屋面降水利用优化研究

论文摘要

我国是水资源贫乏的国家。为解决水资源短缺的问题,雨水利用得到了越来越多的关注。雨水利用不仅可以在水资源短缺的地方展开,在水资源充沛的地区也是可行的。雨水利用工程涉及因素较多,本文分析了影响雨水利用的主要因素,并对这些因素做出了优化设计和合理的评价。。屋面面积对屋面雨水排水系统和雨水利用方案的选择有重要影响。当屋面面积较大时,可通过技术、经济比较后确定雨水排水系统类别。重力流系统具有较大的排水潜力,系统的设计不必考虑提高重现期。虹吸系统是位能极限利用的系统,系统设计重现期应提高,但取值也不宜过高。屋面面积较大时,可收集的雨水就越多,有利于回用。雨水利用应处理好与屋面雨水排水系统的衔接问题。屋面雨水污染物质主要是COD与SS,污染物浓度的大小与屋面材料、季节与气温有很大关系。为最经济的利用雨水,应考虑舍弃适当的初期雨水。弃流量在1～2mm时可满足要求。该弃流量通过雨水弃流装置实现。雨水处理工艺应根据回用水用途对水质的要求来确定。常规雨水处理工艺混凝—沉淀—过滤—消毒就能满足大部分杂用水水质的要求。对于有特殊水质要求的回用水,可采用超滤、膜滤等来达到水质要求。雨水利用应尽量与景观结合起来,使总体效益最大化。雨水系统优化设计的关键在于雨水调节池的规模。雨水调节池的规模大小直接影响雨水利用系统的集流效率、投资和成本,优化设计应寻求效益与费用比值最大时所对应的经济规模。通过采用合理步距,求得贮存池在各种降雨厚度下的规模,经效益、费用比值关系曲线图求得最经济规模。雨水利用工程是一个系统工程,涉及经济、技术、环境、社会等多方面的因素,因此雨水利用的评价也应体现各方面的综合最优性。本文运用层次分析的方法,建立多目标综合评价的多层次递阶结构模型,将专家和决策者的主观判断和客观数据相联系,并将其给予量化描述,从而对雨水利用方案给予了合理的评价。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.2.1 传统雨水处置
• 1.2.2 国际现状综述
• 1.2.3 国内现状综述
• 1.3 雨水回灌地下的必要性
• 1.3.1 地下水减少的后果
• 1.3.2 雨水回灌的益处
• 1.4 屋面雨水排放系统
• 1.4.1 重力雨水系统
• 1.4.2 重力－压力流系统
• 1.4.3 虹吸—压力流雨水系统
• 1.5 国内外雨水利用介绍
• 1.5.1 雨水利用原则及技术概要
• 1.5.2 国外雨水利用介绍
• 1.6 国内外雨水利用方案介绍
• 1.6.1 雨水回收利用
• 1.6.2 雨水渗透利用
• 1.7 雨水利用存在的问题
• 1.8 课题研究的内容
• 1.9 课题研究的技术路线
• 2 雨水排水系统适用条件及设计参数优化
• 2.1 屋面雨水排水系统简述
• 2.1.1 重力流排水系统
• 2.1.2 压力流排水系统
• 2.1.3 堰流斗系统
• 2.2 雨水排水系统特征分析
• 2.2.1 重力流排水系统
• 2.2.2 压力流排水系统
• 2.3 雨水排水系统适用条件分析
• 2.3.1 屋面汇水面积条件
• 2.3.2 技术条件
• 2.4 雨水排水系统设计参数优化
• 2.4.1 重现期是雨水排水系统设计的关键
• 2.4.2 重力流雨水系统重现期
• 2.4.3 压力流雨水系统重现期
• 2.5 本章小结
• 3 初期雨水弃流量的确定
• 3.1 雨水利用系统的种类和构成
• 3.2 雨水弃流的必要性
• 3.2.1 雨水水质的影响因素
• 3.3 雨水利用与水质
• 3.4 初期雨水弃流量的确定
• 3.4.1 雨水回收弃流量
• 3.4.2 雨水入渗弃流量
• 3.5 初期雨水弃流措施
• 3.5.1 容积法弃流装置
• 3.5.2 切换式弃流装置
• 3.6 本章小结
• 4 雨水处理构筑物设计及处理工艺选择
• 4.1 城市雨水处理技术
• 4.1.1 屋面雨水用途与水质要求
• 4.2 雨水处理工艺
• 4.2.1 常规雨水水质处理工艺
• 4.2.2 雨水深度处理工艺
• 4.3 雨水生物处理
• 4.4 本章小结
• 5 雨水利用规模的优化设计
• 5.1 屋面雨水利用系统的优化设计
• 5.1.1 优化设计的目标与原则
• 5.1.2 优化设计的方法
• 5.2 雨水利用构筑物优化设计
• 5.2.1 优化目标及原理
• 5.2.2 优化设计的具体步骤
• 5.2.3 经济分析
• 5.3 本章小结
• 6 雨水利用方案的评价
• 6.1 层次分析法的原理
• 6.2 层次分析的步骤
• 6.2.1 建立递阶层次结构模型
• 6.2.2 构造比较判断矩阵
• 6.2.3 层次单排序及其一致性检验
• 6.3 AHP 判断矩阵权值计算
• 6.3.1 常用的计算方法
• 6.3.2 MATLAB 在求解判断矩阵特征值和特征向量时的应用
• 6.4 本章小结
• 7 应用实例分析
• 7.1 项目简介
• 7.2 湖水水质的保护措施
• 7.2.1 雨水截流生物净化沟
• 7.2.2 植物净化床
• 7.3 人工湖水量平衡工程
• 7.3.1 绿化浇洒用水量
• 7.3.2 湖底渗水量
• 7.3.3 湖面蒸发量
• 7.3.4 降雨量
• 7.3.5 补给水量
• 7.3.6 人工湖水量平衡图
• 7.4 二期工程
• 7.4.1 经济规模的确定
• 7.4.2 各构筑物设计
• 7.5 本章小结
• 8 结论与建议
• 8.1 结论
• 8.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录