3 径流水量与存储池容积设计
上海世博中心的建设目标之一是获得美国绿色建筑认证评分体系
LEED ( Leadership in
Energy & Environmental Design) 标准金奖级认证;具体到雨水管理部分,需要获得针对新
建和重大改建建筑的
LEED-NC 2.2 标准中的水量和水质控制得分点,这要求雨水利用工程
截流并处理
90 %的年均雨水径流量[8]。
《规范》建议,雨水储存设施容积设计采用以下
2 种设计标准:(1)有效储水容积不宜
小于集水面重现期
1~2 年的日雨水设计径流总量扣除初期径流总量;(2)当资料具备时,
可按日降雨量和日用水量进行逐日计算得出。
《规范》认为该设计方法可以回收利用
90%的雨
水径流量。
实际设计时,由于设计单位较难得到日降雨量或日用水量的数据,因此,规范的第
1
种方法更易于被采用。然而,上海降雨充沛,查规范附图
A.0.1 可知,上海年均最大 24h 雨
量为
100mm,取屋面雨量径流系数为 0.8,按该方法得出世博中心雨水利用工程的存储池
容积约为汇水区域
80mm 的雨水量,即 2400m3(世博中心屋面约为 3×10-4m2),需要占
用大量地下空间,造价昂贵。由于该方法几乎全部收集日雨水设计径流量,未考虑小雨占年
降雨量的主要部分,使得大多数降雨并不需要如此大的容积收集,因此该计算方法偏保守。
为使存储池容积设计更加科学合理,适当降低容积值,本研究根据上海市
20 年的分钟
降雨资料,详细统计了降雨量、历时和降雨间隔的分布特征;并按降雨初损和初期弃流各
1mm,假设存储池一次蓄满泄空时间为 80h(接近规范要求的 3d 排空要求),通过概率统
计算法得出了存储池容积与雨水积蓄效率的关系
.
根据该关系,
45mm 的存储池容积可以控制 87.5%的年降雨径流量;且进一步增加存储
池容积不会显著提高雨水集蓄效率。考虑到本工程不进行初期弃流处理,实际工程的集蓄效
率应明显大于
87.5%,从而接近满足 LEED 控制 90%径流水量的要求。本文采用的存储池设
计方法明显减少了池体容积,能节省工程成本,提高工程经济性。将存储池收集的屋面径流
净化处理后用作世博中心的杂用水
,可满足 LEED 径流水质控制标准中 SS 去除效率达到
80%的要求。
4 结论
(
1)世博中心屋面径流污染程度较轻,TP、TN、COD 和 TSS 的 EMCS 均值分别为
0.071、2.78、18.9 和 23.5mg/L,因此,直接利用具有较好的水质条件;
(
2)屋面主要污染物的初期冲刷较弱,20%的初期径流对应的 TP、TN、COD 和 TSS
污染负荷累积比例分别为
28.5%、28.3%、27.6%和 27.6%,建议雨水利用工程不采用初期弃
流措施;
(
3)结合上海降雨特征,建议存储池容积取 45mm,可达到雨水年集蓄效率 90%左右。
参考文献:
[1] 王力玉;秦华鹏;谭小龙,等. 深圳大气湿沉降对典型屋面径流水质的影响[J]. 环境
科学与技术,
2013,36(2):60-64.
[2]车武,汪慧珍,任超,等. 北京城区屋面雨水污染及利用研究[J]. 中国给水排水, 2001,
17(6):57-61.
[3] 黄金良,杜鹏飞,欧志丹,等. 澳门屋面径流特征初步研究[J]. 环境科学学报, 2006,
26(7):1076-1081.
[4] 李贺,李田,李彩艳. 上海市文教区屋面径流水质特征研究[J]. 环境科学, 2008, 29(1):
47-51.
[5] 任玉芬, 王效科, 欧阳志云,等. 沥青油毡屋面降雨径流污染物浓度历时变化研究[J].