雄安新区安州特色小镇初期雨水弃流量浅析

凯迪仕指纹锁怎么样-模塑有限公司

2023年10月7日发(作者：戴娆)

第5期（总第265期）城命|_科5衫浃

2021 年 5 月 & 防洪排水

URBANROADSBRIDGESFLOODCONTROL

Djcnkicsdqyfh

01:10.16799/...2021.05.044

雄安新区安州特色小镇初期雨水弃流量浅析

卢洋暘，胡希佳

(中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津市300384)

摘要：初期雨水径流污染控制率是城市雨水综合控制的关键环节，也是《海绵城市建设技术指南一低影响开发

雨水系统规划设计》的关键控制指标。城镇径流存在明显的初期冲刷作用，但由于降雨冲刷过程的随机性和复杂性，

确定不同条件下的初期径流弃流量至今仍是个难题。以河北雄安新区安州特色小城镇安置区市政配套基础设施项

目为例，以安州特色小城镇初期雨水截留管网为研究对象，总结了国内研究成果：调蓄容积法、暴雨强度法

、SWMM

模型分析法，并通过对这三种方法计算的初期雨水弃流量结果进行比对互校，最终确定本地区的初期雨水弃流量。

为实际工程应用提供一定径流污染物去除率之间的关系，

以此进一步研究初期雨水弃流量、径流污染物浓度变化

参考。

关键词：初期雨水；弃流量；降雨径流；;去除率

SWMM

中图分类号：991.14 文献标志码

TUP：B

文章编号：1009-7716(2021)05-0149-04

1研究背景

初期雨水，是指降雨初期时雨水溶解了空气中

的大量污染性气体，降落地面后形成明显的径流冲

刷作用，使得前期雨水中含有大量的污染物质经市

政雨水管道排入河道水体，对环境造成了一定程度

的污染。越来越多的城市利用初期雨水调蓄池收集

初雨，输送至污水处理厂集中处理以降低初雨对地

表水体的污染。初期雨水弃流量直接关系到雨水调

蓄池的规模，而初期雨水弃流量的影响因素有着随

机性和复杂性的特征，主要包括：下垫面类型、降雨

量、降雨雨型、冲刷特征、降雨初期污染物浓度等。因

此决定了初期雨水弃流量尤为重要。

井，收集初期雨水进人调蓄池。分流井的工作原理为：

晴天时无降雨，分流井不工作。降雨开始时，雨量计会

判断初期雨水的降雨量，同时井内设置污染物在线检

测仪，判断水质污染物浓度，让初期雨水通过初期雨

水截流管进入初雨调蓄池，当雨量计判断初雨结束

后，控制中心控制分流井闸门关闭，同时打开

SCADA

堰门，后期雨水直接排入自然水体。初期雨水经过分

流井分流至调蓄池后，有效削减了初期雨水携带的污

染物对河道的污染（见图1 ~图3)。

2工程概况

河北雄安新区安州特色小城镇，属温带大陆性

季风气候，全年平均气温11.9,平均年降水量为

522.9 。本区构建全过程雨水径流污染控制系统。

排水体制采用雨污分流制。雨水就近排人河道，为避

免初期水质较差的雨水排入河道后污染河水，雨水

入河之前将初期雨水弃流，并通过沿河新建

400~600初雨截流管道输送至初期雨水调蓄池进

图1初期雨水截流管网布置平面图

依据《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨

水系统构建》（试行），该地区属区，规划年径流总

量控制率不低于85%,年径流污染控制率（以

计），不低于70%。

行储存调蓄，最终将其排人污水管道并送人下游污

水处理厂处理。在河道排口之前共设置座分流

收稿曰期：2020-10-27

作者简介：卢洋腸0988—），女.硕士，工程师，从事市政

给水排水工程设计。

3计算方法

本次研究采用以下三种计算方法，进行比对互

.149 .

直料5衫洪卢洋暘，等：雄安新区安州特色小镇初期雨水弃流量浅析 2〇21年第5期

VlkTt

=-2(-){th<T^t)

()

,_27：+〇-22---2 (

XAfTT

2(-)

TTtAT-tY

，

）

(3)

(4)

(5)矣 )

wntTtr2-r

_2+)-22-

妒

(<b<T^r)

式中4为初期雨水厚度，为汇流面积上最

fii

九

远端的雨水集流到末端排出口所需时间，为某

minu

降雨强度；下，初期雨水厚度降落时间，，一般

min

情况下，《>;为降雨时间内，调蓄池贮存雨水时

htT

间，; 丨为初期雨水量，3; 为洁净雨水量，

minIFmK

图2初期雨水截流系统服务范围图

分流井

初期雨水截流管

rn1

;^为初期雨水厚度降落时间内，初期雨水总

汇流时间7和场地的雨水设计总流量，/。

1m3s

雄安安州地区为新建城区，污染程度不严重，采

ini

蠢

用试算法，计算参数取初期雨水厚度4 ,3 重现

rrnna

期，地面集流时间^ =15 ,以1#排河口处分流井

min

污水

处理厂

为例，汇水面积 2,利用计算机编程计算得，*,

2.01hm

发生在7.38 时刻，污染物去除率为65.4%,丨2发

min

图3初期雨水截流工艺流程图

生在8.61 时刻，污染物去除率为71.3%。而时

min

刻为弃流池去除率的下限值山时刻为弃流池去除率

的上限值。经计算，取初期雨水弃流量为4 ，当

^=8.61 时，符合年径流污染控制率（以计），

minSS

不低于70%的要求。因此整个排水系统需要的初期

雨水调蓄池有效容积为552.00 3,各排河口处

校，最终确定本地区的初期雨水弃流量。

3.1方法一

采用调蓄容积法，依据《城镇雨水调蓄工程技术

规范》（51174),调蓄容积一般以单位面积调蓄深

度为计算基础，本工程调蓄容积由式（)计算：

V=10HF^

(1 )

分流井的初期雨水量见表。

表1各排河口处分流井的初期雨水量

式中：为有效调蓄总容积，3;//为初期雨水弃流

童，; 为汇水面积，2;少为径流系数，取.。

mmFhm06

一般初期降雨前4 属于重度污染 ~

~6mm，6

10mm，10mm

属于中度污染以后属于轻度污染

，一

排口截留管设计流量收水面积

编号

#212.72.0148.13

2#237.81.0825.81

3#237.81.3532.43

4#1 731.514.82355.72

5#3 729.023.98575.43

6#4 027.823.83571.95

7#458.13.4983.70

8#2 232.618.02432.45

9#2 323.720.05

10#

11#2#4 305.9

排口名称

安高路

安文路

安博路

安平路

安泰路

初期雨水量

/(--1)/2/3

Lshmm

4 027.821.80523.12

17.58

148.00

481.27

421.99

3 552.00

般控制量在4 ~ 可控制60% ~ 80%的污染量⑴。

8mm

国内研究得出，建立在极限强度理论假设条件的基

础上，受区域下垫面不同、管道流行时间不同，造成

区域内各点的初期雨水到达调蓄池的时间不同，可

能掺杂洁净雨水也有可能初期雨水并未收集完全|41，

研究认为在初期雨水汇流时间内，7?曲线表示弃流

的初期雨水占初期雨水总量的百分比，其随增加而

增大，见式（);(曲线表示调蓄池的有效利用率，其

随增加而降低，见式?和（曲线的交点可得出

（)。

初期雨水去除率与初期雨水收集率相等时的汇流时

间,。初期雨水量见式（4);洁净雨水量化『2见

见，

式,和曲线的交点得出汇流时间*2，超过

（)。见

该时刻将增速缓慢，而将明显增大'

，取，取

合计

3.2方法二

采用暴雨强度法，在平均降雨量较大的7月

月中的某一天，对区域内进行采样，采样点分布于

处雨水排河口处污染物、TP、、MH3-N浓

。监测SSTN

• 150 •

2021年第5期

卢洋暘，等：雄安新区安州特色小镇初期雨水弃流量浅析

度131,监测方法采用虹吸式雨量计置于空阔草地中进内，对指定土地利用类型污染物的冲刷过程，实时模

行雨水采集，按降雨历时2,5,10,15,20,25,30,35,

40,50 ,在实验室内进行试剂滴定得出各种污染

min

物浓度，从而得出上述4类雨水中的污染物浓度随

降雨历时变化的规律。得出各类污染物随降雨历时

的变化各有差别，但总体上，在降雨初期10〜15

min

呈现快速下降趋势，而后的15-25 有微小上升

min

趋势，最终趋于稳定|21，见图4、图5。

二

《-TP

一 :

A-TO

拟产流、汇流过程中地表产生的水污染负荷量。

本次针对安州地区服务范围内个排河口，将

其划分为11个汇水分区，雨水管网定义为124个雨

水检查井和条雨水管线。以为例，采用雄县暴

66SS

雨强度公式及芝加哥雨型、输人污染物表达式和演

算步长，通过软件内置指数衰减函数，生成每个排河

口的污染物浓度随降雨量的变化衰减曲线，从而定

量初期径流弃流量。单元定义界面见图6。

图6单元定义界面

对方法一、二的调蓄池容积不同结果进行演算

校核，拟定调蓄池的规模为0.20;0.35;0.40;0.50;

20 30

4050

降昧 1历时

/min

0.65;0_80万3，通过这6种不同工况下的

mSWMM

模型模拟初期雨水截流流态，保证图所示的截流

干管中的初期雨水顺畅的排入至调蓄池内。选取3

一遇2 累计降雨量为95.70 ,得出这种调蓄

hmm6

池规模各自对应的蓄水曲线和污染物曲线，从而生

成调蓄容积和污染物去除率的变化趋势图，见图7。

图4 、3-、随降雨历时变化趋势

TPNHNTN

-SS

由图7可知，污染物去除率随调蓄池容积的增大而

显著增大，当调蓄容积超过0.46万时，污染物去

除率满足70%的要求。当调蓄容积超过0.6万时，

0 10 20 30 40 50

污染物去除率的增长趋势趋于平稳。当调蓄容积为

0.46万3时，调蓄池污染物浓度在约15 ~ 20

mSSmin

时到达峰值，见图。

丨污染物丢

降雨历时

/min

图5 随降雨历时变化趋势

因此，综合考虑，取前雨水量作为初期雨

10min

7,进入调蓄池。

)雨水设计流量计算公式

縢

—》~ss

Q=qF

()

为设计暴雨强度式中乂为雨水设计流量（/);

( • );少为径流系数;为汇水面积(2)。

L/Shm2 05Fhm

()暴雨强度公式采用雄县暴雨强度公式

9=6xlgPt

493.4 (1+0.685 1 )/(+26.73)093 (7 )

涯

硐

鬆

琛

贮

当设计重现期取3 —遇时，暴雨强度为

162.54 /.2,取前10 雨水量为初期雨水，进入

Lshmmin

调蓄池。由此，计算初期雨水弃流量为 495.07 3。

3.3方法三

利用模型分析法，依托鸿业暴雨排水及

SWMM

低影响开发模拟系统5.0的污染物积累模块、土地

性质细分模块、污染物冲刷模块模拟单次降雨时段

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

调蓄池容积/(万3)

图7调蓄池容积与污染物去除率的变化趋势

4初期雨水调蓄池容积的确定

通过三种方法分别得出调蓄池容积分别为

3 552.00 495.07 3、4 600.00 3。方法一结果

m3、6mm

偏小，原因是每个排口处的分流井分别达到去除效

• 151 •

卢洋暘，等：雄安新区安州特色小镇初期雨水弃流量浅析

20215

年第期

[-污染物浓度丨

rSS

2801

260-

() 污染物实测浓度与模拟浓度变化趋势大致一

致。模型算法可更准确的反映水质变化趋势。

() 采用模型分析法，一定程度减小了调

2swrnrn

蓄规模，具有明显的经济效益和社会效益，此方法为

截流调蓄系统的规划与设计提供科学参考。

贮 140.

本文对初期雨水的弃流量进行浅析，在实际工

程中影响初期雨水弃流量的因素更为复杂，降雨季

20 40 60 80 1000

^ ^ .

120

100

] ,

降雨历时

/min

节性强，空间分布差异大。应因地制宜，结合各城市

的排水防涝综合规划、海绵城市建设专项规划，根据

区域所处下垫面实际情况，多点布控，长期监测，从

而掌握雨水过程中各类污染物质在不同时段不同区

域的变化规律，从而分析合理的初期雨水弃流量。

参考文献：

【1]车伍，张鸥，张伟，等.初期雨水与径流总量控制的关系及其应用分

析[].中国给水排水，2016,32(6):9-14

[2] 刘琴平.西安市降雨径流特征及初期污染控制研究.陕西西安:西

安理工大学，2020.

[3] 任伯帜.城市设计暴雨及雨水径流计算模型研究[].重庆:重庆大

学，2004.

[4] 刘鹏，赵昕.初期雨水弃流量的理论分析⑴.给水排水，2004，30( 12):

80-85.

图8调蓄容积为0.46万*3的污染物去除率变化趋势

率的最佳值，但未计截污干管内流行时间，导致各排

口排人截留干管再排入到调蓄池时，污染物浓度

峰值约延后到15 ~ 20 时才到达；方法二结果偏

min

大，原因是设计降雨历时内用平均的降雨强度，而实

践证明极限强度理论在小流域是更为适用的。因此，

最终确定，采用方法三按照雄县暴雨强度公式，取

3 —遇2 雨强，雨水调蓄池容积为4 600.00 3,

ahm

初期雨水弃流量为5.18 。

5结语

通过上述三种方法，得出以下结论：

(上接第141页）

参考文献：

[1] “十三五”成就巡礼[/].新闻联播，（2019-11 -07)[2020-12-25].

EBOL

httpcpcpeoplecomcnshipin/n

://.../ 1/2020/1109/〇243247-31924447.

html

[2] 吕永鹏，莫祖澜，张辰，等.流域尺度海绵城市专项规划的方法研

究——以上海临港国家试点区为例城乡规划，

[].2019(2):18-24.

[3] 上海市住房和城乡建设管理委员会.上海市住房和城乡建设管理委

员会关于组织开展海绵城市建设规划编制工作的函（沪建综规

〔2018〕68 号）[].2018.

[4]

张亮.海绵城市详细规划编制方法探索及实践——以西咸新区空港

新城为例城乡建设，

.2020(2):26-29.

[5] [].2019(2):

郭羽.上海市海绵城市规划方法与控制指标研究城乡规划，

25-32.

既 <35%

—35% 36. 5%

36. 5% 38%

38%-39. 5%

■1 >39. 5%

图6虹口区控规单元规划年径流污染控制率

和排水系统分别采用不同的计算方法，达到区域总

体指标。以上海市虹口区为案例，验证了最小管控单

元和管控指标源头-系统两级分解体系的可操作

性，为以保留单元为主的区级层面海绵指标管控提

供新思路。

[6] 施萍，郭羽，刘龙.上海浦东新区海绵城市建设规划探索与实践[].

中国给水排水,2020,36(10):35-40.

[7] [].2016,6(42):

张辰.上海市海绵城市建设指标体系研究给水排水，

52-56.

[8] 王盼，陈嫣.适用于上海的海绵城市建设技术分析[].城市道桥与防

洪，2019(4):198-201,205.

• 152 •

water ecological pattern of sponge city is established. Finally, guided by the problems and target, the

water environment, water safety, water ecology, water resources and other contents are systematically

planned, which can scientifically and systematically guide the construction of sponge city for Doumen

District.

Keywords

：

sponge city, special planning, system establishment, water ecological pattern

Build of Smart Drainage Management Platform for Central Urban Area of Shanghai ...................................................

...................................................................................................................................................................ZHANG Yanjing( 146)

Abstract

：

Under the background of rapid rise and development of smart cities, smart water as well as

urban refined and intelligent management, aiming at the characteristics and management demand of urban

drainage facilities in Shanghai, and taking the maximum use and integration of the existing information

resources and sharing the common as the starting point, the research on the build of "smart drainage"

management platform is carried out, which builds the smart support means of solving the urban seeing sea,

reducing the discharging-into-river pollution from the drainage of pumping stations, promoting the

integrated operation of plants, pump stations, nets and tanks, and improving the quality and efficiency of

drainage systems.

Keywords

：

urban drainage, smart drainage, drainage system, drainage facilities, drainage pumping station

Brief Analysis on Initial Rainwater Abandonment Flow of Anzhou Characteristic Town in Xiong'an New District

......................................................................................................................................................LU Yangyang, HU Xijia ( 149 )

Abstract

：

The initial rainwater runoff pollution control rate is the key link of urban rainwater

comprehensive control, and is also the key control index of —

Sponge City Construction Technical Guide

Planning and Design of Rainwater System for Low-impact Development.

Urban runoff has obvious initial

scouring effect. But due to the randomness and complexity of rainfall scouring process, it is still a difficult

problem to determine the initial runoff abandonment flow under different conditions. Taking the municipal

supporting infrastructure project for the resettlement area of Anzhou Characteristic Town in Xiong'an New

District as an example and taking the initial rainwater interception network of Anzhou Characteristic Town

as the research object, the local study results of the volume regulating method, rainstorm intensity method

and SWMM model analysis method are summarized. And the results of initial rainwater abandonment flow

are compared and checked each other through these three calculation methods. Finally, the initial rainwater

abandonment flow of this area is determined. Hereby, the relationship among the initial rainwater

abandonment flow, runoff pollutant concentration change and runoff pollutant removal rate are further

studied, which provide some reference for practical engineering application.

Keywords

：

initial rainwater, abandonment flow, rainfall runoff; SWMM, removal rate

Analysis and Preliminary Solution on Waterlogging Problems in Huxi Area of Nanchang High-tech Development

Zone ............................................................................................................................................................... PENG Jiangxi ( 153)

Abstract

：

Taking Huxi Area of Nanchang High-tech Development Zone as an example, based on the

regional rainfall and terrain data as well as an example, according to the rainfall data, topographic data