生态设计与技术构造 第5.6讲
一. 雨水收集
雨水径流
表层径流：雨水由于重力作用在地面的运动，并流入湖泊、江河等水体。
对于不透水表层，径流直接发生。
对于透水表层，表层饱和后，径流才可发生，即，降水强度大于渗透率事，地表径流才会发生。
地下径流，渗入水体，在水平方向或垂直方向穿越土层而流动的雨水。
任何建设工程，都将引起地表重塑，其表面特征随之改变，如，速率，流量，方向等。 在安全性，生态敏感性等方面都会带来变化。
处理雨水问题：
地区性
气候性
也就是现场性，很难复制
立法：对径流、侵蚀、沉积、水质等方面的控制
1. 水文循环
城市化带来的影响：
大量不透水层的增加：房屋、公路、停车场、人行道
植被减少：
后果就是：天然贮水能力的降低，江水迅速转化为地表径流。
对应措施：
传统技术措施：道牙、明沟、渠道等排水设施，将雨水引出到开发场地以外。 带来的环境影响：
植被生长不稳定---引发泥石流
河道容量减少，河床提升---引发洪涝灾害
污染物集中汇聚，
造成环境负面影响的根本原因是：传统的构造技术措施仅仅考虑的是如何尽快的将雨水从场地排走，而没有考虑这一行为对场地外的影响。
2. 雨水处理策略：
通过土地规划政策，管理和设计，在集水区和非集水区区域控制雨水径流，是非构造性和预防性的解决办法。
单个场地排水可能会产生：下游发生洪水，污染水质，产生维护费用
以集水区为基础的雨水处理方法可以防止过大的雨水径流量
①了解集水区的特点
降雨强度及频率
水质状况
表面覆盖层
土地使用状况
②鉴定、评估和区分问题的优劣次序
③确定集水区雨水处理的目标
● 容许的最大单位径流输出量
或者是政府规定的最大径流输出量，或者是不超过开发前本场地的最大径流输出量。这样做，开发后该场地就不会对周边环境造成水文方面的影响。
● 容许的不透水率
当一个排水区域的不透水层达到20%时，河流的水质就会发生恶化。
停车场---停车位：3*6m---2.7*5.5m
入口：7m---6m
用管理的方法，减少停车的需要
街道的宽度：由交通流量确定，恰当的设计宽度。
不透水地面，道路占70%。
● 识别和设置构造性的排水设施
3. 原理和技术
最佳处理方案：控制径流量，减少排污量，自然和建筑结合
3.1人造湿地——永久性蓄水池
功能：
收集雨水
净化污染物
改善环境质量
增加美观效果，娱乐，教育功能
负面影响：
安全威胁
水藻生长过快
臭味，蚊虫
维护费用，排渣
基本尺寸
进水口与出水口之间路径蜿蜒。，保证谁的滞留时间
进入水池的水逐渐散开，避免出现死角区。
水池深度1.2m-2.4m 之间，
2.4m，存在安全隐患，清洁维护困难。
水池深度不能超过季节性的最高地下水位。
3.2其他滞留雨水设施
地表技术：
低洼地，草坪，
铺砌区域，运动场地，
地下技术：造价高，占地少
多空回填技术
蓄水池
思考题:
雨天外出调查：
**道路，**操场，**广场，**地下通道，等雨水排除状况，识别排水系统中的处理措施。
二 用推理法和修正推理法确定滞洪贮存区的贮水池容量
设计：植草的水渠
排水的管道
确定径流量和径流速率
1推理法
对于小于80ha 的区域，计算径流速率，常用推理法
q =CiA
q -径流峰值速率，m 3/s
C -无量纲系数（0-1之间）
i -降雨强度，m m /h (10-3m /3600s )
A -排水渠面积，ha (10000m 2)
径流系数
建议，（实地调研）
屋顶 0.8-0.95
柏油或水泥路面，0.75-0.95
砾石路面，0.35-0.70
草地，沙壤土0.1，粉质土0.3，粘土0.4
汇流时间T c ：
从微观叙说，某一滴水珠从排水区域内的某一点汇流到设计排出口的最长时间。 请注意，不是最大排水距离。
从宏观叙说，从降雨开始，到形成峰值径流的时间。
推理法假定的前提条件是：暴雨持续时间=汇流时间
实际上：降雨前期，土壤将吸收一部分雨水，也就是说，前期降雨江北土壤或植被消耗，只有当其饱和后，才能形成地面径流。
水文过程线
2修正推理法在公式中包含了一个前期降雨系数，C A 。、
q =CC A iA
q -径流峰值速率，m 3/s
C A -前期降雨系数
C -无量纲系数（0-1之间）
i -降雨强度，m m /h (10-3m /3600s )
A -排水渠面积，ha (10000m 2)
例：一场地面积为60000㎡，C=0.3，C A =1.25，汇流时间为T c =25min，（i=125mm/h），开发建设后，C=0.75，C A =1.25，汇流时间为T c =15min，（i=180mm/h），若暴雨持续时间为15min ，要求开发后的输出峰值径流速率保持不变，求贮水设施的容积。
Q fore =C*CA *i*A=0.3*1.25*125*10-3/3600*60000=0.78m3 /s
Q after = C*CA *i*A=0.75*1.25*180*10-3/3600*60000=2.81 m3 /s
33△V=（2.81-0.78）*15*60=1827m≈2000 m
班级; 学号 姓名
课堂作业：
一场地75ha ，开发前输出峰值径流速率为9.76m /s，汇流时间为25min 。开发后，径流系数为0.75，前期径流系数为1.25，汇流时间为15min ， 100年一遇的暴雨频率，其降雨强度为i=116mm/h，若暴雨持续30min 。请问，需要预留多少容积的贮水池才能保证输出径流速率不变？
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生态设计与技术构造 第5.6讲
一. 雨水收集
雨水径流
表层径流：雨水由于重力作用在地面的运动，并流入湖泊、江河等水体。
对于不透水表层，径流直接发生。
对于透水表层，表层饱和后，径流才可发生，即，降水强度大于渗透率事，地表径流才会发生。
地下径流，渗入水体，在水平方向或垂直方向穿越土层而流动的雨水。
任何建设工程，都将引起地表重塑，其表面特征随之改变，如，速率，流量，方向等。 在安全性，生态敏感性等方面都会带来变化。
处理雨水问题：
地区性
气候性
也就是现场性，很难复制
立法：对径流、侵蚀、沉积、水质等方面的控制
1. 水文循环
城市化带来的影响：
大量不透水层的增加：房屋、公路、停车场、人行道
植被减少：
后果就是：天然贮水能力的降低，江水迅速转化为地表径流。
对应措施：
传统技术措施：道牙、明沟、渠道等排水设施，将雨水引出到开发场地以外。 带来的环境影响：
植被生长不稳定---引发泥石流
河道容量减少，河床提升---引发洪涝灾害
污染物集中汇聚，
造成环境负面影响的根本原因是：传统的构造技术措施仅仅考虑的是如何尽快的将雨水从场地排走，而没有考虑这一行为对场地外的影响。
2. 雨水处理策略：
通过土地规划政策，管理和设计，在集水区和非集水区区域控制雨水径流，是非构造性和预防性的解决办法。
单个场地排水可能会产生：下游发生洪水，污染水质，产生维护费用
以集水区为基础的雨水处理方法可以防止过大的雨水径流量
①了解集水区的特点
降雨强度及频率
水质状况
表面覆盖层
土地使用状况
②鉴定、评估和区分问题的优劣次序
③确定集水区雨水处理的目标
● 容许的最大单位径流输出量
或者是政府规定的最大径流输出量，或者是不超过开发前本场地的最大径流输出量。这样做，开发后该场地就不会对周边环境造成水文方面的影响。
● 容许的不透水率
当一个排水区域的不透水层达到20%时，河流的水质就会发生恶化。
停车场---停车位：3*6m---2.7*5.5m
入口：7m---6m
用管理的方法，减少停车的需要
街道的宽度：由交通流量确定，恰当的设计宽度。
不透水地面，道路占70%。
● 识别和设置构造性的排水设施
3. 原理和技术
最佳处理方案：控制径流量，减少排污量，自然和建筑结合
3.1人造湿地——永久性蓄水池
功能：
收集雨水
净化污染物
改善环境质量
增加美观效果，娱乐，教育功能
负面影响：
安全威胁
水藻生长过快
臭味，蚊虫
维护费用，排渣
基本尺寸
进水口与出水口之间路径蜿蜒。，保证谁的滞留时间
进入水池的水逐渐散开，避免出现死角区。
水池深度1.2m-2.4m 之间，
2.4m，存在安全隐患，清洁维护困难。
水池深度不能超过季节性的最高地下水位。
3.2其他滞留雨水设施
地表技术：
低洼地，草坪，
铺砌区域，运动场地，
地下技术：造价高，占地少
多空回填技术
蓄水池
思考题:
雨天外出调查：
**道路，**操场，**广场，**地下通道，等雨水排除状况，识别排水系统中的处理措施。
二 用推理法和修正推理法确定滞洪贮存区的贮水池容量
设计：植草的水渠
排水的管道
确定径流量和径流速率
1推理法
对于小于80ha 的区域，计算径流速率，常用推理法
q =CiA
q -径流峰值速率，m 3/s
C -无量纲系数（0-1之间）
i -降雨强度，m m /h (10-3m /3600s )
A -排水渠面积，ha (10000m 2)
径流系数
建议，（实地调研）
屋顶 0.8-0.95
柏油或水泥路面，0.75-0.95
砾石路面，0.35-0.70
草地，沙壤土0.1，粉质土0.3，粘土0.4
汇流时间T c ：
从微观叙说，某一滴水珠从排水区域内的某一点汇流到设计排出口的最长时间。 请注意，不是最大排水距离。
从宏观叙说，从降雨开始，到形成峰值径流的时间。
推理法假定的前提条件是：暴雨持续时间=汇流时间
实际上：降雨前期，土壤将吸收一部分雨水，也就是说，前期降雨江北土壤或植被消耗，只有当其饱和后，才能形成地面径流。
水文过程线
2修正推理法在公式中包含了一个前期降雨系数，C A 。、
q =CC A iA
q -径流峰值速率，m 3/s
C A -前期降雨系数
C -无量纲系数（0-1之间）
i -降雨强度，m m /h (10-3m /3600s )
A -排水渠面积，ha (10000m 2)
例：一场地面积为60000㎡，C=0.3，C A =1.25，汇流时间为T c =25min，（i=125mm/h），开发建设后，C=0.75，C A =1.25，汇流时间为T c =15min，（i=180mm/h），若暴雨持续时间为15min ，要求开发后的输出峰值径流速率保持不变，求贮水设施的容积。
Q fore =C*CA *i*A=0.3*1.25*125*10-3/3600*60000=0.78m3 /s
Q after = C*CA *i*A=0.75*1.25*180*10-3/3600*60000=2.81 m3 /s
33△V=（2.81-0.78）*15*60=1827m≈2000 m
班级; 学号 姓名
课堂作业：
一场地75ha ，开发前输出峰值径流速率为9.76m /s，汇流时间为25min 。开发后，径流系数为0.75，前期径流系数为1.25，汇流时间为15min ， 100年一遇的暴雨频率，其降雨强度为i=116mm/h，若暴雨持续30min 。请问，需要预留多少容积的贮水池才能保证输出径流速率不变？
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