国家体育场雨水收集池设计.pdf

国?血員面雨敗黒设
赵听刘鹏
(中国建筑设计研究院,北京100044)
摘要雨水收集池在国家体育场雨洪利用系统中主要起雨水收集和储存、初期雨水弃流和雨水
原水供水的作用。介绍了采用规则形状和结构,避免在收集池内产生沉淀,必要的溢流措施,单独收
集初期雨水,方便检修和监控等设计原则。并对雨水收集池和弃流池容积,供水泵选型和集水坑设
计,收集池池底设计,标高控制,弃流池和阀门井布置,池体开洞等主要设计控制参数,冲洗、格柵系
统,液位控制仪表,安全设施等细部设计要点作了全面介绍。
关键词国家体育场雨水收集池弃流池弃流隔断装置入口雨量计停装置
雨水收集池是兩洪利用系统中收集系统的终2雨水收集池的设计原则
点,处理系统的起点,是一个承上启下的重要环节。
雨水收集池的做法很多,在本项目设计中采用
从目前国內对整个雨洪利用系统的研究来看,这部以下原则
分的设计和措施还不太完善和成熟。在大多数雨水
(1)规则形状和结构。除了体育场中心场地的
利用项目中,收集池的位置、大小、结构和运行管理雨水收集池因为在环行跑道下而只能采用不规则形
问题是影响系统工作的重要因素。
状外,其余5个雨水收集池统一形状、结构和做法,
国家体育场雨洪利用系统设计中,整个体育场平面外轮廓采用规则的矩形,以尽量降低施工难度
建筑外的红线区域分为5个部分,加上中心场地区和减少占地面积
域共有6个部分,每部分的收集系统自成体系,各自
避免在收集池内产生沉淀。由于雨水收集
形成独立的雨水收集池。
池都深埋于地下,池内的沉淀将很难清掏,针对本项
1雨水收集池的主要功能
目,设置池底冲洗管道系统,尽量避免沉淀物在兩水
本项目中设置雨水收集池的主要目的是
收集池内累积。
(1)雨水收集和存储。由于雨水的收集和使用
(3)必要的溢流措施。雨水收集池的容量是固
总是不同步的,所以雨水收集池用于平衡雨水收集定的,但降雨和使用情况比较复杂,为了保证安全,
量和使用量
必须为雨水收集池设置溢流设施。
(2)初期雨水弃流。初期雨水(前3~5mm
(4)单独收集初期雨水。综合多种因素,本项
或前几分钟)的污染物含量很高,在整个降雨带来目采用单独收集的方法处理初期弃流雨水,这样既
的雨水污染物总量中占有很大比例,如果将这部可以将初期弃流和后期雨水分开,避免收集池内的
分雨水排除,就可以大幅度减轻处理设备的负担雨水被污染,也可将初期雨水暂时储存起来,依据情
甚至可不对后续雨水做处理而直接回用。因为初况灵活排放。
期弃流相当于收集开始的一个过滤器,所以我们
(5)方便检修和监控。国家体育场的雨洪利用
在本次设计中决定将初期雨水的弃流设施集成在系统十分庞大,每个雨水收集池的规模也比较大,需
雨水收集池中。
要检修和监控的部分很多。在设计雨水收集池时,
(3)雨水原水供水。在本项目中,雨水靠自流除了要保证其主要功能的实现外,还必须考虑为检
处理回用是不可能的,必须有雨水泵送系统,为了减修和监控提供方便。
少机房数量,雨水收集池和处理机房分开建设,因此3雨水收集池的设计控制参数选择
将雨水供水泵也集成在雨水收集池中。
雨水收集池的某些设计控制参数对池体结构设
给水排水Vo.32N.920673
万方数据
计有重大影响,必须首先确定。这些参数不同于基
ψ
本设计参数,需要根据具体情况通过计算和分析来式中V1集水坑容积,m
确定。
F一流域面积,m
3.1雨水收集池和弃流池容积
平均径流系数。
尽管理论上有最大可能降雨量的说法,但在工
经过计算复核,这个容积大于雨水供水泵的5
程建设中不能利用这个数据确定雨水收集池的容min流量。集水坑还需要一定的深度,受潜水泵吸
积,以免造成浪费。一般来讲,应按某个重现期的降水高度的影响,取500m为不可泵送的水深,取不
雨量来计算雨水收集池的容积,没有必要选择过高可泵送水量占集水坑容积的30%,可得集水坑深度
的重现期。本项目中心场地区域采用5a重现期降为1600mm(见图1)。
雨强度收集雨水,其他区域采用2a重现期收集雨
水。5a重现期的情况下,24h最大连续降雨为144
mm;2a重现期的情况下,24h最大连续降雨为86
mm;除去4mm的初期雨量,雨水收集量应分别按
140mm和82mm计算。各区域雨水收集池和弃流
池容积见表1。
图1雨水收集池容积计算示意
表1各区域雨水收集池和弃流池容积
3.3雨水收集池池底设计
面积弃流池最高目可收收集池容积
区域
容积(m3集雨量m
为了便于池底的清洁和防止沉淀物淤积,雨水
18744,83
1700
收集池的池底应有一定的坡度,但如果按自洁坡度
27242.56
1700
设计显然是不现实的。坡度的设计非常关键,由于
35859.4
没有现成的依据,经过分析和研究,决定按以下方法
DEF
D39571.80110
82
2300
确定。
41584.90110
2300
56242.14
82
根据文献[]中的数据,可回收降雨的平均每场
合计219245.6
12000
降雨为16.73mm,则平均每场可回收降兩为12.73
注:初期雨水弃流量按4mm计。
mm。把此部分降爾量定为最常用的收集容积,这
2雨水供水泵选型和集水坑设计
个容积应该正好填满有坡度的池底(包括V1)。把
雨水收集池内雨水供水泵选型主要受雨水回用
有坡度池底区域的容积定为V2(见图1),则:
系统的影响,和雨水收集池容积等因素关系不大。
V2=11.73F
(2)
本工程选用了2套40m3/h的雨水处理系统,合计处
在确定平面面积和保证底坡不小于10%的情
理能力为80m3/h,所以选取2b的雨水处理量作为况下,可以通过计算来确定池底的坡度。
雨水供水泵的供水量。雨水供水泵采用1用1备。
3.4标高控制
雨水供水泵设置于雨水收集池内的集水坑,集
雨水收集池必须设置溢流管,溢流管直径大于
水坑的容积要考虑两个方面的因素:一方面集水坑或等于进水管直径,其管内底的标高应高于水池内
容积不能太大,容积过大而收集雨量少的时候,由于最高储水位100mm,这些都是常规做法。本工程
水位很低使该系统无法启动;另方面也不能太小,的雨水收集池与普通水池不同之处在于溢流管和雨
必须能够容纳水泵的布置并留有操作空间,而且容水进水管的管径都非常大,一般在900mm和
积太小会造成在降雨时间长但降雨量较小时,水泵1000mm,这样大的管径对池体结构会产生相当大
启动频繁。本工程选用每个收集池负担的流域面积的影响。因为雨水管依靠重力排水,所以雨水收集
内1mm降雨的径流量作为集水坑的容积V1,具体管和溢流管的埋深都是受控的。
见图1,采用下式计算。
整个雨水收集池各个部分的标高都受限于雨水
74给水排水Vol.32No.92006
万方数据