2006)中推荐的适用于分流制体系中控制径流污染调蓄池的计算公式，采用经验公式形式。其优点在于方法简单实用、需要资料少、使用范围广，但是，其缺陷也显而易见。规范公式中雨水调蓄池容积计算的重要参数调蓄量D的取值往往具有很大主观性，主要凭借经验取值。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有控制降雨径流污染的分流制雨水调蓄池容积计算公式的重要参数调蓄量D按经验取值这一缺点的问题，通过实验可更为精确的得到参数调蓄量D确定方法，使得调蓄池容积能够发挥更好的经济环境效益。
径流污染控制的调蓄池容积大小与地区典型降雨事件的降雨强度、降雨径流水量、降雨径流污染，下垫面特征、管道参数有关。针对地区而言，下垫面特征、管道参数是确定的。因此，针对特定地区、特定下垫面特征及管道参数而言，影响调蓄池容积大小的主要因素为典型降雨事件的降雨强度、降雨径流水量、降雨径流污染。通过对典型降雨事件下研究区域的降雨径流的排放过程全程监测，分析雨水管道径流流量变化特征、降雨特征对雨水管道径流流量的影响以及降雨量与径流量相关性分析。通过对典型降雨事件下研究区域的降雨径流污染的排放过程全程采样，分析降雨径流污染变化特征、降雨特征对降雨径流污染的影响。通过对典型降雨事件下降雨径流污染负荷估算，分析降雨量与径流污染削减率的关系、即可获得调蓄池计算参数调蓄量D的选用方法。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
本发明是基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，包括下述步骤：
步骤1：选取典型降雨事件，统计有效降雨事件，得到每场雨中降雨量随时间的变化过程统计值；
步骤2：同时采用多谱勒超声波管道流量计对降雨径流流量进行监测，得到降雨径流流量随时间的变化过程监控值；
步骤3：按照一定时间间隔对上述降雨事件全降雨过程中流经雨水管道的雨水进行污染物取样分析，得到降雨径流各污染指标的水质随取样时间的变化过程监控值；
步骤4：根据步骤2-3的结果，利用径流污染负荷的计算公式(I)计算得到在不同降雨事件下的降雨径流污染负荷随时间的变化关系；
步骤5：根据步骤1得到的每场降雨事件中降雨量随时间的变化过程统计值和步骤4得到的在不同降雨事件下的降雨径流污染负荷随时间的变化关系，利用径流污染削减率公式(II)，得到降雨事件中随时间变化的降雨量与各污染指标的径流污染削减率之间的相关性，并对其进行幂函数拟合分析，得到相关性方程与相关性系数R2；
步骤6：根据降雨事件中随时间变化的降雨量与各污染指标的径流污染削减率之间的相关性关系，计算得到不同的径流污染削减率值，将其与各场降雨事件下的降雨量值再次进行幂函数拟合，得到该调蓄量D下的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式；
步骤7：重复5-6步骤，可以得到多个调蓄量D的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式；
步骤8：针对任意降雨事件中的降雨量，根据步骤7得到的多个调蓄量D的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式，可以得到多个调蓄量D对应的径流污染削减率关系表，用内插法计算得到该降雨量下任一调蓄量D与径流污染削减率的对应关系选用表；
步骤9：根据规范中调蓄池容积计算公式(III)，得到调蓄池汇水面积的综合径流系数Ψ、汇水面积F、调蓄量D与径流污染削减率对应关系选用表，计算得出调蓄池容积与径流污染削减率的关系表。
进一步，所述步骤1中，选取小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨五种典型降雨事件，统计至少5场有效降雨事件。
进一步，按照1个小时时间间隔对降雨事件全降雨过程中流经雨水管道的雨水进行污染物取样分析。
本发明的有益效果在于，该基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，在我国使用的是《室外排水设计规范》中的计算公式的基础上，根据典型降雨事件的降雨量变化、降雨径流量变化、降雨径流污染变化、降雨径流负荷变化，从而确定降雨量与径流污染削减率的关系，进而确定重要参数“调蓄量D”的选用标准，利用内插法计算得到，某降雨量下任一调蓄量与径流污染削减率的对应关系选用表，根据规范中调蓄池容积的计算公式最终得到调蓄池容积与SS污染物削减率的关系表。
该计量方法不是凭借经验取值，而是通过对典型降雨事件的径流污染负荷变化过程进行全过程分析，建立更为精确且简单适用的控制径流污染的调蓄池容积的计算方法。
附图说明
图1是本发明调蓄池容积确定方法的流程图；
图2(a)、图2(b)分别是实施例降雨事件下降雨强度和管道流量的变化过程图；
图3(a)、图3(b)分别是实施例SS、COD、TN、TP污染浓度随采样时间变化曲线图；
图4(a)、图4(b)分别是实施例SS、COD、TN、TP降雨径流污染负荷变化过程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细的介绍和描述，以使更好的理解本发明内容，但是应当理解的是，下述实施例并不限制本发明范围。
如图1所示，本发明基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，包括下述步骤：
步骤1：选取小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨五种典型降雨事件，统计至少5场有效降雨事件，得到每场雨中降雨量随时间的变化过程统计值。
步骤2：同时采用多谱勒超声波管道流量计对降雨径流流量进行监测，得到降雨径流流量随时间的变化过程监控值；
通过下式得到：
Q＝V*S
式中，Q为降雨径流流量，m3/s；V为雨水管道流速，m/s；S为雨水管道水流断面面积，m2。
步骤3：按照1个小时时间间隔对上述降雨事件全降雨过程中流经雨水管道的雨水进行污染物取样分析，得到降雨径流水质随取样时间的变化过程监控值。
步骤4：根据步骤2-3的结果，根据对22场典型降雨事件中降雨径流与污染变化特征的分析，使得降雨径流的污染物浓度、径流流量数据与降雨量数据在时间上得到匹配，利用径流污染负荷的计算公式(I)计算得到在不同降雨事件下的降雨径流污染负荷随时间的变化关系；
式中，M为该场降雨产生的径流污染负荷，g；Ct为该场降雨产生在t时的瞬时浓度，mg/L；Qt为该场降雨产生在t时的瞬时流量，m3/s；Δt为该场降雨的采样间隔时间，s；t为该场降雨的降雨历时，s；T为该场降雨的降雨总历时，s。
步骤5：重要参数“调蓄量D”的选用标准，包括先选取一个调蓄量D(以降雨量计)，根据步骤1得到的每场降雨事件中降雨量随时间的变化过程统计值和步骤4得到的在不同降雨事件下的降雨径流污染负荷随时间的变化关系，得到降雨事件中随时间变化的降雨量与各污染指标的径流污染削减率之间的相关性，并对其进行幂函数拟合分析，得到相关性方程与相关性系数R2。
其中，径流污染削减率是指调蓄池能够收纳的径流污染负荷量占该场降雨产生的径流污染负荷总量的百分比，其计算公式为：
式中，Mt为该场降雨经历t时产生的径流污染负荷，g；MT为该场降雨在降雨总历时产生的径流污染负荷，g；t为降雨历时，s；T为降雨总历时，s；P为径流污染削减率，％；Ct为该场降雨产生在t时的瞬时浓度，mg/L；Qt为该场降雨产生在t时的瞬时流量，m3/s。
步骤5中，相关性方程如下：
Y1＝aX1 b
式中，Y1为各污染指标的径流污染削减率，％；X1为降雨事件中随时间变化的降雨量，mm；a为相关性方程系数；b为相关性方程指数。
步骤6：根据降雨事件中随时间变化的降雨量与各污染指标的径流污染削减率之间的相关性关系，计算得到不同的径流污染削减率值，将其与各场降雨事件下的降雨量值再次进行幂函数拟合，得到该调蓄量D下的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式如下：
Y2＝aX2 b
式中，Y2为各污染指标的径流污染削减率，％；X2为调蓄量D下的降雨量，mm；a为相关性方程系数；b为相关性方程指数。
步骤7：选取多个D，重复5-6步骤，可以得到多个调蓄量D的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式。
接下来进行径流污染控制的调蓄池容积计算。
步骤8：针对任意降雨事件中的降雨量，根据步骤7得到的多个调蓄量D的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式，可以得到多个调蓄量D对应的径流污染负荷率关系表，用内插法计算得到该降雨量下任一调蓄量D与径流污染削减率的对应关系选用表。
步骤9：根据规范中调蓄池容积计算公式(III)：
按照《室外排水设计规范》中的计算公式
Y＝10DFΨβ (III)
式中：V为调蓄池有效池容，m3)、；D为调蓄量，按降雨量计；F—汇水面积，hm2；β为安全系数；Ψ为综合径流系数。
得到调蓄池汇水面积的综合径流系数Ψ、汇水面积F、调蓄量D与径流污染削减率对应关系选用表，计算得出调蓄池容积与径流污染削减率的关系表。
下面根据具体实施例对本发明做进一步详细说明。
以宜兴市主城区的环科园区域为例：
步骤1：径流污染控制的调蓄池容积计算参数的确定方法
利用Google Earth和现场勘查，确定雨水调蓄池的两种布置方案中各调蓄池汇水面积内各类下垫面的面积，结果如表1所示。
表1方案一下垫面统计
根据表5.6中各类下垫面的面积及各类下垫面径流系数(如表2.2)，可知该调蓄池汇水面积F为334.6ha，综合径流系数Ψ为0.73，安全系数β取1.2。
步骤2：降雨量与径流污染削减率的关系，包括
1)降雨径流流量变化过程分析
本次研究从2016年5月至10月共监测了5次全过程降雨事件作为典型的降雨活动，五场典型降雨的基本特征，如表2所示。
表2降雨事件的基本特征
为了更加直观的表达五场典型降雨事件下的降雨特征和降雨径流的降雨径流流量的变化规律，对雨量计监测的降雨量原始数据和管道流量计监测的水位、流速原始数据用EXCEL进行处理，得到降雨强度和管道流量数据。再用originPro8.0绘制降雨事件下降雨强度和管道流量的变化过程图，如图2(a)、图2(b)所示。从管道流量的整体变化来看，其变化趋势和变化频率和降雨强度变化是一致的，只是管道流量的变化要比降雨强度的变化同样要滞后一段时间，并且比降雨强度持续时间长一段时间。
2)雨水管道的水质变化过程分析
本次研究从2016年5月至10月共取到5次全过程的降雨水样，每次取样都涵盖径流排放的全过程。为了对污染物变化过程进行更为直观的表达，对于降雨径流管道，针对污染物的初始、稳定浓度，制定了相应的统计表，见表3。
表3雨水污染物浓度统计表
利用originPro8.5作出降雨径流管道中各项指标SS、COD、TN、TP污染浓度随采样时间变化曲线图，如图3(a)、图3(b)所示。通过对比不同降雨事件下降雨径流管道中各污染物的变化过程，各污染指标浓度变化趋势基本相同：在污染物排放过程中，随着降雨量不断增大，各污染物浓度呈锯齿形下降，下降过程中各污染物浓度出现数个数量不同的波峰。
3)根据1)～2)的结果，分析降雨径流负荷随时间的变化情况
根据径流污染负荷的计算公式(5-1)、研究区域径流水质水量调查数据及降雨特征数据，估算得出在不同降雨事件下，各分析指标降雨径流污染负荷变化过程，如图4(a)、图4(b)所示。虽然降雨中期污染物浓度已经减小至平稳，但各指标污染负荷不仅没有减小，甚至比降雨前期的污染负荷都大，还出现数个峰值，这是由于在取样后期降雨强度出现波峰，地面冲刷能力变大，导致径流污染排放量增加。与污染物浓度变化过程峰值不同，污染负荷峰值可能超过降雨前期的负荷峰值，具体体现在各指标负荷变化过程中的波峰和波谷的位置在时间上很接近，波峰的数目也几乎相同。虽然在降雨初期污染物浓度由高逐渐降低，但各指标污染负荷主要集中在降雨中期。而在降雨初期和后期，各水质负荷并不是很大，而且相对比较很低。
4)降雨量与径流污染削减率的关系
根据幂函数对五场典型降雨条件下降雨量和径流污染削减率的关系进行拟合，如表4所示。降雨量与SS污染削减率的相关性系数R2的范围为0.8904～0.9716，降雨量与COD污染削减率的相关性系数R2的范围为0.8790～0.9741，降雨量与TN污染削减率的相关性系数R2的范围为0.8378～0.9886，降雨量与TP污染削减率的相关性系数R2的范围为0.9056～0.9608。由此可知降雨量与SS、COD、TN、TP各污染削减率呈显性相关，甚至高度相关性，为调蓄池容积设计计算提供一个重要的依据。
表4不同降雨条件下，降雨量与各指标污染削减率的相关性
步骤3：重要参数“调蓄量D”的选用标准，包括
1)当调蓄量D选用3mm时，根据宜兴市五场典型降雨条件下各污染指标径流污染削减率与降雨量之间的幂函数关系，分别得到调蓄量对应的5个不同的径流污染削减率值，将5个不同的径流污染削减率值与五场降雨事件的降雨量值进行幂函数拟合，得到该调蓄量下，各指标污染削减率与降雨量的幂函数拟合曲线；
2)当调蓄量D选用6mm、9mm、12mm、15mm，重复前步骤可以得到多个调蓄量D的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式，5种调蓄量下，各指标的污染削减率与降雨量的幂函数方程与相关性系数，如表5所示。可以发现5种调蓄量下降雨量与各指标污染削减率的幂函数相关性系数R2基本在0.9以上，呈明显的相关性，具有很高的使用价值，以此作为分析调蓄量和径流污染削减率关系的基础。
表5 5种调蓄量，降雨量与各指标污染削减率的相关性
步骤4：径流污染控制的调蓄池容积计算
当宜兴某场降雨量为15mm时，5种调蓄量能够达到的径流污染负荷率，如表6所示。
表6降雨量为15mm时，5种调蓄量各指标污染削减率值
根据表6中5种调蓄量和SS污染削减率的对应关系，用内插法计算得到，该降雨量下任一调蓄量与径流污染削减率的对应关系选用表，如表7所示。
表7调蓄量D与SS径流污染削减率的关系表
根据规范中调蓄池容积计算公式(I)，调蓄池汇水面积的综合径流系数Ψ、汇水面积、调蓄量D与径流污染削减率的关系(如表7)，计算得出调蓄池容积与SS污染物削减率的关系表，如表8所示。
表8调蓄池容积与污染物削减率的关系表
本发明在我国使用的是《室外排水设计规范》中的计算公式的基础上，根据典型降雨事件的降雨量变化、降雨径流量变化、降雨径流污染变化、降雨径流负荷变化，从而确定降雨量与径流污染削减率的关系，进而确定重要参数“调蓄量D”的选用标准，利用内插法计算得到，某降雨量下任一调蓄量与径流污染削减率的对应关系选用表，根据规范中调蓄池容积的计算公式最终得到调蓄池容积与SS污染物削减率的关系表。该方法不是凭借经验取值，而是通过对典型降雨事件的径流污染负荷变化过程进行全过程分析，建立更为精确且简单适用的控制径流污染的调蓄池容积的计算方法。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1：选取典型降雨事件，统计有效降雨事件，得到每场雨中降雨量随时间的变化过程统计值；
步骤2：同时采用多谱勒超声波管道流量计对降雨径流流量进行监测，得到降雨径流流量随时间的变化过程监控值；
步骤3：按照一定时间间隔对上述降雨事件全降雨过程中流经雨水管道的雨水进行污染物取样分析，得到降雨径流各污染指标的水质随取样时间的变化过程监控值；
步骤4：根据步骤2-3的结果，利用径流污染负荷的计算公式(I)计算得到在不同降雨事件下的降雨径流污染负荷随时间的变化关系；
步骤5：根据步骤1得到的每场降雨事件中降雨量随时间的变化过程统计值和步骤4得到的在不同降雨事件下的降雨径流污染负荷随时间的变化关系，利用径流污染削减率公式(II)，得到降雨事件中随时间变化的降雨量与各污染指标的径流污染削减率之间的相关性，并对其进行幂函数拟合分析，得到相关性方程与相关性系数R2；
步骤6：根据降雨事件中随时间变化的降雨量与各污染指标的径流污染削减率之间的相关性关系，计算得到不同的径流污染削减率值，将其与各场降雨事件下的降雨量值再次进行幂函数拟合，得到该调蓄量D下的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式；
步骤7：重复5-6步骤，可以得到多个调蓄量D的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式；
步骤8：针对任意降雨事件中的降雨量，根据步骤7得到的多个调蓄量D的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式，可以得到多个调蓄量D对应的径流污染削减率关系表，用内插法计算得到该降雨量下任一调蓄量D与径流污染削减率的对应关系选用表；
步骤9：根据规范中调蓄池容积计算公式(III)，得到调蓄池汇水面积的综合径流系数Ψ、汇水面积F、调蓄量D与径流污染削减率对应关系选用表，计算得出调蓄池容积与径流污染削减率的关系表。
2.根据权利要求1所述的基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，其特征在于，所述步骤1中，选取小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨五种典型降雨事件，统计至少5场有效降雨事件。
3.根据权利要求1所述的基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，其特征在于，所述步骤2中，降雨径流流量随时间的变化过程，通过下式得到：
Q＝V*S
式中，Q为降雨径流流量，m3/s；V为雨水管道流速，m/s；S为雨水管道水流断面面积，m2。
4.根据权利要求1所述的基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，其特征在于，所述步骤4中，不同降雨事件下的降雨径流污染负荷随时间的变化关系，通过下式得到：
<mrow> <mi>M</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mi>T</mi> </munderover> <msub> <mi>C</mi> <mi>t</mi> </msub> <msub> <mi>Q</mi> <mi>t</mi> </msub> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>t</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，M为该场降雨产生的径流污染负荷，g；Ct为该场降雨产生在t时的瞬时浓度，mg/L；Qt为该场降雨产生在t时的瞬时流量，m3/s；Δt为该场降雨的采样间隔时间，s；t为该场降雨的降雨历时，s；T为该场降雨的降雨总历时，s。
5.根据权利要求4所述的基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，其特征在于，所述步骤5中，径流污染削减率是指调蓄池能够收纳的径流污染负荷量占该场降雨产生的径流污染负荷总量的百分比，其计算公式为：
<mrow> <mi>P</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>M</mi> <mi>t</mi> </msub> <msub> <mi>M</mi> <mi>T</mi> </msub> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mi>t</mi> </munderover> <msub> <mi>C</mi> <mi>t</mi> </msub> <msub> <mi>Q</mi> <mi>t</mi> </msub> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>t</mi> </mrow> <mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>t</mi> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> <mi>T</mi> </munderover> <msub> <mi>C</mi> <mi>t</mi> </msub> <msub> <mi>Q</mi> <mi>t</mi> </msub> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mi>I</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，Mt为该场降雨经历t时产生的径流污染负荷，g；MT为该场降雨在降雨总历时产生的径流污染负荷，gP为径流污染削减率，％。
6.根据权利要求1所述的基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，其特征在于，所述步骤5中，降雨事件中随时间变化的降雨量与各污染指标的径流污染削减率之间的相关性方程如下：
Y1＝aX1 b
式中，Y1为各污染指标的径流污染削减率，％；X1为降雨事件中随时间变化的降雨量，mm；a为相关性方程系数；b为相关性方程指数。
7.根据权利要求1所述的基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，其特征在于，所述步骤6中，调蓄量D下的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式如下：
Y2＝aX2 b
式中，Y2为各污染指标的径流污染削减率，％；X2为调蓄量D下的降雨量，mm；a为相关性方程系数；b为相关性方程指数。
8.根据权利要求1所述的基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，其特征在于，所述步骤7中，多个调蓄量D的降雨量与径流污染削减率的幂函数关系式如下：
Y3＝aX3 b
式中，Y3为各污染指标的径流污染削减率，％；X3为多个调蓄量D的降雨量，mm；a为相关性方程系数；b为相关性方程指数。
9.根据权利要求1所述的基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法，其特征在于，所述步骤9)中，规范中调蓄池容积计算公式(III)如下：
按照《室外排水设计规范》中的计算公式
Y＝10DFΨβ (III)
式中：V为调蓄池有效池容，m3；D为调蓄量，按降雨量计；F为汇水面积，hm2；β为安全系数；Ψ为综合径流系数。
CN201710425095.5A 2017-06-06 2017-06-06 一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法 Expired - Fee Related CN107368623B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710425095.5A CN107368623B (zh) 2017-06-06 2017-06-06 一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710425095.5A CN107368623B (zh) 2017-06-06 2017-06-06 一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107368623A true CN107368623A (zh) 2017-11-21
CN107368623B CN107368623B (zh) 2020-06-09

Family

ID=60306390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710425095.5A Expired - Fee Related CN107368623B (zh) 2017-06-06 2017-06-06 一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107368623B (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108731742A (zh) * 2018-08-16 2018-11-02 中国科学院城市环境研究所 一种雨水花园监测***
CN108959193A (zh) * 2018-06-28 2018-12-07 北京建筑大学 设计降雨量的确定方法及装置
CN108984823A (zh) * 2018-05-31 2018-12-11 北京市水科学技术研究院 一种合流制溢流调蓄池规模的确定方法
CN109726259A (zh) * 2018-12-27 2019-05-07 中冶京诚工程技术有限公司 一种基于gis技术的排水管网设计优化***及方法
CN109977601A (zh) * 2019-04-10 2019-07-05 福州市规划设计研究院 一种分流制区域控制降雨径流污染和混接污染的截流厚度确定方法
CN110046403A (zh) * 2019-03-28 2019-07-23 天津大学 基于污染物截留质量模拟的雨水调蓄池体积设计方法
CN110607836A (zh) * 2019-09-23 2019-12-24 中国水利水电科学研究院 一种基于污染物特性的平原城市初期雨水调蓄池设计方法
CN111523799A (zh) * 2020-04-22 2020-08-11 青岛理工大学 一种分流制管网雨污混合程度分析方法
CN111709108A (zh) * 2019-12-27 2020-09-25 广州市市政工程设计研究总院有限公司 基于大数据的污染减排分析方法和***
CN111723976A (zh) * 2020-05-27 2020-09-29 安徽国祯环保节能科技股份有限公司 一种雨水调蓄池空间分布规划方法
CN112212223A (zh) * 2020-10-09 2021-01-12 北控水务(中国)投资有限公司 排水管网调蓄容积及渗漏量的计算方法及其相关设备
CN112950436A (zh) * 2021-03-01 2021-06-11 北京市水科学技术研究院 一种合流制管道溢流控制参数的计算方法及装置
CN114113514A (zh) * 2021-10-18 2022-03-01 上海勘测设计研究院有限公司 移动式径流污染监测平台、控制方法及终端

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009047038A (ja) * 2007-08-17 2009-03-05 Mitsubishi Electric Corp 雨水ポンプの制御装置
CN101935133A (zh) * 2010-07-21 2011-01-05 河海大学 溢流雨污水就地生态消纳技术通用设计方法
CN102193562A (zh) * 2011-03-21 2011-09-21 中国市政工程中南设计研究总院 一种合流制排水体制下的合流污水溢流和城市面源控制方法
CN103577640A (zh) * 2013-11-01 2014-02-12 上海市水务规划设计研究院 城市初期雨水截留量标准的制定方法
CN105839758A (zh) * 2016-05-05 2016-08-10 山东大学 一种可变初期雨水弃流控制***、控制方法及构建方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009047038A (ja) * 2007-08-17 2009-03-05 Mitsubishi Electric Corp 雨水ポンプの制御装置
CN101935133A (zh) * 2010-07-21 2011-01-05 河海大学 溢流雨污水就地生态消纳技术通用设计方法
CN102193562A (zh) * 2011-03-21 2011-09-21 中国市政工程中南设计研究总院 一种合流制排水体制下的合流污水溢流和城市面源控制方法
CN103577640A (zh) * 2013-11-01 2014-02-12 上海市水务规划设计研究院 城市初期雨水截留量标准的制定方法
CN105839758A (zh) * 2016-05-05 2016-08-10 山东大学 一种可变初期雨水弃流控制***、控制方法及构建方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YOUNGJIN KIM 等: ""Design Method for Determining Rainwater Tank Retention Volumes to Control Runoff from Building Rooftops"", 《KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING》 *
朱理铭 等: ""广州市雨水调蓄池规划技术研究"", 《中国给水排水》 *
王佼: ""控制面源污染的分流制雨水调蓄池优化研究"", 《万方数据-知识服务平台》 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108984823A (zh) * 2018-05-31 2018-12-11 北京市水科学技术研究院 一种合流制溢流调蓄池规模的确定方法
CN108959193B (zh) * 2018-06-28 2022-05-31 北京建筑大学 设计降雨量的确定方法及装置
CN108959193A (zh) * 2018-06-28 2018-12-07 北京建筑大学 设计降雨量的确定方法及装置
CN108731742A (zh) * 2018-08-16 2018-11-02 中国科学院城市环境研究所 一种雨水花园监测***
CN109726259A (zh) * 2018-12-27 2019-05-07 中冶京诚工程技术有限公司 一种基于gis技术的排水管网设计优化***及方法
CN110046403A (zh) * 2019-03-28 2019-07-23 天津大学 基于污染物截留质量模拟的雨水调蓄池体积设计方法
CN109977601A (zh) * 2019-04-10 2019-07-05 福州市规划设计研究院 一种分流制区域控制降雨径流污染和混接污染的截流厚度确定方法
CN109977601B (zh) * 2019-04-10 2022-06-14 福州市规划设计研究院集团有限公司 分流制区域控制降雨径流和混接污染的截流厚度确定方法
CN110607836A (zh) * 2019-09-23 2019-12-24 中国水利水电科学研究院 一种基于污染物特性的平原城市初期雨水调蓄池设计方法
CN111709108A (zh) * 2019-12-27 2020-09-25 广州市市政工程设计研究总院有限公司 基于大数据的污染减排分析方法和***
CN111709108B (zh) * 2019-12-27 2024-01-23 广州市市政工程设计研究总院有限公司 基于大数据的污染减排分析方法和***
CN111523799A (zh) * 2020-04-22 2020-08-11 青岛理工大学 一种分流制管网雨污混合程度分析方法
CN111723976A (zh) * 2020-05-27 2020-09-29 安徽国祯环保节能科技股份有限公司 一种雨水调蓄池空间分布规划方法
CN111723976B (zh) * 2020-05-27 2023-09-19 中节能国祯环保科技股份有限公司 一种雨水调蓄池空间分布规划方法
CN112212223A (zh) * 2020-10-09 2021-01-12 北控水务(中国)投资有限公司 排水管网调蓄容积及渗漏量的计算方法及其相关设备
CN112950436A (zh) * 2021-03-01 2021-06-11 北京市水科学技术研究院 一种合流制管道溢流控制参数的计算方法及装置
CN112950436B (zh) * 2021-03-01 2024-01-12 北京市水科学技术研究院 一种合流制管道溢流控制参数的计算方法及装置
CN114113514A (zh) * 2021-10-18 2022-03-01 上海勘测设计研究院有限公司 移动式径流污染监测平台、控制方法及终端

Also Published As

Publication number Publication date
CN107368623B (zh) 2020-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107368623A (zh) 一种基于径流污染控制的调蓄池容积确定方法
Winter et al. Phosphorus inputs to Lake Simcoe from 1990 to 2003: declines in tributary loads and observations on lake water quality
CN102201034B (zh) 一种临河村落非点源污染负荷的估算方法
CN108984823B (zh) 一种合流制溢流调蓄池规模的确定方法
CN112084671B (zh) 城市时变增益降雨-径流过程模拟计算方法
CN106874625B (zh) 一种前置库容积的确定方法及确定***
CN110838079A (zh) 一种智慧城市防洪排水远程监控***及方法
CN111310976B (zh) 一种基于分布式计算的快速水质预报预警方法及***
CN106529739A (zh) 基于网格化的洪水预测方法
Ibrakhimov Spatial and temporal dynamics of groundwater table and salinity in Khorezm (Aral Sea Basin), Uzbekistan
CN110119900A (zh) 一种基于城市流域水生态承载力的黑臭水体消除方法
Chou et al. Phosphorus load reduction goals for Feitsui Reservoir watershed, Taiwan
CN115015504A (zh) 基于地表土地类型的地表水质监测方法
He et al. Regional groundwater prediction model using automatic parameter calibration SCE method for a coastal plain of Seto Inland Sea
CN110889185A (zh) 一种小流域的洪峰流量分析方法及其应用
CN111047213B (zh) 基于多要素联合判别的中长期水资源量临界预警指标方法
Peng et al. Calculation of intercepted runoff depth based on stormwater quality and environmental capacity of receiving waters for initial stormwater pollution management
Ijam et al. Storage reduction of Mujeb Dam Reservoir in Jordan due to sedimentation
Myskovets et al. Environmental problems from rainfall runoff
Robertson et al. Response of calcareous Nagawicka Lake, Wisconsin, to changes in phosphorus loading
Saputri et al. Evaluation Lifetime Service And Capacity Of The Kadumalik Dam Reservoir
Johnson Evaluation of stormwater wetland and wet pond forebay design and stormwater wetland pollutant removal efficiency
Wu et al. Analysis of the proportion of water intrusion outside the municipal pipe network
Rashad STRUCTURAL FEATURES OF A WATER INTAKE FACILITY FOR MOUNTAIN AND SUBMOUNTAIN RIVERS
ONG GAO A model of rainfall redistribution in terraced sandy grassland landscapes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200609

Termination date: 20210606