城市濱水區(qū)初期雨水工程設(shè)計
——以合肥派河國際物流園一期工程為例

趙 磊，劉曉瑩

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司；公路交通節(jié)能環(huán)保技術(shù)交通運輸行業(yè)研發(fā)中心,安徽 合肥 230088)

0 引 言

城市濱水區(qū)是現(xiàn)代城市中特定的空間地段，指城市臨近河流、湖泊等水體的部分，該區(qū)域具有可達(dá)性、整體性以及環(huán)境敏感性強的特點。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)保意識的逐漸加強，控制初期雨水面源污染已成為城市濱水區(qū)水環(huán)境治理的重要手段。所謂初期雨水是指降雨初期的雨水，含有大量的溶解性汽車、工業(yè)尾氣、地面重金屬、懸浮固體等污染物，通過雨水徑流排至現(xiàn)狀水體造成污染，具有偶發(fā)性、初期濃度高、污染程度高的特點，尤其工業(yè)園區(qū)的地表，若初期雨水直接排放，將對水體造成嚴(yán)重的污染。本文以派河國際物流園為例，結(jié)合相關(guān)規(guī)范總結(jié)初期雨水收集和處理方案。

1 派河國際物流園項目介紹

合肥派河國際物流園為合肥市經(jīng)開區(qū)重要的物流港區(qū)，結(jié)合蕪湖港口建設(shè)將該區(qū)域規(guī)劃建設(shè)為綜合性港口物流基地，為經(jīng)開區(qū)重要經(jīng)濟(jì)增長極；派河國際物流園一期工程包括10條道路，分別為青鸞路、云海路、云海路西延、疏港大道、規(guī)劃路一、規(guī)劃路二、規(guī)劃支路一、規(guī)劃支路二、蓬萊路輔道和蓮花路輔道，總長約為12.1 km(圖1)。區(qū)域受納水體派河位于港口南側(cè)，為在建引江濟(jì)淮的主河道，建成后輸送水質(zhì)為地表Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)前期論證為減少物流園區(qū)面源污染，提升派河地表水質(zhì)，須對該區(qū)域初期雨水進(jìn)行收集和處理。

圖1 物流園區(qū)域路網(wǎng)圖

2 區(qū)域雨水方案

設(shè)計區(qū)域分屬派河雨水分區(qū)，總排口為3處，結(jié)合區(qū)域豎向高程采用高低排分區(qū)，低排區(qū)通過B4.5H2m雨水箱涵經(jīng)泵站提升排至派河，高排區(qū)通過B6H3m和蓮花路2×B4H3m雨水箱涵通過重力自排至派河(圖2)。

圖2 區(qū)域雨水系統(tǒng)圖

3 初期雨水設(shè)計方案

3.1 初期雨水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

用于分流制排水系統(tǒng)徑流污染控制時，雨水調(diào)蓄池的有效容積，可按下式計算：

V=10DFΨβ

式中：V為調(diào)蓄池有效容積，m3；D為調(diào)蓄量，mm，按降雨量計，可取4～8 mm，本次設(shè)計取8 mm；F為匯水面積，hm2；Ψ為徑流系數(shù)；β為安全系數(shù)，可取1.1～1.5，本次設(shè)計取1.2。

3.2 初期雨水收集方案

初期雨水截流一般采用終點截流和分散截流兩種方案。由于分散截流轉(zhuǎn)輸管較長，現(xiàn)狀影響較大且造價較高，同時該區(qū)域道路坡度較大，雨水匯流時間較短，采用雨水管道箱涵出口處終點截流具有較好的經(jīng)濟(jì)性和可實施性，截流初期雨水排至調(diào)蓄池儲存經(jīng)處理后排至水體(圖3)。

圖3 初期雨水收集系統(tǒng)圖

結(jié)合區(qū)域排水方案和用地性質(zhì)，于雨水箱涵排口處設(shè)置截流井通過截流管將初期雨水轉(zhuǎn)輸至調(diào)蓄池，經(jīng)處理后排放。為便于管理，區(qū)域共設(shè)置兩處2處調(diào)蓄池，調(diào)蓄池1收集低排區(qū)B4.5H2.2和高排區(qū)B6H3雨水箱涵匯水區(qū)初期雨水，布置于規(guī)劃區(qū)域綠地內(nèi)；調(diào)蓄池2收集蓮花路2×B4H3雨水箱涵匯水區(qū)初期雨水，布置于蓮花濕地公園。經(jīng)計算調(diào)蓄池1規(guī)模為28 000 m3，占地面積約為5 200 m2，截流管管徑為d1400～d2400；調(diào)蓄池2規(guī)模為32 000 m3，占地面積約為6 400 m2，截流管管徑為d2400。

3.3 截流井

初期雨水截流井形式多樣，常用的有槽式截流井、堰式截流井和堰門式截流井，其中槽式和堰式截流井常用于合流管道，且不易控制截流流量，對下游管道埋深要求較高；堰門式自動控制堰門升降能有效截流初期雨水量，在控制面源污染領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

本次設(shè)計采用HST智能型截流井(圖4)對初期雨水進(jìn)行截流，根據(jù)井內(nèi)水位和設(shè)定污染物濃度值來調(diào)節(jié)液動下開式堰門，從而保證高污染物濃度初期雨水全部截流；液動限流閘門根據(jù)設(shè)定截流流量值調(diào)節(jié)開度，保證截污管流量不超過設(shè)定流量值。

圖4 HST智能型截流井示意圖

3.4 初期雨水處理方案

初期雨水具有隨機(jī)性、瞬時體積大、濃度較低(相比污水)、可生化性不強且不連續(xù)，常規(guī)處理方案有兩種：單獨處理和輸送至污水處理廠處理。比選如下：

方案一：采用常用的絮凝沉淀+生物接觸氧化+人工濕地的方式處理后排至水體，初期雨水處理設(shè)施占地約為15 000 m2，經(jīng)復(fù)核，規(guī)劃綠地區(qū)域(61 000 m2)滿足泵站調(diào)蓄和初期雨水截流處理用地要求(圖5)。

圖5 集成絮凝沉淀池工藝示意圖

方案二：初期雨水調(diào)蓄池排空時間采用24 h，設(shè)置d800轉(zhuǎn)輸管沿疏港大道、規(guī)劃路一敷設(shè)經(jīng)云谷路d1800污水主干管排至污水處理廠，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。

經(jīng)前期調(diào)研對接，該調(diào)蓄池距離污水廠較近，且污水處理廠有一定的流量富裕，滿足初期雨水接入要求，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，設(shè)計采用方案二，調(diào)蓄池初期雨水通過d800放空管轉(zhuǎn)輸至污水處理廠處理。

4 結(jié)束語

派河作為引江濟(jì)淮主河道，是重點打造的清水廊道，輸送水質(zhì)為地表Ⅲ類水質(zhì)，派河國際物流園位于城市濱水環(huán)境敏感區(qū)，為減少面源污染須對初期雨水收集和處理，該工程于雨水箱涵排口處設(shè)置智能截流井進(jìn)行終點截流，通過截流管收集、初期雨水調(diào)蓄池儲存、放空管轉(zhuǎn)輸至污水處理廠處理后排放水體，為保障城市水環(huán)境和區(qū)域健康發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。