[发明专利]一种用于辅助CSO调蓄池规模设计的动态模拟和成本效益分析方法

说明书

一种用于辅助CSO调蓄池规模设计的动态模拟和成本效益分析方法，包括下述步骤：1、基于城市水系统仿真模型，建立合流制调蓄池动态模拟模型；2、确定调蓄池服务范围内合流制汇水区水文属性：3、确定气象数据；4、确定旱季污水量及截流倍数；5、确定模拟参数及降雨场次划分参数；6、确定调蓄池设计参数；7、计算出一定调蓄池规模下系统的溢流量和溢流频次并记录在表格中；8、重复步骤6得出不同调蓄池规模下系统的溢流量和溢流频次；9、计算不同调蓄池规模下的溢流削减率。本发明基于城市水系统仿真模型，通过对不同调蓄池规模合流制排水系统进行动态模拟，得出成本效益曲线，合理确定调蓄池规模并量化评估调蓄池的控制效果。

技术领域

本发明属于合流制调蓄池规模计算的技术领域，特别涉及一种用于辅助CSO调蓄池规模设计的动态模拟和成本效益分析方法。

背景技术

现阶段我国仍有许多城市采用合流制排水系统，将城市生活污水和雨水排放到一个统一的管道网络中，将混合产生的废水输送到管道末端的处理装置或污水厂集中处置。然而，由于经济造价的限制，合流制管网的设计常常不能承载因降雨事件而产生的高排放量，降雨产生的绝大部分雨水进入管道与污水混合，超过管道承载能力而产生的溢流污水直接排放至受纳水体中造成河流污染，称为合流制溢流污染，简称CSO。研究表明，CSO受径流初期冲刷、管道冲刷和生活污水等综合影响，导致其污染物质具有悬浮物、有机物、氮含量高等特点，其所含有的大量污染物是许多天然水体水质恶化的主要原因。为了解决CSO问题，多国技术人员发现调蓄池对CSO污染具有较好的控制效果，在合流制管网系统中增加调蓄池等调蓄设施，以储存并滞留降雨过程中溢流产生的污水量，保证了管道末端污水处理厂的良好性能，避免了对城市水体的污染。

在合流制管网末端建设调蓄池工程能有效提高城市排水系统能力，利用调蓄池存储溢流混合雨污水，待降雨结束后再将其输送至后续截流管道，通过调蓄池的缓冲作用，可以显著提高截流系统的截流倍数，增大现有截流管道的受纳能力，降低对现有排水系统的改造投资。CSO末端调蓄池工程既是城市基础设施工程，也是海绵城市示范区建设的重点工程，因此，调蓄池的研究对控制合流制溢流污染十分必要。

现行的调蓄池设计多采用经验公式法或数学模型模拟计算法，经验公式法具有一定的优势，如操作简单、不需要大量的数据资料，但其存在如下缺陷：1、不同地区自然条件、降雨特征及下垫面情况各有不同，采用经验取值很难得到相对精确的较优方案，在缺少实际条件对经验公式参数取值修正的前提下，调蓄池设计取值偏于保守从而导致浪费了较多的工程投资；2、调蓄池容积一定的情况下降雨量与合流制溢流量、合流制溢流污染的关系不明确，不能定量描述与反应调蓄池的控制效果。而数学模型模拟计算法，是通过建立合流制系统水文、水力模型，利用场次或连续降雨模拟CSO，确定满足设计目标的调蓄规模，而模型法通常需要大量的基础数据导致很多项目无法满足条件。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于辅助CSO调蓄池规模设计的动态模拟和成本效益分析方法，该方法基于城市水系统仿真模型，通过对不同调蓄池规模合流制排水系统进行动态模拟，得出成本效益曲线，合理确定调蓄池规模并量化评估调蓄池的控制效果。

如上构思，本发明的技术方案是：一种用于辅助CSO调蓄池规模设计的动态模拟和成本效益分析方法，其特征在于：包括下述步骤：

步骤1：基于城市水系统仿真模型，建立合流制调蓄池动态模拟模型；

步骤2：确定调蓄池服务范围内合流制汇水区水文属性：

步骤3：确定气象数据，即月均潜在日蒸发强度和降雨时间序列；

步骤4：确定旱季污水量及截流倍数；

步骤5：确定模拟参数及降雨场次划分参数；

步骤6：确定调蓄池设计参数，即设计规模、形状曲线和排空时间；

步骤7：模拟计算，得出一定调蓄池规模下系统的溢流量和溢流频次并记录在表格中；