楊明結(jié)

（廈門(mén)市市政工程設(shè)計(jì)院有限公司，福建 廈門(mén) 361000）

調(diào)蓄池是城市排水系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分，對(duì)城市排水系統(tǒng)性能和水環(huán)境的提升有著顯著的促進(jìn)作用。海綿城市建設(shè)，即采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施。而調(diào)蓄池能起到蓄以待滲、蓄以待凈、蓄以待用、蓄以待排的作用，是解決城市涉水問(wèn)題重要的工程手段之一。調(diào)蓄池按功能可分為徑流污染控制調(diào)蓄、內(nèi)澇防治調(diào)蓄、雨水利用調(diào)蓄等。在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，調(diào)蓄池常常設(shè)置在排水系統(tǒng)的過(guò)渡環(huán)節(jié)，上承截污管涵系統(tǒng)，下接污水凈化設(shè)施，起到對(duì)雨水的收集及利用。

1 工程概況

1.1 工程背景

環(huán)東海域?yàn)I海景觀帶是近年來(lái)廈門(mén)市設(shè)立的重要形象窗口之一，致力于實(shí)現(xiàn)城市景觀、生態(tài)、旅游、經(jīng)濟(jì)的和諧統(tǒng)一。但根據(jù)調(diào)查結(jié)果，環(huán)東海域（下潭尾外灣）呈中度富營(yíng)養(yǎng)化，且呈現(xiàn)明顯的由灣內(nèi)向?yàn)惩膺f減的變化趨勢(shì)?，F(xiàn)狀海水為劣四海水水質(zhì)，主要超標(biāo)污染物為無(wú)機(jī)氮和活性磷酸鹽。其中無(wú)機(jī)氮濃度大于0.5 mg/L，活性磷酸鹽大于0.05 mg/L[1-3]。超標(biāo)污染物的主要來(lái)源為降雨沖刷攜帶大量地表污染物匯入河道和內(nèi)灣而形成的面源污染。

本文針對(duì)初期雨水截流系統(tǒng)所需建設(shè)的調(diào)蓄池展開(kāi)論述，從區(qū)位、規(guī)模、工藝、運(yùn)行等方面分析調(diào)蓄池的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，可為行業(yè)相似工程項(xiàng)目提供借鑒指導(dǎo)依據(jù)。（圖1）

圖1 調(diào)蓄池設(shè)計(jì)思路圖

1.2 調(diào)蓄池總體工藝流程

初期雨水經(jīng)截流管和截流箱涵收集，通過(guò)分流井進(jìn)入調(diào)蓄池格柵間，雨水經(jīng)初步過(guò)濾后進(jìn)入下層的調(diào)蓄池，降雨結(jié)束后一段時(shí)間通過(guò)潛污泵提升至下潭尾再生水廠，經(jīng)過(guò)處理后排放至景觀湖作為補(bǔ)水水源；而中后期雨水通過(guò)分流井、截流管以及截流箱涵排入內(nèi)灣和外灣。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 匯流區(qū)域概況

結(jié)合地形、水系對(duì)片區(qū)的匯水區(qū)域進(jìn)行劃分，并遵循高水高排、低水低排的原則[4,5]，將下潭尾灣區(qū)分為4 個(gè)排水系統(tǒng)進(jìn)行排放。如圖2 所示，其中1#排水分區(qū)主要收集馬巷鎮(zhèn)區(qū)雨水，雨水主要由巷南路、翔安北路、翔安大道等雨水管道收集，最終通過(guò)內(nèi)垵溪匯入下潭尾灣，該片區(qū)匯水范圍約500 ha；2#排水分區(qū)主要收集亭洋、山亭村及周邊地塊雨水，雨水主要由翔安西路、后亭路等雨水管道收集，最終匯入下潭尾灣，該片區(qū)匯水范圍約153 ha；3#排水分區(qū)主要收集火炬園區(qū)及周邊地塊雨水，雨水主要由翔安北路、翔安西路等雨水管道收集，最終匯入下潭尾灣，該片區(qū)匯水范圍約438 ha；4#排水分區(qū)主要收集內(nèi)垵、趙厝、西路村及周邊地塊雨水，雨水主要由翔安西路雨水管道收集，最終匯入下潭尾灣，該片區(qū)匯水范圍約38 ha。進(jìn)一步，四個(gè)匯水分區(qū)的初期雨水通過(guò)雨水管網(wǎng)分別輸送至四座調(diào)蓄池（1#～4#），調(diào)蓄池平面位置布置在規(guī)劃的綠地內(nèi)。

圖2 匯水流域劃分圖

2.1 調(diào)蓄池規(guī)模確定

調(diào)蓄池規(guī)模的確定應(yīng)考慮旱季和雨季的條件，本次設(shè)置4 座調(diào)蓄池，均位于廈門(mén)市翔安區(qū)下潭尾灣。根據(jù)GB50014-2021《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[6]規(guī)定，初期雨水一般控制量在6 mm-8 mm，即可控制60%-80%的污染物。受用地和污水廠處理能力限制，下潭尾灣區(qū)建設(shè)初雨控制量為4 mm 的初雨調(diào)蓄池，則污染物削減率可控制在40%左右。雨后三天內(nèi)，收集的初期雨水全部通過(guò)污水管網(wǎng)系統(tǒng)輸送進(jìn)入下潭尾再生水廠處理。

2.2 調(diào)蓄池主要內(nèi)容

調(diào)蓄池主要包含垃圾清理系統(tǒng)、沖洗水泵系統(tǒng)、排空水泵系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)、照明設(shè)備用電、智能控制系統(tǒng)、管理房等組成。

2.2.1 垃圾清理系統(tǒng)

調(diào)蓄池進(jìn)水側(cè)設(shè)有格柵間，用來(lái)攔截、清除大顆粒垃圾，從而調(diào)蓄池內(nèi)部設(shè)備正常運(yùn)行。格柵間內(nèi)進(jìn)水端側(cè)設(shè)有附壁式閘門(mén)，閘門(mén)通常處于常開(kāi)狀態(tài)。格柵機(jī)均采用鏈條式回轉(zhuǎn)格柵除污機(jī)。其中格柵機(jī)安裝角度70°，格柵外形寬2 m，柵條間隙30 mm，單臺(tái)電機(jī)功率3 kW。格柵井深和格柵高度根據(jù)調(diào)蓄池高度調(diào)整。

2.2.2 沖洗水泵系統(tǒng)

調(diào)蓄池沖洗系統(tǒng)目前比較成熟的工藝主要包括噴射器、門(mén)式?jīng)_洗系統(tǒng)、真空沖洗系統(tǒng)等。經(jīng)工藝比選，本次沖洗水泵系統(tǒng)采用噴射器系統(tǒng)。噴射器安裝于調(diào)蓄池底部，按照噴射器的輻射范圍在池底進(jìn)行安裝，如無(wú)外部供水源的情況下，需要在調(diào)蓄池底板以下噴射器的水泵吸水口處做一個(gè)集水坑進(jìn)進(jìn)行蓄水。沖洗時(shí)，通過(guò)水泵吸水再經(jīng)過(guò)混合噴射器的氣液混合，形成高速的氣液混合體，對(duì)調(diào)蓄池底部進(jìn)行沖洗。噴射器沖洗還具有攪拌功能以防止顆粒物沉淀，其布置靈活，不受池型約束，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)死角的沖洗。

2.2.3 排空水泵系統(tǒng)

調(diào)蓄池內(nèi)雨水達(dá)到設(shè)計(jì)水位后，由潛水泵錯(cuò)峰抽排至市政污水管網(wǎng)，最終進(jìn)入再生水廠處理。其中1#調(diào)蓄池配有兩臺(tái)水泵，一用一備，水泵參數(shù)：流量720 m3/h，揚(yáng)程17 m，功率55 kW；2#調(diào)蓄池配有兩臺(tái)水泵，一用一備，水泵參數(shù)：流量600 m3/h，揚(yáng)程15 m，功率45 kW；3#調(diào)蓄池配有兩臺(tái)水泵，一用一備，水泵參數(shù)：流量70 m3/h，揚(yáng)程15 m，功率7.5 kW；4#調(diào)蓄池配有兩臺(tái)水泵，一用一備，水泵參數(shù)：流量180 m3/h，揚(yáng)程22 m，功率18.5 kW。

2.2.4 除臭系統(tǒng)

調(diào)蓄池除臭工藝主要有生物濾池除臭[7]、活性炭除臭、生物土壤法除臭、除臭劑洗滌+生物土壤法除臭等。除臭劑洗滌設(shè)備作為應(yīng)急除臭設(shè)備，平常不使用，當(dāng)臭氣濃度出現(xiàn)異常，氣量增大超出設(shè)計(jì)范圍時(shí)，或出現(xiàn)惡劣天氣時(shí)，除臭洗滌塔自動(dòng)運(yùn)行進(jìn)行應(yīng)急除臭，保證除臭效果，達(dá)標(biāo)排放，一次性投資較生物除臭低?！俺魟┫礈?生物土壤法除臭法”在處理效果、后期運(yùn)維管理上效果更好[8-11]，雖然占地面積較大，但置于調(diào)蓄池上方綠地就能解決問(wèn)題，無(wú)需新增用地，因此本次除臭工藝采用“除臭劑洗滌+生物土壤法除臭法”，其工藝流程如圖3 所示。需要注意的是土壤濾層使用一段時(shí)間后會(huì)板結(jié)，導(dǎo)致氣體阻力逐漸增大，因此一定時(shí)間后需對(duì)土壤表層進(jìn)行翻新，經(jīng)驗(yàn)表明翻新時(shí)間間隔為三年左右。

圖3 除臭工藝流程圖

2.2.5 照明及自控系統(tǒng)

初雨調(diào)蓄池站的管理用房及控制中心采用線形LED 燈。自動(dòng)化控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控終端和設(shè)置在控制室的SCADA 管理系統(tǒng)兩部分組成。調(diào)蓄池控制采用集中管理、分散控制模式。每個(gè)調(diào)蓄池分別設(shè)一個(gè)PLC 站，在1#調(diào)蓄池站設(shè)控制中心。

2.3 調(diào)蓄池平面布置

圖4 所示為調(diào)蓄池平面布置，主要包括配套設(shè)備用房和調(diào)蓄池主體。其中，配套設(shè)備用房?jī)?nèi)含有高低壓配電間、格柵間、除臭間、值班室、樓梯，建筑占地面積約為300 m2。配套設(shè)備用房立面采取人造草皮、水刷石墻面、爬藤等方式作為用房立面的選擇方式，周邊場(chǎng)地結(jié)合景觀植物作為視線遮擋與隔離，并起到提升景觀效果的作用。其地面配套設(shè)備用房效果圖如圖5 所示。

圖4 調(diào)蓄池平面布置

圖5 立面效果：水刷石墻面+爬藤+植物隔離

考慮到有效水深、有效容積和用地限制，確定調(diào)蓄池主體尺寸如下：1#調(diào)蓄池尺寸：L×B =80×65 m，有效水深3 m；2#調(diào)蓄池尺寸：L×B =61×52 m，有效水深5 m；3# 調(diào)蓄池尺寸：L×B =26.5×15 m，有效水深3 m；4#調(diào)蓄池尺寸：L×B =40×40 m，有效水深3 m。調(diào)節(jié)池總體平面布置如圖6 所示（以3#調(diào)蓄池為例），其中配套設(shè)備用房為地上結(jié)構(gòu)，調(diào)蓄池主體為地下結(jié)構(gòu)。

圖6 3#調(diào)蓄池平面布置

2.4 調(diào)蓄池豎向設(shè)計(jì)

以3#調(diào)蓄池為例，豎向高程如圖7 所示，調(diào)蓄池主體為地下結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水標(biāo)高為-0.95 m，地面標(biāo)高為7.00 m。調(diào)蓄池底標(biāo)高為-3.28 m，頂部標(biāo)高為2.40 m，頂部覆土4.60 m。底部縱坡為1%，坡向提升泵坑，提升泵出口標(biāo)高為4.80 m。設(shè)計(jì)水面標(biāo)高為-0.15 m，則設(shè)計(jì)水深為3.13 m。此外，配套設(shè)備用房為地上結(jié)構(gòu)，層高為4.40 m。

圖7 3#調(diào)蓄池高程

3 結(jié)論

初雨調(diào)蓄池是解決城市內(nèi)澇、水資源短缺、水環(huán)境惡化的重要工程手段。調(diào)蓄池在雨季時(shí)蓄水，減輕排水壓力和水環(huán)境污染，旱季時(shí)經(jīng)水質(zhì)凈化后排水作為城市水系統(tǒng)重要的補(bǔ)水來(lái)源。本文結(jié)合環(huán)東海域（下潭尾灣）建設(shè)的4 座初雨調(diào)蓄池，介紹其相關(guān)設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式，為相關(guān)行業(yè)提供重要的參考依據(jù)，對(duì)類似工程的建設(shè)具有指導(dǎo)意義。