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截流倍数计算法是一种简化计算方法,该方法建立在降雨事件为均匀降雨的基础上,且假设调蓄工程的运行时间不小于发生溢流的降雨历时,以及调蓄工程的放空时间小于两场降雨的间隔,而实际情况很难满足上述两种假设。因此,以截流倍数计算法得到的调蓄量偏小,计算得到的调蓄量在实际运行过程中发挥的效益小于设定的调蓄效益,在设计中应乘以安全系数β,根据上海等地工程实践,可取1.1~1.5。
用于源头径流总量和污染控制的雨水调蓄工程,其调蓄量可按当地年径流总量控制率对应的单位面积调蓄深度计算后确定,而这个调蓄量可以由小区的景观水体、集中绿地中的生物滞留设施、雨水收集回用系统中的调蓄池等设施共同承担。住房和城乡建设部发布的“海绵城市建设技术指南”中列举了部分城市不同年径流总量控制率对应的单位面积调蓄深度,在缺乏相关资料时,可作为参考。
用于分流制排水系统径流污染控制的雨水调蓄工程,其调蓄量的确定应综合考虑当地降雨特征、受纳水体的环境容量、降雨初期的雨水水质水量特征、排水系统服务面积和下游污水处理系统的受纳能力等因素。国外有研究认为,1 h雨量达到12.7 mm的降雨能冲刷掉90%以上的地表污染物;同济大学对上海芙蓉江、水城路等地区的雨水地面径流研究表明,在降雨量达到10 mm时,径流水质已基本稳定;国内还有研究认为一般控制量在6~8 mm左右可控制约60%~80%的污染量。因此,结合我国实际情况,调蓄量可取4~8 mm,地面污染程度较严重的区域宜取上限。
3.3多功能雨水调蓄设施
在城镇化建设的过程中,基础设施都需要空间,包括地上的、地下的,这时候,多功能的融合显得极其重要,排水专业不能要求绿地、广场、道路为了“调蓄”而牺牲其本身的功能,如何在其原有功能上作加法,才是成功。多功能雨水调蓄设施即为具有对雨水调节和储蓄的功能,与绿地、广场等空间结合,平时发挥正常的景观、休闲娱乐功能,暴雨产生积水时发挥调蓄功能的设施。
本规范中涉及的多功能调蓄设施主要是指用于排涝除险调蓄的绿地、广场调蓄工程,具体形式包括下凹式绿地和下沉式广场等,此类设施设置的关键是与周边服务范围竖向的有效衔接,应位于相对地势较低的位置。用于排涝除险调蓄的下凹式绿地,设计要点在于应根据设计调蓄容量、设施面积、植物耐淹性能、土壤渗透性能和地下水位合理确定下凹深度;下沉式广场调蓄设施宜以削减峰值流量为主要功能,设计要点在于应综合考虑广场构造和功能、整体景观协调性、安全防护要求、积水风险、积水排空时间和其他现场条件。
由于国土资源的稀缺和多发性灾害等自然因素,日本是提倡实施多功能调蓄最具代表性的国家,仅琦玉县就建设了多个调蓄容积大于30 000 m3的多功能调蓄设施,在平时用作运动场、公园或停车场,在暴雨时则作为涝水储存的空间,以使周边道路、居住区不受淹,相比之下,国内较少见有关多功能调蓄设施工程实践的报道。
3.4安全高效运行
安全和高效是雨水调蓄工程运行维护的核心。本规范中涉及安全运行的强制性条文有4条,占全部强制性条文的80%。如对于用于合流制溢流污染控制的调蓄池,池体内易形成和聚集有毒、有害和可燃气体,除了配备通风除臭和气体检测设备,还应注意放空后及时进行清淤冲洗。在分析池内可能产生的有毒有害气体浓度的基础上,送排风设施的设计应满足:在调蓄池进水和放空时,池内气压平衡;当调蓄池内储存有雨污水时或放空后,池内硫化氢(H2S)、甲烷(CH4)等有毒有害气体的浓度低于爆炸极限;人员进入前,池内硫化氢(H2S)、氨(NH3)等有毒有害气体的浓度不应对人员安全造成威胁。
雨水调蓄工程的效益发挥主要通过进出水控制来实现,进水控制是以如何最大程度地实现“削峰滞留”和“蓄浓放清”为目标,而放空控制是以如何避免对下游管网和污水处理厂造成冲击为目标。为此,本规范作出了“当雨水调蓄工程用于控制城镇雨水径流污染和雨水综合利用时,应确定雨水调蓄工程设计水质”和“放空时间应结合下游管道的排水能力和雨水综合利用设施的放空效率确定”等规定。工程实践中,具体的进水控制策略宜将调查资料和实测数据转化为更为简便易行的液位控制参数,放空控制策略宜通过建立调蓄池与下游泵站及污水处理厂之间的双向联系机制确定或由掌握三者实时运行情况的部门统一调度。
4结语
国家标准《城镇雨水调蓄工程技术规范》的制定将解决雨水调蓄工程建设过程中“无据可依、目标盲目、功效失落、投资无控”的局面,对构建城镇内涝防治标准体系,保障城镇排水安全、控制雨水径流污染、保护城镇水环境和加强雨水综合利用具有重要意义。而随着海绵城市建设的推进,随着越来越多雨水调蓄工程的建设和运行,也会产生更多有益的经验为将来进一步丰富完善本规范奠定基础。
本文由微信小编整理后发布,原文标题:《城镇雨水调蓄工程技术规范》解读,作者:张辰、陈嫣、吕永鹏,刊登在《给水排水》2017年06期。
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