[发明专利]雨水双效控制的生物滞留设施内部排水系统及实现方法

权利要求书

1.一种针对湿润地区雨水双效控制的生物滞留设施内部排水系统，其特征在于：在生物滞留设施中增设底部排水管和溢流堰，分别用于控制雨水总量和峰值，底部排水管主要用于雨水总量调蓄，溢流堰主要用于雨水峰值的控制；所述底部排水管设置在生物滞留设施渗透层的下方，底部排水管上设有多个开孔；

所述溢流堰为正方形溢流堰，溢流堰设置于生物滞留设施中部；

开孔截面分布沿排水管轴中心点对称均匀分布，底部排水管侧面开孔的分布为平行于排水管轴线的均匀直线分布；排水管位于生物滞留设施排水层的中部，管上、下留有安全距离，开孔的下方，垫有集料；

所述溢流堰为正方形溢流堰，溢流堰设置可设置为生物滞留设施边缘豁口进行排水，在此种情况下，溢流堰排水线长度与设置于生物滞留设施中部的溢流堰排水线长度相等；

针对底部排水管和溢流堰不同的工作性质，采取不同的标准和计算公式对其具体尺寸进行推导；底部排水管采取《海绵城市建设技术指南》中径流总量控制标准，根据Colebrook-White公式对其管径尺寸进行推算，根据孔口公式对其孔径进行推算；溢流堰采取《室外排水设计规范(2014版)》雨水管道峰值控制标准，采取宽顶堰公式和孔口公式分别对自由出流和淹没出流条件下的溢流堰边长进行推算；最终得出底部排水管管径、孔径及溢流堰边长计算公式。

2.一种如权利要求1所述的针对湿润地区雨水双效控制的生物滞留设施内部排水系统的实现方法，其特征在于：在生物滞留设施中增设底部排水管和溢流堰，分别用于控制雨水总量和峰值，底部排水管主要用于雨水总量调蓄，溢流堰主要用于雨水峰值的控制；所述底部排水管设计流量确定即根据《海绵城市建设技术指南》中年径流总量控制标准，根据不同径流总量控制率查找相对的设计降雨量，由该部分降雨量计算底部排水管设计流量；对于底部排水管流量设计，应考虑最不利的情况，当生物滞留设施土壤含水量达到饱和时，则该设计降雨量就是底部排水管需要排出的雨水量；综合考虑各因素，给出以下底部排水管流量设计公式，如公式(7)所述：

式中，Q_p-生物滞留设施底部排水管设计流量(m³/s)；

H-生物滞留设施设计降雨量(mm)；

Φ-生物滞留设施服务区域径流系数；

F-生物滞留设施服务面积(hm²)；

t-下渗时间(min)，一般可取120min。

3.如权利要求2所述的针对湿润地区雨水双效控制的生物滞留设施内部排水系统的实现方法，其特征在于：所述溢流堰设计流量确定即根据《室外排水设计规范(2014版)》中雨水管道峰值流量控制标准，综合考虑各因素，根据雨水管道流量设计公式给出以下溢流堰流量设计公式，如式(8)所示：

式中，Q_w-生物滞留设施溢流堰设计流量(m³/s)；

Φ-生物滞留设施服务区域径流系数，其数值小于1；

A₁、c、b、n-地方参数，反映降雨特征；

P-设计重现期(a)；

t₂-降水时间(min)；

F-生物滞留设施服务面积(hm²)。

4.如权利要求2所述的针对湿润地区雨水双效控制的生物滞留设施内部排水系统的实现方法，其特征在于：所述底部排水管尺寸设计公式确定即根据Colebrook-White公式及相关经验参数，给出以下排水管管径迭代计算公式，如式(9)所示：

式中，Q_p-生物滞留设施底部排水管设计流量(m³/s)；

d_pipe-底部排水管设计管径(mm)；

k-管壁粗糙度。