雨水利用方案十篇

雨水利用方案篇1

[关键词]：雨水设计;水质保障

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

北京市某住宅小区总面积约为22公顷，总户数为350户，小区

总人数约为1120人，由于本小区属于高档的住宅小区，根据《室外给水设计规范》，用水定额取300l/人·d，小区的总用水量约为350m3/d。

雨水排除方案

北京市某住宅小区由于无外部市政雨水管线，故需采用雨洪利用的手段对小区内的雨水进行收集、补给地下水并再次利用的方式处理。

（一）雨洪利用的概念和原则

雨洪利用技术是针对开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场、绿地等，不同下垫面所产生的降雨径流，采取相应的措施，或收集利用，或渗入地下，以达到充分利用雨水资源、提高环境自净能力、改善园区生态环境、减少外排流量、减轻区域防洪压力的目的，寓资源利用于灾害防范之中的系统工程。

城市雨洪利用的形式可以多种多样。一方面可通过城市建设格局的调控，采取低于硬化面一定高度、大面积均匀分布的城市绿地，在整个规划区范围内将各种硬化面的降雨径流分散接纳、渗入地下，减少或避免雨水径流外排，使雨水环境化。另一方面，可将屋顶、道路、庭院、广场的雨水径流用管道收集，经处理后储存到蓄水池，用于浇灌绿地、冲洗厕所、洗车、消防、市政杂用等。或者采用滞蓄和调控设施将雨水径流的洪峰流量削减后排入河道，减轻排水河道的行洪压力。雨洪利用的基本原则是：通过雨洪利用设施建设，达到不增加建设项目所在区域内降水径流系数、严格控制入河排水量的增加。

（二）小区内雨洪利用的方案

小区内的雨水包括屋面雨水、路面雨水、绿化内雨水等，需要分别采用不同的处理方式。

考虑到本小区外部没有已建的市政管线，雨污水没有能排放的下游管线，所以根据本小区的实际情况，应对小区内的雨水集中收集储存使用。集中进入雨水调蓄池，处理后用于绿化浇洒，和对小区景观水系进行补水。

本项目占地面积22.5公顷，按照综合径流系数0.55计算，小区内的总径流量约为2300l/s,需要在小区内铺设D=400～1600雨水管线，对小区内的雨水进行收集。

屋顶雨水的排除和利用方案

本项目中居住用地占地面积为15.3公顷，

道路及庭院雨洪利用

本项目中道路用地占地面积为1.5公顷，道路雨洪利用的措施有以下几点：

道路铺装地面应全部采用透水性地面

面层、找平层、垫层的透水系数必须大于0.5mm/s

铺装地面高于周围绿地5～10cm，并坡向绿地

绿地雨洪利用

本项目中绿化用地占地面积为5.5公顷，绿地雨洪利用的措施有以下几点：

全部采用下凹式绿地，低于周围地面10cm左右，则可下

渗消纳5年一遇日降雨，无径流外排。

在平均下凹深度难以达到10cm的绿地内可适当建设雨

水口，以将超过草木耐淹范围内积水溢流范围内积水一律至地下渗沟或渗槽等地下入渗设施。

入渗设施的设计标准为，使5年一遇降雨在绿地及周围

铺装地面所产生的径流全部渗入地下，

溢流入口的设计与景观构造相结合。

（三）本小区内雨洪利用的具体方案

在保障景观水体水质的前提下最大限度地节约用水，合理利用水资源，减少运行成本，实现雨/污水资源化，同时兼顾景观、防洪与生态，满足绿色住宅小区对水资源、水景观和水环境的整体要求。

1．用水量计算

人工湖优先采用雨水补给，不足时用中水补给。

道路及绿化用地用水量表

根据上表本小区人工湖面蒸发，绿化浇洒、喷洒道路用水总量为约为m3/y，景观的用水量是根据月最大蒸发量进行计算。

由于在污水处理中已经确定了，整个小区的污水回用量约为整个用水量的80％，小区的平均用水量为336m3/d,小区的中水量为约270 m3/d，年中水量为98550 m3/y,能够满足道路和绿化浇洒的用水要求，而且还可以对景观水体进行补给，剩余部分15633 m3/y由雨水进行补给。根据北京市平均年降雨量为683mm，这里取600mm，小区全年径流量总计为：

可以满足小区雨水补给要求。

2.雨水调蓄方案

（1）设计计算

根据北京市近年的雨水蒸发量和降雨量的数据，利用多年平均最大月蒸发量计算雨水调蓄池的体积。小区内的水体景观面积为21000m2，多年平均蒸发1892mm所以假定，小区每月所需水量即雨水调节池的体积。V＝21000×1892＝39732 m3/y

日均用水量V1=110m3/d，其中中水补给62.4 m3/d，雨水补给量为47.6m3/d假设调蓄池的容量能满足蒸发量最大时景观水体补水一个月的用量，所以调蓄池的容积约为V0＝1430m3

同时，根据降雨量、蒸发量分析，将小区的雨水收集进雨水

调蓄池，通过对收集水量和满蓄次数的计算，从而得出雨水调蓄池的经济合理的体积。

V=

V——雨水贮存池容积，m3

——初期雨水弃流折减系数，根据不同径流表面和径流水质污染情况等综合确定，本方案忽略弃流部分。

——径流系数

A——雨水收集径流面积，m2

H——雨水贮存池设计降雨量，mm

通过分析，当假设降雨量为10mm的时候所得的调蓄池的积

最合理。V＝1×0.55×10×220000×10－3＝1210m3

结合两种雨水调蓄池的计算方法，取雨水调蓄池的体积为1430m3 调蓄池中设置过滤装置，保证调蓄后的水质，出水对人工湖进行补水。流程如下图所示。

同时，根据北京市暴雨强度公式q=

采用一年重现期时 q=150l/s·ha径流量Q=1815l/s

采用两年重现期时 q=190l/s·ha径流量Q=2299l/s

采用五年重现期时 q=240l/s·ha径流量Q=2904l/s

其中在调蓄池中设置雨水泵，将过量的雨水排除。由于调蓄池较大可按五年重现期考虑。

采用五年重现期时 q=240l/s·ha径流量Q=2904l/s

采用三台水泵，不设备用泵，泵分别按照三种重现期，水泵

的流量为0.97 m3/s。 雨水泵房的集水池容积，不应小于最大一台水泵30s的出水量，所以，集水池的容积为30 m3，泵采用流量3500m3/h，扬程为10m。因此，调蓄池的总容积为1460 m3。调蓄池后接土壤滤池，土壤滤池的滤速为5×10－5（m3/m2·s）按照过滤时间24小时计算，土壤滤池的面积为

（2）主要构筑物

（3）主要设备

参考文献

[1] 李俊奇，车武，汪宏玲. 雨水利用与生态小区. 给水排水[J]，2003，29（5）:14-16

雨水利用方案篇2

雨水处置与利用方案有多种。除传统的直接排放方案外,还可以根据当地条件和用水要求设计为渗透、中水利用或几种方式的组合。以下为北京某新建小区雨水处置与利用的4种设计方案。该小区位于北京东南部,占地总面积29320m2,其中:建筑占地5925m2;道路与停车场8995m2;绿地14400m2;三者的占地比例分别为20•2%,30•7%,49•1%。小区地势平坦,土壤渗透系数为5×10-5m/s,地下水位在-12m左右,适于进行雨水渗透。另外,小区内建筑主要为3~4层的高级寓所,且均为瓦质屋面,屋面雨水水质较好且便于收集,可考虑将屋面雨水单独收集作为中水补充水源。

1•1方案一直接排放

方案一按传统的雨水直接排放方案。采用钢筋混凝土圆管,设计重现期P=1a。根据条件,可设计较多的低绿地和渗透地面。

1•2方案二渗透管渗透+排放

在方案一的基础上,将非渗透雨水管改为渗透管或穿孔管,周围回填砾石。渗透管沟兼有渗透和排放两种功能。为保证防洪能力不减少,中心穿孔管仍采用与方案一相同的设计方法和参数。管沟渗透能力(渗透所需有效贮存空间与渗透面积)按照文献[1]推荐使用的图解法进行设计,设计重现期P=0•33a。此例中心管采用钢筋混凝土穿孔管,开孔率为2%~3%。管外回填粒径为10~20mm砾石,砾石外包土工布(渗透系数≥5×10-4m/s,厚度≥3mm),以保证渗透顺利,同时防止土粒进入渗透管沟发生堵塞。该方案充分利用中心管和周围砾石的空隙体积作为渗透利用的有效存贮空间,占地面积小,设计简单,方便施工,费用增加不多,安全性和效益均较高,适合旧小区原有管系的改造。除在雨水口上设置截污装置以外,没有其它特殊设备,管理较容易。根据路面和雨水水质状况,起始段检查井可设计成截污井。工程实施时还可将雨水口、连接管、检查井均建成渗透装置,以增大渗透储存空间。该方案采用了多种渗透设施,屋面雨水先流经高位花坛进行渗透净化,再与道路雨水一起通过低绿地,通过截污装置后流入渗透浅沟;雨量较大时,雨水沿着浅沟进入渗透渠继续下渗;超过渗透能力的雨水再排入市政管网。

1.3研究结果表明,人工拌和土较天然土对屋面初期雨水有更好的净化作用。故本方案在建筑物周围设置高位花坛,花坛中填入渗透性能好、净化能力强的人工拌和土[3],将屋面雨水接入,作为雨水净化装置,提高系统安全性。高位花坛的尺寸可按建筑物周围条件而定。每条花坛外壁布设2~4个穿孔排水管,管径50mm,排水管与雨落管间距≥5m。为防止雨水冲刷花坛内植被和土壤,在雨落管出口处应设减冲措施或在花坛内铺设卵石。渗透渠与渗透浅沟仍按图解法进行计算,设计重现期P=0•5a。渗透渠中心渠采用无砂混凝土矩形渠,外填粒径为10~20mm砾石,砾石外包土工布。渠上加盖混凝土盖板。因目前国内尚无雨水渗透与排放联合设计与运行的规范与经验,作为方案设计与比较,为防洪安全,渗透设施与市政管网的连接溢流管设计重现期仍采用直接排放方案时选用的设计重现期。小区中所有路面均高于绿地约60mm,保证道路雨水先进入绿地进行渗透处理。该方案渗透装置埋深较浅,有利于增大渗透储存空间,方便施工,减少投资。小区雨水水质较好,未设初期弃流装置,直接利用高位花坛对屋面雨水进行净化处理,其余径流雨水进入绿地和浅沟。易于清堵,便于管理。

1•4方案四中水利用+浅沟渗透

该方案考虑中水利用和渗透两方面。中水主要利用水质相对较好且易于收集的屋面雨水,处理后作为绿化、喷洒道路等杂用水的补充水源。中水收集及处理流程为:屋面雨水初期弃流装置贮水池加药、接触过滤消毒中水池利用。道路雨水进入低绿地或渗透浅沟进行渗透,多余雨水溢流排至市政雨水管道。根据研究结果,雨水初期弃流装置容积按汇水面积乘以2mm降雨量设计[4]。贮水池的有效容积按雨水调节池的设计方法计算,为地下钢筋混凝土结构;中水池的有效容积与贮水池相同。为减少占地、节省投资,利用贮水池的顶板作为中水池的底板,且与小区内水景设计相结合,选用石砌池壁敞口水池。该方案将水质相对较好的屋面雨水进行处理后作为中水补充水源,直接利用水量比例加大。但中水系统需要较多的构筑物、设备与控制装置,使该方案的总费用加大,同时由于雨水的季节性和随机性,会造成中水系统运行不连续,使用率不高。

2技术经济分析

2•1基建投资

基建投资包括土建投资和管道设备部分投资。按1996年北京市建设工程概算定额进行计算,各方案雨水利用总量与工程造价。结果表明:方案二、三、四的工程造价分别较方案一高10•49万元、12•23万元、82•12万元,较之多渗透(或多利用)雨水量分别为4693m3,6435m3,7128m3。事实上,无论采用哪种方案,雨水收集排放均不可少。若以单位渗透与直接利用雨水工程造价来计,则方案三所需费用最低,仅为26•63元/m3,是方案一的81•6%;其次是方案二,为28•88元/m3,是方案一的88•5%。故方案三与方案二均优于方案一。

2•2运行成本

2•2•1渗透系统运行成本

以方案三为例,工程建成后,该小区平均每年处置的总水量为17445m3(未计损失),工程造价为38•87万元,假定折旧期为30a,每年折旧费为38•87/30=1•294万元。按静态分析每单位水量分摊费用为1•294×104/17445=0•74元。由于渗透系统在雨水口增加了截污装置,所以每年第一场雨之前和每两场雨之间,往往需要人工清理堵塞污物,以便更好运行。以每年清理10次,每次10工日,每工日30元计,则该小区全年渗透系统运行成本为10×10×30=3000元。假设渗透运行成本全部均匀分摊到每年渗透水总量上,则方案三每m3渗透水量运行成本为0•21元。两项合计,方案三渗透系统运行成本为0•95元/m3。

2•2•2中水系统运行成本中水运行成本的影响因素较多,与处理规模、实际水量、设备自动化程度、管理水平、日常维修等因素有关。根据北京市中水设施运行调查结果,若不考虑折旧费可使中水系统运行费降到0•75元/m3以下[5]。

2•3方案对比评价

雨水利用的效益是多方面的,更多地表现为社会效益、环境效益等间接效益。故应以国民经济评价为主。下面以方案三为例,求算方案三与方案一的差额投资经济内部收益率。

2•3•1差额收益分析

(1)节省城市引水、净水的边际费用。方案三实施以后,每年较方案一多渗透补充地下水14559-8164=6435m3,假设其中50%通过地下水源自来水供给使用,则每年可节约地表水源自来水6435×50%=3218m3。以北京市2001年初每m3地下水源自来水实际价格0•4元计,则每m3渗透水转化为自来水的成本为0•95+0•4=1•35元,而地表水源自来水每m3实际价格1•60元,每m3水可节约1•60-1•35=0•25元。所以该小区每年可节省的费用为3218×0•25=805元。若考虑远距离引水(如南水北调)及用水超标加价收费和罚款,则此项节省费用还会更高。据报道,远距离输水是节水费用的3~5倍。

(2)节水可增加的国家财政收入。这一部分收入可按目前国家由于缺水造成的国家财政收入的损失计算。据了解,目前全国600多个城市日平均缺水1000万m3,造成国家财政收入年减少200亿元[5],相当于每缺水1m3,要损失5•48元,即节约1m3水意味着创造了5•48元的收益。方案三较方案一每年节水3218m3,可产生收益3218×5•48=17635元。

(3)消除污染而减少的社会损失。据分析,为消除污染每投入1元可减少的环境资源损失是3元[5],即投入产出比为1∶3。由于在本方案中提出“高花坛净化、低绿地接纳、浅沟和渗透渠同时渗透”的方案,尽管这是一种理想状态,雨量较大时仍有部分雨水出流,但毕竟大大减少了污染雨水排入河流水体,也减少了因雨水的污染而带来的河流水体环境污染。方案三较方案一减少排放雨水9281-2846=6435m3,以北京市2001年初排污费0•4元/m3作为消除污染需投入的费用,则每年因消除污染而减少的社会损失为3×0•4×6435=7722元。

(4)节省城市排水设施的运行费用。雨水渗透与利用后,每年减少向市政管网排放雨水6435m3。这样会减轻市政管网的压力,也减少市政管网的维护费用。每m3水的管网运行费用为0•08元[5],则方案三较方案一每年可节省城市排水设施的运行费用为6435×0•08=515元。四项合计,方案三每年较方案一多收益805+17635+7722+515=26677元。

2•3•2差额投资经济内部收益率

方案三较方案一的工程造价高38•87-26•64=12•23万元,每年运行费用多投入3000元。以寿命期30a计,则其差额投资经济内部收益率为19•2%,高于目前我国社会折现率12%,故方案三优于方案一。同样方法可算出方案二与方案一的差额投资经济内部收益率为15•5%,优于方案一。方案四与方案一的差额投资经济内部收益率小于12%,方案一优于方案四。

2•4评价结论及建议

以上分析可以看出,方案三和方案二均优于方案一,方案三效果最为明显。在计算中,对各方案的防洪减灾、节省水资源、防止地面沉降减少的灾害,改善城市环境以后带来的其它环境效益和社会效益等未作定量分析。如果考虑这些效益,则方案三、方案二的收益率更大,方案四的可行性则需根据具体情况进行分析。

雨水利用方案篇3

关键词：水利工程；影响；湘江流域；洪水预报；方法

中图分类号：P338 文献标识码：A

1 引言

湘江是长江左岸最大的一级支流，沿岸分布有万州，开县等城区，这些城市防洪标准不高，防洪压力较大。2004年“9.3”、2005年“7.8”、2007年“7.5”以及2010年的“7.17”等暴雨洪水，给湘江万州城区两岸的城镇和居民造成了较大的经济损失。

湘江干流自上而下有江口、罗江口、金盘子等多座梯级水电站，这些水利工程改变了局部水文特性，导致洪水传播时间和降雨的产汇流时间缩短,给流域的水文预报增加了困难。

2 流域自然地理

湘江流域位于四川省东北部，是渠江左岸最大的一级支流，流域面积11102km2，占渠江流域总面积29%。全河长309.5km，宣汉以上长198km，平均比降2.8‰，宣汉以下长112km，河道平均比降0.5‰。上游主要支流有前、中、后河，下游有明月江、铜钵河和东柳河，其中大于1000km2的有前、中、后河和明月江。

湘江流域水利工程较多，已建水电站有：干流上的江口、罗江口、金盘子、舵石鼓等。规划建设的水库有：土溪口、固军、鲜家湾等大型水库。

3 暴雨洪水特性

湘江流域属亚热带湿润季风气候区，地处大巴山暴雨区的边缘地带，暖湿多雨。受太平洋副热带高压移动影响，降水在年内变化呈双峰过程，7月、9月为降雨高峰期。

受暴雨影响，湘江流域洪水较为频繁。上游前、中、后河是典型的山溪性河流，暴雨强度大，汇流时间短，流速大，洪水涨落急剧。导致湘江干流洪水具有峰高量大、陡涨陡落、历时短的特点。过程线形状多单峰，单峰洪水历时约2～3天，复峰历时5～6天。绝大部分洪量集中在一天之内。

4 洪水预报方案

在湘江流域的原有洪水预报方案中，主要预报河段为东林水文站和万州城区，通常选取东林水文站为上游的控制站，万州水文站为万州城区防洪预报站。东林水文站采用降雨径流预报方案，以上游区域内10余处报汛站雨量，按不同权重计算面平均雨量，查P-Pa-R曲线图获取R，按暴雨中心分上中下三条单位线，查算获取该站预报流量。该站位于江口水库下游约10km，区间无较大支流，因此该流量也通常作为江口水库的入库预报流量。

万州水文站采用东林站及区间站点流量合成的预报方案，以东林站实时流量，明月江大风水文站实时流量，合成演算至万州，并考虑区间降雨，获得万州水文站洪水预报结果，该结果为万州城市防洪抢险的关键依据。

5 水利工程对预报的影响

江口水电站是湘江流域梯级开发中最大的水电站，为不完全年调节水库，蓄水能力强，于1990年蓄水发电，受其影响，上游前中后河上的洪水至江口水电站的洪水传播时间大大缩短，导致降雨产汇流时间缩短，直接影响了东林水文站的降雨径流预报方案。

江口水库具有1.33亿m3的调洪库容，如合理运用，在上游洪水未来之前，腾空库容，有一定的削峰错峰作用，若调度不当将人为增大洪峰和洪水量级。

东林水文站下游约18km处是罗江口水电站，罗江口水电站库容不大，调蓄能力较弱，于2007 年蓄水发电。该电站位于万州城区上游12km，电站洪水下泄至城区传播时间缩短，加大了城区防洪压力，增大洪水预报难度。罗江口水库调度执行《万州市湘江联合防洪调度预案》，基本上是来多少水放多少水，达到出入库平衡。

万州市城区下游39km处有金盘子水电站，回水直到万州城区，金盘子水电站对万州下游的三汇、渠县等城镇有一定的削峰作用，但涨水时若调度不当，库区洪水对达城洪水位有较大的顶托影响，会增加湘江万州城区防洪压力。

6 预报方案调整

随着流域梯级水电站开发建设，电站的蓄水发电使得原天然河道洪水传播时间和降雨产汇流时间已大大缩短，加之各水库电站的洪水调度调蓄影响，原有的天然河道预报方式已不能满足湘江流域洪水预报作业要求，需要对洪水预报方案进行调整和补充。

一是对原有方案进行修编。主要工作是重新率定水库形成后上下游站点的河道传播时间和降雨预报方案中的单位线，提高预报精度。分析梯级水库建成后，回水线大大延长，上下游站的传播时间缩短，摸索新的传播时间；分析由于水库影响，产汇流时间缩短，汇流单位线调整，修订后的单位线峰值出现时间更早，量值更大。

二是建立新的预报方案。利用《中国洪水预报系统》软件（水利部信息中心开发），采用模型预报措施，建立新的预报方案。通过历史系列资料，建立江口水库入库预报模型方案，掌握水库上游洪水入库情况，为水库调度提供依据；建立万州城区洪水预报模型，利用江口下泄流量（或调度流量）作为输入，采用马法演算至万州城区，叠加区间降雨汇流量，由此获得万州市城区洪水预报结果。

三是根据降雨情况，提前预报洪水来量，提前调度水库蓄水量，腾空各级电站水库库容，再根据实际发生洪水情况，调整水库调度方案，错峰运行，从而削减洪峰，减少淹没损失。

7 预报实践

以湘江“20070705”洪水为例，7月2～6日，湘江流域连续出现暴雨或大暴雨天气过程。6日14时，根据当时雨情，利用洪水模型及经验方案作出了江口水库库峰量将达到7040 m3/s。按照该入库流量，如果不加以调度调节，直接汇流到湘江干流，万州市城区洪水将达281.50m，将淹没城区滨河路2m左右，有可能造成沿河两岸广大人民群众重大财产经济损失。

6日14时江电下泄流量已达5000 m3/s，要决策加大还是减少下泄流量，既要考虑江口水库自身的安全，也要考虑万州城区防洪的问题，这时，准确预报和科学决策树关键。根据水库当时库水位以上的可调节库容有2000万m3的实际情况，利用江口水库的入库洪水预报，模拟下泄流量5500 m3/s和6000 m3/s对水库蓄水和万州城区洪水进行预报。通过预报，江口水库按照5500 m3/s调度下泄，可以确保洪水不淹没达城滨河路，江口水库保持平稳蓄洪。6日20:30湘江洪峰顺利通过万州城区，洪峰水位279.42m，洪水稳稳的控制在滨河路边。江口库区的最高水位达到了330.6m的设计水位。

归纳本次湘江洪水成功预报原因，一是对流域内的降雨产流做出了精确的预测；二是较好地掌握了上游水电站的入库情况、调度情况。

8 结语

湘江流域梯级水库的建设，改变了原有的天然河道特性，要做好湘江的洪水预报，首先，要加强与水电站、防汛指挥部门的联系，动态掌握各水电站的调度情况；其次，要不断摸索受水利工程影响后的流域水文特性，进一步完善预报方案，摸索新的预报方法，不断提高洪水预报精度，延长预报预见期。

参考文献：

[1] 刘阳容,何成荣.瑞丽江一级水电站水文分析[J]. 云南水力发电. 2008(05)

[2] 程启越,张松涛,李光建.芙蓉江水文特性分析[J]. 中国高新技术企业. 2008(16)

雨水利用方案篇4

关键词：MIKE URBAN；管网负荷；泵站排水能力；易涝点

中图分类号：TU984文献标识码： A

城市排水管网水力模型（MIKE URBAN）是一门集排水工程、计算机、信息等为一体的新技术[1]。管网设计者可以借助水力模型仿真模拟现状排水管网的运行状态并对其排水能力进行评估，结合实际可实施性，在水力模型平台上制定改造方案并对其进行校核。国内外很多城市排水研究者和管理者构建了大量的水力模型，辅助排水系统的评估、规划等[2-5]。目前，我国城市排水管网规划、设计及改造等大多是在人工现场调查的基础上结合理论基础进行，以主观决策为主，对于水力模型的应用较少。本文以宁夏吴忠市为例,利用MIKE URBAN模型对不同重现期（市政）降雨条件下现状排水设施的服务能力进行了系统的评估、结合实地勘测情况对规划区域的排水设施进行了详细的规划（包括管径、流向、泵站等），并将改造和规划方案进行了校核；利用MIKE URBAN和MIKE21的耦合，对研究区域的地面积水状况做了详尽的分析并提出改造方案。

1MIKE URBAN模型介绍

MIKE URBAN是丹麦DHI Water&Environment&Health独立开发研制，它可以和二维模型MIKE21整合，是一个动态耦合的模型系统。模型可以同时模拟排水管网、明渠，泵站等，由雨水井承担接收地面降雨。排水管道中水的排出可通过泵、闸等来实现，城市内河、胡泊、坑塘、明沟等可接纳泵站和闸门等设施排出的水。模型将排水泵站、闸门、排水管道等概化在相应的通道上，在降雨过程中，地面积水汇集于管道，管道沿管网系统汇合至出口处，出口处再由泵站或闸门向河道内泄水，这样便形成一个完整的排水系统[6-9]。

2模型构建

建立数学模型并进行现状评估和预案分析，须收集可靠准确的基础资料。管网排水模型需要的基础资料主要包括模拟区域管网拓扑数据、模型边界条件等。本文选取宁夏吴忠市利通区作为研究对象。吴忠市位于宁夏回族自治区中部，现状管网服务区域面积约152km2，由若干雨水管道、检查井、出水口和汇水区组成，分为五个排水区。其中，三个为已建排水区，两个为规划排水区，排水体制均为雨污合流制。已建四个排水泵站和两个污水处理厂。区内下垫面包括道路、绿地、水系等。研究范围及其排水系统结构图如图1所示。采用标准建模流程来保证模型的可靠性与准确性，建模流程图如图2所示。

2.1MIKE URBAN模型构建

利用MIKE URBAN模型构建研究区内雨水排水系统模型。管网尺寸及埋深、地面标高、管底标高、坡度等数据通过实际测绘数据得到，并在鸿业9.0中将之处理为带有属性的管网，然后根据空间拓扑关系，综合管网数据，利用DHI开发的AMIAS工具对信息进行提取、处理、优化，最后得到MIKE URBAN可以识别的.mdb格式的文件，并将其导入MIKE URBAN中完成管网模型的建立。管网模型图如图3所示。

2.2MIKE21模型构建

地形对于2D模型来说是最重要的数据。数字高程模型（DEM）是描述地表起伏形态特征的空间数据模型，是利用GIS将原始CAD数据中的高程点进行提取（对合理范围之外的点剔除，对缺失的点进行插值填补），生成格栅文件。最后得到的DEM数据如图4所示。DEM地形图的确定对于分析降雨流向，划分集水区有重要的指导意义。

地形文件除了DEM地形图之外，还有建筑和道路。将原始数据在GIS中完成一系列的转化，最后在MIKE Zero中完成城市地形模型的建立。由于本次模拟区域缺乏建筑图层，故将其概化为地块，不做拔高处理，只将道路降低15cm（一般马路牙子的高度）。

3模拟结果分析

3.1模拟降雨情景

3.1.1 设计雨型

MIKE URBAN 降雨径流模块提供了四种不同层次的城市水文模型用于城市地表径流的计算，同时提供了一种连续水文模型以计算降雨入渗情况。径流模块的输出结果是降雨产生的每个集水区的流量，计算结果可用于管流计算。设计暴雨选用在国内外均有广泛应用的芝加哥降雨过程线模型[6-7]。吴忠市暴雨强度公式为：

q＝(L/s・ha) (1)

式中：P―暴雨重现期

t―降雨历时(min)

根据吴忠市多年降雨资料，结合设计经验，暴雨过程的雨峰位置通常在降雨总历时的0.3处，即雨峰系数取0.3。按一般短历时暴雨统计方法，总降雨历时取120min。

3.1.2降雨量计算结果

在模型计算过程中，根据模拟区域的实际情况以及参照《室外给水设计规范》，取道路、绿地及其他下垫面的不透水率分别为0.85、0.30、0.55。因为模型计算过程中考虑了衰减量和初损量，故不透水率取值比规范规定值偏大，根据模型经验衰减系数取0.9，初损取0.0006m，平均表面流速取0.3m/s。不同重现期的降雨―时间分布图型很相似，图6为重现期为1年一遇的降雨量―时间分布曲线。1、2、3、5、10年一遇的降雨量（2小时）分别问16.0mm、20.0mm、22.3mm、25.3mm、29.3mm。据吴忠市气象局提供资料显示，该市1年一遇的降雨量为15.83mm，与模拟值很接近，由此可以证明吴忠市暴雨强度公式以及模型计算的准确性。

3.1.3径流系数统计结果

径流系数是描述降雨和径流关系的重要参数，是根据降雨量来推求径流厚度（体积）所用的雨量径流系数，可用于雨水径流总量的分析等（可用于计算收集的雨水量）。图6是吴忠西部排水区的径流系数示意图。将实际下垫面分布图加载到MIKE URBAN模型中，模型根据泰森多边形将总的汇水区自动划分为不同的分块汇水区，划分好之后将每一个小的汇水区连接到最近的人孔（集水井）。不同的分块即为模型划分的汇水区，不同颜色深度不同分级。模型可以计算出每一个汇水面上产生的径流量(厚度)，其与该场雨总的降雨量(厚度)的比值即为每个汇水区的径流系数。其中，.30均代表径流系数是0.3，经统计，老城区排水区、北部新区排水区、西部排水区、东南部排水区以及西南部排水区的径流系数分别为0.412、0.297、0.269、0.299、0.293。

3.2现状管网和泵站排水能力评估

吴忠市建成区面积52.7km2，现状管网服务区域面积约40km2，已建排水（雨水）管道总长154.4km，每平方公里管道2929.8米，排水管渠覆盖率平均55.60%；已建排水排涝泵站共4座，分别为新区泵站、西泵站、北泵站和金积泵站。四座泵站均是雨、污合流泵站，泵站总装机1652千瓦，总排涝能力17.3m3/s，总服务面积28.78km2，现有管道和泵站的设计重现期均为1年。

3.2.1现状管网排水能力评估

基于MIKE URBAN模型，分别用重现期为1、2年的降雨对现状排水管网进行评估。图7为一年一遇降雨时的管道承压状态图，深色管线代表承压管道（管道水压力超过地面），浅色管线代表非承压管道（管道水压力不超过地面）。统计模拟结果，当遇到1年一遇和2年一遇的降雨时，承压管道分别占9%和50.8%，由于排水管道长期没有进行清理等原因，使排水管道实际排水能力小于其原设计标准，但绝大部分管道还是达标的，由此说明MIKE URBAN模型可以适用于吴忠市现有雨水排水管网排水能力的分析评估。当设计标准提高到2年一遇时，有一半的管道处于承压状态， 则需要提出相应的改造方案。

3.2.2现状泵站排水能力评估

采用MIKE URBAN模型对1年、2年一遇降雨情况下金积泵站、北泵站、新区泵站和西泵站的排水能力进行评估。其现状排水能力分别为4.2m3、4.2 m3、6.6 m3、2.3 m3，评估结果见表1。此模型还可以根据泵站每台单泵的启停水位等信息来确定每台单泵的开机时间及其对应的流量，以新区泵站为例来说明。新区泵站共有8台水泵，其中2台轴流泵，6台潜水排污泵，泵站开泵记录如图8所示。图中，8条线代表8台水泵，横坐标对应的是泵站每台水泵的开泵时间（模型自动计算），纵坐标是每台水泵的对应流量，因为轴流泵的排水能力相对较大，取q轴=1.2m3/s，排污泵的排水能力相对较小，取q污=0.7m3/s，总流量为6.6m3/s，1年一遇降雨情况下，现状排水排涝泵站均是满负荷运行，说明MIKE URBAN模型模拟结果与现状情况吻合非常好，当设计标准提高到2年一遇时，有一半的管道处于承压状态， 则需要提出相应的改造方案。

3.2.3城市内涝评估

（1）内涝产生原因和评估方法

内涝产生的原因有极端天气的频发、城市地面的日益硬化、城市管道的严重堵塞以及雨污分流机制尚未完全建立等。因为以上的诱发因素，也提出了相应的评估方法：历史灾情评估法、指标体系评估法和情景模拟评估法等。本文采用情景模拟评估法对吴忠市市区发生内涝的风险进行评估，借助于GIS技术采用MIKE URBAN模型进行评估。

（2）模拟结果

所谓内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的现象，查阅相关文献[10-12]，结合吴忠市的实际情况，将内涝的标准定为时间超过15分钟，积水在0.15米以上。吴忠市遇到1年一遇的降雨时，没有内涝现象，图9为2年一遇降雨时的积水示意图，可见吴忠市城区总体排涝能力较好，主要受涝面积大约4000m2左右，均出现在市区相对容易积水的区域，充分说明了模型的准确性。

4改造方案的提出

4.1设计标准的确定

鉴于目前没有全国统一的排涝规范，从城市性质及其特点出发，结合吴忠市现状管网排水能力评估结果，充分考虑了与城市防洪设施和内涝防治设施的衔接，以确保城市排水畅通为前提，参考我国大部分城市尤其是西北地区市政设施的设计标准，最终确定吴忠市城区管网设计标准为2年一遇。

4.2改造方案的提出

在管网改造方案提出之前，根据实地勘测结果，优先考虑其它可以减小管网压力的途径：首先，充分利用现有水系即适当增加溢流口。吴忠市现可利用的水系有清水沟、南环水系以及滨河水系等；②建立调蓄水池。根据受涝区域积水量的统计结果，在受涝严重处建立调蓄水池。这两种措施的实施不仅可以减小管网压力，同时也实现了对初雨的有效利用。

吴忠市的现有排水管道为雨污合流制，采用MIKE URBAN模型的分析结果是污水对管道的运行几乎没有影响，故在提出管道改造方案时只考虑雨水。结合本市区的土地规划和实际利用情况以及环保等因素，本次改造的主要思路是在不能满足设计标准的管道旁边并一根平行管道（雨污合流），其管径尺寸由2年一遇的降雨量决定。对改造方案中的数据进行具体处理并将其导入MIKE URBAN模型进行校核，如此反复进行，直至所有管网均达到设计标准,在校核过程中保证所有管道的充满度大于等于0.6，将最后一次的的改造方案作为最终的改造方案。

确定排水管网的改造方案之后，对原有泵站也要提出相应的改造方案。MIKE URBAN模型可以确定相应设计标准下泵站的设计流量。

4.3规划管网的确定

对于规划管网的布置，首先根据实地勘测结果和对应设计标准的降雨量假设管径，布置方式一般是正交式布置。然后将规划数据导入MIKE URBAN模型进行校核，直至所有管网均达到设计标准（充满度大于等于0.6），将最后一次方案作为最终的规划方案。

5结论

本文通过实例介绍排水管网水力模型（MIKE URBAN）在城市管网改造规划设计中的应用方法和具体流程，对不同暴雨重现期城市排水设施的服务能力进行了模拟和评估，并提出了相应的改造和规划方案。研究发现：MIKE URBAN模型对管网的负荷、泵站的排水能力、易涝点位置、径流系数等模拟结果均与实际情况吻合较好。可用于对排水管网系统服务性能进行总体评估和瓶颈识别，还可以辅助管网系统改造和规划方案的设计和优化，为提高城市雨水排水系统的设计、规划、管理、运用技术水平发挥了重要作用。另外，随着行业标准和规范的大量出现，良好的开放性和可扩展性，排水管网建模必然会得到普及应用。

参考文献:

[1] 解以扬, 李大鸣, 李培彦, 等. 城市暴雨内涝数学模型的研究与应用[J]. 水科学进展, 2005, 16(3): 384-390.

[2] 赵冬泉, 佟庆远, 王浩正, 等. SWMM 模型在城市雨水排除系统分析中的应用[J]. 给水排水, 2009 (5): 198-201.

[3] Bennis S, Crobeddu E. New runoff simulation model for small urban catchments[J]. Journal of hydrologic engineering, 2007, 12(5): 540-544.

[4] 昝陆军. 水力模型于西安城区排水管网管理中的应用[J]. 山西建筑, 2014, 40(6): 133-134.

[5] 薛春芳, 王建鹏, 薛荣, 等. 基于 GIS 的西安城市强降水内涝预报预警系统[J]. 陕西气象, 2008 (3): 6-9.

[6] 杜小洲. MIKE URBAN 在供水管网设计和管理中的应用研究[J]. 陕西水利, 2012 (6): 25-27.

[7] 朱汝雄. MIKE FLOOD 在某码头工程防洪评价中的应用[J]. 广东水利水电, 2010 (7): 26-28.

[8] 张震芳, 信昆仑, 郭姣. 浅谈地理信息系统与排水模型软件的结合使用[J]. 四川环境, 2008, 27(4): 110-113.

[9] 徐速. 城市雨水管网与地面流的一, 二维集成模拟研究[J]. 中国给水排水, 2011, 27(9): 71-73.

[10] 何杨. 城市排水管网水力学模型新方法及泵站节能技术研究[D]. 杭州电子科技大学, 2011.

雨水利用方案篇5

关键词：初期雨水；初期雨水收集池；控制性详细规划

1 项目背景

本项目的研究对象为大连市某地区控制性详细规划。项目规划目标是打造可提供优质配套服务的、生态的、适宜居住的、现代化科技新城。规划区位于大连市中心城区北部，占地面积约7.5平方公里。该地区环境优美，自然环境条件优越，区内有自东向西河道从中穿过，其下游1.5公里沿线水系为规划的重要景观性水面。下游水系的生态敏感性及本区定位要求本项目应有严格的技术保障，使区内污水（包括初期雨水）不向下游水体排放，保证生态安全。

初期雨水的污染程度较高，其含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质，通常超过了普通的城市污水的污染程度。如果将初期雨水直接排入河道或者自然承受水体，将会对水体造成非常严重的污染，必须对初期雨水进行收集、处理。

2 初期雨水收集的现状

对市政道路路面径流排水对地表水体的污染研究开始于20世纪 70 年代的美国，随后在西方国家普遍受到重视。研究降雨径流对污染物的冲刷、输送和聚集，国外已经建立了一些模型，如城市暴雨管理模型（SWMM）、通用土壤流失方程（USLE）、储存处理与溢流模型（STORM）、流域非点源污染模拟模型（ANSWERS）等，有统计模型和机理模型，以及由子模型构成的框架模型。

目前，行业对城市雨水的收集主要是将其作为水资源的利用而提出。收集、利用雨水的前提是对初期雨水的“弃流”，这会对城市周边生态造成环境压力。在该项目中，上述“弃流”应充分收集并被无害化处理后，才可对外排放。

3 规划方案分析

3.1 排水分区设置

初期雨水的收集方案应根据项目的雨水规划布置和规划标高确定，规划区地势大致呈南北高，中间低、东高西低的态势，区内现状排水系统（现状河道）的分布类似鱼骨形状。为使初期雨水收集方案可行，运行费用低，规划考虑根据地形和路网分布情况，将规划区分为若干个较小的排水分区，在每个排水分区的低点设置初期雨水收集池。

3.2 雨水量计算及初期雨水收集池参数的确定

本项目排水体制为雨、污分流制。雨水量按下式计算：

Q=？渍×q×F

其中：Q-雨水设计流量（l/s）；？渍-综合径流系数，取0.6～0.7；F-汇水面积（hm2）；q-设计暴雨强度（l/s・hm2）；

暴雨强度q采用大连地区暴雨强度公式：

q=■

其中：p-设计重现期，本地区按1年选取；t-降雨历时（min）。

关于雨水的降雨历时问题，国内尚无明确的规范标准。理论研究和实验表明，10-20分钟降雨历时，雨水对路面污染物的冲刷已基本完成。本项目降雨历时控制在10-15分钟范围左右，降雨超过该时间后，认为此时的雨水是清洁的，可通过电气装置，实现停止雨水池的收集工作。

在上述工作基础上，通过多次试选面积大小不同的排水分区，计算出工程上经济可行、管理上方便的初期雨水收集池的容积。本方案最终确定需要用9个集雨池，每座池容积约为1500-2000立方米，考虑到水池的有效深度、相关附属设施（潜水泵等）等因素的影响，可预留规划用地约800-1000平方米，基本能满足本分区的储水需要。

3.3 配套工程

目前，规模化的初期雨水处理工程数量并不多，因其需要投资较大，需要多专业紧密配合，才能达到良好的效果。本项目中，除了计算雨量、设置初期雨水收集池外，还需要做以下工作：

（1）深化方案

目前，本项目仅在控规深度上提出了初期雨水收集的方案，为确保工程能够落到实处，建议甲方继续深化方案，开展雨水工程专项规划和与之相匹配的施工图设计等工作，从理论上保证方案的可行性和可实施性。

（2）深化设备参数，设施地下化

为减少雨水池对周边环境的影响，建议将全部水池设在地下。每座雨水池将其所在区域的初期雨水收集在池中，在雨后通过机械、电气设施，将收集到的雨水排到污水系统中。雨水池的数量、容积及位置应根据雨水专项规划或控制修建性详细规划等后续工作调整后的方案确定。

（3）市政与用地布局相结合

雨水池的布置应综合考虑竖向、整体的用地布局，建议尽量将其布置在路边的绿地中，减少对建设用地的占用。

4 结束语

文章从控规层面讨论了城市初期雨水的收集方案。方案对规划用地划分了排水分区，初步确定了初期雨水收集池的数量等参数。为能建成经济、高效、可靠的系统，建议甲方进行雨水工程专项规划等后续设计工作。为使不同层级的设计工作能够紧密协同，未来如遇有相似要求的项目，建议在开展控制性详细规划的同时，还进行雨水专项规划的工作。

参考文献

[1]任玉芬，王效科，欧阳志云.北京市雨水资源综合利用与污染防治[J].城市环境与城市生态，2006（2）：1-3.

雨水利用方案篇6

关键词：雨水收集；雨水利用；方案；雨水量计算；处理工艺；效益

随着城市化带来的水资源短缺和生态环境恶化，现代城市雨水利用受到越来越多的重视。许多国家开展了相关的研究和不同规模的工程应用。中国城市雨水利用起步较晚，但也显示出良好的发展势头。回收利用雨水是一种既经济又实用的水资源开发方式，城市小区雨水资源利用可以节省生活用水减少水费和排污费，避免内涝改善小区生态环境，具有良好的节水效能和环境效益。下面，结合住宅小区实例，介绍住宅小气雨水收集利用工程的设计思路，具有一定指导作用。

1 工程概况

某小区总占地面积35394.6平方米，建筑总面积70800平方米（其中住宅总建筑面积63861.7平方米，商业总建筑面积6875.5平方米，其它配套公建面积62.8平方米）。小区地下室（兼作人防和车库）面积约为11500平方米，共有地下停车位200个；地上临时停车位150个。其建筑密度为24.4%，容积率为2.0，绿地率为32.5%。

2 雨水收集利用系统方案

该小区亚热带季风气候，光照充足，雨量充沛，气候温和，四季分明，无霜期长。平均年气温15.6℃，年平均最高气温20.8℃，平均最低气温11.5℃。年平均降水量为947.6mm，年平均蒸发量为1527.7mm，降水量和蒸发量的季节性变化较大，历年夏季平均降水量为508.4mm，占全年降水量的53.6%，冬季降水最少，仅占全年降水量的8.8%。

雨水收集利用总体规划设计及工程目标：结合实际情况，充分利用自然优势，在保障园林、道路、景观用水水质的前提下，最大限度的利用雨水，合理优化雨水管网设计，节约成本，实现雨水资源化，满足小区雨水利用需求。

雨水利用，应当简便、经济、适用。一般来说，小区雨水主要有屋面、道路、绿地三种汇流介质。根据对雨水水质的实际检测情况，三种介质中，地面径流水质较差，城市道路初期雨水中COD通常高达3000～4000mg/L；而绿地径流雨水又基本以渗透为主，可收集雨量有限；比较而言，屋面雨水水质较好、径流量大、便于收集利用，其利用价值最高。鉴于屋面雨水与地面雨水污染程度不同，宜分开考虑。屋面径流雨水水质较好，可通过雨水管网直接进入雨水蓄水池；道路雨水污染较为严重，合理利用地形坡度（北高南低）及道路坡度，设置雨水收集槽，代替传统雨水口，内设透水管，上铺粗砂及卵石，经过滤后，再进入雨水管网，具体收集处理流程见图1。

考虑到雨水收集槽渗透时间较长，难以应对暴雨，另外长期运行可能导致堵塞，造成大面积积水，因此应当每隔一段距离（建议50～100米）保留一个雨水口，关键位置（地势低洼、主要出入口等）应当增设雨水口，直接接入雨水收集管网，保证暴雨及时排出。

3.2.2 道路浇洒用水

本项目的道路面积为6614.1m3，根据《民用建筑节水设计标准》（GB50555-2010），选取道路浇洒定额为0.5L/m2・次，早晚各一次，年均浇洒天数为240天，年均用水量为：6614.1×0.5×2×240/1000=1587.38m3/a。

3.2.3 车库地面冲洗用水

本项目车库面积11500m2，车库地面冲洗定额取2L/m2・d，全年冲洗天数按120天计，则年用水量为：11500×2×120/1000=2760m3/a。

3.2.4景观水体用水补水

本项目水景观水体体积为9.77m3，平均日补水量Wjd和年用水量Wja应分别按下列公式进行计算：

Wjd=Wzd+Wsd+Wfd（2）

Wja=Wjd×Dj（3）

式中：Wjd―平均日补水量（m3/d）；

Wzd―日均蒸发量（m3/a），根据当地水面日均蒸发厚度乘以水面面积；

Wsd―渗透量（m3/d），为水体渗透面积与入渗速率的乘积；

Wfd―处理站机房自用水量等（m3/d）；

Wja―景观水体年用水量（m3/a）；

Dj―年平均运行天数（d/a）。

本项目中，年平均蒸发量为1527.7mm，水池面积为24.93m2，Wsd及Wfd可忽略不计，故Wja=1527.7/1000×24.93=38.08m3/a，每年最少需补水4次，考虑到水质影响，每年按换水10次算。

3.3 水量平衡计算

综合全年降雨量情况，预计全年雨水可利用总量为6010.44m3。

分析降雨量情况，单月降雨量充沛，有雨水富余时，可利用雨水蓄水调节池贮存雨水，用于降雨较少时用水需求。

3.4 蓄水池容积计算

由于资料缺乏，参考当地日雨水设计总量（40.9mm，0.14年重现期），日雨水设计总量可按40.9mm计算，因此蓄水池容积为：（6292.9+6614.1）×0.9×0.0409×0.87=413.34m3。

3.5 非传统水源利用率计算

非传统水源利用率是指：采用再生水、雨水等非传统水源代替市政供水或地下水供给景观、绿化、道路广场冲洗等杂用水水量占总用水量的百分比。

非传统水源利用率可通过下列公式计算：

（4）

（5）

雨水利用方案篇7

关键词：GPRS ；水文信息化；无线通信；

中图分类号：P331 文献标识码：A 文章编号：

前 言：

目前，随着我国经济的快速发展，推动信息化高速发展的今天，利用信息化为水文服务，将信息化有机的融入水文行业成为提升和发展整个行业的技术和管理水平，水雨情遥测系统是当前我国大力推进水文信息化的重要组成部分之一，广泛应用于防汛、流量计量、航道监测等实际工程中。遥测系统的应用提高了观测数据的可靠性、准确性和及时性，将某一流域内的水雨情信息在短时间内传递至信息中心，以便及时进行水雨情预报，减少了水害损失，提高了水资源利用率产生了较大的社会效益和经济效益。

1系统介绍

相比建筑行业水文信息化建设起步不晚，但发展缓慢也存在相当多的问题待解决。20世纪70年代中期是我国最开始发研水雨情自动测报技术，起初用的是水库。当时受日本应答式机制产品影响较大。我国早期也有过自报式水雨情测报装置，但其设计缺陷较多，误差很大，未能达到实用阶段。90年代，该专业技术发展最快，一些较大的系统相继建成，其中包括赣江、闽江、酉水、澜沧江等。近10年内有更多较小的水雨情自动测报工程建成，发挥了很好的作用。水雨情遥测系统是一个采集某一流域或区域内雨量、水位等水雨情信息的实时系统，能实时采集、传输、接收遥测站的水雨情信息；具有数据监测、纠错等处理功能；能进行水位和雨量联合预报；能可靠地无人值守稳定运行，具有较强的防雷、抗干扰能力；能与本地计算机水雨情局域网共享水雨情信息通信方式作为该系统的最重要方面之一，在传统的水雨情遥测通信方式中有超短波、短波、卫星，有线拨号等方式，然而这些通信方式常常会受到通信质量、通信条件、通信范围、地理环境、建设成本及运行费用等因素的限制，不能很好地满足实际水雨情数据传输的需要。无线接入以其方便、快捷和廉价的优势，弥补了有线方式的不足。近年来，覆盖全国的GPRS网络已成为一种可持续利用和开发的资源，因而在此基础上开发出满足需求的无线接入产品成为可能。

2现状分析

水文信息化是水利现代化的基本标志和重要内容，也是国家信息化建设的重要组成部分。近些年来，水利部提出并开始实施水利信息化建设，水文信息化建设正以飞快的速度迅猛发展。技术的发展主要有两方面：一是硬件系统的构建，即所采用的硬件技术，主要由微电子等技术的发展决定。最初的产品由分立式电子元器件等组装而成，随着单片机芯片的出现和发展，单片机在测报系统上得到了广泛应用，更多更新的电子技术应用于测报系统中。二是所采用的通信技术。最初使用较多的是电台电报或有线电话等，随着数据传输方式的多样化，GSM、卫星通信等技术被广泛使用。为了能更全面地为全省大水网建设服务，必须尽快全面实现水位、雨量在线监测和报汛自动化，部分水位站实现无人值守。这给报汛自动化提出了更高要求，不仅要维护现有设备的正常运行，而且要利用新技术加强自动报汛能力。针对上述问题，提出一种新的解决方案：基于GPRS技术的水雨情测报系统设计方案，利用ARM技术对数据采集系统进行重新设计，利用公用的GPRS网络进行数据传输。

3总体结构

根据我国现阶段的信息化的情况，应符合以下几点要求：操作简单、价格便宜、数据测量准确、自带电源，耗能少，能适应野外工作环境，有抗雷击功能，数据传输可靠，网络建设的成本低。下位机及测量部分应满足上位机除能随时调看当前的水位、流量、雨量数据外，还可根据监测站点的水位值和雨量值变化自动向中心站加报相关数据，实现预警、报警的自动化管理。此外还可将历史数据汇总保存，供日后查看、分析，以便掌握不同时期的水雨情变化情况，真正实现水文工作的信息化、数字化。

水雨情终端内部集成了微处理器、储存器、无线通信模块等，可实现太阳能及铅酸蓄电池两种供电方式的灵活切换，保证系统运行。同时通过无线网络与中心站通信，由水文工作人员通过笔记本等手持设备现场读取固态存储器中保存的水位、雨量等信息。

监控中心通过计算机网络技术、数据库技术和软件平台实现远程监控功能。监控中心存有各监测站点的信息，在系统运行过程中，监控中心可对水雨情终端的运行参数（如水位/雨量的报警限、终端主动发起通讯的时间等）进行设定，并可在计算机上以曲线、图形的方式动态显示监测站点的水位、雨量变化情况，便于水文工作人员对监测点的情况进行观察和分析。

4远程无线通信实现方案

在水雨测报系统的中心系统中，信息的传递的整个工程中最重要的环节。遥测的数据传输网络可由有线或无线信道组成。有线信道传输数据的信号质量较好，有条件的地区可优选有线传输。无线信道可以使遥测子站方便地移动，给站点的选择带来了极大便利。采取相应的技术措施后，数据通信质量完全可以满足实际要求。无线通信方式主要有短消息、GPRS、CDMA、卫星通讯等。短消息业务不用拨号建立连接，是GSM中唯一不用建立端到端业务路径的业务，点对点短消息以任意形式的字母数字串，通过数字控制信道传送。在GSM系统中，点对点短消息的传递与发送由短消息服务中心提供服务，具有收费低廉、不受地域限制的特点。虽然每条容量有限，且具有一定的延时，但可以用于在无GPRS网络或网络覆盖状况不理想情况下的联络，并可以实现将监测系统的一些故障报警信息及时发送到水文工作人员的手机上。

GPRS采用与GSM相同的频段、突发结构、无线调制标准以及TDMA帧结构，信号覆盖很好，目前已达到无盲区覆盖。

GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。适用于间断的突发性的和频繁的数据传输，同时可提供GSM和GPRS的业务，也可使用IP协议连接到外部数据网。

CDMA技术接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。其系统容量大、频率规划灵活、频带利用率高，但由于该系统处于建设之中，覆盖范围不如GPRS广。

综上所述，短消息和GPRS技术均可被本水雨情自动测报系统所采用。

5主控制器实现方案

控制器即微处理器，是水雨情自动测报系统的核心，对测报系统能实现的功能产生决定性影响。在选择微处理器时，一般应从字长、指令的种类和数量、内部寄存器的种类数量、微处理器的速度、中断处理能力及微处理器的电路配套等方面来考虑。

雨水利用方案篇8

【关键词】排水；管网；改造；雨污分流

1.前言

建国以来，我国城市的发展迅速崛起，工业化城市、旅游城市、经济开发区等异军突起，国家一片昌盛繁荣的景象。半个世纪以来，国家很大一部分市政公用设施都在不停的发展改造，唯有地下管线的新旧层次突出，部分城市甚至仍在使用明清时期的排水设施，这不得不让行业同仁深思。可喜的是，国家及地区领导人近年来开始重视管网设施改造的工程，加大了改造力度，因为毕竟这关系到国家和人民的生命财产安全。

地下管网设施由于其掩埋于地下的特殊性，导致各方面工作开展都很困难，这给我们排水工作者带来了挑战。由于合川污水厂及污水二级管道建设都已提上议程，合川城区老排水管网改造迫在眉睫。

2.方案分析

2.1现状管网调查

管网改造方案的确定无疑离不开对管网设施的了解。了解越透彻，我们制定实施方案就越有把握，对社会主义初级阶段的我们来讲，先改造最需要改造的那部分排水管网是我们的当务之急。因此对排水管网现状的调查是我们目前管网改造的重点。下面我们探讨一些管网调查的方法：

（1）利用物探资料。

由于本次排水管网改造涉及到合川城区主要道路，涉及范围较大，而合川区市政委提供的物探资料为2006年物探成果，这就使物探资料的准确性和完整性受到影响。在其后的几年间各管线产权单位都增设了管线，而物探资料却没有完整的反映。

（2）召开由各管线单位参加的管网协调会。

在物探资料不完备的情况下，设计人员只有通过各管线产权单位了解现状管线情况。由于区县地区对管网的管理不太规范，大多数管线单位都无从提供竣工图纸，设计人员只有靠管线产权单位工作人员描述现状管网情况。设计人员将道路图纸提供给相关管线单位，由管线单位工作人员在图纸上画出现状管线相对位置。

虽然这种方法不够精确，但在资料缺乏的情况下，也为设计人员进一步了解现状管线情况提供了方便。

（3）现场踏勘。

根据物探资料，并结合管线单位意见，对合川主干道管线进行现场踏勘，使设计人员掌握排水管网改造所需基本资料。现场踏勘还可以使设计人员了解合川城区排水系统特点，为进一步做好管网改造工作提供帮助。

3.排水工程设计原则确定

根据《合川市城市总体规划》、《合川市近期建设规划》和《合川区迎宾大道和景观大道建设工程设计》招标文件，确定如下设计原则：

（1）根据迎宾大道和景观大道的排水现状及周边用地规划考虑，本次设计道路排水系统采用雨、污分流制，以保护城市水源和水环境，减少对嘉陵江水体的污染；贯彻“全面规划、合理布局、综合利用、保护环境、造福人民”的持续发展的环境保护方针。

（2）工程管线在竖向管位分配时，尽量减少管线在道路交叉口处交叉，宜按下列原则规定处理：有压管让无压管，可弯曲管让不可弯曲管。支管线避让主管线。小管径管线让大管径管线。新建管线让现有保留管线。

（3）所有的重力水均考虑重力排除，充分利用地形坡度，减少管网长度和埋深，尽量避免提升，需要特殊处理的水另行考虑，以减少建设费用和运行费用。

（4）按远期设计改造段的排水管道，并根据规划和建设情况分期实施，逐步完善，充分考虑分期实施的工程技术衔接问题。

（5）与城市给水、道路、道路交通、水利及其他专业和管线单位相协调。

（6）近远结合，以近为主；预留走廊，灵活应变：本次设计做到近远期结合，以近期为主，预留管线走廊及按远期预埋过街管道的方式。设计上考虑在重点地点和交叉口预留综合过街管，以灵活应变，适应未来发展的需要。

（7）尽量利用现有管线，如果出现容量不足的情况，考虑扩容处理。对原有的排水管道和箱涵，尽量做保护利用，如果排水管道使用年限较长或是容量太小，考虑废除处理。

（8）为保证周围居民正常的生产和生活需要，对现有需要拆迁的管道或管廊，必须在新建或还建完成后方能进行拆迁。

（9）对于一些原有的过街支管，标高允许的情况下，尽量保护利用，如果出现埋深太浅的情况，视情况而定，进行拆除还建。

（10）符合国家现行的有关强制性标准，严格遵照国家最新制订的相关法律、法规、政策。

4.排水体制及改造方案

为了提高环境质量，保护三江（嘉陵江、涪江、渠江）水体水环境，本规划区排水体制采用雨、污分流制系统。雨、污水尽可能利用地形高差，重力流排除。规划区及改造区排水系统与城市排水系统相衔接。本次设计道路改造段排水系统在下游排水主管网未形成或未改造前，与已建市政合流管（沟）接顺。待下游排水主管网完全实行分流制系统时，然后在本次改造段接出处分别接入其雨、污分流管网内。

4.1改造方案的制定

针对现状管网的调查结果，结合合川建委意见，本次排水管网改造方案主要是把现状合流管道进行雨污分流，并保证排水畅通。

方案1 把合流管道作为雨水管道使用，但原有道路边沟需进行改造（原管位还建雨水管道），并新建污水管道。

由于现状人行道上管线密集，污水管道无法找到合理管位，新建污水管道敷设于车行道慢车道上。污水管道管径经过流域服务面积计算，d400至d5OO管道满足设计要求，考虑到污水排水安全问题并结合建委相关要求，污水管道采用双壁波纹管道。污水设计结合合川区污水二级管网方案，出口接入污水二级管道中。

根据路幅宽度，改造道路污水管道单侧布置，于是设计还必须考虑污水过街问题。设计中需要结合道路周边小区及建筑布置情况确定污水过街位置，由于污水管道过街管道较多，施工时对道路开挖面较大。

方案2

把合流管道作为污水管道使用，对道路排水边沟段进行改造，新建雨水管道。

此方案实施的优点在于其用户污水支管已接入系统，设计无需再考虑污水用户接口问题。

新建雨水管道结合现状雨水系统，并经过汇流面积确定，雨水管道管径d400至d1800，考虑到造价原因，雨水管道采用钢筋混凝土管道。污水出口根据污水二级管网方案确定。

综上两个方案各有优势，但考虑到建设资金问题，我们采纳方案一，即现状合流管道（除原有边沟改造为管道）作为雨水管道使用，新建污水管道。由于现状合流管道使用年限较长，管道堵塞严重，雨水口布置较少且部分堵塞，因此本次排水管网改造还需疏浚合流管道作为雨水管道使用，且增设雨水口使道路排水畅通。污水管道在二级管网建成以前接入下游合流管道，对于标高太低的污水管道（无法接入下游合流管道）在二级管网形成前不予使用。

4.2方案总结

因此，对于排水管网的改造如同战争，战略上我们需要全局的眼光，不能出了问题才去补救，方案制定就是战争的策略，策略的好坏直接影响了战争的成败。前面所探讨的方案为主要的工艺方案，具体实施的时候还会伴随着很多其他的细节，如施工期间的调水方案，施工期间的道路封堵方案等。其实方案的制定通常都是由这些细节所决定的。能全面兼顾到这些细节的方案就是最合适的方案。笔者也希望能有同行发表自己更为专业的方案制定细则，来推动我们排水行业的发展。

雨水利用方案篇9

关键词：汤河流域；单位线；推求

中图分类号：P331.1 文献标识码：A

1 基本情况

1.1流域简介

汤河是太子河左岸的一大支流，流域面积1446km2。汤河水库位于汤河干流上，水库控制流域面积1228 km2。水库上游分布有汤河、二道河、郝家店三个水文站和隆昌、吉洞、塔子岭、花红沟及麻屯5个雨量站，站点分布均匀。

1.2 预报方案简介

现使用的预报方案是1984年由辽宁省水文总站和汤河水库管理局共同完成的，简称“八四方案”。该方案中流域平均降雨量采用算术平均法；前期土壤含水量Pa值的计算，采用双层蒸发蓄满产流计算模型，即上层土壤水量蒸发完了（或蓄满），下层土壤开始蒸发（或得到补充），该流域Pa值为140mm（其中Pa上为40mm，Pa下为100mm）；产流计算，是在前期土壤蓄水量计算的基础上，根据每日逐时段降雨，按指数产流公式计算的；汇流计算采用时段单位线法，单位线净雨深为10mm，时段长取3h。

2 问题提出

8.3洪水是汤河流域有资料记载以来最大的洪水过程，降雨量大且集中，在预报作业时，产汇流精度均偏低，当时，只能根据调度经验和实际来水情况进行实时修正。为了提高水库将来预报精度，珍惜这场宝贵的洪水资料，有必要对产流和汇流方案作进一步的修订和补充，增补新的单位线，完善汤河预报模型。

3 单位线推求

3.1 8.3降雨简介

受台风“达维”云系影响，2012年8月3日8时至8月5日3时，汤河流域发生有降雨资料记载以来最大的一场洪水，降雨历时43h，此场洪水降雨特点是：水库上游降雨量大且集中，3h降雨量超过100mm的有塔子岭（111.0mm）和麻屯（117.5mm）2个雨量站；单站降雨量300mm以上的雨量站有吉洞站（322.5mm）、塔子岭（323mm）、花红沟（317.5mm）3个雨量站；流域平均降雨量263.8mm，流域平均降雨情况见附表1。此场降雨瞬时（40min）洪峰流量4417 m3/s，超过1960年洪水（2910m3/s），接近百年一遇洪水标准4600 m3/s，实际入库洪水总量2.62亿m3，超过20年一遇洪水标准（2.59亿m3），实际洪水过程详见附表1。

3.2 对预报净雨量的修正

8.3洪水采用汤河水库“八四洪水预报方案”进行产汇流预报，由于此场降雨是汤河流域有资料记载以来最大的一场洪水过程，预报精度较低。修正净雨量采用《提高汤河水库小洪水产流预报精度的研究》一文中的模型，对不同时段预报净雨量进行订正，修正模型为：R修预=Ka R预；Ka的取值与Pa的大小有关，当Pa < 40mm时，Ka=2.9；当40mm < Pa < 80mm时，Ka=0.6；当80mm < Pa < 100mm时，Ka=0.8；当100mm 120mm时，R修预=0.97 P降雨。修正后净雨总量为213.7mm与实际一致。净雨修正结果见附表1。

3.3 单位线的推求

单位线的推求原理：（1）倍比假定：同一流域上，若两次净雨的历时相同，但净雨深不同，各为h1，h2，则二者所形成的地表径流过程线形状相似.即洪水总历时、涨洪和退水历时完全相同，相应时段的流量与净雨量成正比，Qa1/Qb1=h1/h2；（2）迭加假定：同一流域上，两相邻单位时段Δt的净雨深h1、h2各自在出口断面形成的地表径流过程线Qa～t、Qb～t彼此互不影响，两过程相应点（起涨、洪峰、终止等）恰好相差一个Δt，总的地表径流过程线则由Qa～t与Qb～t迭加而得 。

单位线的推求采用试错法，假定初始单位线，经多次修正计算，与实际洪水过程拟合最好的这条假设单位线，即为所求单位线。计算结果见附表2。

参考文献

[1]大连理工大学，国家防汛抗旱总指挥部部办公室.水库防洪预报调度方法及应用[M].北京：水利水电出版社，1996.

[2]陈文军，许华祯.提高汤河水库小洪水产流预报精度的研究[J].东北水利水电，2009（7）.

雨水利用方案篇10

摘要：本文主要针对下沉式庭院住宅小区的主要特点以及住宅首层下沉庭院雨水排水设计方案进行简要分析，仅供参考。关键词：多层带下沉庭院；住宅建筑；给排水设计中图分类号：S611

文献标识码： A一、下沉式庭院住宅小区的主要特点1、小区空间丰富下沉式庭院，将部分地下空间从传统地下室解放出来，在空间上，塑造了一个和普通小区室外空间不在同一层面的新的室外空间，使整个小区从平面的变成了立体的，大大拓展了小区的空间范畴；在下沉式住宅小区的庭院中，通过高低层次的打造，通过台阶、小桥、植物遮屏，花架草坪、温泉体验池等布局，极大丰富了庭院空间层次。中国传统的庭院，隐于内，含而不露，别有一番韵味，下沉式庭院正好和这种传统高度契合，十分贴切。它虽然处于室外，但因为“沉”入房屋下方，带给人浓郁的归属感。2、分区域打造功能空间，功能性更强传统小区室外空间单一，各功能划分简单僵硬，下沉式庭院借助空间的高低错落，可以很好的将各种功能自然融入其中，真正打造既舒适又实用的空间。室外庭院可以以会所为核心，结合露天游泳池、阳光健身房、室外网球场等，不仅为业主提供了多种社交生活的功能场所，同时，各功能空间之间彼此独立又不失联系，给小区带来舒适私密的生活体验。3、节能环保下沉式庭院设计，很好的改善了小区空间质量，原本单一封闭的地下室，由于下沉庭院的存在，使得其面向庭院的部分都可以采用大面积开窗、开门，实现地下车库良好的自然采光与通风，与封闭式地下室相比，由于不用人工照明与机械通风，节约能耗，便于小区管理维护。下沉式庭院本身为自然地面，可方便的利用小区内自行开发的地热水作为水源，下沉游泳池的加热是由“地热水梯级利用+水源热泵系统”形式的供热系统的余热提供，有效的减少了能源浪费。同时因为健身房、游泳池及篮球场、网球场都在地下，有效的减少了活动时的噪音，为业主提供良好的休闲环境。4、不占用小区容积率，极大限度利用土地下沉式庭院低于室外地面，和小区地下室水平相连，位于其中的会所或其它用房都不占用小区容积率，为小区创造了良好的经济效益。二、住宅首层下沉庭院雨水排水设计方案某 多层居住小区项目建设用地面积27855m2，总建筑面积75165m2，由一个地下车库、多层住宅群、部分底商及公共配套设施组成。住宅为8层，小区中间6栋设有服务于首层住户的下沉式庭院，庭院地面低于室外地坪，首层下沉庭院剖面见图1。1、雨水排水方案初步确定下沉庭院雨水排水设计参照立交桥“高水高排、低水低排”的排水原则，屋面雨水不能排入下沉庭院。下沉庭院的排水主要有以下两种方案。方案一：当下沉庭院地面标高高于市政道路标高，地势有利于重力排水时，可采用重力流排水方式将雨水排入市政雨水管网。该方案不需要雨水提升设备，节省了成本，但必须杜绝市政管网雨水倒灌入下沉庭院情况的发生。图1首层下沉庭院剖面方案二：当下沉庭院地面标高低于市政道路标高时，需采用提升设备，通过压力流排水方式，将雨水排入市政管网。该方案通常有分户设置雨水集水坑和集中设置雨水泵站两种做法。相比而言，分户设置雨水集水坑和潜污泵较为简便，相邻住户之间使用干扰少，但需要设置较多的雨水集水坑，也给后期设备维修时物业公司进入住户带来不便；集中设置雨水泵站的方法便于集中管理，减少了雨水集水坑的设置，但连接住户庭院和雨水泵站的重力流雨水管道负担较重。由图1可见，本工程下沉庭院地面标高低于市政道路标高，因此庭院的雨水排水采用方案二实施，即通过设置雨水集水坑或集中雨水泵站来排除下沉庭院的雨水。2、设计雨水流量的计算根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015―2003，2009年版），设计雨水流量应按下式计算：qy=qjψFw/10000（1）式中qy―――设计雨水流量，L/s；qj―――设计暴雨强度，L/（s・hm2）；ψ―――径流系数；Fw―――汇水面积，m2。由于设计暴雨重现期P对设计暴雨强度qj影响较大，从而对设计雨水流量影响较大，因此P的选取在此处尤为重要。根据《建筑给水排水设计规范》，下沉庭院设计重现期P的标准高于一般性建筑物屋面的雨水重现期，此处采用10a。雨水汇水面积应按庭院平面面积加侧墙最大受雨面正投影面积的一半作为有效汇水面积计算。2、雨水排水方案优化由于该小区住宅均为8层的多层住宅，导致首层下沉庭院汇水面积增大，从而设计雨水流量较大。同时，考虑到小区设置集中雨水泵站位置的局限性，因此本小区采用分户设置雨水集水坑的方法排除下沉庭院雨水。对本工程而言，分户雨水集水坑的位置有两种选择：下沉庭院做局部结构降板，集水坑位于庭院内，车库顶板上，见图2；集水坑设置在公共区域的地下车库地面下，雨水经重力流管道排入地下车库雨水集水坑内，再经潜污泵提升由压力流管道排至室外雨水管网，见图3。一般带下沉庭院的首层住宅，对该栋住宅的亮点，显然方法2对首层业主影响较小。可考虑雨水排水集水坑与地下室车库的消防排水集水坑合用，一方面可以减少集水坑数量并节约建造成本，另一方面地下室消防集水坑的潜污泵雨季时可以经常运转，减少消防事故时，潜污泵发生故障的概率。图2雨水集水坑位于下沉庭院内图3雨水集水坑位于地下车库内2、潜污泵及雨水集水坑的确定为便于统一施工和管理，以小区最大汇水面积的下沉庭院设计雨水流量（113.4m3/h）来确定潜污泵型号和雨水集水坑尺寸。按照《建筑给水排水设计规范》，雨水排水泵不应少于2台，不宜大于8台，紧急情况下可同时使用。由于绝大部分降雨不会达到10a重现期的暴雨强度，因此本工程的方法，为延长泵的使用寿命，当设计雨水流量大于30L/s时，设2台大泵的同时，增设1台小流量泵，小流量泵的流量按照日最大降雨量的小时平均流量确定。本工程中，每个集水坑选用2台大泵（单台Q=80m3/h，H=16.5m，N=7.5KW）和1台辅助小泵（Q=30m3/h，H=18m，N=4.0KW），其中大泵考虑同时使用，辅助小泵考虑大泵故障或雨量较小时使用。按照《建筑给水排水设计规范》，下沉式广场地面排水集水池的有效容积，不应小于最大一台排水泵30s的出水量；集水池有效容积不宜小于最大一台污水泵5min的出水量，考虑到安全，因降雨历时按5min计，故此处按较为严格的计算。也就是说，雨水集水坑有效容积V≥80/60×5=6.7（m3）。设计集水坑尺寸为L×B×H=2.5m×2.0m×2.5m，有效水深取h=1.8m，则有效容积为2.5m×2.0m×1.8m=9m3，大于最大一台污水泵5min的出水量（即6.7m3），可见集水坑尺寸满足规范要求。三、结论下沉庭院雨水若采用重力流排出时，要杜绝市政雨水倒灌入下沉庭院的可能性。集中设置雨水泵站，要根据重现期核算雨水提升泵前重力流雨水管线管径和坡度是否满足要求。压力排水时雨水泵不宜少于2台，也不宜大于8台，紧急情况下可同时使用，且应有不间断的动力供应。集水池有效容积不宜小于最大一台污水泵5min的出水量，且污水泵每小时启动次数不宜超过6次。下沉庭院与室内之间应做台阶门槛，以防止庭院雨水倒灌入室内；庭院院墙应高出市政道路，以防止道路路面雨水灌入下沉庭院。结束语在下沉庭院设计中，只有设计方、投资方和建设方通力合作，做到设计不断求新求细，经济合理，施工组织严密，园林协调搭配，真正的精品才能实现。下沉式庭院作为一种极具创意的空间形式，还有很大潜力，在未来还将发挥更大的作用。参考文献[1]王智林.如何扮靓下沉式庭院[J].浙江林业，2014，03：36-37.[2]夏媛.住宅下沉庭院雨水排水设计探讨[J].给水排水，2014，09：69-71.[3]李向军.住宅首层下沉庭院雨水排水设计探讨[J].给水排水，2013，05：74-76.[4]葛琳.居住区下沉庭院雨水排水设计方案探讨[J].住宅科技，2012，05：5-7.