在溢流頻率調節(jié)的背景下,用于組合污水系統(tǒng)溢流防治的攔截率設計計算方法
《Journal of Water Process Engineering》:Design calculation method of the interception ratio for combined sewer overflow abatement in the context of overflow frequency regulation
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時間:2026年02月23日
來源:Journal of Water Process Engineering 6.7
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本研究針對現(xiàn)有攔截比設計方法未充分考慮溢流頻率控制需求的問題,提出三種新方法:閾值排序法(Method I)、年多事件極值抽樣法(Method II)和低重現(xiàn)期降雨強度公式法(Method III),基于十年降雨數(shù)據(jù)驗證,結果顯示Method II的攔截比均值(4.95)為上限,Method III適用于僅能獲取低重現(xiàn)期公式的情況。
劉興波|安世杰|沈亮
上海海事大學海洋科學與工程學院,上海,201306,中華人民共和國
摘要
截流率是攔截式合流制排水系統(tǒng)設計和改造的關鍵參數(shù)。目前,確定截流率的方法主要有四類:經(jīng)濟投資優(yōu)化方法、人口密度關聯(lián)方法、水力模型模擬方法以及標準(或規(guī)范)推薦方法。然而,這些方法很少考慮合流制排水系統(tǒng)在排放口處的控制要求,例如溢流頻率的調節(jié)。針對這一問題,本文提出了三種新的設計計算方法,并對不同溢流頻率調節(jié)情景進行了比較,包括閾值排序法(方法I)、年多事件最大值(AMEM)采樣法(方法II)和低重現(xiàn)期降雨強度公式法(方法III)。在計算截流率時,考慮了九種最小事件間隔時間(MIET)情景(10分鐘、15分鐘、20分鐘、30分鐘、45分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘、180分鐘)。研究基于2008年1月1日至2017年12月31日的十年降雨記錄數(shù)據(jù)進行了案例分析。結果表明:(1)三種方法的平均截流率分別為2.61、4.95和[0.69, 2.65];(2)三種方法的標準差分別為0.05、0.00和[0.01, 0.13];(3)方法II的結果可以作為截流率的上限;(4)方法III適用于僅能獲得低重現(xiàn)期降雨強度公式的情況。
縮寫說明
縮寫
| AMEM | 年多事件最大值 |
| CSO | 合流制排水系統(tǒng)溢流 |
| CV | 變異系數(shù)
| EPA | 環(huán)境保護署
| IDF | 強度-持續(xù)時間-頻率
| MIET | 最小事件間隔時間
| WWTP | 污水處理廠
研究方法
針對排放口溢流頻率調節(jié)的情景,本研究提出了新的截流率計算方法。具體技術流程如圖2所示。
降雨事件劃分結果
本案例研究基于中國西南部某氣象站的十年降雨數(shù)據(jù)(2008年1月1日至2017年12月31日),時間分辨率為5分鐘。假設研究對象的溢流頻率調節(jié)目標為每年5次,平均污水流量為0.40毫米/分鐘,研究的MIET情景為10分鐘、15分鐘、20分鐘、30分鐘、45分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘和180分鐘。由于篇幅限制,此處僅展示部分結果。
討論
本研究提出了三種截流率的設計計算方法,以滿足排放口溢流頻率調節(jié)的需求。其中,方法I和方法II基于原始降雨數(shù)據(jù),而方法III基于降雨強度公式(該公式同樣來源于原始降雨數(shù)據(jù))。因此,方法I和方法II屬于直接計算方法,方法III屬于間接計算方法。
結論
本研究提出了三種用于溢流頻率調節(jié)背景下的截流率計算方法,包括閾值排序法(方法I)、年多事件最大值(AMEM)采樣法(方法II)和低重現(xiàn)期降雨強度公式法(方法III)。基于十年降雨數(shù)據(jù)(2008年1月1日至2017年12月31日)和九種最小事件間隔時間(MIET)情景(10分鐘、15分鐘、20分鐘、30分鐘、45分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘、180分鐘),
作者貢獻聲明
劉興波:撰寫 – 審稿與編輯,撰寫 – 原稿撰寫,驗證,監(jiān)督,資源提供,項目管理,方法論設計,數(shù)據(jù)整理,概念構建。安世杰:撰寫 – 審稿與編輯,撰寫 – 原稿撰寫,可視化呈現(xiàn),驗證,數(shù)據(jù)整理。沈亮:撰寫 – 原稿撰寫,數(shù)據(jù)調查,數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)整理。
參與同意書
作者同意將本文發(fā)表在《水處理工程雜志》上。
作者同意將本文發(fā)表在《水處理工程雜志》上。
倫理審查
本文尚未在其他任何地方發(fā)表或接受審稿。
利益沖突聲明
作者聲明不存在可能影響本文研究的已知財務利益或個人關系。
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