CN110805109B - 一种基于雨水回用率计算调蓄设施体积的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种基于雨水回用率计算调蓄设施体积的方法，包括以下步骤：（1）确定研究区域典型年日降雨情况；（2）确定各区域或地块雨水回用率及综合径流系数；（3）假定特定单一地块或区域的调蓄池体积，根据水量平衡方程，带入典型年日降雨逐日计算各地块或区域的能够满足雨水回用率要求的最小调蓄池体积；计算在满足雨水回用率条件下多个地块或区域的最小调蓄池体积。本发明的优点在于能够基于研究区域雨水资源化利用率数据目标值，通过一年连续实测降雨数据，以回用率目标值为最小约束边界、回用设施体积为最大约束边界，实现快速化、批量化计算最小雨水回用设施体积。可以为海绵城市建设中雨水回用设施体积的计算提供方法。

Description

一种基于雨水回用率计算调蓄设施体积的方法
技术领域
本发明涉及一种基于雨水回用率计算调蓄设施体积的方法，具体为一种基于区域或地块雨水回用率以确定所需要的最小调蓄设施体积的快速程序化计算方法，属于雨水调蓄计算及海绵城市雨水资源化利用方法领域。
背景技术
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性，下雨时通过海绵设施的设施，能够发挥“蓄渗净滞用排”的作用，提高水环境、修复水生态、涵养水资源、保障水安全，因此雨水回用在海绵城市建设中占了重要的位置，它主要通过雨水回用率目标的制定来进行控制。
回用雨水主要作为绿地浇洒、道路冲洗等市政用水，依据各地实际情况不同，制定不同的雨水资源化利用率。目前实现雨水资源化利用的方式主要有：
(1)集蓄利用：水源补给
河湖水体的集蓄利用：用于水体补水换水及就近绿化道路浇洒
调蓄设施的集蓄利用：利用调蓄模块等雨水调蓄设施集蓄雨水，用于场所内的景观水体补水、绿化、道路浇洒。
(2)渗透利用：回补地下水
生态河道的渗透利用；生态路面的渗透利用；生态屋面及广场的渗透利用。利用途径有：小区：屋顶绿化及雨水调蓄池收集回用；公共建筑：绿色屋顶、雨水花园等设施收集利用；公共绿地：雨水花园、地表雨水调蓄池；城市道路：新建道路分隔带下凹式绿地收集回用。
雨水回用设施的体积计算主要处于一种静态计算的阶段，即普遍采用总降雨量与总面积的乘积再乘以雨水回用率来计算全区域的总体积，但是在海绵城市实施方案阶段需要将指标落实到地块内部，传统的区域尺度计算方法会有一定的局限性。因此需要开发一种动态的计算方法，利用一年动态的实测降雨，结合程序语句的开发，批量化的将回用设施体积分配到地块内部。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于雨水回用率计算调蓄设施体积的方法，以基于区域或各地块雨水回用率，快速计算所需要的最小雨水回用设施体积。
为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种基于雨水回用率计算调蓄设施体积的方法，其特征在于所述方法具体包括以下步骤：
(1)确定研究区域典型年日降雨情况；
(2)确定各区域或地块雨水回用率及综合径流系数；
(3)假定特定单一地块或区域的调蓄池体积，根据水量平衡方程，带入典型年日降雨逐日计算各地块或区域的能够满足雨水回用率要求的最小调蓄池体积；计算在满足雨水回用率条件下多个地块或区域的最小调蓄池体积。
进一步地，步骤(3)包括以下步骤：
a)假定蓄水池体积Vmax；
b)确定水量平衡方程：
Vi-1+Ri＝Ui+Vi+Di
式中：Vi：第i天蓄水池剩余水量；
Ri：第i天去除初雨的径流量；
Ui：第i天雨水利用量；
Di：第i天雨水弃量；
c)循环运行初始条件与约束条件：初始条件V0＝Vmax，约束条件0≤Vi≤Vmax；
d)以第一天为初始计算时间段，根据水量平衡方程计算当天剩余蓄水量Vi，若Vi＞Vmax，则取Vi＝Vmax，若Vi＜0，则重新假定蓄水池体积Vmax，即运行Vmax＝Vmax+0.0000001；
e)基于Visual Basic语句开发可以循环计算的VBA后台程序，将开发程序加载进Excel表格中形成以上述方法快速计算的函数。
进一步地，所述步骤(b)中，Ui＝FHfφU，F:单一地块或区域面积；Hf：
年降雨总量；φ：该地块或区域综合径流系数；U：该地块或区域雨水资源化利用率。
本发明能够基于研究区域雨水资源化利用率数据目标值，通过一年连续实测降雨数据，以回用率目标值为最小约束边界、回用设施体积为最大约束边界，实现快速化、批量化计算最小雨水回用设施体积。可以为海绵城市建设中雨水回用设施体积的计算提供方法。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
一种基于雨水回用率计算调蓄设施体积的方法，其特征在于所述方法具体包括以下步骤：
(1)确定研究区域典型年日降雨情况；
(2)确定各区域或地块雨水回用率及综合径流系数；
(3)假定特定单一地块或区域的调蓄池体积，根据水量平衡方程，带入典型年日降雨逐日计算各地块或区域的能够满足雨水回用率要求的最小调蓄池体积；计算在满足雨水回用率条件下多个地块或区域的最小调蓄池体积。
研究区域典型年日降雨情况及各区域或地块雨水回用率及综合径流系数根据现有资料得到，在此不再赘述。
进一步地，步骤(3)包括以下步骤：
f)假定蓄水池体积Vmax；
g)确定水量平衡方程：
Vi-1+Ri＝Ui+Vi+Di
式中：Vi：第i天蓄水池剩余水量；
Ri：第i天去除初雨的径流量(不包括降至水面的雨水径流量)；
Ui：第i天雨水利用量；(其中Ui＝FHfφU，F:单一地块或区域面积；Hf：年降雨总量；φ：该地块或区域综合径流系数；U：该地块或区域雨水资源化利用率)；
Di：第i天雨水弃量；
h)循环运行初始条件与约束条件：初始条件V0＝Vmax，约束条件0≤Vi≤Vmax；
i)以第一天为初始计算时间段，根据水量平衡方程计算当天剩余蓄水量Vi，若Vi＞Vmax，则取Vi＝Vmax，若Vi＜0，则重新假定蓄水池体积Vmax，即运行Vmax＝Vmax+0.0000001；
j)基于Visual Basic语句开发可以循环计算的VBA后台程序，将开发程序加载进Excel表格中形成以上述方法快速计算的函数。
步骤(j)为基于Visual Basic语句开发的程序，其中程序语句如下：

Claims (1)

1.一种基于雨水回用率计算调蓄设施体积的方法，其特征在于所述方法具体包括以下步骤：
(1)确定研究区域典型年日降雨情况；
(2)确定各区域或地块雨水回用率及综合径流系数；
(3)假定特定单一地块或区域的调蓄池体积，根据水量平衡方程，带入典型年日降雨逐日计算各地块或区域的能够满足雨水回用率要求的最小调蓄池体积；计算在满足雨水回用率条件下多个地块或区域的最小调蓄池体积；
步骤(3)包括以下步骤：
a)假定蓄水池体积Vmax；
b)确定水量平衡方程：
Vi-1+Ri＝Ui+Vi+Di
式中：Vi：第i天蓄水池剩余水量；
Ri：第i天去除初雨的径流量；
Ui：第i天雨水利用量；
Di：第i天雨水弃量；
所述步骤(b)中，Ui＝FHfφU，F:单一地块或区域面积；Hf：年降雨总量；φ：该地块或区域综合径流系数；U：该地块或区域雨水资源化利用率；
c)循环运行初始条件与约束条件：初始条件V0＝Vmax，约束条件0≤Vi≤Vmax；
d)以第一天为初始计算时间段，根据水量平衡方程计算当天剩余蓄水量Vi，若Vi＞Vmax，则取Vi＝Vmax，若Vi＜0，则重新假定蓄水池体积Vmax，即运行Vmax＝Vmax+0.0000001；
e)基于Visual Basic语句开发可以循环计算的VBA后台程序，将开发程序加载进Excel表格中形成以上述方法快速计算的函数。
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