初期雨水調(diào)蓄池在城市排水系統(tǒng)中的應(yīng)用策略

周本祥

中交上海航道局江蘇分公司 江蘇南京 210000

雨水當中含有大量污染物，并且初期雨水內(nèi)部還含有地面污染物。雨水向排水系統(tǒng)排放過程，還會夾雜大量淤泥和污染物質(zhì)，嚴重影響河道生態(tài)安全。因此，需要對其進行控制?？赏ㄟ^雨水收集系統(tǒng)，對初期雨水展開集中處理。在雨水管網(wǎng)末端設(shè)置泵站，建設(shè)雨水調(diào)蓄池，凈化初期雨水，防止其直接向環(huán)境當中排放，保護水資源安全。因此，研究城市排水系統(tǒng)當中雨水調(diào)蓄池的具體應(yīng)用有現(xiàn)實意義。

1 初期雨水調(diào)蓄池相關(guān)介紹

1.1 結(jié)構(gòu)介紹

城市當中，初期雨水調(diào)蓄池通常和排水系統(tǒng)當中的雨水泵站共同設(shè)計?？山Y(jié)合項目用地情況，選擇和泵站合建、分建等布置方式。設(shè)計方式存在差異，對于投資、施工等方面也可產(chǎn)生較大影響。通常來講，使用分建方式需要在平面上分別設(shè)計泵房、調(diào)蓄池，上述構(gòu)筑物由于埋深淺，因此，對于基層開挖深度的要求相對較小。而使用合建方式，常將泵房設(shè)置在調(diào)蓄池上方，疊加方式能夠增加基坑深度，對于工期和施工難度也有較高要求[1]。

1.2 應(yīng)用價值

使用雨水調(diào)蓄池，能夠?qū)⒊跗谟晁M行節(jié)流，同時，被截留的雨水可直接被輸送到城市的污水系統(tǒng)當中，可減少雨水當中有機物含量，防止其直接排向河道當中排放，有助于治理初期雨水污染河道的問題。因此，應(yīng)用調(diào)蓄池能夠保護城市的水環(huán)境，提高生態(tài)安全性。

2 初期雨水調(diào)蓄池在城市的排水系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用策略

2.1 項目概況

某城市新區(qū)雨水泵站（2#）處于A區(qū)排水，按照規(guī)劃，此區(qū)域為強排水系統(tǒng)，設(shè)計雨水系統(tǒng)的重現(xiàn)期1年。2#泵站處于新區(qū)的東南方向，雨水通過泵站提升之后，可向河流當中排入。該泵站服務(wù)面積646hm2，泵站的流量為16m3/s。城市新區(qū)在建設(shè)過程，秉承“生態(tài)環(huán)?！薄ⅰ爸腔鄢鞘小钡葹榭傮w目標，在水系統(tǒng)設(shè)計方面也同樣遵循該理念。本文通過該泵站初期雨水調(diào)蓄池設(shè)計，確保城市排水的安全性，控制初期雨水當中污染物向環(huán)境中排放。經(jīng)過調(diào)蓄池，將初期雨水節(jié)流，并通過污水廠的處理，用于新區(qū)景觀水補充資源，保證對資源的高效利用，改善環(huán)境質(zhì)量。

2.2 調(diào)蓄池設(shè)計應(yīng)用

由于我國對雨水調(diào)蓄池引入時間尚短，因此對應(yīng)標準以及固定格式還未完全形成。近年來，面臨大量水污染問題，調(diào)蓄池應(yīng)用在城市排水系統(tǒng)當中受到高度重視。對于該項目泵站調(diào)蓄池設(shè)計，需要注意如下要點：

2.2.1 結(jié)構(gòu)選擇

該項目使用分建方式，將泵房、調(diào)蓄池進行分開設(shè)計，以控制建設(shè)過程投資成本。在初雨時，可結(jié)合控制水位，控制水泵、調(diào)蓄池的進水閥門等開啟，將出水閘關(guān)閉，直到調(diào)蓄池內(nèi)水位達到設(shè)定值，可將出水閘開啟，并將進水閘關(guān)閉。此時，可將雨水順利向河道當中排放。如果系統(tǒng)當中污水量位于低谷，可將調(diào)蓄池放空泵啟動，順利排出初期雨水，排到污水系統(tǒng)當中。

2.2.2 計算容積

在調(diào)蓄池設(shè)計過程，容積計算為重點內(nèi)容。如果容量設(shè)計較小，則難以滿足城市對于初期雨水有效控制，導(dǎo)致污水中污染物向河流當中流入，造成河道污染，影響人們用水安全。反之，調(diào)蓄池容量設(shè)計過大，就會導(dǎo)致土建工程成本過高，浪費資源。

同時，我國在雨水系統(tǒng)的分流調(diào)蓄池設(shè)計方面，還未形成相關(guān)規(guī)定。因此，此類項目設(shè)計過程，主要參考德國同類項目標準。在調(diào)蓄池容積計算過程可使用如下公式：公式當中，V代表調(diào)蓄池的容積，單位為m3；VSR為調(diào)蓄池一公頃的需水量，單位為m3/hm2；AU代表非滲透面積，單位為hm2，計算過程，使用系統(tǒng)面積和徑流系數(shù)之積即可算出[2]。

通過上式關(guān)系，可以看出VSR和雨水徑流過程污染特點存在緊密關(guān)聯(lián)。結(jié)合城市特點，通常取值12-40之間。當城市衛(wèi)生條件優(yōu)良時，此值較低，反之，則較高。結(jié)合新區(qū)城建特點和標準，本項目建設(shè)期間VSR取值25。考慮到泵站實際服務(wù)面積646hm2，并且徑流系數(shù)的平均值為ψ為0.6，按照上述關(guān)系，可計算出非滲透面積為387.6hm2，并利用調(diào)蓄池容積計算公式，能夠計算出該泵站的容積14535m3，因此，設(shè)計流量為15000m3。

2.3 確認沖洗方式

對于調(diào)蓄池的設(shè)計，需要考慮到其使用過程池底陳積雜物問題，故使用過程，需要定期清除沉積物。此時，沖洗方法的設(shè)計為重點，不同清洗方式各有利弊，常見的清洗方式有如下幾種：

第一，人工清洗，使用此方式，清洗過程需要人員進入水池當中，利用工具進行清掃和沖洗，不但勞動強度大，而且具有特定風險。

第二，使用水射器進行沖洗，通過水射器噴射高壓水，沖洗池底的沉淀物，能夠?qū)崿F(xiàn)自動沖洗，并且沖洗期間還包含曝氣過程，能夠控制異味產(chǎn)生，適合各類水池的清洗。但是使用此清洗方式，需要另外建設(shè)儲水池，盛裝沖洗用水，因此成本較高。沖洗設(shè)備通常設(shè)置在池底，磨損、污染等問題發(fā)生概率較高。

第三，翻斗沖洗，這種沖洗方式能夠節(jié)約資源，并且不需要消耗電力或者機械驅(qū)動力，便于控制。但技術(shù)應(yīng)用前提為，需要具備特定壓力的水源供給翻斗，因此，沖洗費用相對較高。同時，翻斗實際容量有限，導(dǎo)致沖洗范圍受到限制。

第四，連續(xù)自清沖洗，使用此沖洗方式需要在調(diào)蓄池的底部提前設(shè)置連續(xù)溝槽，當調(diào)蓄池結(jié)束使用之后，可選擇晴天對底部進行沖洗，這種沖洗方式不需要外部水源，也不需要其他電力驅(qū)動或者機械驅(qū)動。但是，應(yīng)用此方式也存在弊端，即對于調(diào)蓄池的清洗不夠徹底，因此，可能導(dǎo)致二次沉積。

第五，自沖洗方式，此方式的運用不需要提供外部水源，也不需要機械驅(qū)動或者電力驅(qū)動，沖洗系統(tǒng)設(shè)計簡單，沖洗波的距離較長，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活調(diào)節(jié)，可更好地控制沖洗成本。但是，沖洗系統(tǒng)需要使用進口設(shè)備，因此，需要初步投入較高資金成本。

設(shè)計該調(diào)蓄池，并設(shè)計了設(shè)備檢修孔以及人工孔，其余結(jié)構(gòu)屬于封閉結(jié)構(gòu)，在調(diào)蓄池的上方，計劃建設(shè)綠化景觀。由于項目屬于地下調(diào)蓄池，因此不適合設(shè)計大型人員進出口，或者大型設(shè)備的吊裝口，設(shè)計的同時需要將節(jié)能問題考慮其中。使用自沖洗方式，系統(tǒng)清洗方式不消耗能源和動力，因此節(jié)能環(huán)保。同時，沖洗力較大，一次沖洗即可清理厚度為0.4m的淤泥，效果良好。該沖洗方式在諸多城市的雨水泵站設(shè)計當中有所應(yīng)用，并且使用過程不需要外部供水，運行成本相對較低，沖洗效率高?？紤]該項目使用此系統(tǒng)在預(yù)算之內(nèi)，最終選擇自沖洗作為調(diào)蓄池沖洗方式。

2.4 各項參數(shù)

結(jié)合調(diào)蓄池的容量設(shè)計和清洗方式，對于其工藝參數(shù)進行確認。項目泵站、調(diào)蓄池二者應(yīng)該分開布置，利用箱涵將二者連通。調(diào)蓄池的容量為15000m3，確認其尺寸長度為55.34m，寬度為43m，池內(nèi)有效水深7.7m，并在池內(nèi)設(shè)計8個自沖洗裝置。同時，考慮該調(diào)蓄池內(nèi)的雨水最終會向城市的污水管網(wǎng)當中排放，最后流入到污水廠，經(jīng)處理之后排放。因此，該項目設(shè)計潛水泵3套，其中2套使用，1套備用，將單獨潛水泵的性能參數(shù)設(shè)計為H為5.0m，Q為1275m3/h，N為60kW[3]。

2.5 其他注意事項

為確保在調(diào)蓄池設(shè)計過程的合理性，提高其使用效果，還需在設(shè)計環(huán)節(jié)關(guān)注如下要點：

第一，調(diào)蓄池的進水端可選擇電動閘門進行控制，可有效防止意外事件的發(fā)生。并且在調(diào)蓄池現(xiàn)場還需設(shè)計手動控制裝置，以便設(shè)備發(fā)生故障時，人員可隨時停止操作，并進入現(xiàn)場檢查情況。

第二，調(diào)蓄池通常設(shè)計在地下，因此當雨水流入池中，需要及時將內(nèi)部氣體排出，應(yīng)在調(diào)蓄池的頂部設(shè)計通氣孔或者設(shè)置通氣井。在通氣孔規(guī)格設(shè)計方面，需要按照其進水環(huán)節(jié)排氣流量綜合計算。

第三，放空調(diào)蓄池期間，通常利用潛水離心泵完成。由于調(diào)蓄池中雨水向市政污水管網(wǎng)當中排放。因此，需要在污水管網(wǎng)流量低谷期間，將雨水排空，防止由于污水管網(wǎng)當中瞬間流量超高，影響污水系統(tǒng)正常使用和安全性。

3 結(jié)語

總之，當前城市當中環(huán)境污染問題嚴重，國家對于生態(tài)環(huán)境問題高度重視，大部分城市致力于建設(shè)初雨調(diào)蓄池，并將其設(shè)計在排水系統(tǒng)當中，緩解雨水對城市河流造成的面源污染。我國大部分城市當中已經(jīng)建成雨水調(diào)蓄池，但是鑒于國家對于此類項目未設(shè)定對應(yīng)規(guī)范和建設(shè)要求，因此，項目運行期間產(chǎn)生的效果也有所差距。為保證城市當中排水系統(tǒng)能夠和調(diào)蓄池相互配合，發(fā)揮作用，需要按照城市實際降雨特點以及城市衛(wèi)生水平，對于雨水調(diào)蓄池結(jié)構(gòu)、容積、清洗方式以及相關(guān)參數(shù)合理確認，保證設(shè)計科學性，調(diào)蓄池使用期間能夠達到預(yù)期成效，發(fā)揮其作用，有效控制城市雨水造成的面源污染這一問題，改善城市環(huán)境質(zhì)量。