浅论工程设计大型公共建筑雨水利用对策与工程设计参数初探
最后更新时间：2024-01-09
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论文导读：
摘要：为确保世博中心雨水利用方案设计科学合理，调查了世博园附近一大型建筑屋面的22场降雨径流事件。结果表明该屋面径流污染程度较轻，初期冲刷效应较弱。认为世博中心利用屋面雨水具有较好的水质条件，并建议不设初期弃流措施。此外，本文介绍了符合上海地区实际的雨水存储池设计方法，据此方法的存储池设计容积较国家规范设计值明显减少，从而显著提高工程经济性。
关键词：雨水利用；设计参数；屋面径流；雨水存储池
Discussion on the Critical Design Parameters of Rainwater Utilization Project of Shanghai Expo Center．WANG Biao, ZHANG Mingwei
(Shanghai Tongji Construction Science & Technology Co. Ltd, Shanghai 200092, China)
Abstract: To ensure the feasibility of the design plan of the rainwater utilization project of Shanghai Expo Center，22 rainfall runoff events of a large-area roof near Expo park were examined. It was found that both of pollution degree and first flush effect are much weak, which suggests a good condition of rainwater utilization without initial runoff diversion. Furthermore, in combination with local conditions of Shanghai, a new design method to determine the suitable volume of rainwater tank was introduced. The design volume in accordance with this method is obviously aller than that of national code, which enhances remarkably the project economic performance.
Key words: Rain摘自：毕业论文文献格式www.7ctime.com
water Utilization, Design Parameter, roof runoff，rainwater storage tank
收集屋面径流用于道路喷洒、绿地浇灌和厕所冲洗等直接利用用途，在世界上许多国家（譬如德国和日本）应用广泛。在收集屋面径流的建筑中，大型公共建筑是重要的对象之一。国内外许多标志性的雨水利用工程均依托于大型公共建筑，典型的代表有德国的柏林波茨坦广场、慕尼黑国际展览中心和我国的国家体育馆“鸟巢”及上海浦东国际机场等。一方面，大型公共建筑通常是一个城市或地区的标志或象征，收集利用屋面径流的举措有利于宣传推动雨水利用技术，有助于绿色环保理念深入人心；另一方面，大型公共建筑屋面面积通常较大，能够收集大量的雨水资源，使雨水利用工程更具规模效应，从而降低雨水利用成本，有利于实现工程经济效益和环境效益的有效结合。因此，在世博中心进行屋面径流回收利用，具有显著的社会、环境效益，是推动上海城市屋面雨水利用的一个重要抓手。
然而，目前国内外已有相关研究很少针对大型屋面，所研究屋面汇水面积通常较小[1～6]。而汇水区域的大小对流域汇水过程具有重大影响，并进一步作用于受径流冲刷的污染物出流过程，造成屋面径流水质变化过程的不同，从而影响后续的屋面径流污染控制或雨水收集措施的制定。此外，屋面雨水污染程度也随当地大气状况、屋面材料、降雨特性等因素改变而改变。雨水利用工程的设计需要根据当地的地域特性选择合理的工艺与参数。
为保证上海世博中心屋面论文导读：
雨水利用工程设计方案合理可行，特选取世博园附近一处大型屋面作为研究对象，借助先进的流量计和自动采样仪，对该屋面径流进行长期的采样监测，调查大型屋面的水量水质特征，并以此为基础探讨雨水收集处理方式。最后，本文还将结合上海实际讨论屋面雨水利用工程重要构筑物-存储池的容积设计方法。
1材料与方法
屋面径流的EMC值计算方法见文献2。
（2）初期冲刷效应
目前评价初期冲刷效应的方法主要有以下三种：(1)M(V)曲线法;(2)差值法;(3)b值法。本研究采用b值法,其主要原理如下：
(1)
式中：
M-无因次累积污染负荷;
V-无因次累积流量;
b-待定参数。
式(2)两边取常用对数,可得到：
(2)
最后使用简单的一元线性回归,便可以得到b参数值。b值越小,初期效应越强。当时,表明降雨过程污染物浓度恒定。当时,无初期效应。
此外,数据的正态性检验使用matlab软件中的Lilliefors检验判别。
表122次降雨事件主要特征
Table 1 The major characteristics of 22 rainfall events
2雨水水质
表2 22次降雨事件主要污染物EMC值
Table 2 EMCs of main pollutants in 22 rainfall events
摘要：为确保世博中心雨水利用方案设计科学合理，调查了世博园附近一大型建筑屋面的22场降雨径流事件。结果表明该屋面径流污染程度较轻，初期冲刷效应较弱。认为世博中心利用屋面雨水具有较好的水质条件，并建议不设初期弃流措施。此外，本文介绍了符合上海地区实际的雨水存储池设计方法，据此方法的存储池设计容积较国家规范设计值明显减少，从而显著提高工程经济性。
关键词：雨水利用；设计参数；屋面径流；雨水存储池
Discussion on the Critical Design Parameters of Rainwater Utilization Project of Shanghai Expo Center．WANG Biao, ZHANG Mingwei
(Shanghai Tongji Construction Science & Technology Co. Ltd, Shanghai 200092, China)
Abstract: To ensure the feasibility of the design plan of the rainwater utilization project of Shanghai Expo Center，22 rainfall runoff events of a large-area roof near Expo park were examined. It was found that both of pollution degree and first flush effect are much weak, which suggests a good condition of rainwater utilization without initial runoff diversion. Furthermore, in combination with local conditions of Shanghai, a new design method to determine the suitable volume of rainwater tank was introduced. The design volume in accordance with this method is obviously aller than that of national code, which enhances remarkably the project economic performance.
Key words: Rain摘自：毕业论文文献格式www.7ctime.com
water Utilization, Design Parameter, roof runoff，rainwater storage tank
收集屋面径流用于道路喷洒、绿地浇灌和厕所冲洗等直接利用用途，在世界上许多国家（譬如德国和日本）应用广泛。在收集屋面径流的建筑中，大型公共建筑是重要的对象之一。国内外许多标志性的雨水利用工程均依托于大型公共建筑，典型的代表有德国的柏林波茨坦广场、慕尼黑国际展览中心和我国的国家体育馆“鸟巢”及上海浦东国际机场等。一方面，大型公共建筑通常是一个城市或地区的标志或象征，收集利用屋面径流的举措有利于宣传推动雨水利用技术，有助于绿色环保理念深入人心；另一方面，大型公共建筑屋面面积通常较大，能够收集大量的雨水资源，使雨水利用工程更具规模效应，从而降低雨水利用成本，有利于实现工程经济效益和环境效益的有效结合。因此，在世博中心进行屋面径流回收利用，具有显著的社会、环境效益，是推动上海城市屋面雨水利用的一个重要抓手。
然而，目前国内外已有相关研究很少针对大型屋面，所研究屋面汇水面积通常较小[1～6]。而汇水区域的大小对流域汇水过程具有重大影响，并进一步作用于受径流冲刷的污染物出流过程，造成屋面径流水质变化过程的不同，从而影响后续的屋面径流污染控制或雨水收集措施的制定。此外，屋面雨水污染程度也随当地大气状况、屋面材料、降雨特性等因素改变而改变。雨水利用工程的设计需要根据当地的地域特性选择合理的工艺与参数。
为保证上海世博中心屋面论文导读：
雨水利用工程设计方案合理可行，特选取世博园附近一处大型屋面作为研究对象，借助先进的流量计和自动采样仪，对该屋面径流进行长期的采样监测，调查大型屋面的水量水质特征，并以此为基础探讨雨水收集处理方式。最后，本文还将结合上海实际讨论屋面雨水利用工程重要构筑物-存储池的容积设计方法。
1材料与方法
1.1采样方法
大型屋面径流水质的调查对象为上海市浦东新区源深体育公园篮球馆屋面，取样的雨水立管汇水面积占整个大屋面的1/4，约为2100m2。屋面高度25m，距主干道张扬路约150m，距非主干道羽山路约120m。在屋面虹吸排水系统进入窨井的管道出口处设置采样点,使用面积速度流量计(美国ISCO 2150)监测流量并驱动自动采样仪(美国ISCO 6712)采集水样；降雨形成径流后,自动采样仪依据流量计的实测数据自动进行采样。通过设定的采样程序，第1－第8个采样瓶每出流1m3径流采集一个水样，第9-第24个采样瓶每2m3一个水样。同时在距采样点约200m处设置自计雨量计采集降雨数据。1.2分析方法
样品采集后,尽快送实验室冷藏保存,并及时分析。分析项目包括总氮(TN),总磷(TP),悬浮物(SS)和化学需氧量(COD)。COD用HACH DR2100型COD测试仪测定。1.3 数据处理方法
（1）污染物事件平均浓度EMC屋面径流的EMC值计算方法见文献2。
（2）初期冲刷效应
目前评价初期冲刷效应的方法主要有以下三种：(1)M(V)曲线法;(2)差值法;(3)b值法。本研究采用b值法,其主要原理如下：
(1)
式中：
M-无因次累积污染负荷;
V-无因次累积流量;
b-待定参数。
式(2)两边取常用对数,可得到：
(2)
最后使用简单的一元线性回归,便可以得到b参数值。b值越小,初期效应越强。当时,表明降雨过程污染物浓度恒定。当时,无初期效应。
此外,数据的正态性检验使用matlab软件中的Lilliefors检验判别。
1.4监测降雨特征
从近一年时间内,共进行22次降雨径流采样。22场降雨的详细特征见表1。表122次降雨事件主要特征
Table 1 The major characteristics of 22 rainfall events
2雨水水质
2.1 污染物事件平均浓度（EMCs）
根据文献3的计算方法，得出每场降雨径流各污染物事件平均浓度值，并列于表2中。表2 22次降雨事件主要污染物EMC值
Table 2 EMCs of main pollutants in 22 rainfall events