0915中國給水排水2020年中國排水管網(wǎng)水環(huán)境大會.docx


   0915中國給水排水2020年中國污水處理廠提標改造（污水處理提質(zhì)增效）高級研討會.docx

 

題目：對我國城市排水防澇工程體系構建的思考  

報告人：中規(guī)院（北京）規(guī)劃設計公司生態(tài)市政院  王家卓  院長/教授級高工

對我國合流制排水系統(tǒng)及其溢流污染控制的思考（作者：王家卓等）

來源 ：小沁 沁聚環(huán)保 

 

合流制排水系統(tǒng)作為主要的排水系統(tǒng)之一，在我國和世界其他地區(qū)都普遍存在。合流制和分流制排水系統(tǒng)互有優(yōu)劣勢。2015年，國務院頒布《水污染防治行動計劃》（以下簡稱《水十條》）以后，全國各地迅速行動，在黑臭水體的治理方面取得了積極的成就，在社會上引起了很好的反響。在黑臭水體的治理過程中，控源截污是所有工程措施的核心。在控源截污的過程中，不可回避的一個問題就是排水體制。尤其是針對建成區(qū)已經(jīng)是合流制的排水系統(tǒng)怎么辦，是保持合流制還是要完全雨污分流，這是很多城市都面臨的艱難選擇。有些人錯誤地認為，只要是合流制排水系統(tǒng)都必須進行雨污分流改造，有些地方主管部門不顧實際情況，“一刀切”要求雨污分流，不僅花費高，實施難度大，而且效果也不好。實際上，合流制排水系統(tǒng)并不是導致我國水體黑臭的根本原因。放眼世界，倫敦、巴黎、東京、漢堡、西雅圖、紐約、華盛頓等很多城市都是以合流制為主的排水系統(tǒng)[1]，這些城市的水環(huán)境都治理得較好。因此，有必要對合流制排水系統(tǒng)做出深刻的、新的認識，以科學指導我國城市排水工程建設和城市水環(huán)境治理工作。

合流制與分流制：不存在誰更好的簡單答案

眾所周知，根據(jù)雨水排放系統(tǒng)和污水排放系統(tǒng)的關系，可以簡單地將城市排水系統(tǒng)分為合流制排水系統(tǒng)和分流制排水系統(tǒng)。如果雨水和污水共用一根管道排放，這種排水系統(tǒng)就稱為合流制排水系統(tǒng)。世界上很多城市最早建設的大多是合流制排水系統(tǒng)。如英國倫敦在1860年左右建設的，一直沿用至今的排水系統(tǒng)都是合流制排水系統(tǒng)[2]。

合流制排水系統(tǒng)有一個很明顯的優(yōu)點，那就是只用建設一根管道，投資小，地下管位空間需求小。如果考慮水環(huán)境的問題，合流制排水系統(tǒng)還有管理簡單、不存在雨污水混錯接等優(yōu)點。而且在降雨時，面對中小降雨，如果系統(tǒng)設計得當?shù)脑�，初期降雨也有可能被收集進入到污水處理廠進行處理，不會存在初期雨水污染的問題。然而，合流制的弊端也很明顯。在面臨較強降雨的時候，可能會有未經(jīng)處理的雨污水混合水，通過溢流口溢流排入受納水體，從而污染水環(huán)境。另一種排水系統(tǒng)是分流制排水系統(tǒng)，即雨水和污水分別走不同的管網(wǎng)系統(tǒng)，污水經(jīng)過污水管網(wǎng)收集后進入污水處理廠，雨水徑流經(jīng)過雨水排放系統(tǒng)收集以后就近排放進入受納水體。分流制排水系統(tǒng)的優(yōu)點很明顯，那就是不存在雨天溢流污染的問題。但分流制排水系統(tǒng)也并不是完美的排水系統(tǒng)。首先，沖洗空氣，然后又沖刷房頂、馬路，再沖刷管網(wǎng)的雨水，尤其是初期雨水。

合流制排水系統(tǒng)不是導致水體黑臭的根本原因

2015年，國務院發(fā)布《水污染防治行動計劃》以后，我國295個地級及以上城市，除了74個沒有黑臭水體外，其他城市共有2100條黑臭水體納入生態(tài)環(huán)境部和住房城鄉(xiāng)建設部的名單[4]�！端�污染防治行動計劃》明確要求，2020年地級及以上城市黑臭水體控制在10%以內(nèi)，2030年城市建成區(qū)的黑臭水體總體得到消除。要治理好黑臭水體，必須搞清水體黑臭的根本原因。水體黑臭的表面原因是水中因為缺氧，水體呈現(xiàn)厭氧狀態(tài)，較為嚴重時表現(xiàn)為發(fā)黑、發(fā)臭。其實質(zhì)問題是入河污染物量超出了水體自凈能力。進入河道的污染物有工業(yè)、農(nóng)業(yè)面源、城鎮(zhèn)生活、城鎮(zhèn)面源、農(nóng)村生活廢水、廢棄物等，此外還有內(nèi)源污染，必須全面排查，科學評估，不可上來就把水體黑臭的原因歸結為合流制排水系統(tǒng)。“黑臭在水里，根源在岸上，核心在管網(wǎng)，關鍵在排口”，這是當今已經(jīng)公認的觀點。水體黑臭的根本原因在于污水（包括工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水等）沒有能夠徹底截留從而進入河湖水體中。使用合流制排水系統(tǒng)的地區(qū)，如果存在黑臭水體，一般在旱天水體會表現(xiàn)為黑臭，甚至是非降雨期，連續(xù)數(shù)月不降雨，水體也表現(xiàn)為黑臭。主要原因一般也是旱天污水沒有完全截留導致直排入河，加上內(nèi)源污染沒有治理。黑臭水體的問題實質(zhì)是城市環(huán)境基礎設施存在短板的問題，這個短板是幾十年的歷史欠賬形成的，不可能兩三年之內(nèi)就完全補齊這些短板。切實可行的目標，就是先消除旱天污水直排，先解決旱天水體黑臭的問題，這是當今的主要矛盾。先解了這個問題，下一步才是解決雨天合流制溢流污染的問題，再進一步提升水體質(zhì)量，確保穩(wěn)定消除水體黑臭。所以合流制溢流污染治理，不是消除水體黑臭階段的主要矛盾和主要問題，而是基本消除水體黑臭之后，下一階段進一步提升水環(huán)境質(zhì)量需要重點關注的問題。

國外合流制排水系統(tǒng)的運用狀況

日本：大城市合流制比例高日 本 合 流 制 下 水 道 覆 蓋 的 城 市 有 1 9 2 個（8.7%），覆蓋面積2270km2（20%），服務人口約30%。1982年日本發(fā)布了《合流制下水道溢流對策與暫定指南》，沒有強制要求合流制改為分流制，而是提出對合流制排水系統(tǒng)進行溢流控制，標準為等同于分流制的污染水平。東京都地區(qū)更是以合流制為主的排水系統(tǒng)，合流制的比例占到82%。東京采用了源頭雨水抑制（類似于我國海綿城市建設中的源頭雨水控制，或者是美國的低影響開發(fā)）、調(diào)蓄管渠建設、調(diào)蓄池建設、高速過濾系統(tǒng)處理和溢流口改造等多種措施控制合流制溢流污染，取得了明顯的成效。東京都雖然82%的排水系統(tǒng)都是合流制，但是水環(huán)境總體質(zhì)量較好，并沒有出現(xiàn)水體黑臭問題。特別值得一提的是，東京都收納合流制排水系統(tǒng)污水的污水處理廠，大多進行了一級處理改造，以應對雨天合流制排水系統(tǒng)流量變化大的特點。具體來說，就是污水處理廠的一級處理部分采用了高速過濾系統(tǒng)，雨天的處理能力可以達到旱天的3～4倍，其中旱天同等設計流量污水進入生化池進行生化處理，而其他污水則是一級強化處理之后排放，二者并不執(zhí)行同樣的排放標準。如芝浦污水處理廠，旱天處理能力14.25萬噸/日，雨天采用快速過濾技術的一級處理，處理能力可達到42萬噸/日，而生化處理部分還是14.25萬噸/日。英國：沿用150年的合流制排水系統(tǒng)歐洲很多國家都是以合流制為主的排水系統(tǒng)，英國、法國合流制排水系統(tǒng)比例約為70%[3]，德國合流制比例約為54%。這些國家這些年已經(jīng)不再推行雨污分流改造，而且通過雨水源頭控制、管網(wǎng)截留、調(diào)蓄等措施相結合的辦法，控制溢流污染。以英國倫敦為例，倫敦沿用至今的排水系統(tǒng)主干管網(wǎng)仍然是1860年左右建設的合流制排水系統(tǒng)。但是當時倫敦人口僅有200萬人，今天倫敦人口超過800萬人。由于人口增加，地面過度硬化，城市建設面積增大等多重原因，倫敦的合流制排水系統(tǒng)面臨經(jīng)常溢流問題，基本每周都要溢流一次[2]。為了解決倫敦市合流制溢流污染問題，倫敦市2007年啟動了一個旨在解決此問題的研究。研究中比選了雨污分流，源頭改造，河道原位治理，保持合流制但是采用包括深隧建設在內(nèi)的措施控制溢流污染四個方案。其中，雨污分流改造因為花費巨大（超過140億英鎊）、時間過長（25年以上）而被否定。最后采用的是保持合流制排水系統(tǒng)，但是建設一個深層排水隧道儲蓄溢流污水的解決方案。該解決方案預計2023年完工，工程總投資約42億英鎊。工程完工以后，倫敦市每年合流制溢流污染的次數(shù)將由現(xiàn)在每年50次左右削減到每年4～6次，平均年溢流污水量將由現(xiàn)在的3950萬米3削減到235萬米3，泰晤士河的污染將被大大減輕[2]。美國：提倡合流制溢流污染控制美國合流制排水系統(tǒng)服務人口4000萬～5000萬人，主要分布在西北部和五大湖地區(qū)。紐約、華盛頓特區(qū)、費城、波特蘭、西雅圖等都是以合流制為主的排水系統(tǒng)。目前美國共有32個州存在合流制排水系統(tǒng)，共有9438個溢流口，每年溢流污水量約為8500億加侖（約合32億米3）[6]。歷史上曾經(jīng)有一些美國城市提出徹底雨污分流改造，但是大多都放棄了。美國近年新建的排水系統(tǒng)基本都是采用雨污分流制的排水體制，但是對于現(xiàn)狀合流制排水系統(tǒng)不再進行雨污分流改造。為了控制合流制溢流污染，美國聯(lián)邦環(huán)保局在1989年發(fā)布了合流制溢流污染控制戰(zhàn)略，確認合流制溢流污染（CSO）是點源污染，適用于國家污染物排放削減系統(tǒng)（National  Pollutant Discharge Elimination System, NPDES）[7]。1994年，美國聯(lián)邦環(huán)保局發(fā)布合流制溢流污染控制政策并確定9種最低控制措施（NineMinimum  Control），要求各城市最遲于1997年1月1日之前，都要實施9種最低控制策略[8]。1995年，美國聯(lián)邦環(huán)保局發(fā)布了9種最低控制措施指南，提出美國要完成合流制溢流污染削減計劃，需要412億美元的投入。1995年，美國聯(lián)邦環(huán)保局發(fā)布了合流制溢流污染控制長期規(guī)劃（Long-term  Control  Plan, LTCP）編制指南[9]。目前美國合流制為主的城市都在按照綠色基礎設施與灰色基礎設施相結合的辦法控制溢流污染。紐約、費城、華盛頓特區(qū)、西雅圖做得較好，較為典型的是紐約市。紐約合流制排水系統(tǒng)約占60%。為了控制合流制溢流污染，2010年紐約編制了《紐約市綠色基礎設施規(guī)劃》，規(guī)劃中經(jīng)過詳細的經(jīng)濟技術比選和論證，提出紐約要采用綠色基礎設施加必要的灰色基礎設施相結合的辦法，控制合流制溢流污染，20年需要投入53億美元，這比傳統(tǒng)的灰色基礎設施控制合流制溢流污染少15億美元[10]。對合流制排水系統(tǒng)的幾點基本判斷我國沒有法律法規(guī)和政策文件要求強制實施雨污分流迄今為止，我國沒有法律法規(guī)或者政策文件，提出現(xiàn)狀合流制地區(qū)必須進行雨污分流改造。2013年國辦發(fā)23號文件《國務院辦公廳關于做好城市排水防澇設施建設工作的通知》中提到，力爭用5年的時間完成雨污分流改造。但在這個文件的關于加快設施的建設的部分，也有這樣的要求：在雨污合流區(qū)域加大雨污分流排水管網(wǎng)改造力度，暫不具備改造條件的，要盡快建設截流干管，適當加大截流倍數(shù)，提高雨水排放能力，加強初期雨水的污染防治。前后文聯(lián)系起來看，不難看出，國務院并沒有要求所有的合流制管網(wǎng)都進行雨污分流改造。

合流制和分流制各有優(yōu)劣勢

合流制存在雨天溢流污染，分流制存在雨天降雨徑流污染，兩種排水體制都不是絕對完美的排水體制，不能簡單地理解為將合流制排水系統(tǒng)改為分流制就可以解決一切問題。合流制、分流制各有優(yōu)勢，各有弊端，關鍵是要用好其優(yōu)勢，避免其缺點。具體來說，對于合流制排水系統(tǒng)，要控制其溢流污染到一個可以接受的水平；對于分流制排水體系，要分徹底，分干凈，并通過海綿城市建設，控制雨水徑流污染。合流制排水小流在我國還將長期存在合流制排水系統(tǒng)在全球很多城市和地區(qū)都普遍存在，也必將在我國長期存在。城市再怎么發(fā)展，也不可能在所有的城市里消滅現(xiàn)狀合流制管網(wǎng)，將其完全改造為分流制排水系統(tǒng)，這既不科學，也不現(xiàn)實，更不經(jīng)濟。

雨污分流不是解決問題的唯一路徑

雨污分流在解決一個溢流污染問題的同時，又創(chuàng)造出一個新的問題：初期雨水污染。合流制的核心問題是溢流污染，所以控制溢流污染是最直接的解決方案。合流制需允許溢流，合流制溢流口不是非法排污口所有的合流制排水系統(tǒng)都必須設置溢流口，否則雨天的時候雨水就沒有排放出路，勢必會帶來城市積水內(nèi)澇問題。東京、西雅圖等城市采用了非常嚴格的合流制溢流污染控制的標準，但是在遭遇極端降雨時，合流制溢流口也要溢流。溢流次數(shù)和溢流量的合理控制是關鍵合流制排水系統(tǒng)都會溢流，差別只是在于溢流次數(shù)的多少，溢流污水量的多少。溢流次數(shù)控制是世界上最常采用的合流制溢流污染控制標準，這個指標一般指在典型降雨年，一個合流制溢流口溢流的次數(shù)，或者多年平均溢流次數(shù)。經(jīng)過合理控制溢流的合流制不比分流制差美國、日本、歐洲的成功經(jīng)驗都表明，只要是經(jīng)過科學、合理控制的合流制排水系統(tǒng)，其每年入河排放的污染物不會比分流制多，水環(huán)境可能比分流制沒有分徹底，或者沒有初期雨水污染控制的分流制更好。

合流制溢流污染問題，短期之內(nèi)不可能完全解決

合流制溢流污染對我國很多城市來說都是全新的話題和挑戰(zhàn)，要解決這個問題，需要一定的時間。美國1989年就發(fā)布了合流制溢流污染控制戰(zhàn)略，但實際上，包括西雅圖、紐約在內(nèi)的很多城市都是最近才完成合流制溢流污染控制的長期規(guī)劃，這些城市要想完全達標，可能要到2030年，甚至更晚。

對我國合流制排水系統(tǒng)改善的建議

因地制宜推動雨污分流改造，不可“一刀切”對于新建地區(qū)，尤其是年降雨量大于400mm的地區(qū)，應該堅定不移地推行雨污分流的排水體制。但是對于現(xiàn)狀是合流制的地區(qū)，不可“一刀切”地推行雨污分流改造，應該因地制宜，具體情況具體分析，通過對改造的必要性、可行性、經(jīng)濟性，以及實施的難度、時間、社會影響等方面進行綜合分析和比選，科學確定方案。具備改造條件的，可以進行分流改造；分流無法實施或者不經(jīng)濟的，可以保持合流制，轉而控制溢流污染。

用海綿城市的理念，盡量從源頭解決合流制溢流污染問題

海綿城市是我國近些年啟動的一項重大民生工程。利用海綿城市的理念來控制合流制溢流污染，不只是更加經(jīng)濟，也更加綠色、更加可持續(xù)。美國、日本等國的成功經(jīng)驗早就說明了這一點。2015年國辦發(fā)75號文件《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》中也提出，要控制合流制溢流污染。通過源頭綠色措施，進行雨水減排、緩排，輔以管網(wǎng)截留，排放口改造，污水調(diào)蓄，加上污水處理廠設施改造等多種措施相結合，是控制合流制溢流污染的最佳方案。更改針對合流制排水系統(tǒng)的污水處理廠的設計方法和出水標準我國合流制地區(qū)的污水處理廠也是按照分流制的污水處理廠來設計的，這個是目前面臨的一大問題，即使截留倍數(shù)達到了3～5倍，截留污水還是要直接排放。更大的問題是，環(huán)保部門目前執(zhí)行的污水處理廠的排放標準也是針對旱天的，并沒有針對雨天合流制溢流污水的處理標準，即目前的監(jiān)管，不支持采用日本東京那種模式，將一部分污水進入生化階段處理，執(zhí)行旱天污水排放標準；另一部分通過一級快速處理，削減大部分SS和部分COD、TP之后，直接排放，執(zhí)行雨天的合流制污水排放標準。如果排放標準的問題不解決，我國合流制溢流污染控制就是一個死結，永遠無法解開。盡早啟動監(jiān)測，摸清底數(shù)我國很多地方合流制排放口，一年溢流多少次，溢流污水多少量，什么情況下會溢流，底數(shù)都不清晰。建議各地盡快啟動監(jiān)測調(diào)查，積累翔實的數(shù)據(jù)，摸清基本情況，為合流制溢流污染控制奠定基礎。

結語

我國正在大力推進黑臭水體治理攻堅戰(zhàn)、渤海綜合治理攻堅戰(zhàn)和長江保護修復攻堅戰(zhàn)等工作，在這些和城市水環(huán)境改善相關的攻堅戰(zhàn)中，排水體制的選擇均是一個重要的問題。合流制排水系統(tǒng)雖然有雨天溢流問題，但是國際經(jīng)驗和國內(nèi)實踐均表明，合流制和分流制排水系統(tǒng)各有優(yōu)劣勢，不能一味地認為合流制就是不好的排水體制，分流制就是好的排水體制。當前我國城市水體黑臭的一個重要原因是旱天污水直排，河道黑泥淤積嚴重，以及部分工業(yè)廢水不能達標排放。要消除城市黑臭水體，進一步提升水質(zhì)，改善城市水環(huán)境，就必須解決合流制溢流污染問題。對于現(xiàn)狀合流制排水系統(tǒng)，要進行系統(tǒng)分析，能夠進行雨污分流的應該徹底分流，對于不具備分流條件的，可以通過雨水源頭減量、截留、調(diào)蓄等措施相結合，控制合流制溢流污染的頻次。我國要解決合流制溢流污染問題，當前亟須出臺雨天合流制污水處理排水的排放標準，允許通過快速處理技術處理截流的污水后排放。此外，還要盡早出臺相關政策和技術指導文件，盡早啟動監(jiān)測以摸清底數(shù)。國內(nèi)外的經(jīng)驗都證明，合流制溢流污染技術復雜，實施難度大，需要資金量大，加之我國城市排水管網(wǎng)標準低，基礎差，欠賬多，城市建設密度又大，在應對合流制溢流污染的問題上，還要做好打持久戰(zhàn)的準備。

 

 

調(diào)蓄池在區(qū)域水系生態(tài)治理中的應用（作者：楚小龍 ）

來源 ：小沁 沁聚環(huán)保  

 

串湖流域水系生態(tài)治理工程，是包含海綿城市、點源截污、調(diào)蓄、濕地生態(tài)處理等一系列措施的系統(tǒng)工程，調(diào)蓄池作為串湖流域黑臭水體污染治理的一個子項，承擔著合流污水截流及初期雨水面源污染控制的重要功能。根據(jù)排水分區(qū)的不同，本工程設置了合流制區(qū)域調(diào)蓄池 6 座、分流制區(qū)域調(diào)蓄池 5 座。調(diào)蓄池的實施可以妥善解決長春主城區(qū)生活污水在雨季時的收集、處理問題，減少合流水溢流量，減少初期雨水對于串胡流域帶來的面源污染，同時可以實現(xiàn)部分雨水的資源化利用，減少生態(tài)水資源的消耗。本文著重介紹了長春市不同類型調(diào)蓄池建設規(guī)模的計算及調(diào)蓄池的排空模式，為不同體制排水系統(tǒng)中調(diào)蓄池的計算提供了技術支持，并可推廣應用于其他城市區(qū)域水系生態(tài)治理當中。

1  概述

1.1  調(diào)蓄池概述

長春市串湖流域總面積 80.4km2，建成區(qū)面積 49.7km2。共跨越兩個行政區(qū)，分別為綠園區(qū)及寬城區(qū)；主要涉及三個匯水分區(qū)：鐵西匯水區(qū)、宋家匯水區(qū)、小南（串湖）匯水區(qū)。根據(jù)地形標高、現(xiàn)狀管網(wǎng)及匯流情況共分 77 個小分區(qū)，其中雨水散排區(qū) 6 個，分流制排水分區(qū) 26 個，合流制排水分區(qū) 45 個。

 

 

根據(jù)匯水分區(qū)的劃分，串湖流域共設置 11 座調(diào)蓄池，總容積130500m³，其中屬于合流制區(qū)域的調(diào)蓄池 6 座，屬于分流制區(qū)域的調(diào)蓄池 5 座。以上調(diào)蓄池主要規(guī)模及位置詳見表 1 和圖 1。

1.2  污水處理廠概況

目前，串湖流域包括在運行的、擬建的共有 3 座污水處理廠，即翟家污水處理廠、天嘉污水處理廠及串湖污水處理廠。設計規(guī)模見表 2。

 

 

2  調(diào)蓄池規(guī)模計算

2.1  降雨特征分析

根據(jù)長春地區(qū) 2004-2015 年的年降雨量資料（其中 2004-2011 年只獲得汛期 5-9 月份的降雨資料），從 12 年降雨資料可知，平均降雨量為 550.33mm，年降雨量極大值為 724.7mm（2013 年），年降雨量極小值為 347.4mm（2009 年）。

 

 

選取 2013 年降雨數(shù)據(jù)進行分析，2013 年降雨總量為 742.7mm，6-8月所下雨量在年總降雨量的占比達 63%。2013 年 總 降 雨 場 次 125 次， 總 降 雨 量 742.7mm， 總 降 雨 時 長661h，單次降雨極大值為 41.8mm。

 

 

2.2  合流制區(qū)域調(diào)蓄池規(guī)模計算

本工程 11 個調(diào)蓄池中，6 個是雨污合流調(diào)蓄池。目前，德國、美國、日本等國家已經(jīng)有了各自成熟的調(diào)蓄池計算方法，其中，德國和日本調(diào)蓄池設計的目標值都是設定合流制排水系統(tǒng)排放的污染負荷量與分流制排水系統(tǒng)排放的污染負荷量達到相同水平。我國上海合流制調(diào)蓄池在研究國外調(diào)蓄池計算方法的基礎上，結合上海的實際情況，制定了上海的調(diào)蓄池計算方法。即先確定污染負荷目標削減率后，反推出系統(tǒng)調(diào)蓄池的容積。

本工程合流制調(diào)蓄池容積的計算方法參考上海合流制調(diào)蓄池計算方法，同時根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006）2016 版中用于合流制排水系統(tǒng)的徑流污染控制時，雨水調(diào)蓄池的有效容積可用V=3600ti（n-n0）Qdrβ 計算。在合流制管網(wǎng)系統(tǒng)中，增加調(diào)蓄池可以在雨季時提高系統(tǒng)的截流倍數(shù) n0，從而增加截流初期雨污水量。根據(jù)本區(qū)域服務范圍面積、平均旱季污水量，計算出相當于旱季污水量的基準降雨強度，合流制片區(qū)為 0.23mm/h。根據(jù)全年降雨量資料統(tǒng)計不同截流倍數(shù)對應的降雨次數(shù)、降雨量、降雨歷時及截流量占降雨量的比例如圖 5 所示。

 

 

當截留倍數(shù) n 取 22 時，截流量占降雨量的比例曲線出現(xiàn)明顯拐點，進一步提高截流倍數(shù)則截流效益不明顯。由此確定截流倍數(shù) n 取 22。當截流倍數(shù) n 取 22 時，全年累積截流降雨量為688.5mm，占全年降雨量的比例為 92.7%。合流制調(diào)蓄池容積計算表如表 3 所示：

 

 

注：（1）對于進水管上游有截流井的調(diào)蓄池，根據(jù)截流管道設計參數(shù)，原截流倍數(shù) n0取 1，上游無截流井則 n0取 0；（2）截流倍數(shù)計算法是一種簡化計算方法，該方法建立在降雨事件為均勻降雨的基礎上，而實際降雨強度，特別是雨季暴雨頻發(fā)時會遠大于平均降雨強度，會導致溢流頻率增加，因此 1、2、3、9、11號調(diào)蓄池安全系數(shù)取1.5，小城子水庫調(diào)蓄池位于水庫邊，根據(jù)因地制宜的原則，考慮用地條件限制，安全系數(shù)取 1.1。

2.3  分流制區(qū)域調(diào)蓄池規(guī)模計算

本工程 11 個調(diào)蓄池中，5 個是初期雨水調(diào)蓄池。國外有研究認為，1h  雨量達到 12.7mm  的降雨能沖刷掉 90%  以上的地表污染物；同濟大學對上海芙蓉江、水域路等地區(qū)的雨水地面徑流研究表明，在降雨量達到 10mm  時，徑流水質(zhì)已基本穩(wěn)定；國內(nèi)還有研究認為一般控制量在 6 ～ 8mm  可控制 60% ～ 80%  的污染量。因此，結合我國實際情況，調(diào)蓄量可取 4mm ～ 8mm；同時根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006）2016 版中分流制調(diào)蓄池主要通過設置調(diào)蓄量來控制溢流次數(shù)，進一步控制初期雨水面源污染。雨水調(diào)蓄池的有效容積可用 V=10DFψβ 計算。將全年降雨量從小到大排列，統(tǒng)計同一降雨量對應的降雨次數(shù)，根據(jù)次數(shù)累計頻率與調(diào)蓄量的關系做圖，如圖 6。

 

 

由圖可見，7 ～ 8mm 段截留次數(shù)隨調(diào)蓄量增加的增長幅度最大，曲線曲率變化最大，因此調(diào)蓄量 D 取 8mm，全年截留次數(shù)為 95 次，溢流次數(shù)為 30 次。全年溢流量與截流量隨調(diào)蓄量變化曲線如圖 7 所示。

 

 

由圖可知，當調(diào)蓄量為 6 ～ 9mm 時，對應的截留率及截流量分別為：

(1) 調(diào)蓄量 6mm，截流率 70.4%，截流量 197.4mm/a，占全年降雨量比例 26.6%；(2) 調(diào)蓄量 7mm，截流率 72.8%，截流量 222.8mm/a，占全年降雨量比例 30%；(3) 調(diào)蓄量 8mm，截流率 76.0%，截流量 239.1mm/a，占全年降雨量比例 32.2%；(4) 調(diào)蓄量 9mm，截流率 78.4%，截流量253.0mm/a，占全年降雨量比例 34.1%。即當截流 8mm 降雨量時，76% 的降雨日不會出現(xiàn)溢流，以此類推。分流制調(diào)蓄池容積計算表如表 4 所示：

 

 

注：（1）根據(jù)因地制宜的原則，考慮到建設用地的限制，調(diào)蓄池安全系數(shù)取 1.1。

3  調(diào)蓄池排空模式

雨季降雨較頻繁時，調(diào)蓄池蓄滿水后應盡快放空，綜合考慮周圍管網(wǎng)敷設情況及受納污水廠處理能力，合理確定放空方案。考慮到翟家污水處理廠位于系統(tǒng)上游，故調(diào)蓄池放空收納污水處理廠主要為天嘉污水處理廠及串湖污水處理廠。各污水處理廠承擔調(diào)蓄池清空情況見表 5。

 

 

根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006）2016 版中調(diào)蓄池放空計算方法為 t0=V/（3600Q’η）。由此計算得各調(diào)蓄池放空時間及放空方案如表 6。

 

 

4  工程經(jīng)濟指標

本工程由于征地拆遷等原因，雁鳴湖調(diào)蓄池 1#、綠園明溝調(diào)蓄池暫無法設計，因此投資僅包含 9 個調(diào)蓄池。本工程調(diào)蓄池建安費為26635.16 萬元，調(diào)蓄池造價為 2041 元 /m³。

5  工程設計總結

（1）通過分析長春地區(qū)連續(xù)十一年降雨資料確定該地區(qū)分流區(qū)域、合流區(qū)域調(diào)蓄池的計算參數(shù)。同時針對串湖流域內(nèi)不同體制排水分區(qū)進行分區(qū)計算，該方法可推廣至其他地區(qū)水系生態(tài)治理當中。

（2）針對下游污水處理廠處理能力確定調(diào)蓄池放空時間，利用污水廠低峰期排放調(diào)蓄池內(nèi)儲存的雨水。

 

 

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