2.3雨水收集池池底设计
为了便于池底的清洁和防止沉淀物淤积,雨水收集池的池底应有一定的坡度,但如果按自洁坡度设计显然是不现实的。坡度的设计非常关键,由于没有现成的依据,经过分析和研究,决定按以下方法确定。
根据文献1中的数据,可回收降雨的平均每场降雨为16.73mm,则平均每场可回收降雨为12.73mm。把此部分降雨量定位*常用的收集容积,这个容积应该正好填满有坡度的池底(包括V1)把坡度池底区域的容积定位V2(见图1)则;
在确定平面面积和保证低坡不小于10%的情况下,可以通过计算来确定池底的坡度。
2.4标高控制
雨水收集池必须设置溢流管,溢流管直径大于或等于进水管直径,其管内底的标高应高于水池内*高储水位100mm,这些都是常规做法。本工程的雨水收集池与普通水池不同之处在于溢流管和雨水进水管的管径都非常大,一般在900mm和1000mm,这样打的管径对池体结构会产生相当大的影响。因为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。
整个雨水收集池各个部分的标高都受限于雨水收集管和溢流管的标高。在这个有限的高差范围内,必须实现初期雨水弃流、初期弃流和收集流的隔断、溢流水位控制等。为了方便几个雨水收集池统一结构形式和尺寸,本工程中对B/C/D/E/F几个雨水收集池的标高控制统一为雨水收集管道和溢流管道内底高差,即2 450mm(见图2)
2.5弃流池和阀门井布置
为了尽量减少室外埋地构筑物的数量,降低系统的复杂程度,本项目将雨水弃流池和阀门井与雨水收集池设计成一个整体,依靠雨水收集池内部的分隔实现不同的功能空间,保持整个构筑物外形上的规则和整齐。同时,将弃流池和雨水收集池的集水坑布置在对角位置的阀门井下方(见图3),由于弃流池顶板与雨水收集池顶板有高差,这种布置方式有利于水池内部的通风。
2.6池体开洞要考虑的问题
当降雨累积达到水池溢流水位时,为避免阀门井被灌水,将雨水收集池上需要开的洞都集中在雨水收集池的溢流水位之上(见图4)其中控制线路的穿孔尽量靠近水池或检查井的顶板,都采用防水套管,且尽量保证所有的套管和孔洞不会与水直接接触。
三、雨水收集池细部设计要点
3.1冲洗系统
为了防止沉淀物在水池内聚集,设计了冲洗系统。该系统是一个从潜水泵出水管连出的管道系,靠近水池底部沿着周边呈环形布置,在管道上等距离分布着具有导向水流作用的喷水口。这些喷水口与水平呈45°夹角,既可以冲刷池底,也可以对水池水进行扰动,使其产生环形的流动,扩大搅动的范围。弃流池内和分割顶板上也设置有这套系统。
3.2格栅系统
雨水中可能存在很多漂浮物和大型颗粒物,为了防止这些杂物进入水池内部,在弃流池和雨水收集池的入口处都设置了格栅(见图5)
雨水先进入设置在雨水收集管口下的**级格栅(粗格栅),孔径为10mm,设置在入口雨停计量装置的上方,其高度高于二级格栅,防止水位升高时将粗格栅中的杂物冲出,第二级格栅(细格栅)设置在雨水收集池的入口处,孔径为3~5mm,主要目的是防止大颗粒悬浮物进入雨水收集池。
收集的雨水经过这两级格栅系统,基本上能够过滤掉雨水中大颗粒悬浮物。为了方便清理和维护,一级格栅设计为一个方形的篮子,垂直对这一组地面检修改版,当格栅需要清理时,可以打开盖板,将格栅篮吊出地面清理,二级格栅垂直安装,位于弃流池分割顶板之上,并且向弃流池内部以一定角度凸出,这样就保证了悬浮物不会悬挂在格栅上而是沉积到分割顶板上,可通过人工进入弃流池内部进行清理。
3.3液位控制仪表
本工程设置了多套液位控制仪表以实现自动监测,为了防止雨水中的污染物影响检测效果,这些液位控制仪表采用压力传感器。
在弃流池和雨水收集池的液位控制中,采用超声波液位控制器,其中弃流池采用三位控制,雨水收集池采用四位控制。在入口雨量计停装置中,采用电子液位计,只控制*低水位。
3.4安全设施
由于雨水收集池全部为地下构筑物,深度较大,而且储存了大量的水,为了方便维护管理,保证系统正常运行和操作人员安全,在细节上采取了许多安全措施。
(1)雨水收集池和弃流池的地坡较大,为了防止维护人员进入池内时滑到,跌入集水坑摔伤,在集水坑周边高于地面150mm处设置了一圈冲洗管道,可以起到一些围护和缓冲作用。 (2)考虑到液位计的玻璃管强度较低,容易被破坏泄露,而且在水池满水时可能从顶部冒水,所以规定在贴临室内房间建设时不准设置液位计。 (3)在较深的检查井中间设置了检修平台,并将经常需要操作的阀门设置在人站在检修平台上容易操作的高度。
结语
雨水收集池的设计是雨水收集利用系统中比较关键的环节,由于缺乏成熟的参考资料和工程实例,我们在这部分设计中做了一些大胆的尝试和创新。这些尝试和创新是否符合实际需要,是否具有广泛的推广意义,还需要实践检验。
尽管向大家展现的仅是这个特殊工程的特殊做法,但一些在设计和研究中总结的雨水收集池的设计原则是有一定通用性的,希望能为广大的雨水利用设计、研究和实施者提供有益的参考。