在溢流频率调节的背景下，用于组合污水系统溢流防治的拦截率设计计算方法

《Journal of Water Process Engineering》：Design calculation method of the interception ratio for combined sewer overflow abatement in the context of overflow frequency regulation

本研究针对现有拦截比设计方法未充分考虑溢流频率控制需求的问题，提出三种新方法：阈值排序法（Method I）、年多事件极值抽样法（Method II）和低重现期降雨强度公式法（Method III），基于十年降雨数据验证，结果显示Method II的拦截比均值（4.95）为上限，Method III适用于仅能获取低重现期公式的情况。

　　

刘兴波|安世杰|沈亮

上海海事大学海洋科学与工程学院，上海，201306，中华人民共和国

摘要

截流率是拦截式合流制排水系统设计和改造的关键参数。目前，确定截流率的方法主要有四类：经济投资优化方法、人口密度关联方法、水力模型模拟方法以及标准（或规范）推荐方法。然而，这些方法很少考虑合流制排水系统在排放口处的控制要求，例如溢流频率的调节。针对这一问题，本文提出了三种新的设计计算方法，并对不同溢流频率调节情景进行了比较，包括阈值排序法（方法I）、年多事件最大值（AMEM）采样法（方法II）和低重现期降雨强度公式法（方法III）。在计算截流率时，考虑了九种最小事件间隔时间（MIET）情景（10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟、90分钟、120分钟、180分钟）。研究基于2008年1月1日至2017年12月31日的十年降雨记录数据进行了案例分析。结果表明：（1）三种方法的平均截流率分别为2.61、4.95和[0.69, 2.65]；（2）三种方法的标准差分别为0.05、0.00和[0.01, 0.13]；（3）方法II的结果可以作为截流率的上限；（4）方法III适用于仅能获得低重现期降雨强度公式的情况。

缩写说明

缩写

变异系数环境保护署强度-持续时间-频率最小事件间隔时间污水处理厂

AMEM	年多事件最大值
CSO	合流制排水系统溢流
CV
EPA
IDF
MIET
WWTP

研究方法

针对排放口溢流频率调节的情景，本研究提出了新的截流率计算方法。具体技术流程如图2所示。

降雨事件划分结果

本案例研究基于中国西南部某气象站的十年降雨数据（2008年1月1日至2017年12月31日），时间分辨率为5分钟。假设研究对象的溢流频率调节目标为每年5次，平均污水流量为0.40毫米/分钟，研究的MIET情景为10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟、90分钟、120分钟和180分钟。由于篇幅限制，此处仅展示部分结果。

讨论

本研究提出了三种截流率的设计计算方法，以满足排放口溢流频率调节的需求。其中，方法I和方法II基于原始降雨数据，而方法III基于降雨强度公式（该公式同样来源于原始降雨数据）。因此，方法I和方法II属于直接计算方法，方法III属于间接计算方法。

结论

本研究提出了三种用于溢流频率调节背景下的截流率计算方法，包括阈值排序法（方法I）、年多事件最大值（AMEM）采样法（方法II）和低重现期降雨强度公式法（方法III）。基于十年降雨数据（2008年1月1日至2017年12月31日）和九种最小事件间隔时间（MIET）情景（10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟、90分钟、120分钟、180分钟），

作者贡献声明

刘兴波：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，验证，监督，资源提供，项目管理，方法论设计，数据整理，概念构建。安世杰：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，可视化呈现，验证，数据整理。沈亮：撰写 – 原稿撰写，数据调查，数据分析，数据整理。

参与同意书

作者同意将本文发表在《水处理工程杂志》上。

出版同意

作者同意将本文发表在《水处理工程杂志》上。

伦理审查

本文尚未在其他任何地方发表或接受审稿。

资金支持

本研究未获得任何资金支持。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。