雨水收集池設(shè)計全面介紹

雨水收集池是雨洪利用系統(tǒng)中收集的終點，處理系統(tǒng)的起點，是一個承上啟下的重要環(huán)節(jié)。從目前國內(nèi)對整個雨洪利用系統(tǒng)的研究來看，這部分的設(shè)計和措施還不完善和成熟。在大多數(shù)雨水利用項目中，收集池的位置、大小、結(jié)構(gòu)和運行管理問題是影響系統(tǒng)工作的重要因素。一、 雨水收集池的主要功能本項目中設(shè)置雨水收集池的主要目的是：（1） 雨水收集和存儲。由于雨水的收集和使用總是不同步的，所以雨水收集池用于平衡雨水收集量和使用量。（2） 初期雨水棄流。初期雨水（前3~5mm或前幾分鐘）的污染物含量很高，在整個降雨帶來的雨水污染物總量中占有很大比例，如果將這部分雨水排除，就可以大幅度減輕處理設(shè)備的負(fù)擔(dān)甚至可不對后續(xù)雨水做處理而直接回用。因為初期棄流相當(dāng)于收集開始的一個過濾器，所以我們在本次設(shè)計中決定將初期雨水的棄流設(shè)施集成在雨水收集池中。（3） 雨水原水供水。在本項目中，雨水靠自流處理回用是不可能的，必須有雨水泵送系統(tǒng)，為了減少機(jī)房數(shù)量，雨水收集池和處理機(jī)房分開建設(shè)，因此將雨水供水泵也集成在雨水收集池中。二、 雨水收集池的設(shè)計控制參數(shù)選擇雨水收集池的某些設(shè)計控制參數(shù)對池體結(jié)構(gòu)設(shè)計有重大影響，必須首先確定。這些參數(shù)不同于基本設(shè)計參數(shù)，需要根據(jù)具體情況通過計算和分析來確定。2.1雨水收集池和棄流池容積盡管理輪上有最大可能降雨量的說法，但在工程建設(shè)中不能利用這個數(shù)據(jù)確定雨水收集池的容積，以免造成浪費。一般來講，應(yīng)按某個重現(xiàn)期的降雨量來計算雨水收集池的容積，沒有必要選擇過高的重現(xiàn)期。本項目中心場地區(qū)域采用5a重現(xiàn)期降雨強(qiáng)度收集雨水，其他區(qū)域采用2a重現(xiàn)期收集雨水。5a重現(xiàn)期的情況下，24h最大連續(xù)降雨為144mm；2a重現(xiàn)期的情況下，24h最大連續(xù)降雨為86mm除去4mm的初期雨量，雨水收集量應(yīng)分別按140mm和82mm計算。各區(qū)域雨水收集池和棄流池容積見表1。表1各區(qū)域雨水收集池和棄流池容積區(qū)域面積F/m2棄流池容積/m，最高日可收集雨量/mm收集池容積/m3A18744.83201401700B27242.5680821700C35859.44110822300D39571.80110822300E41584.90110822300F56242.1480821700合計219245.6751。12000注:初期雨水棄流量按4mm計2.2雨水供水泵選型和集水坑設(shè)計雨水收集池內(nèi)雨水供水泵選型主要受雨水回用系統(tǒng)的影響，和雨水收集池容積等因素關(guān)系不大。本工程選用了2套40m3/h的雨水處理系統(tǒng)，合計處理能力為80m3/h，所以選取2h的雨水處理量作為雨水供水泵的公司量。雨水供水泵采用1用1備。雨水供水泵設(shè)置于雨水收集池內(nèi)的集水坑，集水坑的容積過大而收集雨量少的時候，由于水位很低使該系統(tǒng)無法啟動，另一方面也不能太小，必須能夠容納水泵的布置并留有操作空間，而且容積太小會造成在降雨時間長但降雨量較小時，水泵啟動頻繁。本工程選用每個收集池負(fù)擔(dān)的流域面積內(nèi)1mm降雨的徑流量作為集水坑的容積VI，具體見圖1，采用下式計算。Vi=Fp (1)式中Vi——集水坑容積,m，?F—流域面積,mlW一平均徑流系數(shù)。經(jīng)過計算復(fù)核，這個容積大于雨水供水泵的5min流量。集水坑還需要一定的深度，受潛水泵吸水高度的影響，取500mm為不可泵送的水深，取不可泵送水量占集水坑容積的30%，可得集水坑深度為1600mm(見圖1)。圖1雨水收集池容積計算示意2.3雨水收集池池底設(shè)計為了便于池底的清潔和防止沉淀物淤積，雨水收集池的池底應(yīng)有一定的坡度，但如果按自潔坡度設(shè)計顯然是不現(xiàn)實的。坡度的設(shè)計非常關(guān)鍵，由于沒有現(xiàn)成的依據(jù)，經(jīng)過分析和研究，決定按以下方法確定。根據(jù)文獻(xiàn)1中的數(shù)據(jù)，可回收降雨的平均每場降雨為16.73mm，則平均每場可回收降雨為12.73mm。把此部分降雨量定位最常用的收集容積，這個容積應(yīng)該正好填滿有坡度的池底（包括VI）把坡度池底區(qū)域的容積定位V2（見圖1）則；^2=11.73珂 （2）在確定平面面積和保證低坡不小于10%的情況下，可以通過計算來確定池底的坡度。2.4標(biāo)高控制雨水收集池必須設(shè)置溢流管，溢流管直徑大于或等于進(jìn)水管直徑，其管內(nèi)底的標(biāo)高應(yīng)高于水池內(nèi)最高儲水位100mm，這些都是常規(guī)做法。本工程的雨水收集池與普通水池不同之處在于溢流管和雨水進(jìn)水管的管徑都非常大，一般在900mm和1000mm，這樣打的管徑對池體結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。因為雨水管依靠重力排水，所以雨水收集管和溢流管的埋深都是受控的。整個雨水收集池各個部分的標(biāo)高都受限于雨水收集管和溢流管的標(biāo)高。在這個有限的高差范圍內(nèi)，必須實現(xiàn)初期雨水棄流、初期棄流和收集流的隔斷、溢流水位控制等。為了方便幾個雨水收集池統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式和尺寸，本工程中對B/C/D/E/F幾個雨水收集池的標(biāo)高控制統(tǒng)一為雨水收集管道和溢流管道內(nèi)底高差，即2450mm（見圖2）

2.5棄流池和閥門井布置為了盡量減少室外埋地構(gòu)筑物的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，本項目將雨水棄流池和閥門井與雨水收集池設(shè)計成一個整體，依靠雨水收集池內(nèi)部的分隔實現(xiàn)不同的功能空間，保持整個構(gòu)筑物外形上的規(guī)則和整齊。同時，將棄流池和雨水收集池的集水坑布置在對角位置的閥門井下方（見圖3），由于棄流池頂板與雨水收集池頂板有高差，這種布置方式有利于水池內(nèi)部的通風(fēng)。圖3雨水收集池棄流池和閥門井的布置2.6池體開洞要考慮的問題當(dāng)降雨累積達(dá)到水池溢流水位時，為避免閥門井被灌水，將雨水收集池上需要開的洞都集中在雨水收集池的溢流水位之上（見圖4）其中控制線路的穿孔盡量靠近水池或檢查井的頂板，都采用防水套管，且盡量保證所有的套管和孔洞不會與水直接接觸。開洞范圍圖4雨水收集池池體開洞示意三、雨水收集池細(xì)部設(shè)計要點3.1沖洗系統(tǒng)為了防止沉淀物在水池內(nèi)聚集，設(shè)計了沖洗系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個從潛水泵出水管連出的管道系，靠近水池底部沿著周邊呈環(huán)形布置，在管道上等距離分布著具有導(dǎo)向水流作用的噴水口。這些噴水口與水平呈45°夾角，既可以沖刷池底，也可以對水池水進(jìn)行擾動，使其產(chǎn)生環(huán)形的流動，擴(kuò)大攪動的范圍。棄流池內(nèi)和分割頂板上也設(shè)置有這套系統(tǒng)。3.2格柵系統(tǒng)雨水中可能存在很多漂浮物和大型顆粒物，為了防止這些雜物進(jìn)入水池內(nèi)部，在棄流池和雨水收集池的入口處都設(shè)置了格柵（見圖5）、檢修蓋板O級格柵二W格柵

粗格柵細(xì)格心W、檢修蓋板O級格柵二W格柵

粗格柵細(xì)格心W0.800落水孑l/刁新函雨水收集池圖5雨水收集池格柵設(shè)置示意雨水先進(jìn)入設(shè)置在雨水收集管口下的第一級格柵（粗格柵），孔徑為10mm，設(shè)置在入口雨停計量裝置的上方，其高度高于二級格柵，防止水位升高時將粗格柵中的雜物沖出，第二級格柵（細(xì)格柵）設(shè)置在雨水收集池的入口處，孔徑為3~5mm，主要目的是防止大顆粒懸浮物進(jìn)入雨水收集池。收集的雨水經(jīng)過這兩級格柵系統(tǒng)，基本上能夠過濾掉雨水中大顆粒懸浮物。為了方便清理和維護(hù)，一級格柵設(shè)計為一個方形的籃子，垂直對這一組地面檢修改版，當(dāng)格柵需要清理時，可以打開蓋板，將格柵籃吊出地面清理，二級格柵垂直安裝，位于棄流池分割頂板之上，并且向棄流池內(nèi)部以一定角度凸出，這樣就保證了懸浮物不會懸掛在格柵上而是沉積到分割頂板上，可通過人工進(jìn)入棄流池內(nèi)部進(jìn)行清理。3.3液位控制儀表本工程設(shè)置了多套液位控制儀表以實現(xiàn)自動監(jiān)測，為了防止雨水中的污染物影響檢測效果，這些液位控制儀表采用壓力傳感器。在棄流池和雨水收集池的液位控制中，采用超聲波液位控制器，其中棄流池采用三位控制，雨水收集池采用四位控制。在入口雨量計停裝置中，采用電子液位計，只控制最低水位。3.4安全設(shè)施由于雨水收集池全部為地下構(gòu)筑物，深度較大，而且儲存了大量的水，為了方便維護(hù)管理，保證系統(tǒng)正常運行和操作人員安全，在細(xì)節(jié)上采取了許多安全措施。（1） 雨水收集池和棄流池的地坡較大，為了防止維護(hù)人員進(jìn)入池內(nèi)時滑到，跌入集水坑摔傷，在集水坑周邊高于地面150mm處設(shè)置了一圈沖洗管道，可以起到一些圍護(hù)和緩沖作用。（2） 考慮到液位計的玻璃管強(qiáng)度較低，容易被破壞泄露，而且在水池滿水時可能從頂部冒水，所以規(guī)定在貼臨室內(nèi)房間建設(shè)時不準(zhǔn)設(shè)置液位計。（3） 在較深的檢查井中間設(shè)置了檢修平臺，并將經(jīng)常需要操作的閥門設(shè)置在人站在檢修平臺上容易操作的高度。結(jié)語雨水收集池