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促使水力設(shè)施和系統(tǒng)開發(fā)研究的主要原因是雨水的輸入問題。為了簡化設(shè)計(jì)計(jì)算和限制模擬的時(shí)間，一般利用典型的暴雨降雨來進(jìn)行研究。在佛蘭德斯，在降雨強(qiáng)度/持續(xù)時(shí)間/頻率關(guān)聯(lián)性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)的暴雨，用在綜合下水道設(shè)計(jì)上(IDF--關(guān)聯(lián)性)(Vaes，1999)。這些設(shè)計(jì)的暴雨被叫做“合成暴雨”(Fig.1)，這是因?yàn)檫@種暴雨重現(xiàn)了各種暴雨降雨中的所有過程，暴雨降雨中的各種情況都包含在其中了[與著名的芝加哥暴雨相比(Keifer & Chu，1957)。然而，降雨的可變性是很高的。對(duì)照兩種模擬結(jié)果(水力系統(tǒng)中流量，水深，等等)，一個(gè)模擬結(jié)果是從連續(xù)的模擬中得到的，一個(gè)模擬結(jié)果從設(shè)計(jì)暴雨降水得到的，從這個(gè)對(duì)照中可以可以當(dāng)降雨固有可變性可以忽略的時(shí)候，通過研究一些顯著的差異，可以估算在一場暴雨出現(xiàn)的概率(Dah1，Harremoes，Jacobsen，1996;Vaes，1999)。這些差異對(duì)系統(tǒng)的影響是微小，而且它的變化是線性的，因?yàn)橹苯拥慕涤隂Q定了流量的峰值和流量的最大值。當(dāng)系統(tǒng)的變化越來越接近于“容量性”系統(tǒng)時(shí)(及儲(chǔ)水箱在系統(tǒng)中的作用越來越大)，這種差異將變大。一個(gè)容量性的系統(tǒng)有受到以前降雨影響的存儲(chǔ)功能。一般來說綜合下水道系統(tǒng)有一個(gè)空置時(shí)間段，時(shí)間接近12個(gè)小時(shí)。由于有源頭控制建筑，這個(gè)空置時(shí)間段將變的很大(幾個(gè)星期或幾個(gè)月)。在暴雨過后不久，如果又連續(xù)下了好幾場的暴雨，在以前的的情況，降雨將大量會(huì)占用綜合下水道系統(tǒng)的容量或維持設(shè)施的容量。存儲(chǔ)器的影響力越大，降雨中的固有可變性對(duì)模擬的結(jié)果影響就越大。例如：在平坦地區(qū)的綜合下水道系統(tǒng)中，下游末端有水泵排水，對(duì)存儲(chǔ)容量來說流過量幾乎是完全獨(dú)立的，因此系統(tǒng)中的存儲(chǔ)容量主要是決定于流入量。在滲透設(shè)施也是一樣的，在滲透系統(tǒng)中滲透能力的大小僅僅取決于設(shè)施的容量大小和設(shè)施的剩余容量大小，因此它也是主要取決于輸入量的大小。
1、在過去的幾年里，越來越多的“容量性”系統(tǒng)建成，而且未來還將有更多的被建成。
而且大容量的存儲(chǔ)對(duì)保留雨水和削減雨水的流量是必須的。這些存儲(chǔ)設(shè)施可以建在下水道系統(tǒng)中(即時(shí)存儲(chǔ))，也可以建在綜合下水道系統(tǒng)中(延時(shí)存儲(chǔ))。然而，越來越多的人將開始關(guān)注“源頭控制”，這就意味著，存儲(chǔ)能力是由雨水儲(chǔ)水箱、滲透溝渠、逆流式排水系統(tǒng)等等方面決定的。由于這些源頭控制設(shè)施，降雨時(shí)間長短的影響甚至比綜合的下水道系統(tǒng)中的存儲(chǔ)還要大。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在源頭控制在某些地方(利用地區(qū))需要比下游地區(qū)更大容量的存儲(chǔ)(Vaes & Berlamont，1998，1999)，這個(gè)現(xiàn)象同樣被Herrmann和Schmida發(fā)現(xiàn)(1999)。由于逆流式存儲(chǔ)有更長空置時(shí)間，可使用的存儲(chǔ)器的保持力就更小。在進(jìn)行精確的計(jì)算時(shí)，這就需要更加加強(qiáng)對(duì)降雨中固有可變性的考慮。
2、在下游排水系統(tǒng)中設(shè)備水力保持力的影響。
對(duì)綜合下水道系統(tǒng)中源頭控制影響力大小的評(píng)價(jià)，主要是通過對(duì)雨水中固有的可變性的即時(shí)評(píng)估，這是因?yàn)殚L時(shí)間的降雨具有重要的影響力。當(dāng)存儲(chǔ)設(shè)施放置在綜合下水道系統(tǒng)的上游(在雨水進(jìn)入下水道系統(tǒng)之前)，降雨的輸入通常是模仿進(jìn)入下水道系統(tǒng)的雨水徑流，這樣可以考慮到上游存儲(chǔ)設(shè)施的影響。這些源頭控制設(shè)施可以很簡單的用簡單的蓄水池形式的模型進(jìn)行模擬，這樣就可以在一個(gè)很短的時(shí)間里處理連續(xù)的長時(shí)間段的雨水模擬仿真。因此這樣的預(yù)處理降雨可以用在下游排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，這個(gè)處理方法可以在雨水儲(chǔ)水箱和溝渠使用。由于雨水儲(chǔ)水箱的存在，以前一個(gè)月內(nèi)的降雨的情況可以在同時(shí)得到處理。同樣利用這個(gè)簡化的模型，我們可以得到雨水儲(chǔ)水箱各個(gè)最理想的設(shè)計(jì)參數(shù)(例如：Herrmann & Schmida，1999;Mikkelsen，Adeler，Albrechtsen & Henze，1999)，從佛蘭德斯地區(qū)雨水儲(chǔ)水箱的設(shè)計(jì)參數(shù)可以得到如Fig.2圖所示(Vaes & Berlamont，1998，1999)。此外，這個(gè)簡化可以同時(shí)用在上游水力保持設(shè)施和下水道系統(tǒng)中(Vaes，1999)，綜合下水道系統(tǒng)中上游水力保持設(shè)施在溢流上的效果已經(jīng)得到驗(yàn)證(Herrmann & Schmida，1999;Mikkelsen，Adeler，Albrechtsen & Henze，1999)。
3、方法。
為了使雨水儲(chǔ)水箱的作用在下水道系統(tǒng)中顯示出來，所以就要建立一個(gè)模型去估算雨水儲(chǔ)水箱在原下水道系統(tǒng)中的作用以及用這個(gè)模型去估算在人工合成的暴雨中儲(chǔ)水箱產(chǎn)生的作用。為達(dá)到這樣的目的，用一個(gè)簡單蓄水池模型來收集雨水如下圖Fig.3。屋面部分的雨水(α)將流入雨水儲(chǔ)水箱里，其他部分的雨水(1-α)