《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》(GB 51174-2017)、《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》(相關(guān)閱讀:重磅:聽(tīng)張辰總工解讀《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》)將于2017年7月1日起正式實(shí)施,是對(duì)國(guó)內(nèi)外雨水調(diào)蓄工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),規(guī)范了我國(guó)城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行,有利于推動(dòng)雨水綜合管理技術(shù)的發(fā)展。介紹了規(guī)范的編制背景和思路,明確了調(diào)蓄的定義和分類(lèi)等概念,并對(duì)其中涉及的調(diào)蓄系統(tǒng)設(shè)計(jì)、多功能雨水調(diào)蓄設(shè)施和雨水調(diào)蓄工程安全高效運(yùn)行等主要內(nèi)容進(jìn)行了闡述,有助于對(duì)該規(guī)范的理解。
1編制背景
近年來(lái),在我國(guó)快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中,由雨水所引發(fā)的城市內(nèi)澇和水環(huán)境污染問(wèn)題日益突出,已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的短板。發(fā)達(dá)國(guó)家以?xún)?nèi)澇防治和污染控制為目標(biāo),強(qiáng)調(diào)全過(guò)程控制,提出了一系列創(chuàng)新性的雨水管理理念,比如美國(guó)的低影響開(kāi)發(fā)(LID)和最佳管理方法(BMP)、澳大利亞的水敏感城市設(shè)計(jì)(WSUD)、英國(guó)的可持續(xù)城市排水系統(tǒng)(SUDS)、德國(guó)的分散式雨水管理系統(tǒng)(DRSM)和新加坡的活躍、美麗、潔凈水源計(jì)劃(ABC)等。借鑒國(guó)外的先進(jìn)理念,我國(guó)排水系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)理念逐漸從末端治理向全過(guò)程控制轉(zhuǎn)變,源頭控制和過(guò)程調(diào)蓄等技術(shù)得到迅速發(fā)展。
“水是不可壓縮的”,因此,必須給水以空間,蓄以待滲、蓄以待凈、蓄以待用、蓄以待排,雨水調(diào)蓄是綜合解決城鎮(zhèn)雨水問(wèn)題的重要技術(shù)手段。近年來(lái)雨水調(diào)蓄已成為雨水領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn),業(yè)內(nèi)已有大量基礎(chǔ)理論的研究和工程應(yīng)用,如上海蘇州河沿岸和昆明主城區(qū)為解決合流制排水系統(tǒng)的雨天溢流污染,先后分別建設(shè)了6座和17座合流制溢流調(diào)蓄池;北京在“7.21”后,建設(shè)了數(shù)十個(gè)、總?cè)莘e達(dá)到15萬(wàn)m3的調(diào)蓄池以解決下立交的排水防澇難題。而隨著海綿城市建設(shè)的全面推進(jìn),為達(dá)到海綿城市建設(shè)“小雨不積水,大雨不內(nèi)澇,水體不黑臭,熱島有緩解”的目標(biāo),全國(guó)各地更多的雨水調(diào)蓄設(shè)施正在規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中。然而,目前我國(guó)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)雨水調(diào)蓄的技術(shù)規(guī)范,在一定程度上制約了雨水調(diào)蓄設(shè)施的合理規(guī)劃和建設(shè)。雖然《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50014)局部修訂過(guò)程中,增加了多項(xiàng)有關(guān)雨水調(diào)蓄的內(nèi)容,但受規(guī)范定位和篇幅的限制,仍缺乏系統(tǒng)的規(guī)定,因此有必要制定一部專(zhuān)門(mén)針對(duì)城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程的綜合性技術(shù)規(guī)范。
為總結(jié)國(guó)內(nèi)外雨水調(diào)蓄工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),推動(dòng)雨水綜合管理技術(shù)的發(fā)展,規(guī)范我國(guó)城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部下達(dá)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》的制訂任務(wù)。主編單位上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司會(huì)同國(guó)內(nèi)多家科研院所和相關(guān)企業(yè)共同完成了規(guī)范的制訂工作,本規(guī)范已于2017年1月21日正式發(fā)布,將于2017年7月1日起實(shí)施。
2編制思路
2.1規(guī)范的定位
本規(guī)范側(cè)重于城鎮(zhèn)雨水徑流峰值削減和徑流污染控制,規(guī)定了城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)的基本原則,雨水調(diào)蓄水量的計(jì)算方法,對(duì)水體調(diào)蓄工程、綠地和廣場(chǎng)調(diào)蓄工程、調(diào)蓄池以及隧道調(diào)蓄工程等設(shè)施提出具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行管理要求。
本規(guī)范適用于新建、改建和擴(kuò)建的城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和運(yùn)行維護(hù),與《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》(GB 51222)構(gòu)建的“源頭減排、排水管渠、排澇除險(xiǎn)”的三段式內(nèi)澇防治系統(tǒng)相銜接,同時(shí)是對(duì)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50014)中雨水調(diào)蓄內(nèi)容的進(jìn)一步深化和細(xì)化。
本規(guī)范明確了雨水調(diào)蓄是雨水調(diào)節(jié)和儲(chǔ)蓄的統(tǒng)稱(chēng)。雨水調(diào)節(jié)是指在降雨期間暫時(shí)儲(chǔ)存一定量的雨水,通過(guò)延長(zhǎng)排放時(shí)間,削減向下游排放的雨水流量,實(shí)現(xiàn)削減峰值流量的目的。雨水儲(chǔ)蓄是指對(duì)徑流雨水進(jìn)行儲(chǔ)存、滯留、沉淀、蓄滲或過(guò)濾以控制徑流總量和峰值,實(shí)現(xiàn)徑流污染控制和回收利用的目的。
在規(guī)范名稱(chēng)的翻譯上,參照英國(guó)和美國(guó)的低影響開(kāi)發(fā)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2,3],將調(diào)蓄譯為detention and retention,如生物滯留設(shè)施(景觀滯留池,Porous Landscape Detention),延時(shí)調(diào)節(jié)池(Extended Detention Basins),濕塘(Retention Ponds)等,而在美國(guó)的調(diào)蓄池規(guī)范中,調(diào)蓄也被翻譯為Storage,比如調(diào)蓄池(Storage tanks)、隧道調(diào)蓄(deep tunnel storage)等。
2.3調(diào)蓄的分類(lèi)
雨水調(diào)蓄設(shè)施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,按在排水系統(tǒng)中的位置可分為源頭減排設(shè)施、管渠調(diào)蓄設(shè)施和排澇除險(xiǎn)設(shè)施,按種類(lèi)可分為水體調(diào)蓄、綠地廣場(chǎng)調(diào)蓄、調(diào)蓄池和隧道調(diào)蓄工程等,按用途又可分為專(zhuān)用調(diào)蓄設(shè)施和兼用調(diào)蓄設(shè)施(多功能調(diào)蓄設(shè)施)。因此,在規(guī)范編制之初,編制組就規(guī)范的調(diào)蓄分類(lèi)方法進(jìn)行激烈討論,最后為引導(dǎo)城鎮(zhèn)排水盡量回歸自然水循環(huán)的模式,實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式,規(guī)范按不同調(diào)蓄設(shè)施種類(lèi)編排了主次順序,水體調(diào)蓄為先、綠地廣場(chǎng)調(diào)蓄次之、調(diào)蓄池和隧道調(diào)蓄工程等灰色設(shè)施在后,充分體現(xiàn)了規(guī)范總則中所要求的“城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程應(yīng)遵循低影響開(kāi)發(fā)理念,結(jié)合城鎮(zhèn)建設(shè),充分利用現(xiàn)有自然蓄排水設(shè)施,合理規(guī)劃和建設(shè)”,希望城市在發(fā)展過(guò)程中應(yīng)盡量保留天然的河湖坑塘并保證綠地率,在此基礎(chǔ)上,綠灰結(jié)合地開(kāi)展城市排水系統(tǒng)的建設(shè),保障城市的水生態(tài)、水安全、水環(huán)境和水資源。
3主要內(nèi)容解讀
3.1調(diào)蓄系統(tǒng)設(shè)計(jì)
雨水調(diào)蓄工程是排水系統(tǒng)的重要組成部分,應(yīng)以系統(tǒng)的理念進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、建設(shè)和管理。雨水調(diào)蓄工程的位置和規(guī)模應(yīng)根據(jù)調(diào)蓄目的、排水體制、管渠布置、溢流管下游水位高程和周?chē)h(huán)境等因素確定,可采用多個(gè)工程相結(jié)合的方式達(dá)到調(diào)蓄目標(biāo)。
當(dāng)調(diào)蓄設(shè)施用于地塊年徑流總量控制時(shí),采用容積法計(jì)算,其調(diào)蓄量可按當(dāng)?shù)啬陱搅骺偭靠刂坡蕦?duì)應(yīng)的單位面積調(diào)蓄深度經(jīng)計(jì)算后確定,而這個(gè)調(diào)蓄量可以由小區(qū)的景觀水體、集中綠地中的生物滯留設(shè)施、雨水收集回用系統(tǒng)中的調(diào)蓄池等設(shè)施共同承擔(dān)。
當(dāng)調(diào)蓄設(shè)施用于削減峰值流量時(shí),可基于水流的連續(xù)性方程,通過(guò)在不同設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期條件下,計(jì)算入流和出流過(guò)程線確定所需調(diào)蓄量。該方法所需的基礎(chǔ)資料較多,包括需要掌握足夠的、特別是較長(zhǎng)歷時(shí)的降雨資料,還需要掌握足夠的下墊面數(shù)據(jù),以及調(diào)蓄設(shè)施的形式和各部位尺寸,且所得的調(diào)蓄設(shè)施有效容積需根據(jù)試算結(jié)果不斷修正,以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。若缺乏上下游流量過(guò)程線資料或沒(méi)有條件采用數(shù)學(xué)模型模擬計(jì)算時(shí),可采用脫過(guò)系數(shù)法由徑流成因所推理的流量過(guò)程線推求調(diào)蓄容積,但由于該方法是在暴雨強(qiáng)度公式的基礎(chǔ)上推理得到的,因此運(yùn)用時(shí)應(yīng)注意其適用范圍。
當(dāng)調(diào)蓄設(shè)施用于污染控制的時(shí)候,規(guī)范規(guī)定了設(shè)置于排水系統(tǒng)末端的設(shè)施調(diào)蓄量的計(jì)算原則和方法。如合流制排水系統(tǒng),可以采用截流倍數(shù)法。上海等地已通過(guò)統(tǒng)計(jì)總結(jié)了當(dāng)?shù)亟亓鞅稊?shù)和合流污水截流率直接的關(guān)系,并用于調(diào)蓄工程的設(shè)計(jì)。但截流倍數(shù)法是一種簡(jiǎn)化的計(jì)算方法,該方法建立在降雨事件為均勻降雨的基礎(chǔ)上,且假設(shè)調(diào)蓄工程的運(yùn)行時(shí)間不小于發(fā)生溢流的降雨歷時(shí),以及調(diào)蓄工程的放空時(shí)間小于兩場(chǎng)降雨的間隔,而實(shí)際情況很難滿(mǎn)足上述兩種假設(shè)。因此,以截流倍數(shù)計(jì)算法得到的調(diào)蓄量偏小,計(jì)算得到的調(diào)蓄量在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮的效益小于設(shè)定的調(diào)蓄效益。
調(diào)蓄量計(jì)算是調(diào)蓄系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn),在3.2節(jié)中將詳細(xì)描述,在實(shí)際設(shè)計(jì)中,調(diào)蓄設(shè)施往往需要兼顧峰值削減和污染控制,同時(shí),它又會(huì)對(duì)年徑流總量控制起到作用。而當(dāng)系統(tǒng)中設(shè)置有多個(gè)調(diào)蓄設(shè)施時(shí),還需考慮其綜合效果和投資效益,確定各項(xiàng)設(shè)施的位置和規(guī)模,應(yīng)采用數(shù)學(xué)模型對(duì)其調(diào)蓄效果進(jìn)行綜合評(píng)估,以滿(mǎn)足調(diào)蓄工程的總體設(shè)計(jì)要求。
3.2調(diào)蓄量計(jì)算
我國(guó)目前采用恒定均勻流推理公式計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量。恒定均勻流推理公式基于以下假設(shè):降雨在整個(gè)匯水面積上的分布是均勻的;降雨強(qiáng)度在選定的降雨時(shí)段內(nèi)均勻不變;匯水面積隨集流時(shí)間增長(zhǎng)的速度為常數(shù),因此推理公式適用于較小規(guī)模排水系統(tǒng)的計(jì)算,當(dāng)應(yīng)用于較大規(guī)模排水系統(tǒng)的計(jì)算時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大誤差。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,管渠直徑放大、水泵能力提高,排水系統(tǒng)匯水面積逐步擴(kuò)大,應(yīng)對(duì)推理公式進(jìn)行修正。發(fā)達(dá)國(guó)家已采用數(shù)學(xué)模型模擬降雨過(guò)程,把排水管渠作為一個(gè)系統(tǒng)考慮,并用數(shù)學(xué)模型對(duì)管渠進(jìn)行管理。美國(guó)一些城市規(guī)定的推理公式適用范圍分別為:奧斯汀4 km2、芝加哥0.8 km2、紐約1.6 km2、丹佛6.4 km2且匯流時(shí)間小于10 min;歐盟的排水設(shè)計(jì)規(guī)范要求當(dāng)排水系統(tǒng)面積大于2 km2或匯流時(shí)間大于15 min時(shí),應(yīng)采用非恒定流模擬進(jìn)行城市排水管渠水力計(jì)算。在總結(jié)國(guó)內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上,本規(guī)范提出當(dāng)匯水面積大于2 km2時(shí),雨水設(shè)計(jì)流量宜采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行確定。
無(wú)論采用推理公式法還是采用數(shù)學(xué)模型法,當(dāng)設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)小于暴雨強(qiáng)度公式編制時(shí)采用的降雨歷時(shí),都可以采用暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度或推算設(shè)計(jì)降雨過(guò)程,設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)等于匯水區(qū)域的集水時(shí)間,即匯水區(qū)域最遠(yuǎn)點(diǎn)流到設(shè)計(jì)斷面所需時(shí)間,其數(shù)值等于地面匯流時(shí)間和管渠匯流時(shí)間之和。對(duì)于集水時(shí)間超過(guò)暴雨強(qiáng)度公式編制時(shí)采用的降雨歷時(shí)的情況,由于已超出了暴雨強(qiáng)度公式的適用范圍,宜采用當(dāng)?shù)赜写硇缘拈L(zhǎng)歷時(shí)降雨資料,通過(guò)同頻率放大或同倍比放大的分析方法,得出相應(yīng)的設(shè)計(jì)值。
3.2.1用于削減峰值流量的調(diào)蓄量計(jì)算
當(dāng)調(diào)蓄設(shè)施用于削減峰值流量時(shí),可用基于水流的連續(xù)性方程,通過(guò)在不同設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期條件下,計(jì)算入流和出流過(guò)程線確定所需調(diào)蓄量的基本理論公式。其中入流過(guò)程線根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算確定,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以是當(dāng)?shù)氐膬?nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期、雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期或者徑流量控制標(biāo)準(zhǔn);出流過(guò)程線是按調(diào)蓄池下游系統(tǒng)受納能力確定的。降雨歷時(shí)是指設(shè)計(jì)降雨過(guò)程的總持續(xù)時(shí)間,與計(jì)算暴雨強(qiáng)度時(shí)的集水時(shí)間有所區(qū)別。
公式所需的基礎(chǔ)資料較多,且所得的調(diào)蓄設(shè)施有效容積需根據(jù)試算結(jié)果不斷修正,以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。當(dāng)匯水區(qū)域面積較小時(shí),可對(duì)調(diào)蓄設(shè)施的入流和出流過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化,在條文說(shuō)明中列舉了美國(guó)聯(lián)邦政府開(kāi)發(fā)的FAA法方法。
用于削減峰值流量也可采用脫過(guò)系數(shù)法計(jì)算,這是一種采用由徑流成因所推理的流量過(guò)程線推求調(diào)蓄容積的方法。選取脫過(guò)系數(shù)時(shí),調(diào)蓄設(shè)施上游的設(shè)計(jì)流量,應(yīng)根據(jù)其上游服務(wù)面積的雨水設(shè)計(jì)流量確定;調(diào)蓄設(shè)施下游的設(shè)計(jì)流量,不應(yīng)超過(guò)其下游排水設(shè)施的最大受納能力;降雨歷時(shí)不應(yīng)大于編制暴雨強(qiáng)度公式時(shí)采納的最大降雨歷時(shí)。由于脫過(guò)系數(shù)法是在暴雨強(qiáng)度公式的基礎(chǔ)上推理得到的,因此該方法的適用范圍應(yīng)與暴雨強(qiáng)度公式的適用范圍相同。鑒于我國(guó)目前暴雨強(qiáng)度公式的降雨歷時(shí)大多不超過(guò)180 min,因此,運(yùn)用脫過(guò)系數(shù)法確定調(diào)蓄量時(shí)應(yīng)注意其適用范圍。
用于削減峰值流量雨水調(diào)蓄工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中需進(jìn)行內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的校核,應(yīng)考慮工程對(duì)雨水的調(diào)蓄作用,因此宜采用較長(zhǎng)歷時(shí)降雨,且應(yīng)考慮降雨歷程,即雨型的影響。
發(fā)達(dá)國(guó)家采用的降雨歷時(shí)一般為3~24 h,如美國(guó)德克薩斯州交通局頒布的水力設(shè)計(jì)手冊(cè)(2011年版)規(guī)定一般采用24 h。美國(guó)丹佛市的城市暴雨排水標(biāo)準(zhǔn)(2011年版,第1卷)規(guī)定:服務(wù)面積小于10平方英里(mile2,約25.9 km2),最小降雨歷時(shí)為2 h;10~20 mile2,最小降雨歷時(shí)為3 h;大于20 mile2(約51.8 km2),最小降雨歷時(shí)為6h。美國(guó)休斯頓設(shè)計(jì)手冊(cè)第9章雨水設(shè)計(jì)要求(2005年版)規(guī)定:小于200英畝(acre,約0.8 km2)時(shí),最小降雨歷時(shí)為3 h;大于200 acre時(shí),最小降雨歷時(shí)為6 h。因此,本規(guī)范規(guī)定用于削減峰值流量的雨水調(diào)蓄工程的調(diào)蓄量計(jì)算中,設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)宜選用3~24 h,計(jì)算該范圍內(nèi)不同降雨歷時(shí)時(shí)出入調(diào)蓄設(shè)施的雨水量之差,得到在每個(gè)降雨歷時(shí)情況下所需的調(diào)蓄容積,最大值即為所需的調(diào)蓄設(shè)施容積。
當(dāng)雨型的統(tǒng)計(jì)資料匱乏時(shí),排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般假定在一定降雨歷時(shí)范圍內(nèi)暴雨強(qiáng)度保持恒定,不考慮雨型。當(dāng)當(dāng)?shù)赜晷唾Y料缺乏時(shí),可以采用附近城市或地區(qū)的雨型,或采用當(dāng)?shù)匕l(fā)生過(guò)的有代表性的典型暴雨過(guò)程。
典型暴雨過(guò)程應(yīng)在暴雨特性一致的氣候區(qū)內(nèi)選擇有代表性的雨量過(guò)程。所謂有代表性就是指暴雨特性能夠反映設(shè)計(jì)地區(qū)情況,符合設(shè)計(jì)要求。主要遵循以下幾個(gè)原則:
(1)歷史上已經(jīng)發(fā)生過(guò)的流域性特大暴雨,雨量時(shí)空分布資料充分和可靠。
(2)造成特大洪澇災(zāi)害的暴雨,水文氣象條件較接近規(guī)劃情況。
(3)暴雨類(lèi)型和時(shí)空分布特征具有代表性。
(4)對(duì)規(guī)劃調(diào)蓄工程不利的雨型。
選定了典型暴雨過(guò)程后,就可用同頻率或同倍比設(shè)計(jì)暴雨量控制方法,對(duì)典型暴雨分段進(jìn)行縮放。不同時(shí)段控制放大時(shí),控制時(shí)段劃分不宜過(guò)細(xì)(如江蘇省各市控制時(shí)段主要采用5 min),對(duì)暴雨核心部分24 h暴雨的時(shí)程分配,時(shí)段劃分視流域大小和匯流計(jì)算所用的時(shí)段而定。
3.2.2用于污染控制的調(diào)蓄量計(jì)算
當(dāng)調(diào)蓄設(shè)施用于合流制排水系統(tǒng)徑流污染控制時(shí)采用截流倍數(shù)法計(jì)算,該方法是一種基于合流制排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)截流倍數(shù)的計(jì)算方法。由于雨水徑流量和污水量并無(wú)直接的比例關(guān)系,因此,通過(guò)公式得到的調(diào)蓄量不能直接反映合流制排水系統(tǒng)中溢流污水被截流的程度。一些發(fā)達(dá)國(guó)家常用的指標(biāo)是合流污水的截流率,即截流量占降雨量的百分比。上海等地曾通過(guò)統(tǒng)計(jì)總結(jié)了當(dāng)?shù)亟亓鞅稊?shù)和合流污水截流率直接的關(guān)系,并用于調(diào)蓄工程的設(shè)計(jì)。
截流倍數(shù)計(jì)算法是一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法,該方法建立在降雨事件為均勻降雨的基礎(chǔ)上,且假設(shè)調(diào)蓄工程的運(yùn)行時(shí)間不小于發(fā)生溢流的降雨歷時(shí),以及調(diào)蓄工程的放空時(shí)間小于兩場(chǎng)降雨的間隔,而實(shí)際情況很難滿(mǎn)足上述兩種假設(shè)。因此,以截流倍數(shù)計(jì)算法得到的調(diào)蓄量偏小,計(jì)算得到的調(diào)蓄量在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮的效益小于設(shè)定的調(diào)蓄效益,在設(shè)計(jì)中應(yīng)乘以安全系數(shù)β,根據(jù)上海等地工程實(shí)踐,可取1.1~1.5。
用于源頭徑流總量和污染控制的雨水調(diào)蓄工程,其調(diào)蓄量可按當(dāng)?shù)啬陱搅骺偭靠刂坡蕦?duì)應(yīng)的單位面積調(diào)蓄深度計(jì)算后確定,而這個(gè)調(diào)蓄量可以由小區(qū)的景觀水體、集中綠地中的生物滯留設(shè)施、雨水收集回用系統(tǒng)中的調(diào)蓄池等設(shè)施共同承擔(dān)。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的“海綿城市建設(shè)技術(shù)指南”中列舉了部分城市不同年徑流總量控制率對(duì)應(yīng)的單位面積調(diào)蓄深度,在缺乏相關(guān)資料時(shí),可作為參考。
用于分流制排水系統(tǒng)徑流污染控制的雨水調(diào)蓄工程,其調(diào)蓄量的確定應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)亟涤晏卣?、受納水體的環(huán)境容量、降雨初期的雨水水質(zhì)水量特征、排水系統(tǒng)服務(wù)面積和下游污水處理系統(tǒng)的受納能力等因素。國(guó)外有研究認(rèn)為,1 h雨量達(dá)到12.7 mm的降雨能沖刷掉90%以上的地表污染物;同濟(jì)大學(xué)對(duì)上海芙蓉江、水城路等地區(qū)的雨水地面徑流研究表明,在降雨量達(dá)到10 mm時(shí),徑流水質(zhì)已基本穩(wěn)定;國(guó)內(nèi)還有研究認(rèn)為一般控制量在6~8 mm左右可控制約60%~80%的污染量。因此,結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況,調(diào)蓄量可取4~8 mm,地面污染程度較嚴(yán)重的區(qū)域宜取上限。
3.3多功能雨水調(diào)蓄設(shè)施
在城鎮(zhèn)化建設(shè)的過(guò)程中,基礎(chǔ)設(shè)施都需要空間,包括地上的、地下的,這時(shí)候,多功能的融合顯得極其重要,排水專(zhuān)業(yè)不能要求綠地、廣場(chǎng)、道路為了“調(diào)蓄”而犧牲其本身的功能,如何在其原有功能上作加法,才是成功。多功能雨水調(diào)蓄設(shè)施即為具有對(duì)雨水調(diào)節(jié)和儲(chǔ)蓄的功能,與綠地、廣場(chǎng)等空間結(jié)合,平時(shí)發(fā)揮正常的景觀、休閑娛樂(lè)功能,暴雨產(chǎn)生積水時(shí)發(fā)揮調(diào)蓄功能的設(shè)施。
本規(guī)范中涉及的多功能調(diào)蓄設(shè)施主要是指用于排澇除險(xiǎn)調(diào)蓄的綠地、廣場(chǎng)調(diào)蓄工程,具體形式包括下凹式綠地和下沉式廣場(chǎng)等,此類(lèi)設(shè)施設(shè)置的關(guān)鍵是與周邊服務(wù)范圍豎向的有效銜接,應(yīng)位于相對(duì)地勢(shì)較低的位置。用于排澇除險(xiǎn)調(diào)蓄的下凹式綠地,設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)調(diào)蓄容量、設(shè)施面積、植物耐淹性能、土壤滲透性能和地下水位合理確定下凹深度;下沉式廣場(chǎng)調(diào)蓄設(shè)施宜以削減峰值流量為主要功能,設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于應(yīng)綜合考慮廣場(chǎng)構(gòu)造和功能、整體景觀協(xié)調(diào)性、安全防護(hù)要求、積水風(fēng)險(xiǎn)、積水排空時(shí)間和其他現(xiàn)場(chǎng)條件。
由于國(guó)土資源的稀缺和多發(fā)性災(zāi)害等自然因素,日本是提倡實(shí)施多功能調(diào)蓄最具代表性的國(guó)家,僅琦玉縣就建設(shè)了多個(gè)調(diào)蓄容積大于30 000 m3的多功能調(diào)蓄設(shè)施,在平時(shí)用作運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、公園或停車(chē)場(chǎng),在暴雨時(shí)則作為澇水儲(chǔ)存的空間,以使周邊道路、居住區(qū)不受淹,相比之下,國(guó)內(nèi)較少見(jiàn)有關(guān)多功能調(diào)蓄設(shè)施工程實(shí)踐的報(bào)道。
3.4安全高效運(yùn)行
安全和高效是雨水調(diào)蓄工程運(yùn)行維護(hù)的核心。本規(guī)范中涉及安全運(yùn)行的強(qiáng)制性條文有4條,占全部強(qiáng)制性條文的80%。如對(duì)于用于合流制溢流污染控制的調(diào)蓄池,池體內(nèi)易形成和聚集有毒、有害和可燃?xì)怏w,除了配備通風(fēng)除臭和氣體檢測(cè)設(shè)備,還應(yīng)注意放空后及時(shí)進(jìn)行清淤?zèng)_洗。在分析池內(nèi)可能產(chǎn)生的有毒有害氣體濃度的基礎(chǔ)上,送排風(fēng)設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足:在調(diào)蓄池進(jìn)水和放空時(shí),池內(nèi)氣壓平衡;當(dāng)調(diào)蓄池內(nèi)儲(chǔ)存有雨污水時(shí)或放空后,池內(nèi)硫化氫(H2S)、甲烷(CH4)等有毒有害氣體的濃度低于爆炸極限;人員進(jìn)入前,池內(nèi)硫化氫(H2S)、氨(NH3)等有毒有害氣體的濃度不應(yīng)對(duì)人員安全造成威脅。
雨水調(diào)蓄工程的效益發(fā)揮主要通過(guò)進(jìn)出水控制來(lái)實(shí)現(xiàn),進(jìn)水控制是以如何最大程度地實(shí)現(xiàn)“削峰滯留”和“蓄濃放清”為目標(biāo),而放空控制是以如何避免對(duì)下游管網(wǎng)和污水處理廠造成沖擊為目標(biāo)。為此,本規(guī)范作出了“當(dāng)雨水調(diào)蓄工程用于控制城鎮(zhèn)雨水徑流污染和雨水綜合利用時(shí),應(yīng)確定雨水調(diào)蓄工程設(shè)計(jì)水質(zhì)”和“放空時(shí)間應(yīng)結(jié)合下游管道的排水能力和雨水綜合利用設(shè)施的放空效率確定”等規(guī)定。工程實(shí)踐中,具體的進(jìn)水控制策略宜將調(diào)查資料和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為更為簡(jiǎn)便易行的液位控制參數(shù),放空控制策略宜通過(guò)建立調(diào)蓄池與下游泵站及污水處理廠之間的雙向聯(lián)系機(jī)制確定或由掌握三者實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的部門(mén)統(tǒng)一調(diào)度。
4結(jié)語(yǔ)
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》的制定將解決雨水調(diào)蓄工程建設(shè)過(guò)程中“無(wú)據(jù)可依、目標(biāo)盲目、功效失落、投資無(wú)控”的局面,對(duì)構(gòu)建城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)體系,保障城鎮(zhèn)排水安全、控制雨水徑流污染、保護(hù)城鎮(zhèn)水環(huán)境和加強(qiáng)雨水綜合利用具有重要意義。而隨著海綿城市建設(shè)的推進(jìn),隨著越來(lái)越多雨水調(diào)蓄工程的建設(shè)和運(yùn)行,也會(huì)產(chǎn)生更多有益的經(jīng)驗(yàn)為將來(lái)進(jìn)一步豐富完善本規(guī)范奠定基礎(chǔ)。
本文由微信小編整理后發(fā)布,原文標(biāo)題:《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》解讀
本文由微信小編整理后發(fā)布,原文標(biāo)題:《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》解讀,作者:張辰、陳嫣、呂永鵬,刊登在《給水排水》2017年06期。
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