1、計(jì)算原則
(1)低影響開發(fā)設(shè)施的規(guī)模應(yīng)根據(jù)控制目標(biāo)及設(shè)施在具體應(yīng)用中發(fā)揮的主要功能,選擇容積法、流量法或水量平衡法等方法通過計(jì)算確定;按照徑流總量、徑流峰值與徑流污染綜合控制目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)的低影響開發(fā)設(shè)施,應(yīng)綜合運(yùn)用以上方法進(jìn)行計(jì)算,并選擇其中較大的規(guī)模作為設(shè)計(jì)規(guī)模;有條件的可利用模型模擬的方法確定設(shè)施規(guī)模。
(2)當(dāng)以徑流總量控制為目標(biāo)時(shí),地塊內(nèi)各低影響開發(fā)設(shè)施的設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積之和,即總調(diào)蓄容積(不包括用于削減峰值流量的調(diào)節(jié)容積),一般不應(yīng)低于該地塊“單位面積控制容積”的控制要求(詳見第三章第四節(jié))。計(jì)算總調(diào)蓄容積時(shí),應(yīng)符合以下要求:
1)頂部和結(jié)構(gòu)內(nèi)部有蓄水空間的滲透設(shè)施(如復(fù)雜型生物滯留設(shè)施、滲管/
渠等)的滲透量應(yīng)計(jì)入總調(diào)蓄容積。
2)調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池對(duì)徑流總量削減沒有貢獻(xiàn),其調(diào)節(jié)容積不應(yīng)計(jì)入總調(diào)蓄容積;轉(zhuǎn)輸型植草溝、滲管/渠、初期雨水棄流、植被緩沖帶、人工土壤滲濾等對(duì)徑流總量削減貢獻(xiàn)較小的設(shè)施,其調(diào)蓄容積也不計(jì)入總調(diào)蓄容積。
3)透水鋪裝和綠色屋頂僅參與綜合雨量徑流系數(shù)的計(jì)算,其結(jié)構(gòu)內(nèi)的空隙容積一般不再計(jì)入總調(diào)蓄容積。
4)受地形條件、匯水面大小等影響,設(shè)施調(diào)蓄容積無法發(fā)揮徑流總量削減作用的設(shè)施(如較大面積的下沉式綠地,往往受坡度和匯水面豎向條件限制,實(shí)際調(diào)蓄容積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積),以及無法有效收集匯水面徑流雨水的設(shè)施具有的調(diào)蓄容積不計(jì)入總調(diào)蓄容積。
2、一般計(jì)算
2.1容積法
低影響開發(fā)設(shè)施以徑流總量和徑流污染為控制目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)施具有的調(diào)蓄容積一般應(yīng)滿足“單位面積控制容積”的指標(biāo)要求。設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積一般采用容積法進(jìn)行計(jì)算,如式(4-1)所示,詳細(xì)計(jì)算可參照本指南附錄4典型案例中的案例四。
V=10HφF (4-1)
式中:V——設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積,m3;H——設(shè)計(jì)降雨量,mm,參照附錄2;φ——綜合雨量徑流系數(shù),可參照表4-3進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算;F——匯水面積,hm2。用于合流制排水系統(tǒng)的徑流污染控制時(shí),雨水調(diào)蓄池的有效容積可參照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014)進(jìn)行計(jì)算。
表4-3徑流系數(shù)
匯水面種類 | 雨量徑流系數(shù)φ | 流量徑流系數(shù)ψ |
綠化屋面(綠色屋頂,基質(zhì)層厚度≥300mm) | 0.30-0.40 | 0.40 |
硬屋面、未鋪石子的平屋面、瀝青屋面 | 0.80-0.90 | 0.85-0.95 |
鋪石子的平屋面 | 0.60-0.70 | 0.80 |
混凝土或?yàn)r青路面及廣場(chǎng) | 0.80-0.90 | 0.85-0.95 |
大塊石等鋪砌路面及廣場(chǎng) | 0.50-0.60 | 0.55-0.65 |
瀝青表面處理的碎石路面及廣場(chǎng) | 0.45-0.55 | 0.55-0.65 |
級(jí)配碎石路面及廣場(chǎng) | 0.40 | 0.40-0.50 |
干砌磚石或碎石路面及廣場(chǎng) | 0.40 | 0.35-0.40 |
非鋪砌的土路面 | 0.30 | 0.25-0.35 |
綠地 | 0.15 | 0.10-0.20 |
水面 | 1.00 | 1.00 |
地下建筑覆土綠地(覆土厚度≥500mm) | 0.15 | 0.25 |
地下建筑覆土綠地(覆土厚度< 500mm) | 0.30-0.40 | 0.40 |
透水鋪裝地面 | 0.08-0.45 | 0.08-0.45 |
下沉廣場(chǎng)(50年及以上一遇) | — | 0.85-1.00 |
注:以上數(shù)據(jù)參照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014)和《雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(DB11/685)。
2.2流量法
植草溝等轉(zhuǎn)輸設(shè)施,其設(shè)計(jì)目標(biāo)通常為排除一定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期下的雨水流量,可通過推理公式來計(jì)算一定重現(xiàn)期下的雨水流量,如式(4-2)所示。
Q=ψqF (4-2)
式中:Q——雨水設(shè)計(jì)流量,L/s;ψ——流量徑流系數(shù),可參見表4-3;q——設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度,L/(s•hm2);F——匯水面積,hm2。
城市雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的取值及雨水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算等還應(yīng)符合《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014)的有關(guān)規(guī)定。
2.3水量平衡法
水量平衡法主要用于濕塘、雨水濕地等設(shè)施儲(chǔ)存容積的計(jì)算。設(shè)施儲(chǔ)存容積應(yīng)首先按照“2.1容積法”進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)為保證設(shè)施正常運(yùn)行(如保持設(shè)計(jì)常水位),再通過水量平衡法計(jì)算設(shè)施每月雨水補(bǔ)水水量、外排水量、水量差、水位變化等相關(guān)參數(shù),最后通過經(jīng)濟(jì)分析確定設(shè)施設(shè)計(jì)容積的合理性并進(jìn)行調(diào)整,水量平衡計(jì)算過程可參照表4-4。
表4-4水量平衡計(jì)算表
項(xiàng)目 | 匯流雨水量 | 補(bǔ)水量 | 蒸發(fā)量 | 用水量 | 滲漏量 | 水量差 | 水體水深 | 剩余調(diào)蓄高度 | 外排水量 | 額外補(bǔ)水量 |
單位 | m3/月 | m3/月 | m3/月 | m3/月 | m3/月 | m3/月 | m | m | m3/月 | m3/月 |
編號(hào) | [1] | [2] | [3] | [4] | [5] | [6] | [7] | [8] | [9] | [10] |
1月 | ||||||||||
2月 | ||||||||||
…… | ||||||||||
11月 | ||||||||||
12月 | ||||||||||
合計(jì) |
3、以滲透為主要功能的設(shè)施規(guī)模計(jì)算
對(duì)于生物滯留設(shè)施、滲透塘、滲井等頂部或結(jié)構(gòu)內(nèi)部有蓄水空間的滲透設(shè)施,設(shè)施規(guī)模應(yīng)按照以下方法進(jìn)行計(jì)算。對(duì)透水鋪裝等僅以原位下滲為主、頂部無蓄水空間的滲透設(shè)施,其基層及墊層空隙雖有一定的蓄水空間,但其蓄水能力受面層或基層滲透性能的影響很大,因此透水鋪裝可通過參與綜合雨量徑流系數(shù)計(jì)算的方式確定其規(guī)模。
(1)滲透設(shè)施有效調(diào)蓄容積按式(4-3)進(jìn)行計(jì)算
Vs=V-Wp (4-3)
式中:
Vs——滲透設(shè)施的有效調(diào)蓄容積,包括設(shè)施頂部和結(jié)構(gòu)內(nèi)部蓄水空間的容積,m3;
V——滲透設(shè)施進(jìn)水量,m3,參照“2.1容積法”計(jì)算;
Wp——滲透量,m3。
(2)滲透設(shè)施滲透量按式(4-4)進(jìn)行計(jì)算
Wp=KJAsts (4-4)
式中:
Wp——滲透量,m3;
K——土壤(原土)滲透系數(shù),m/s;
J——水力坡降,一般可取J=1;
As——有效滲透面積,m2;
ts——滲透時(shí)間,s,指降雨過程中設(shè)施的滲透歷時(shí),一般可取2h。
滲透設(shè)施的有效滲透面積As應(yīng)按下列要求確定:
(1)水平滲透面按投影面積計(jì)算;
(2)豎直滲透面按有效水位高度的1/2計(jì)算;
(3)斜滲透面按有效水位高度的1/2所對(duì)應(yīng)的斜面實(shí)際面積計(jì)算;
(4)地下滲透設(shè)施的頂面積不計(jì)。
4、以儲(chǔ)存為主要功能的設(shè)施規(guī)模計(jì)算
雨水罐、蓄水池、濕塘、雨水濕地等設(shè)施以儲(chǔ)存為主要功能時(shí),其儲(chǔ)存容積應(yīng)通過“2.1容積法”及“2.3水量平衡法”計(jì)算,并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析綜合確定。
5、以調(diào)節(jié)為主要功能的設(shè)施規(guī)模計(jì)算
調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池等調(diào)節(jié)設(shè)施,以及以徑流峰值調(diào)節(jié)為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)的蓄水池、濕塘、雨水濕地等設(shè)施的容積應(yīng)根據(jù)雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、下游雨水管道負(fù)荷
(設(shè)計(jì)過流流量)及入流、出流流量過程線,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析合理確定,調(diào)節(jié)設(shè)施容積按式(4-5)進(jìn)行計(jì)算。
(4-5)調(diào)節(jié)設(shè)施容積公式
6、調(diào)蓄設(shè)施規(guī)模計(jì)算
具有儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)綜合功能的濕塘、雨水濕地等多功能調(diào)蓄設(shè)施,其規(guī)模應(yīng)綜合儲(chǔ)存設(shè)施和調(diào)節(jié)設(shè)施的規(guī)模計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。
7、以轉(zhuǎn)輸與截污凈化為主要功能的設(shè)施規(guī)模計(jì)算
植草溝等轉(zhuǎn)輸設(shè)施的計(jì)算方法如下:
(1)根據(jù)總平面圖布置植草溝并劃分各段的匯水面積。
(2)根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014)確定排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,參考本指南“2.2流量法”計(jì)算設(shè)計(jì)流量Q。
(3)根據(jù)工程實(shí)際情況和植草溝設(shè)計(jì)參數(shù)取值(參照本章第七節(jié)),確定各設(shè)計(jì)參數(shù)。
容積法棄流設(shè)施的棄流容積應(yīng)按“2.1容積法”計(jì)算;綠色屋頂?shù)囊?guī)模計(jì)算參照透水鋪裝的規(guī)模計(jì)算方法;人工土壤滲濾的規(guī)模根據(jù)設(shè)計(jì)凈化周期和滲濾介質(zhì)的滲透性能確定;植被緩沖帶規(guī)模根據(jù)場(chǎng)地空間條件確定。