初期径流弃流设施 First flush devices.docx
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初期径流弃流设施Firstflushdevices
初期径流弃流设施Firstflushdevices
目标Purpose
☐为了防止例如树叶和其他污染物进入蓄水罐
Inordertopreventleavesandothercontaminantsfromenteringthestoragetank
☐通过过滤改善水质
Toimprovewaterqualitybyfiltration
☐有效减轻雨水径流带来的面源污染
Torelievethenon-pointsourcepollutionbyrunoff
☐可以有效的减少径流和洪峰流量
Itcanreducerunoffandpeakfloweffectively.
水敏感目标的效果Achievementofwater-sensitiveobjectives
☐水质：
有效净化水体能力。
Waterquality:
EffectiveDecontaminationcapability.
☐水平衡：
可以控制水量和减少洪峰流量。
Waterbalance:
Cancontrolofwatervolumeandreducepeakflow.
☐水保持：
地下水循环能力较弱。
Waterconservation:
Loweffectiveongroundwatercirculationcapability.
☐生境：
对改善生态环境无太大帮助。
Habitat:
Ithaslittlehelpwithenvironment.
☐欣赏价值：
对城市景观没有帮助。
Humanperceptionvalue:
Thereisnohelponurbanlandscape.
简介和实施案例Descriptionandexampleforrealization
☐收集的径流必须经过弃流系统，这些弃流系统应安装在与地下相连的落水管处。
Thecollectedrunoffmustpassremovalsystems,whichshouldbeinstallednearthedown-pipesthatconnectingtoundergroundsystem.
☐大部分弃流装置用细筛过滤水，一小部分水用于保持装置的清洁。
Mostoftheremovaldevicesfilterwaterbyfinesieve,asmallpartofwaterisusedtokeepthesedevicesclean.
☐从流域流出的污染最严重的初期径流会被拦截处理
Themostpollutedrunofffromcatchmentcanbeintercepted.
☐这部分冲走污物的水直接排入下水管道或在回灌前排入处理设施中
Thispartofwaterwashedawaythedirtdirectlyintothesewerortreatmentfacilitiesbeforerecharging.
图1设施应用例子Figure1Applicationexample[1]
来源source：
http:
//www.gwp.org/Global/GWP-CFiles/FirstFlush.jpg,2013-07-20.
图2初期弃流装置的示意图Figure2Schematicdiagramofafirstflushdevice[2]
来源source：
http:
//www.gwp.org/Global/GWP-CFiles/FirstFlush.jpg,2013-07-20.
计算过程Calculationprocedure
根据《建筑小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）公式5.6.4,5.6.5
Accordingtotheformulations5.6.4,5.6.5inGB50400-2006:
得设计初期雨水弃流量计算designedfirstflushrunoffcalculation
其中where
Wi——设计初期雨水弃流量designedfirstflushremovalquantity（m3）
δ——初期雨水径流厚度firstflushrunoffthickness（mm），水面取雨取0
F——汇水面积catchmentarea（m²）
当无资料时，可采用2-3mm径流厚度作为屋面初期雨水弃流厚度，5-7mm作为地面初期雨水弃流厚度Ifyoudidn’tfindanyinformation,youcanuse2-3mmasfirstflushrunoffremovalthicknessofroofand5-7mmasfirstflushrunoffremovalthicknessofground.
已知：
有一矩形平屋顶建筑,轴线尺寸为36m×6m,墙厚240mm.
Given：
arectangleflatroofwhichsizeare36m×6m,thethicknessofwallis240mm.
选择3mm径流厚度作为屋面初期雨水弃流厚度，则设计初期弃水量为：
Weuse3mmasfirstflushrunoffremovalthicknessofroof.Thendesignedfirstflushrunoffis:
=10*0.003*（36-0.24）×（6-0.24）=6.18
设计实例Designexample
☐该项目于2012年5月建成，针对当地的建筑设计初期弃流装置用于雨水收集系统
InMay2012anArkitrekCampteammadeafirst-flushdiverterforarainwaterharvestingsystemontheirdesignfortheMantananiBunkhouse.Here’showitworks.
☐该建筑顶部面积约为45m²，这意味着1mm的雨水将产生约45公升的水供人们收集。
装置容积为35公升，能够接收初期1mm的降雨。
这个数字背后没有科学研究，它只是大概的。
屋顶是传统的棕榈茅草屋，屋檐是镀锌波纹钢便于收集雨水排到排水沟里。
Thisbuildinghasaroofareaofapproximately45m²whichmeansthat1mmofrainwillyieldapproximately45litersofwaterforcollection.Thefirstflushdiverterwithavolumeof35litersisdesignedtodivertthefirst1mmofeachrainfall.There’snoscienceorresearchbehindthisfigure,itjustfeels‘aboutright’.Theroofistraditionalnipahpalmthatchwithastripofgalvanizedcorrugatedsteelattheeavestocollectwaterneatlyintoagutter.
图4沙巴设计案例
Figure4DesignexampleforMantananiBunkhouse[4]
来源source：
优先流法弃流Preferentialflowremovaldevice
图5优先流法弃流装置示意图
Figure5Schematicdiagramoflargeroofrunoffremovaldevice[5]
来源source：
改绘自Prof.Dr.-Ing.W.F.Geiger,Dr.-Ing.C.Wilhelm,SustainableWaterManagementinUrbanAreas–Rainwaterharvesting[M],2002.
应用的区域Applicationareas
☐初期雨水弃除最常用的方法
Themostcommonwaytodealwithfirst
flushremoval.
材料materials
☐砖砌
Bricked
☐混凝土现浇、预制或采用成品
Cast-in-placeconcrete,precastconcreteor
finishedproducts.
功能和设计Functionanddesign
☐将设计的集雨面的初期径流量优先排入相应容积的储水空间内，再流入收集系统。
Firsttodischargethefirstflushrunoff
intocorrespondingstoragespace.Then
flowsintocollectionsystem.
☐所截留的雨水在降雨结束后或由水泵排入污水管道，或逐渐渗入周围的土壤。
Theinterceptionwaterarepumpedinto
drainagepipeafterrainfallorgradually
infiltrateintonearbysoil.
优点Advantages
☐简单有效
Easyandeffective
☐准确按照要求控制初期雨量
Itcanaccuratelycontrolfirstflushrainfall
inaccordancewiththerequirements
缺点Disadvantages
☐汇水面积大时，污染物弃除效率不高，需要较大的池容
Whencatchmentislarge,theefficacyof
removingpollutantisnothigh.Itneed
largerspacetocontainthewater.
落水管过滤器Downpipefilter
图6落水管弃流装置示意图Figure6Schematicdiagramofdownpipedevice[6]
来源source：
应用的区域Applicationareas
☐设计针对与地下蓄水罐连接的落水管
Theyaredesignedfordownpipefiltersconnectingundergroundstoragetank.
材料materials
☐塑料（PP,PE）
Plastic（PP,PE）
☐不锈钢
StainlessSteel
☐铜
Copper
功能和设计Functionanddesign
☐每一个落水管需要一个过滤器
Eachdownpipeneedsafilter
☐初期雨水首先滞留在管下部的空间，当
弃流空间灌满后，雨水从出水管排出，
进入后续收集利用系统
Firstflushwaterflowintothebottom.
Whentheremovalspacefilledup,therest
ofrunoffflowtotankintofollowing
collectingsystem.
优点Advantages
☐维护费用低
Lowmaintenancecosts
☐安装简单
Easytoinstall
缺点Disadvantages
☐过滤装置需要更换和清洁
Needtocleanandchangethefilterdevices.
☐大面积应用时维护工作量大
Largemaintenancecostswhenmajorityapplied.
自动控制弃流装置Automaticcontrolfilter
图7落水管弃流装置示意图Figure7Schematicdiagramofdownpipedevice[7]
来源source：
改绘自葛敬，雨水安全弃流分流控制装置
应用的区域Applicationareas
☐广泛应用于雨水利用系统的监控监测
Theyareappliedinmonitoringrainwaterrecyclingsystem.
☐可对降雨的雨型、频次、雨量、水质等参数进行自动控制，对特大降雨，雨水倒灌等事故会自动监测报警
Tocontrolautomaticallymanyparametersliketherainfalltype,frequency,quantity,waterquality.Forstormwaterandrainfallrechargeaccidents,itwillmonitorandalarmautomatically.
构造Construction
☐由安全分流井和弃流控制器构成，安全分流井设有雨水排水管、分流管和水质传感器；弃流控制器设有进水管、收集管、水流传感器、综合指标传感器
Thisdeviceisconsistofsafetyshuntwellandabandonthrowcontroller.Safetyshuntwellisequippedwithrainwaterdrainagepipe,waterqualitysensor.Abandonthrowcontrollerisequippedwithinletpipe,collectsensor,flowsensor,integratedindicators.
功能和设计Functionanddesign
☐本装置无须人工控制，完全由内置PLC系统控制程序。
Thisdevicewithoutmanualcontrol,completelycontrolledbythePLCsystemprogramthatbuilt-in.
☐雨水进入安全分流井后，其中的大颗粒杂质先在井内沉淀，井底是级配砂石渗水层，后期便于人工清淤。
Afterrainfallenteringthesafetyshuntwell,oneofthebigpelletprecipitatesfirst.Thebottomofwellisgradingdinasinfilterlayerwhichisconvenientforartificialdesilting.
☐当初期弃流后的雨水达到各控制点的设定值时，各传感器分别将信号传给弃流量控制器，打开进水口，收集的雨水经进水管进入雨水弃流控制器。
Afterthefirstflushrainfallflowtothesettingofeachcontrolpoint,thesensorwilltransmitsignalsrespectivelytoabandonthrowcontroller.Whenopeningtheinlet,rainwaterenterintotherainfallremovalcontroller.
优点Advantages
☐无须人工控制
Withoutmanualcontrol
☐多点信号串联监测控制
Multi-pointsignalseriesmonitoringcontrol
☐管道相对缩小，节约成本
Thepipeisrelativelynarrow,lowcosts
缺点Disadvantages
☐需要定期清理，检查维护
Needtocleanandmaintenanceregularly
直插式过滤器（小面积）Inlinefilters（smallareas）
图8直插式过滤装置示意图Figure8Schematicdiagramofinlinefiltersdevice[8]
来源source：
Prof.Dr.-Ing.W.F.Geiger,Dr.-Ing.C.Wilhelm,SustainableWaterManagementinUrbanAreas–Rainwaterharvesting[M],2002.
图9国内直插式过滤装置Figure9InlinefiltersdeviceinChina[9]
来源source：
http:
//www.caravanstuff4u.co.uk/water-housings-and-connections/1074-w4-push-fit-in-line-filter-strainer.html
图10国外直插式过滤装置Figure10InlinefiltersdeviceinChina[10]
来源source：
应用的区域Applicationareas
☐设计针对小区域的落水管或地下
Theyaredesignedforfilteringrainfallinsmallinlineareaorunderground.
材料materials
☐塑料（PP,PE）
Plastic（PP,PE）
☐不锈钢
StainlessSteel
功能和设计Functionanddesign
该过滤器从水中滤除沉淀物和非水
溶性颗粒，有助于防止出水管或中
间堵塞。
Thesefiltersaremadetofilterout
sedimentandnon-solubleparticles
fromyournutrients.Thiswillhelp
preventcloggeddrippersandlines.
☐装置具有可以更换的滤芯。
Ithasareplaceablefilterelement.
优点Advantages
☐维护费用低
Lowmaintenancecosts
☐小巧方便
Convenience
缺点Disadvantages
☐过滤装置需要更换和清洁
Needtocleanandchangethefilterdevices.
尺寸Dimension
☐圆柱状,高400mm,直径250,内径100mm,外径100mm,排水出水口50mm
Cylinder-shaped,Theheightto400mm,
diameterof250,inlet100mm,outlet100
mm,drainageoutlet50mm
构造Construction
☐需要专业人完成
Needprofessionalstocomplete
细节Details
☐适合于小区域和地下区域过滤
ItisSuitableforsmallareaand
undergroundarea
旋流分离式弃流设备Spiralseparator
图11旋流分离装置示意图Figure11Schematicdiagramofspiralseparator[11]
来源source：
改绘自
应用的区域Applicationareas
☐设计应用范围较广，地上地下都可以安装，连接雨水管道
Theyaredesignedforalargescaleaspects,whatevergroundorundergroundcaninstallthisdevice.Thisspiralseparatorconnectedtotherunoffpipe.
材料materials
☐合金
Alloy
功能和设计Functionanddesign
☐互不相溶、且具有密度差的混合物以一定的方式及速度从入口进入旋流分离器后，在离心力场的作用下，密度大的相被甩向四周，并顺着壁面向下运动，作为底流排出；密度小的相向中间迁移，并向上运动，最后作为溢流排出。
Foreachcombinationwithamixtureof
densitydifferencecomesinacertain
way.Undertheactionofcentrifugal
forcefield,thehighdensityphasewas
thrownaroundflowingtothebottom
discharge;lowdensitymoveupward,
finallyflowintothedrain.
优点Advantages
☐成本低，占用空间小
Lowcosts，smallspace
☐小巧方便
Convenience
缺点Disadvantages
☐如果参数设计不当，容易将液滴打碎乳化而恶化分离过程
Iftheparametersareimproper,it’seasyto
breakthedropletsemulsifiedthen
exacerbatedseparationprocess.
☐通用性较差
Poorpermeability.
尺寸Dimension
☐旋流器的规格自75mm至660mm,可适用不同处理量、对磨砂细度不同要求的选厂。
Thesizeofspiralseparatorisrangefrom75mmto660mm.Itcanfitdifferentneeds
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