湯 舒， 吳學(xué)偉, 孫志民， 周午陽

(1. 廣州大學(xué)土木工程學(xué)院, 廣東 廣州 510006； 2. 廣州市水務(wù)投資集團(tuán)有限公司, 廣東 廣州 510655； 3. 廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院, 廣東 廣州 510060)

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國外深隧排水系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行方案的啟示

湯 舒1， 吳學(xué)偉2, 孫志民3， 周午陽3

(1. 廣州大學(xué)土木工程學(xué)院, 廣東 廣州 510006； 2. 廣州市水務(wù)投資集團(tuán)有限公司, 廣東 廣州 510655； 3. 廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院, 廣東 廣州 510060)

深隧排水系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，管理難度大，我國大陸又無此類工程可參考，需要探索高效的、合理的深隧排水系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行模式。通過分析國外典型的深隧排水系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行方式，結(jié)合我國城市排水和深隧建設(shè)情況進(jìn)一步研究，在淺層排水系統(tǒng)和深隧排水系統(tǒng)的整體調(diào)度、深隧調(diào)度運(yùn)行與降雨信息相結(jié)合、降低深隧運(yùn)行和維護(hù)成本及對深隧進(jìn)行精確調(diào)度4方面得到了啟示，以期為我國的深隧排水系統(tǒng)完善和優(yōu)化其調(diào)度運(yùn)行方式提出進(jìn)一步的研究方向和參考。

深隧排水系統(tǒng)； 調(diào)度運(yùn)行； 內(nèi)澇； 溢流污染

0 引言

近年來，全球氣候變暖，極端天氣頻發(fā)，由此引發(fā)的城市內(nèi)澇和溢流污染問題備受關(guān)注。我國一些城市排水管網(wǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)偏低，排水系統(tǒng)建設(shè)滯后是重要原因[1]。許多城市老城區(qū)因建筑密集，加上地鐵和綜合體開發(fā)，淺層地下空間利用難度和成本都越來越大[2]。深隧排水系統(tǒng)(簡稱深隧)可避免大量征地和拆遷，并適當(dāng)利用城市30～60 m的深層地下空間，成為改善城市排水能力的重要手段之一。

國外在深隧排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行等方面都有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)。國內(nèi)對深隧排水系統(tǒng)研究和實(shí)踐處于起步階段，但國內(nèi)學(xué)者也進(jìn)行了不少的研究。王剛等[3]通過分析國內(nèi)外典型深隧工程的功能及結(jié)構(gòu)特征，討論深基坑技術(shù)、結(jié)構(gòu)形式等問題；唐磊等[4]研究國外深隧排水系統(tǒng)的建設(shè)目的、投資效益、規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)、隧道方案比選等問題，結(jié)合我國的實(shí)際進(jìn)行分析并提出建議；魯朝陽等[5]分析國外典型深隧排水系統(tǒng)工程案例的建設(shè)背景、方案特點(diǎn)、規(guī)模效果等，針對我國雨洪控制隧道的決策、規(guī)劃和應(yīng)用提出建議；丁留謙等[6]分析芝加哥隧道和水庫工程計(jì)劃(TARP)修建歷史背景、工程建設(shè)及投資、效益分析、運(yùn)行管理及維護(hù)等問題，并結(jié)合我國海綿城市試點(diǎn)建設(shè)工作，探討灰色與綠色雨洪基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合問題。在上述研究中，主要關(guān)注深隧的結(jié)構(gòu)、施工、規(guī)劃等方面，均未對深隧排水系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行及運(yùn)行方式優(yōu)化進(jìn)行深入探討。

由于造成區(qū)域水浸與河涌污染的影響因素較多，受降雨、江水潮位、排污情況等多因素影響，使得深隧的調(diào)度運(yùn)行復(fù)雜。此外，深隧排水系統(tǒng)位通常位于地下30～60 m處，通風(fēng)、去除淤積物、跌水效能、高揚(yáng)程抽水、分段蓄水、地下水庫儲(chǔ)水、水體凈化等系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，管理難度大，運(yùn)行與維護(hù)成本很高,并且此類工程我國大陸無可參考的工程經(jīng)驗(yàn)。在此背景下，研究國外深隧成功的排水方案，借鑒其成熟的運(yùn)行調(diào)度模

式，再結(jié)合我國深隧建設(shè)實(shí)際情況來借鑒、創(chuàng)新和發(fā)展，具有重大的意義。

1 國外深隧調(diào)度運(yùn)行方式現(xiàn)狀

早在20世紀(jì)70年代，城市洪澇和合流制溢流污染對城鎮(zhèn)的排水安全及水環(huán)境質(zhì)量的影響就已經(jīng)引起了國外發(fā)達(dá)國家的高度重視，開始建設(shè)深隧來收集、調(diào)蓄淺層排水管網(wǎng)無法應(yīng)對的大量雨水和溢流污水。根據(jù)深隧建設(shè)的目的和作用的不同，可以分成3類，即以控制城市洪澇為目的的洪澇控制隧道，以調(diào)蓄儲(chǔ)存合流制溢流污染為目的的污染控制隧道以及同時(shí)實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇、污染等多功能的隧道，其中有一些具有代表性的深隧工程，如表1所示。

表1 代表性深隧工程簡介

1.1 洪澇控制隧道的調(diào)度運(yùn)行方式

在洪澇控制隧道中，日本東京江戶川深層排水隧道是當(dāng)前全世界最先進(jìn)的排水系統(tǒng)。東京設(shè)有降雨信息系統(tǒng)，預(yù)測和統(tǒng)計(jì)各種降雨數(shù)據(jù)，用以進(jìn)行排水調(diào)度[7]。由于東京已實(shí)行雨污分流的排水方式，在一般降雨的情況下，雨水就近排入河道，利用目黑川、澀谷川等小型河流進(jìn)行排澇，充分利用河道的防洪排澇功能，此時(shí)無需開啟深隧。當(dāng)超過河流的蓄洪能力或遭遇強(qiáng)降雨的極端天氣時(shí)，修建在中小河流旁的豎井便打開閘門，通過串聯(lián)豎井的管道把雨水輸送到東京最大河流江戶川旁邊的地下水庫[8]。水庫容積約數(shù)十萬立方米，可對雨水進(jìn)行有效的調(diào)蓄。當(dāng)水庫在雨水儲(chǔ)蓄量達(dá)到一定程度時(shí)，通過排水裝置把雨水排入江戶川中[9]。江戶川深層排水隧道結(jié)合降雨情況運(yùn)行，并優(yōu)先利用河道水系進(jìn)行排洪調(diào)蓄，每年僅需開啟4—6次，便能有效地調(diào)節(jié)洪水，使得東京減少80%以上的洪澇災(zāi)區(qū)。東京江戶川深隧如圖1所示。

1.2 污染控制隧道調(diào)度運(yùn)行方式

因悉尼早期的排水系統(tǒng)出現(xiàn)排水管道錯(cuò)接、漏損等情況，降雨時(shí)經(jīng)常發(fā)生污水溢流，對悉尼灣造成嚴(yán)重的污染。為此，修建悉尼北部污水儲(chǔ)存隧道，通過主隧道把4個(gè)最大的污水溢流口和污水處理廠連接起來，截留80%～90%的溢流污水并輸送到污水廠進(jìn)行處理，再排入海灣[10]。

圖1 東京江戶川深隧

該隧道的運(yùn)行模式可分為備用、雨天運(yùn)行、隧道維護(hù)和污水廠旁路跨越4種模式。旱天時(shí)隧道處于備用模式，即使隧道保持空置。發(fā)生降雨時(shí)則進(jìn)入雨天運(yùn)行模式，溢流污水不斷地進(jìn)入隧道，同時(shí)泵站啟動(dòng)并持續(xù)運(yùn)行，隧道儲(chǔ)存的污水直接排出或轉(zhuǎn)移至污水廠處理后排放，直至隧道恢復(fù)到空置狀態(tài)。隧道維護(hù)模式即對隧道地下設(shè)施及溢流口的地表設(shè)施進(jìn)行日常檢查和維護(hù)，并對隧道沉積物及時(shí)沖洗、轉(zhuǎn)移。當(dāng)污水處理廠設(shè)備發(fā)生故障或定期維護(hù)時(shí)，則進(jìn)入旁路跨越模式，將污水轉(zhuǎn)移至隧道進(jìn)行儲(chǔ)存，防止污水直接排入受納水體。

1.3 多功能隧道調(diào)度運(yùn)行方式

1.3.1 芝加哥隧道和水庫工程計(jì)劃(TARP)

為了防止密歇根湖受到合流制溢流污水的污染，改善河流水質(zhì)，保護(hù)飲用水源；并為了減少暴雨天氣中洪澇對街區(qū)和地下室的影響，芝加哥于1972年提出了隧道和水庫計(jì)劃(TARP)。芝加哥隧道和水庫工程計(jì)劃(TARP)見圖2。

圖2 芝加哥隧道和水庫工程計(jì)劃(TARP)

1)第1階段是建設(shè)4條深層隧道，主要目的是控制合流制溢流污染。通過深隧將超過400個(gè)溢流污染口連接起來，通過閘門控制雨污水的入流，超過隧道負(fù)荷的雨污水將直接排放。由于深層隧道的調(diào)蓄容量僅有8.7萬m3，故在運(yùn)行調(diào)度方面提出對雨水和溢流污水的入流控制優(yōu)化。在深隧的豎井上安裝液位計(jì)等傳感器，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并傳輸至中控室，結(jié)合深隧的液位高度以及降雨條件，通過一套自動(dòng)化儀表系統(tǒng)來控制深隧閘門的開啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)合理地利用深隧。例如，當(dāng)深隧充滿度達(dá)到60%時(shí)，進(jìn)水閘門可能被關(guān)小或關(guān)閉，限制雨污合流管網(wǎng)和地面溢流的入流量，以保證不受閘門控制的污水能排入深隧。

2)第2階段是修建3座大型水庫，將比第1階段增加530萬m3調(diào)蓄容量，可兼顧洪澇和溢流污染的控制。此時(shí)整個(gè)深隧排水系統(tǒng)將雨污水收集并轉(zhuǎn)輸?shù)剿畮爝M(jìn)行調(diào)蓄，待降雨結(jié)束且洪澇退去后，再轉(zhuǎn)輸?shù)轿鬯畯S處理。芝加哥深隧排水系統(tǒng)在排水階段，當(dāng)深隧的蓄水容量較多并結(jié)合降雨情況，將會(huì)避開城市用電高峰，選擇在0：00—8：00將深隧中的水通過排水泵站，排入污水處理廠，從而減少耗電費(fèi)用。

1.3.2 密爾沃基深層隧道儲(chǔ)存系統(tǒng)

密爾沃基城市排水區(qū)(MMSD)是由城市污水?dāng)r截系統(tǒng)(MIS系統(tǒng))、深層隧道儲(chǔ)存系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)3部分組成。密爾沃基深層排水隧道是組成密爾沃基排水系統(tǒng)的一部分，而不是獨(dú)立的單元。自從1994年深隧系統(tǒng)正式運(yùn)行之后，合流制區(qū)域的污水溢流次數(shù)從平均每年50次降至2—3次。

旱天時(shí)，MIS系統(tǒng)將1 087 km2服務(wù)區(qū)域內(nèi)的生活污水收集并轉(zhuǎn)輸?shù)轿鬯幚韽S。雨天或者極端降雨天氣時(shí)，已實(shí)現(xiàn)雨污分流的區(qū)域，雨水會(huì)直接排放到附近河道；而在合流制區(qū)域，超出排水管網(wǎng)和河道負(fù)荷的雨水和污水會(huì)進(jìn)入到深隧儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)蓄[11]。圖3為密爾沃基深層隧道儲(chǔ)存系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行方式。

深隧系統(tǒng)利用超過300個(gè)流量在線監(jiān)測設(shè)備，通過無線網(wǎng)絡(luò)或電話線把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)深隧的運(yùn)輸能力和調(diào)度的目標(biāo)，采取最佳的運(yùn)行方案[11]。

2 我國深隧建設(shè)現(xiàn)狀

隨著城市化的發(fā)展以及人口密度的不斷增大，我國城市的排水基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)受不住洪澇的考驗(yàn)，城市水環(huán)境也日益惡化。為提高城市排澇能力以及改善水體環(huán)境，我國廣州、深圳及上海等城市已開展深隧工程相關(guān)研究工作，并進(jìn)入項(xiàng)目實(shí)施階段。目前我國正在推進(jìn)的深隧工程情況見表2。

相較于國外有較為完善的淺層排水系統(tǒng)，我國的城市排水系統(tǒng)普遍是合流制，且排水標(biāo)準(zhǔn)較低，如廣州、上海等城市舊城區(qū)多為1年一遇標(biāo)準(zhǔn)，局部地區(qū)甚至為0.5年一遇，故我國的深隧主要作用都是以解決城市內(nèi)澇為主同時(shí)兼顧對溢流污染的削減。此外，我國的深隧建設(shè)處于起步階段，深隧的工程規(guī)模及其調(diào)蓄容量相對較小。因此，若要充分發(fā)揮深隧排水系統(tǒng)的功能，我們不能直接模仿國外的相關(guān)深隧排水系統(tǒng)，要因地制宜地借鑒國外深隧排水系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

3 對我國深隧調(diào)度運(yùn)行的啟示

3.1 淺層排水系統(tǒng)和深隧排水系統(tǒng)的整體調(diào)度

深隧排水系統(tǒng)是對淺層排水系統(tǒng)的補(bǔ)充和提升，能提高排水區(qū)域的防澇等級。然而,我國目前在建的深隧排水系統(tǒng)的儲(chǔ)存容量有限，在滿足緩解內(nèi)澇的同時(shí)，還需盡可能地儲(chǔ)存合流污水，故需考慮與淺層排水系統(tǒng)配合調(diào)度運(yùn)行，從而充分發(fā)揮深隧排水系統(tǒng)緩解內(nèi)澇和削減溢流污染的能力。東京江戶川深層排水隧道則利用分流制的排水方式，優(yōu)先使雨水歸流到河道或海域，充分利用河道的排澇能力。超出河道和淺層管網(wǎng)的負(fù)荷時(shí)，再通過深隧排水系統(tǒng)對洪峰進(jìn)行調(diào)蓄。

(a) 一般降雨的情況

(b) 極端降雨的情況

表2 我國深隧建設(shè)情況

Table 2 Deep tunnels in China

所在城市深隧名稱實(shí)施進(jìn)度工程規(guī)模擬解決的主要問題廣州 東濠涌深隧排水工程試驗(yàn)段施工建設(shè) 工程主隧長1.77km,外徑6.0m,支隧長約1.39km,外徑3m,隧道埋深30～40m,服務(wù)面積12.4km2,可提供6.3萬m3的調(diào)蓄庫容 控制污染,削減東濠涌和新河浦涌流域雨季合流污水和初期雨水70%以上的污染;緩解內(nèi)澇,提高流域內(nèi)合流干渠的排水標(biāo)準(zhǔn)到10年一遇深圳 南山排水深隧系統(tǒng)工程 計(jì)劃啟動(dòng)建設(shè) 隧道工程全長約4.1km,隧道直徑約6.2m(外徑約6.9m),設(shè)計(jì)規(guī)模約110m3/s,隧道埋深地下30～40m,服務(wù)面積11.21km2 污染控制,保障灣區(qū)水質(zhì),解決流域上游的初雨污染問題;防洪排澇,提高片區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn),解決流域上游排澇問題上海 虹口港—走馬塘段深層排水調(diào)蓄隧道系統(tǒng)工程可行性研究 一級調(diào)蓄隧道全長31.5km,管徑8m,埋深30～60m;二級輸送管道全長28.5km,管徑4m,埋深15～25m;三級收集管道全長23.9km,管徑3m,埋深10～15m。調(diào)蓄規(guī)模為98萬m3,服務(wù)面積83.25km2 解決片區(qū)的內(nèi)澇積水問題;削減初期雨水污染武漢 大東湖核心區(qū)污水傳輸系統(tǒng)工程 計(jì)劃啟動(dòng)建設(shè) 污水主隧直徑3～3.4m、總長約17.6km,2根直徑1.5m支隧、長約1.7km,污水隧道埋深將達(dá)到29.93～42m,服務(wù)面積130.35km2 近期為傳輸和處理污水,保護(hù)東湖生態(tài)環(huán)境;遠(yuǎn)期提高武漢排漬能力

以廣州東濠涌深隧排水系統(tǒng)為例，目前的調(diào)度運(yùn)行方式主要是通過控制入流豎井的閘門，從而實(shí)現(xiàn)對內(nèi)澇和溢流污染的控制?？赏ㄟ^把東濠涌區(qū)域的淺層排水系統(tǒng)現(xiàn)有2條河道(東濠涌和新河浦涌)、2個(gè)人工湖(麓湖和東山湖)、3個(gè)雨污水泵站和約11個(gè)閘門的使用與深隧排水系統(tǒng)的調(diào)度相融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)淺層排水系統(tǒng)的泵、閘與深隧的聯(lián)動(dòng)，充分利用河道的排澇能力。當(dāng)超出河道和淺層管網(wǎng)的負(fù)荷時(shí)，再通過深隧排水系統(tǒng)對洪峰進(jìn)行調(diào)蓄，形成整體調(diào)度運(yùn)行。

廣州、上海和深圳等城市處于三角洲地區(qū)，河網(wǎng)較密集，深隧調(diào)度運(yùn)行需研究怎樣融合現(xiàn)有的淺層調(diào)度，優(yōu)化并集成河道的閘門和淺層排水管網(wǎng)的截污閘、轉(zhuǎn)輸泵站、排澇泵站等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，尤其應(yīng)對如臺(tái)風(fēng)等極端天氣情況，最大限度發(fā)揮淺層排水管網(wǎng)調(diào)度雨污水及河道水系的排澇泄洪作用，與深隧排水系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行形成最佳的配合。

3.2 對深隧進(jìn)行精確調(diào)度

美國的密爾沃基深層隧道儲(chǔ)存系統(tǒng)和芝加哥的深隧排水系統(tǒng)，通過在豎井設(shè)置液位計(jì)、流量計(jì)等傳感器，利用實(shí)時(shí)監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對深隧的入流和排水的精確調(diào)度。由于我國城市建設(shè)長期重地上輕地下，排水管網(wǎng)建設(shè)落后，錯(cuò)節(jié)、混接等問題嚴(yán)重，僅通過在入流豎井閘前設(shè)置在線監(jiān)測點(diǎn)，從而對深隧進(jìn)行精確調(diào)度，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

以上海虹口港—走馬塘段深層排水調(diào)蓄隧道系統(tǒng)工程為例，服務(wù)區(qū)域較大，總面積約83.25 km2，涉及合流制排水系統(tǒng)和分流制排水系統(tǒng)共46個(gè)，排水系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜且風(fēng)險(xiǎn)等級各不相同，多為1年一遇標(biāo)準(zhǔn)，局部地區(qū)為3年一遇甚至為0.5年一遇[12]。此外，廣州東濠涌流域自2010至2014年統(tǒng)計(jì)發(fā)生過內(nèi)澇的地點(diǎn)約30處，重現(xiàn)期處于0.5～5年，而東濠涌深隧排水系統(tǒng)主要在入流豎井前進(jìn)行流量、液位等在線監(jiān)測。因此，還需研究在深隧上游的淺層管網(wǎng)，合理地選取及設(shè)置在線監(jiān)測點(diǎn)，采集更廣泛的數(shù)據(jù)作為調(diào)度控制依據(jù)，可使調(diào)度控制方案更加精確，提高深隧對內(nèi)澇和溢流污染的調(diào)控能力。

3.3 降低深隧運(yùn)行和維護(hù)成本

深隧排水系統(tǒng)的運(yùn)行需要耗損較多電費(fèi)，如閘門的啟閉、水泵的啟停、除臭通風(fēng)裝置等均需要耗費(fèi)較多電力，尤其是從地下幾十米至地下一百多米處，通過泵組把雨水提升到地面，電耗較大。深隧排水系統(tǒng)的閘門、泵站、預(yù)處理設(shè)施以及監(jiān)測設(shè)備等需要進(jìn)行維護(hù)檢修，以及深隧的清污工作也需要耗費(fèi)一定的維護(hù)費(fèi)用。

合理的調(diào)度運(yùn)行模式，則能降低深隧運(yùn)行和維護(hù)的成本。東京江戶川深層排水隧道每年僅需開啟4—6次，較少地開啟深隧，能降低運(yùn)行和維護(hù)成本。芝加哥的深隧排水系統(tǒng)則通過避開城市用電高峰，節(jié)省電耗費(fèi)用。

我國深隧的調(diào)度運(yùn)行，也應(yīng)在滿足控制內(nèi)澇和溢流污染要求的同時(shí)，研究如何實(shí)現(xiàn)降低運(yùn)行和維護(hù)成本。例如,充分利用監(jiān)測信息建立可靠的數(shù)學(xué)模型，分析建立最優(yōu)化的調(diào)度方案，在確保防止水浸與污染的前提下，降低深隧的使用頻率，從而降低成本；優(yōu)先利用淺層排水管網(wǎng)和河涌水系的泵閘進(jìn)行調(diào)度控制，減少深隧泵、閘的使用，節(jié)省運(yùn)營成本，延長泵、閘使用壽命；結(jié)合降雨的具體情況，采取錯(cuò)峰用電的方式，進(jìn)行深隧排水。

3.4 深隧調(diào)度運(yùn)行與降雨信息相結(jié)合

內(nèi)澇和溢流污染與降雨關(guān)系密切，深隧排水系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合降雨信息進(jìn)行調(diào)度。東京、芝加哥的深隧排水系統(tǒng)均根據(jù)降雨強(qiáng)度來進(jìn)行調(diào)度。在東京設(shè)有專門的降雨信息系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)分析降雨數(shù)據(jù)，東京江戶川深層排水隧道則根據(jù)降雨情況，采取相應(yīng)的調(diào)度運(yùn)行策略。

我國地域遼闊，廣州、上海和深圳等不同城市之間，年降雨總量、降雨量分布、降雨強(qiáng)度、雨型等降雨特征相差較大，針對不同降雨特征和不同雨洪問題時(shí)，可以結(jié)合降雨情況，根據(jù)監(jiān)測獲得的液位、水質(zhì)等數(shù)據(jù)，識別在不同降雨條件下，深隧服務(wù)區(qū)域內(nèi)澇和溢流污染的變化規(guī)律，因地制宜地采取深隧排水系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行策略。例如研究區(qū)域內(nèi)澇點(diǎn)積水情況和降雨強(qiáng)度的關(guān)系，建立內(nèi)澇點(diǎn)水位與降雨量方程[13]，則可根據(jù)實(shí)測降雨量以及深隧的運(yùn)行能力，采取最適合的調(diào)度運(yùn)行方式，對內(nèi)澇進(jìn)行控制。

日本、美國等一些國家，早在20世紀(jì)90年代初就開始利用“低影響開發(fā)技術(shù)”、“水敏性城市設(shè)計(jì)”、“綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”等理念和技術(shù)進(jìn)行雨水管理，從源頭上削減了面源污染[14]。然而，我國的海綿城市建設(shè)處于起步階段，城市的面源污染尤其是初雨污染較為嚴(yán)重，控制初雨污染是我國深隧的重要任務(wù)之一。其中，廣州東濠涌深隧排水系統(tǒng)的目標(biāo)，是削減東濠涌流域雨季合流污水和初期雨水平均不低于70%的溢流污染[15]。如何充分發(fā)揮深隧調(diào)蓄溢流污染的作用，需在不同降雨強(qiáng)度下，識別溢流污染時(shí)以初雨污染為主，還是以管道初期沖刷為主[16]，科學(xué)地制定深隧對溢流污染的控制策略。

4 結(jié)論與建議

由于深隧排水系統(tǒng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行調(diào)度方面技術(shù)難度較大，故國內(nèi)學(xué)者更為關(guān)注并且進(jìn)行了不少的研究。本文對國外深隧排水系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行及運(yùn)行方式優(yōu)化等問題進(jìn)行深入探討，并結(jié)合我國城市排水建設(shè)和深隧建設(shè)實(shí)際情況，在淺層排水系統(tǒng)和深隧排水系統(tǒng)的整體調(diào)度、深隧調(diào)度運(yùn)行與降雨信息相結(jié)合、降低深隧運(yùn)行和維護(hù)成本和對深隧進(jìn)行精確調(diào)度4方面得到了啟示，以期為我國廣州、深圳等城市深隧排水系統(tǒng)進(jìn)一步完善和優(yōu)化其調(diào)度運(yùn)行方式。

然而，優(yōu)化深隧排水系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行模式，是一個(gè)復(fù)雜的工程，仍存在一系列的難題并值得進(jìn)一步深入研究。例如獲取精確和實(shí)時(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù)是深隧調(diào)度運(yùn)行的基礎(chǔ)，如何在上游淺層排水管網(wǎng)選取合理的監(jiān)測點(diǎn)，可以較好地反饋深隧控制區(qū)域的內(nèi)澇和溢流污染情況，同時(shí)應(yīng)如何選擇合適的監(jiān)測設(shè)備需進(jìn)一步研究。另外，如何利用監(jiān)測到的液位、流量、cod等數(shù)據(jù)，分析評估深隧緩解內(nèi)澇和削減污染的作用，從而進(jìn)行調(diào)度運(yùn)行的優(yōu)化。

若要充分發(fā)揮深隧對洪澇或溢流污染的調(diào)蓄能力，合理、高效的調(diào)度運(yùn)行方式顯得尤為重要。我們應(yīng)充分借鑒世界上先進(jìn)的深隧排水系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因地制宜，制定科學(xué)的、高效的、合理的深隧排水系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行方式，充分發(fā)揮深隧排水系統(tǒng)控制水浸與河涌污染的作用，最大限度發(fā)揮工程的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

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Inspirations from Management and Operation of Deep Tunnel Drainage Systems Abroad

TANG Shu1, WU Xuewei2, SUN Zhimin3, ZHOU Wuyang3
(1.SchoolofCivilEngineering,GuangzhouUniversity,Guangzhou510006,Guangdong，China; 2.GuangzhouWaterInvestmentGroupLimitedCompany，Guangzhou510655,Guangdong,China; 3.GuangzhouMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute,Guangzhou510060,Guangdong,China)

The drainage system of deep tunnel is complex and the management of it is difficult. There is no experience in China. As a result, it is very important to find a high-efficient and rational mode for management and operation of drainage system of deep tunnel. The management and operation modes for drainage system of deep tunnel abroad are analyzed and the state-of-the-art of construction of urban drainage and deep tunnel are studied. Inspirations are gained from shallow drainage system, overall management of drainage system of deep tunnel, connection between management and operation of drainage system of deep tunnel and rainfall and reduction of management and operation cost of deep tunnel. The results can provide reference for management and operation of deep tunnel drainage systems in China in the future.

drainage system of deep tunnel; management and operation; waterlogging; overflow pollution

2016-11-23;

2017-01-05

湯舒(1989—)，男，廣東廣州人，廣州大學(xué)市政工程專業(yè)在讀碩士，主要研究方向?yàn)槌鞘信潘罎场-mail： 348569346@qq.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2017.04.010

U 45

A

1672-741X(2017)04-0449-06