（一）水窖主要技术指标

拱盖平底水窖技术指标主要有直径D、池深H、顶拱矢高f、拱盖与平底衬砌厚度t 1以及边壁衬砌厚度t 2。

（二）优化方法

1.矢跨比

所谓矢跨比是指拱形结构中矢高与拱跨宽度的比值，而在水泥砂浆抹面水窖结构中，反映为顶拱矢高f与直径D（顶拱宽度）的比值，并定义为k=f/D。矢跨比不仅直接决定着顶拱的受力状况和结构的安全稳定，而且，不同的矢跨比同时也是影响水窖造价的主要因素。

根据《雨水集蓄利用工程技术规范》（GB/T 50596—2010）规定，要求水窖结构矢跨比不宜小于1/3，此参数系根据大量的工程实践得出。但根据无弯矩薄膜内力计算结果，削球壳体的矢跨比为1/5是池盖环向内力由压力变为拉力的分界线。因此，理论上只要矢跨比等于或大于这个数值即可维持结构稳定。但在一般的工程实践中，往往考虑一定的安全余度和施工影响等因素确定矢跨比。据此，进行拱盖平底水窖结构优化分析时，参考无弯矩薄膜内力计算结果，水窖拱盖矢跨比采用1/4.5。

拱盖平底水窖示意见图2-5。

2.深径比

在顶盖矢跨比确定的前提下，通过优化确定水窖的深径比H/D，可以使得一定蓄水容积水窖的衬砌工程量达到最小，从而降低工程投资。现行的拱盖平底水窖衬砌分别由上顶盖削球壳体现浇混凝土、窖身水泥砂浆抹面、窖底现浇混凝土三部分构成。对此，水窖的衬砌工程量可用式（2-74）进行计算：

图2-5　拱盖平底水窖示意图（单位：cm）

式中　W——水窖衬砌工程量，m3；

D——水窖直径，m；

k——顶盖矢跨比，无量纲；

H——水窖深度，m；

t 1——顶盖、窖底衬砌厚度，m；

t 2——边壁衬砌厚度，m。(www.daowen.com)

规划时，水窖顶盖削球壳体部分一般不装水，此时，水窖的体积可用式（2-75）表示：

由式（2-75）可得到：

将式（2-76）代入式（2-74）中可得到式（2-77）：

对式（2-77）求导，并令W′=0，即：

再把式（2-78）代入式（2-76），有：

用式（2-79）除以式（2-78）可以得到：

式（2-80）即为水窖经济断面深径比，即当水窖深径比满足式（2-80）时，可使得拱盖平底砂浆抹面水窖具有最小的衬砌工程量。

（三）常用水窖优化结果

在我国北方地区的雨水集蓄利用工程中，最为常用的水窖容积一般都在50m3以下。为此，这里分别给出推广应用最广的拱盖平底结构30m3、50m3水窖的结构优化结果。拱盖平底水窖结构优化结果及主要工程量见表2-18。

表2-18　拱盖平底水窖结构优化结果及主要工程量表