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浅谈雨水调蓄池的应用
作者:唐思璨 浏览量:2252
  摘要:城市的高速发展导致大量雨水资源的流失和水涝灾害,并由此引发一系列的城市生态环境问题,已经成为城市可持续发展的重要制约因素。雨水调蓄池作为控制面源污染、提高防汛能力的工程措施之一,已在国外经历了多年的研究和应用。在国内,多地也有应用。本文分析了雨水调蓄池的应用。

关键词:雨水调蓄池;应用;功能;

近年来,随着城市的发展和极端天气的频繁出现,城市内大量的雨水汇集,严重的会造成城市内涝,雨水调蓄池是一种用于调蓄和储存雨水的收集设施,作为城市排水系统的一部分,对缓解城市内涝,控制面源污染,提高雨水利用有着重要作用。

1.概念。雨水调蓄池是一种用于雨水调蓄和储存雨水的收集设施,占地面积大,可建造于城市广场、绿地、停车场等公共区域的下方,也可以利用现有的河道、池塘、人工湖、景观水池等设施。主要作用是把雨水径流的高峰流量暂时存入其中,待流量下降后,再从雨水调蓄中将雨水慢慢排出,以削减洪峰流量,实现雨水利用,又能避免初期雨水对下游受纳水体的污染。

2.雨水调蓄池的功能。

一是控制面源污染。面源污染治理调蓄池主要收集降雨初期含有大量污染物的初期雨水。这些污染物随城市排水系统进入收纳水体后,会造成收纳水体水质恶化,污染当地水环境。国内外研究表明,雨水径流污染严重,对地表水环境的污染有很大的贡献。将初期雨水存入调蓄池,待降雨结束后,再将这些储存的雨水排入污水管道,最终至污水厂,达到控制面源污染、保护水体水质的目的。

二是调节洪峰流量。随着城镇化的发展,城市的雨水径流系数增大,雨水径流量增大,将雨水径流的高峰流量暂时储存在调蓄池中,待流量下降后,再将雨水排出调蓄池,以达到削减洪峰流量。而且这样也可以减小下游管道管径,提高新规划区域的排水标准和防涝能力,减少城市洪涝灾害。

3.实例分析

长春市伊通河中段水生态治理工程调蓄池及管道工程三标段,其中包括卫星园调蓄池、南湖大路调蓄池、回忆岛调蓄池、月亮岛调蓄池、及荣光路调蓄池,蓄水量共计17万m³。

4.问题分析。

一是堤防标准问题。防洪能力过低,现有的措施已经不能继续持续,亟待提高,而且城区中心的堤防标准过高,严重影响了景观,形成了障碍许多地方的堤防过于老旧。

二是区间汇水面积小,生态用水不足上游的拦蓄作用减弱,只能靠区间水来维持,无法及时满足生态用水,造成了困扰。这也是急需改进的地方。

三是河道水体污染严重长春市城市排水主要通过伊通河,伊通河水体污染严重,污水处理厂少,许多污水直接排入伊通河,并没有经过处理,这是伊通河水体污染的重要原因。

5.为了更好地完善伊通河的生态平衡,加大长春市生态景观和防洪力度,我们提出了以下几点建议。

(1)主河道清理,降低防洪高度。伊通河是长春市的重要旅游景观,是接触自然的好去处,堤坝距离主河道平均80余米,堤坝周边树木林立。根据长春市整体规划,可对河道内淤积物进行清理,扩大河道流量,提高其泄洪能力。伊通河除了南三环桥至四化桥段,其他河段防洪能力都在十年以内,我们需要对这些河段进行维修治理,采取正确的措施,及时修补其堤防,进行护岸工作。

(2)雨水调蓄池类型选择。

一是地下封闭式调蓄池。目前地下调蓄池一般采用钢筋混凝土或砖石结构,其优点是节省占地;便于雨水重力收集;避免阳光的直接照射,保持较低的水温和良好的水质,藻类不易生长,防止蚊蝇滋生;安全。由于该调蓄池增加了封闭设施,具有防冻、防蒸发功效,可常年蓄水,也可季节性蓄水,适应性强。可以用于地面用地紧张、对水质要求较高的场合,但施工难度大,费用较高。

二是地上封闭式调蓄池。地上封闭式调蓄池一般用于单体建筑屋面雨水集蓄利用系统中,常用玻璃钢、金属或塑料制作。其优点是安装简便,施工难度小,维护管理方便;但需要占地面空间,水质不易保障。该方式调蓄池一般不具备防冻功效,季节性较强。

三是地上开敞式调蓄池。地上开敞式调蓄池属于一种地表水体,其调蓄容积一般较大,费用较低,但占地较大,蒸发量也较大。地表水体分为天然水体和人工水体。一般地表敞开式调蓄池体应结合景观设计和小区整体规划以及现场条件进行综合设计。设计时往往要将建筑、园林、水景、雨水的调蓄利用等以独到的审美意识和技艺手法有机地结合在一起,达到完美的效果。作为一种人工调蓄水池,一般不具备防冻和减少蒸发的功能。在结构选择、设计和维护中注意采取有效的防渗漏措施十分重要。一旦出现渗漏,修复将是非常困难和昂贵的工作,尤其对较大型的调蓄池。

(3)雨水调蓄池的计算。

一是用于控制面源污染。目前我国部分地区的合流溢流污染物及分流系统的初期雨水已成为内河主要污染源,在排水系统雨水排放口附近设置雨水调蓄池,将溢流污染物或初期雨水暂时储存在调蓄池中,待降雨结束后,再将储存的雨污水通过污水管道送至污水处理厂,可有效地控制面源污染。此时,有效容积应根据气候特征、排水体制、汇水面积、服务人口和受纳水体的水质要求、水体流量、稀释自净能力等确定。可按下式计算:,式中:V —调蓄池有效容积(m3);ti —调蓄池进水时间(h),宜采用0.5h~1h,合流制排水系统雨天溢流污水水质在单次降雨事件中无明显初期效应时,宜取上限。

二是用于消减排水管道洪峰流量。随着城镇化发展,雨水径流量增大,雨水调蓄池的设置对于消减洪峰流量、降低下游雨水干管的管径具有显著作用,能够提高区域的排水标准和防洪能力,减少内涝灾害。

(4)加大生态措施投入。我们可以通过建设湿地、河道护岸植物等措施加强河道周围地下水与土壤的水体交换,不断加强河道的自我平衡能力,加强其净化能力,减少污染,维护河道的生态平衡,爱护自然环境。建设调蓄水池,增加雨污水的收集处理能力,以恒定流量进入污水处理厂,降低污水处理厂的负荷。其中调蓄池的漂浮物拦截技术、抽水和冲洗技术均可对伊通河生态启到辅助作用。   

(5)注意事项。

一是通常雨水调蓄池进水端采用电动闸门来进行控制,但为防止意外事件,在现场应配有手动切换控制系统,以备发生机械故障时在现场进行操作。

二是由于雨水调蓄池一般深埋地下,在进水过程中,其内部气体需要排放,故需在调蓄池顶部安装通气井或通气孔,通气孔的尺寸需根据进水时的排气流量进行核算。

三是调蓄池放空通常采用潜水离心泵进行排放,由于初雨调蓄池内的雨水是排放到城市污水管网系统中的,故排空应尽量安排在污水管网流量处于低谷时,避免由于瞬间流量过大而对污水系统造成影响。

由于降雨的特点、城市的卫生水平等均不同于国外的一些城市,因此存在雨水调蓄池的应用偏差大、作用参差不齐的现象。为了使雨水调蓄池达到预期效果,在应用时应结合本地的条件及目标要求来确定相关参数,以便使雨水调蓄池在排水系统中充分发挥作用。

参考文献:

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[2]张善发. 城镇排水系统溢流与排放污染控制策略与技术导则[J].中国给水排水,2014,26(18):31-35.

[3]程江,吕永鹏,黄小芳,等.上海中心城区合流制排水系统调蓄池环境效应研究[J].环境科学,2014,30(8): 2234-2240.

 

供稿人:唐思璨/审批人:许彦茁

日期:2017年5月22

 

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