冯曼
1. 广州市市政工程设计研究总院 广东广州 510060
摘要：调蓄池或调蓄管渠已成为初雨雨水的收集调蓄及控制合流管道的初期溢流污染的有效措施，而广州调蓄管渠入流设施是调蓄设施的关键节点。本文就广州市某广州某河涌截污调蓄管渠的入流设施的设计形式和入流设施运营管理工况进行了介绍，可供同行参考。
关键词：截污；调蓄渠箱；入流设施；设计
1 截污调蓄管渠概况
随着河道沿线截污工程的完善和人民对水环境要求的日益提升，初雨雨水的收集处理及合流管道的初期溢流污染控制已成为河涌治理的关键。广州某河涌以削减排入河涌干流污染物为目标，沿河涌布置截污渠箱，截污管渠服务面积约34.3km2，总长度约22km，尺寸为DN3000~B×H=6×3m。并在沿线支涌及主要排放口设置入流设施。旱季时，入流设施截流旱季溢流污水；雨季时，入流设施截流初期雨水溢流污染，初雨收集规模8~10mm，削减排入主涌污染物总量。
2 入流设施形式
2.1 主涌沿线排放口类型
根据沿线污染源摸查资料，干流沿线有11个支涌，并分布有多处DN300~D1400排放口，其中DN400~D1200排放口共约30个，大于d1200排放口约4个。沿线支涌及排放口情况统计如下表1和表2所示。
根据统计的沿线排放口情况可以看出，现状D1200以下排放口数量较多，但排放口服务面积均较小，约为5~10ha，D1200及以下排放口总汇水面积仅约为93ha。D1200以上合流排放口约4个，总汇水面积约为87.7ha。截污渠箱近期总汇水面积约为34.3km2，D1200及以下溢流排放口汇水面积所占比例约为2.7%，大于D1200排放口及支涌总汇水面积比例约占97.3%。
2.2 入流设施形式
根据排放口分布及汇水面积情况，为减小工程投资，方便截污管渠的运行管理，确定对入流设施采用以下三种形式。
（1）类别一—对支涌浅层截污管溢流的收集
沿线支涌连接主涌处均有设置闸门，大部分支涌沿河涌两岸敷设了截污管或引水口，当超负荷出现溢流时，管内的合流污水直接溢流到支涌，溢流的污水将通过各支涌的入流设施进入截污渠箱。截流形式为：格栅+沉砂槽+闸门。支涌出口的现状水利闸日常关闭，水位达到外排水位时开启排洪闸门或排洪泵泄洪。
图1 类别一入流设施示意图
（2）类别二---对沿岸大口径合流管（渠）溢流的收集
沿涌一些汇水面积比较大的合流口，现状先设截流管再引入现状截流管，雨季超过截流管输送能力时，溢流污水通过合流排放管外排河涌。本系统在这部分合流管出口设截流井，沉砂后排入截污渠箱，雨季当浅层截流管输送能力不足时，浅层管网内合流水将通过溢流拍门水位较低的溢流管溢流，溢流进入本系统截污管渠。入流设置电动闸门，当渠箱水位达到4.0m时关闭。
图2类别二入流设施示意图
（3）类别三--其余溢流口的收集方式
本工程对以上汇流面积较大的支涌、排水管渠进行了直接截流。现状石井河主涌沿河涌两岸敷设了截污管，沿涌一些汇水面积比较小的合流口（d300~d600）现状直接接入现状浅层截流管，当超负荷出现溢流时，浅层截污管的部分溢流水位较低的拍门最先被顶开，合流污水将通过截污管的溢流管溢流至石井河。
对于其余d500尺寸以下的排水口，本项目通过对溢流水位较低的溢流管进行截流来实现对这部分溢流污水进行的收集。由于这部分管道汇流的区域范围小，因此这部分初期合流污水量能分段通过浅层污水管来输送，然后分段溢流进入本项目的截污渠箱，即间接通过浅层污水管收集。
图3类别三入流设施示意图
本系统在这部分拍门水位低的截污管的溢流管设截流井，沉砂后排入截污渠箱，雨季当浅层截流管输送能力不足时，浅层管网内合流水将通过溢流拍门水位较低的溢流管溢流，溢流进入本系统截污管渠。入流设置电动闸门，当渠箱水位达到4.0m时关闭。
3 入流设施运营管理
3.1 系统运行流程
根据截污调蓄渠道的功能，设计运行控制流程图如下：
1、工况1：旱季运行工况
本次新建截污渠箱通过在支涌口或大型合流管渠排放口设置截污入流井，收集转输旱季通过沿线支涌及合流口溢流的污水。作为现状污水系统的补充，在污水收集系统完善前，新建的管渠承担收集溢流污水的功能，将旱季合流水接入暗渠，转输进入污水处理厂处理；待污水管网完善后，旱季污水管网满足输送能力时，本工程调蓄渠道排水系统不启动运行，各节点道入流井的进水水闸处于关闭状态，污水全部通过现有浅层排水系统收集输送到污水厂处理；当旱季浅层污水管网出现溢流时，溢流点入流井进水水闸打开，启动调蓄渠道将溢流污水送至系统末端的提升泵站，由泵站内旱季污水泵送至污水厂处理。
2、工况2：中小雨运行工况（降雨量<9.5mm）
在充分利用现有污水系统的输送能力基础上，当污水系统已接近溢流水位时（以污水系统的溢流拍门底为警戒水位），开启调蓄渠道系统各入流井的控制闸门，利用调蓄渠道系统对浅层排水系统溢流的合流污水进行调蓄，收集的初期雨水先行通过渠箱调蓄，然后在随后的1天时间内慢慢转输排入污水厂处理后排放。
3、工况3：大雨运行工况（降雨量超过浅层排水系统和调蓄管渠调蓄能力之和）
在工况2的基础上，各节点初雨的收集现场通过对入流流量控制实现，将降雨量9.5mm的雨水总量作为基础控制参数，控制各节点入流井入流总量。同时通过对溢流出水的COD值的长期多次监测，分析各节点CSO出现溢流时间与截污渠道入流总量之间的相关关系，现场通过监测的入流节点总体流量数据和截污总渠内水位控制入流井闸门，确定关闭闸门时间。同时根据排洪河道和渠道的控制水位,启动排入河道的泄洪闸或排洪泵。
图4 设计运行控制流程图
3.2 入流设施运行工况
本调蓄渠道系统建成后的运行调度按照以下几种方式运行：
表2 截污闸运行过程表
图4 入流设施与截污管渠关系图
7 结论(结语)
本文结合广州某河涌排放口的类型，确定截污调蓄管渠入流设施形式，并通过截污管渠的功能确定入流设施的各运行管理工况及各工况下的运行状态，可作为国内类似调蓄管渠入流设施设计的参考。
参考文献：
[1] GB50014-2014,室外排水设计规范（2016版）[S].北京：中国计划出版社,2006.
论文作者:冯曼
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/28
标签：污水论文; 设施论文; 工况论文; 汇水论文; 水位论文; 旱季论文; 沿线论文; 《防护工程》2018年第8期论文;