雨水调蓄池图集

雨水调蓄池图集

【篇一：建筑小区雨水调蓄池容积计算分析】

建筑小区雨水调蓄池容积计算分析

2014-11-21 给水排水

[题记] 如何设计合理的调蓄池容积，既符合规范要求，又能兼顾经

济因素，是小区雨水调蓄系统设计的关键。本文是北京市《雨水控

制与利用工程设计规范》（db 11/685-2013）编制过程中进行的专

项研究成果，可供借鉴探讨。

李斯1许萍1郑克白2张雅君1

（1 北京建筑大学，北京100044; 2 北京市建筑设计研究院有限公司，北京100045）

0引言

为解决大型城市的城市内涝和雨水管理利用等问题，近年来，在建

筑小区的雨水调蓄系统设计中越来越多地采用低影响开发理念，强

调在源头控制雨水径流，削减建筑与小区外排雨水峰值流量和径流

总量，从而减轻市政雨水管网的排水压力，达到控制城市内涝的目的。在小区建设中可采取设置下凹式绿地、透水铺装、雨水调蓄设

施等来实现对雨水外排流量、峰值径流系数及雨水外排总量的控制。国外城市化发展得较早，大型城市的城市内涝和水资源短缺等问题

使得雨水控制与利用的概念应运而生。美国的雨水管理

（stormwater management）是最早提出的雨水控制与利用概念，

随后产生的美国最佳管理措施理论（bmp）及低影响开发理论（lid）都是基于对雨水控制与利用问题的研究和经验总结发展而来的。

雨水控制主要分为水量控制和水质控制两方面，在各国的雨水控制

概念中都把雨水调蓄视为雨水控制的关键因素，是解决城市内涝，

实现雨水管理和雨水资源化利用的最有效途径。美国绿色建筑认证（leed）也在雨水调蓄中设立了重要得分点。

雨水调蓄的内容主要分为3个方面：

（1）雨水滞蓄，在降雨期间滞留和蓄存部分雨水以增加雨水的入渗、蒸发并收集回用。

（2）雨水储存，在降雨期间储存未经处理的雨水。

（3）雨水调节，也称调控排放，在降雨期间暂时储存（调节）一定

量的雨水，削减向下游排放的雨水峰值径流量、延长排放时间，但

不减少排放的总量。设置雨水调节池的主要目的在于减小雨水外排

的流量，减轻市政管网的压力。

对于建设区域外排雨水流量和总量，北京市《雨水控制与利用工程

设计规范》（db 11/685-2013）中有明确规定：应使得建设区域的

外排水总量不大于开发前的水平，并满足以下要求：①已建成城区

的外排雨水流量径流系数不大于0.5；②新开发区域外排雨水流量径

流系数不大于0.4；③外排雨水峰值流量不大于市政管

网的接纳能力。雨水外排总量上，新开发区域年径流总量控制率不

低于85%，其他区域不低于70%。

如何设计合理的调蓄池容积，既符合规范要求，又能兼顾经济因素，是小区雨水调蓄系统设计的关键。

1雨水调蓄池及调蓄容积的计算

雨水调蓄池是雨水调蓄系统的核心部分，应兼具雨水滞蓄、储存和

调节的作用。雨水调蓄池按其与雨水管线的相对位置分为在线式雨

水调蓄池和离线式雨水调蓄池；按其设置位置可分为集中式雨水调

蓄池和分散式雨水调蓄池。本文主要针对设置于小区管网末端的集

中式调蓄池进行计算分析。

精确计算雨水调蓄池容积比较复杂，邓培德、倪侨生等早在上世纪

60年代就对我国的雨水调蓄池容积设计计算进行了研究，并根据国

外的一些研究结合我国具体情况作出了改进。随着计算机技术的发展，准确计算雨水调蓄池的容积变得可能，地表径流采用连续性方

程和非线性容积方程进行计算，雨水管渠系统中的水流服从动力学

方程和连续性方程。hong等简化了小型汇水区调蓄设施容积的计算

方法，并集成到雨水控制利用的模型中，利用计算机对其进行模拟

计算。然而在实际设计中，获得模拟数据比较困难，不利于设计应用。李俊奇等在城市雨水利用调蓄方式及调蓄容积实用算法上也进

行了探讨，提出了多种调蓄池的设计方式，分别说明了不同方式的

具体作用，并给出了计算公式。张书函等对雨水调蓄池也给出了明

确的计算方法，该方法优化了原有国标规范中的计算公式，使雨水

调蓄池的设计更有利于雨水控制和利用。

1.1底部流槽式雨水调蓄池

底部流槽式雨水调调蓄池采用重力流自然排空，必要时可用水泵强排，排空时间不得大于12 h；出水管管径不应超过市政管道排水能力；应设外排雨水溢流口，溢流雨水应采用重力流排出；应设检查

口便于排出沉积物。

此类型调蓄设施的优点为结构简单，无需外加动力，维护方便，能

很好地调节峰值流量。但缺点是雨水池内雨水自然排空，无法滞蓄

收集回用，对于雨水总量的控制有所欠缺；另外当雨水调蓄池前端

管线较长时，入池雨水管线标高已经较低，再经过雨水调蓄池的下

出水口排出，标高进一步降低，很难保证与市政管网的对接。

调蓄容积可采用式（1）计算。

在调蓄池设置区域不大的前提下（不会由于管道过长，雨水汇流峰

值不同时到达的情况），池中入水量随时间变化曲线可由图2中入

水量曲线近似表示，类似于典型降雨雨型曲线，随着时间推移先增

大后减小。排水量可由图2中出水量曲线表示，由于底部流槽式调

蓄池采用管道排水，排水能力主要取决于排出管管径和调蓄池中雨

水的水量，排水曲线的峰值低于进水曲线，并且落后于进水的峰值

出现。

在图2中a-b段，初期雨量较小，入池雨水全部及时排出，调蓄池

中不积水；b-c段降雨强度变大，入水量增加，大于管道排水能力，

调蓄池开始积水，池中水位不断上升；c-d段降雨强度减小，但入水

量仍大于出水量，池中水位仍然上升，但上升速度减慢；d点时池中水位最高，此时出水量最大，d点以后，降雨量逐渐减小，池中水位不断下降，出水量不断减小。

调蓄池的最小调蓄容积为降雨时间内总进水量-总排水量，即：

进水量曲线类似于雨型曲线，对其进行积分计算较为困难，为方便

设计可采用式

（3）计算。

重现期大于2 a，小于100 a的降雨,其设计降雨厚度可按式(4)计算：代入不同的设计重现期和设计降雨历时，即可得到不同的设计降雨

厚度，从而得到不同的进水量，此进水量为代入的设计降雨历时内

的降雨累加量。

设施进水量和出水量的差值随着不同设计降雨历时的增大呈现先增

大后减小的趋势，计算得出的入水量和出水量差的最大值，即为调

蓄容积的最小体积。详见设计举例。

1.2水泵提升式雨水调蓄池

水泵提升式雨水调蓄池构造见图3。采用水泵提升排空，必要时可

启用备用水泵强排，排空时间不得大于12 h；出水管流量不应超过

市政管道排水能力。