向 熙 陳家平

（云南省設計院集團有限公司，云南 昆明 650000）

許多城市在進行城市改造時受歷史條件及客觀因素的制約，老城區(qū)的排水系統(tǒng)無法徹底改造成分流制系統(tǒng)。對不便于進行雨污分流改造區(qū)域的合流溢流口建設調(diào)蓄池，將初期污染物濃度高、超過水體自凈能力的這部分合流水量調(diào)蓄，在降雨過后，在一定時間段內(nèi)輸送至合流污水截流干管或附近污水廠，避免直排河道，可以有效削減水體污染，是解決老城區(qū)合流制溢流污染的有效途徑[1]。

本文以西南地區(qū)某市中心城區(qū)一個主要溢流口服務區(qū)域為例，采用截留倍數(shù)計算法和溢流體積控制率法對調(diào)蓄池容積進行核算，同時以實測溢流數(shù)據(jù)進行復核，進而得到CSO 調(diào)蓄池的推薦有效容積。

1 工程背景

昭通市昭陽區(qū)位于云南省東北端，于2018 年11 月成功申報“2018 年城市黑臭水體治理示范城市”。 實現(xiàn)合流制溢流污染總量削減是昭陽區(qū)黑臭水體治理的重要建設指標之一。

通過現(xiàn)場踏勘，老城區(qū)合流制區(qū)域內(nèi)的河濱公園泵站溢流口為昭陽區(qū)匯水面積較大的合流制溢流口，通過在流域排水末端建設調(diào)蓄池，對河濱公園處現(xiàn)狀溢流泵站的合流制溢流污染進調(diào)蓄控制，能夠有效削減溢流泵站合流水直排河道污染。

2 區(qū)域排水現(xiàn)狀

現(xiàn)狀河濱公園溢流口匯水范圍內(nèi)為截流式合流制，區(qū)域內(nèi)合流雨污水匯至昭陽大道排水干管，經(jīng)末端溢流井截流后，旱季污水截流至下游污水管，經(jīng)海樓路排水管輸送至污水處理廠；雨季溢流的合流雨水通過建于昭陽大道與利濟河交叉口東北側的溢流泵站抽排至利濟河，泵站按三年一遇降雨重現(xiàn)期，最大設計流量為2.68m3/s 如圖1。

圖1 河濱公園溢流口處排水現(xiàn)狀

3 調(diào)蓄池容積計算

根據(jù)河濱公園溢流口附近排水現(xiàn)狀，調(diào)蓄池進水為雨季昭陽大道溢流雨污水管分流，此時泵站閥門關閉；當調(diào)蓄池達到最高水位時，調(diào)蓄池進水閥門關閉，超量雨水通過泵站抽排至利濟河；晴天，調(diào)蓄池內(nèi)蓄水可壓力排至環(huán)城西路污水管道，輸送至污水處理廠。

根據(jù)中心城區(qū)排水管線物探資料，河濱公園調(diào)蓄池的匯水面積如圖2 陰影區(qū)域所示。

圖2 河濱公園調(diào)蓄池服務范圍圖

根據(jù)以上劃分，河濱公園調(diào)蓄池的匯水面積為0.91km2，且匯水范圍均為為老城區(qū)合流制排水區(qū)域，建筑及人口密度較大。

分別采用截流倍數(shù)計算法及截流率控制法計算調(diào)蓄池的調(diào)節(jié)容積。

3.1 截流倍數(shù)計算法

用于合流制排水系統(tǒng)的徑流污染控制時，調(diào)蓄池的有效容積可按下式計算[2]：

V = 3600ti(n-n0)Qdrβ

其中，ti——調(diào)蓄池進水時間（h），宜采用0.5h～1h，由于合流制排水系統(tǒng)復雜，溢流事件初期效應不明顯，本次計算取上限1h；

n——調(diào)蓄池運行期間的截流倍數(shù)，根據(jù)規(guī)范[3]，合流制系統(tǒng)截流倍數(shù)宜為2～5，本次計算取5；

n0——系統(tǒng)原截流倍數(shù)，根據(jù)現(xiàn)狀旱季及雨季污水量實際情況，計算得出現(xiàn)狀合流制系統(tǒng)截流倍數(shù)約為0.5；

Qdr——流井以前的旱流污水量（m3/s）；

β——安全系數(shù)，可取1.1～1.5，本次計算取1.5。3.1.1 單位面積污水量計算

采用單位建設用地綜合用水量指標法計算各調(diào)蓄池匯水面積內(nèi)單位面積污水量。根據(jù)中心城區(qū)遠期用地規(guī)劃圖，計算匯水區(qū)域內(nèi)各類規(guī)劃用地所占比例，如表1 所示。

表1 匯水區(qū)域內(nèi)各類規(guī)劃用地所占比例

采用單位建設用地綜合用水量指標法對匯水區(qū)域用水量進行估算，河濱公園調(diào)蓄池的匯水區(qū)域內(nèi)用水量指標為142.16m3/ha·d，如表2 所示。

表2 調(diào)蓄池匯水區(qū)域用水量預測表

取污水排放系數(shù)為0.9，則河濱公園調(diào)蓄池的匯水區(qū)域內(nèi)單位面積污水量計算結果為0.148 m3/km2·s。

3.1.2 調(diào)蓄池有效容積計算

按照截流倍數(shù)法計算調(diào)蓄池有效容積，結果如表3所示。

表3 河濱公園調(diào)蓄池有效容積計算表（截流倍數(shù)法）

3.2 溢流體積控制率法

根據(jù)《海綿城市建設評價標準GB/T51345～2018》[4]，控制合流制溢流污染的目標為“不得使所對應的受納水體出現(xiàn)黑臭；或年溢流體積控制率不小于50%，且處理設施懸浮物SS 排放濃度的月平均值不大于50mg/L”。

3.2.1 徑流控制率

通過調(diào)蓄池建設，使匯水區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)50%徑流控制率，可以實現(xiàn)年溢流體積控制率不小于50%的目標。

根據(jù)《昭陽區(qū)海綿城市建設專項規(guī)劃》，有如圖3 控制降雨強度與徑流控制率的對應關系。

圖3 昭陽區(qū)控制降雨強度與徑流控制率關系圖

由以上曲線可得到，當控制降雨強度為6mm 時，可以實現(xiàn)50%徑流控制率。

按下式計算調(diào)蓄池有效容積：

V=10DFΨβ

其中，D——調(diào)蓄量（mm），按降雨量計；

F——匯水面積（hm2）；

Ψ——徑流系數(shù)，按照《昭通中心城市（昭陽區(qū)）排水專項規(guī)劃》（2011-2030 年）及《昭陽區(qū)中心城區(qū)海綿城市建設專項規(guī)劃》（2018-2030 年），取徑流系數(shù)為0.6；

β——安全系數(shù)，可取1.1～1.5。

則調(diào)蓄池有效容積計算結果如表4。

表4 河濱公園調(diào)蓄池有效容積計算表（截流率控制法）

3.2.2 河濱公園溢流泵站實際監(jiān)測數(shù)據(jù)

根據(jù)河濱公園溢流泵站2018 及2019 年實際運行數(shù)據(jù)進行規(guī)模計算，得到年溢流體積控制率不小于50%的最小設計降雨量為3.7mm，計算得到河濱公園調(diào)蓄池規(guī)模為2222m3。

3.3 調(diào)蓄池推薦有效容積確定

綜合以上分析計算結果，河濱公園調(diào)蓄池建設規(guī)模計算結果如表5。

表5 河濱公園調(diào)蓄池建設規(guī)模計算結果

綜合考慮以上兩種計算結果，以及河濱公園泵站實際運行數(shù)據(jù)復核，確定本工程河濱公園調(diào)蓄池的推薦有效容積為3600m3，既可滿足截流需求，又能實現(xiàn)年溢流體積控制率不小于50%的目標。

4 結論

調(diào)蓄池建設是老城區(qū)合流制排水系統(tǒng)溢流污染控制的重要工程措施，而有效容積的確定對調(diào)蓄池的建設至關重要。以西南地區(qū)某市中心城區(qū)一個主要溢流口服務區(qū)域為例，采用截留倍數(shù)計算法和溢流體積控制率法對調(diào)蓄池容積進行核算，同時以實測溢流數(shù)據(jù)進行復核，進而得到CSO 調(diào)蓄池的推薦有效容積為3600m3。