雨水调蓄池和雨水泵站在工程中联合设计和应用.docVIP

雨水调蓄池和雨水泵站在工程中联合设计和应用 　　摘要：随着对城市水环境的重视，初期雨水对下游河道的污染，越来越受到社会的关注，在建设雨水泵房的同时设置雨水调蓄池，成为解决初期雨水对河道污染的有效途径之一。结合石家庄正定新区1号雨水泵站的建设实例，介绍了雨水调蓄池与雨水泵房合建时的计算方法、布置形式、运行模式以及工程特点，为今后类似项目的设计及应用提供参考。 关键字：雨水调蓄池；雨水泵站；设计方案；运行模式； 中图分类号：S611文献标识码： A 1、项目概况 本工程位于石家庄正定新区上海南大街与河北西大道的互通范围内，雨水泵站规模：30 m3/s。 为减少面源污染，收集初期雨水，建设“低碳、生态”的正定新区，雨水泵站内增设初期雨水调蓄池。 2、雨水调蓄池设计 2.1布置形式 雨水调蓄池与雨水泵站同建时，均设置在雨水管网的末端。雨水调蓄池与雨水泵站有分建和合建两种形式，本工程中，由于雨水泵站进水管的埋深约9米，如果采用合建的形式，则调蓄池在地下约15米左右，基坑开挖深度太大，工程造价高。因此，采用了调蓄池与泵站分建的形式。 2.2池容计算 本工程参照德国废水协会“ATV Arbeitsblatt A128 1992”标准，初期雨水截流量按下式计算。 其中VSR为每公顷面积需调蓄的雨水量，单位为m3/ha，VSR取值范围为12～40，可根据实际工程地域条件取值，当工程地域降水雨头偏前、降雨峰值发生早且地表坡度大时，取小值；反之，取大值。参照国内外经验参数,结合石家庄当地具体情况，本工程选用23。 经计算，调蓄池容积为29290m3，最终设计为30000m3。 2.3 自动冲洗装置及冲洗廊道设计 雨水调蓄池每次放空后，必须尽快地清除掉池内的沉泥，以避免下一次的雨水将其污染物带入水体。如采用人工清泥，是一件非常耗时、耗力、且有危险性的工作。本调蓄池采用自动冲洗装置。 2.3.1自动冲洗装置 本工程采用门式自动冲洗装置，在调蓄池排空时，控制浮筒随水位降低至设置标高时，由控制系统触发，冲洗门瞬间将储水释放，门底部喷射出的水具有很大的动能，形成强力的、席卷式的射流。射流形成的波浪将池底的沉积物卷起,冲流到调蓄池末端的收集渠，通过泵排出。门式自冲洗装置的冲洗力非常强大，对厚达0.4 m 的积泥一次冲洗即实现了清除[1]。 2.3.2冲洗水储存室设计 在调蓄池冲洗廊道起端分离出一个单独的冲洗水储存室。当调蓄池排空之后，存水室中的拦蓄水形成强劲的席卷流，对调蓄池进行有效冲洗。冲洗水储存室有效容积与初期雨水污染物浓度、冲洗廊道坡度、冲洗装置水力特点等有关。本工程中，按照每米廊道宽度需要6 m3有效容积估算。 为产生足够的水平冲击力，调蓄池冲洗水储存室底部应设置二级坡度，根据以往工程，坡度值一般为20%和10%。 调蓄池冲洗水储存室设自动补水管道，以便根据实际需要定期进行廊道冲洗。本工程由于调蓄池与泵站同建，冲洗水储存室的补水可从雨水泵站出水井内取水。 2.3.3门式冲洗装置廊道设计 当冲洗廊道的宽度超过5m时，就必须对冲洗廊道进行划分。本工程冲洗廊道为5米，总共设置18个廊道，为保证有效冲洗效果，冲洗廊道长度81米，有效深度为6米。 2.4 冲洗水汇流区设计 为了避免雨水调蓄池冲洗时，冲洗水在冲洗的尽头折返，一般在尽头设置冲洗水汇流区。汇流区的有效容积不小于每次冲洗的水量。此外，廊道末端的垂直台阶结构设计，防止了沉积物对冲洗廊道的二次污染。垂直台阶的高度一般为1.5～2m。冲洗水汇流区底部坡向提升泵区入口，坡度按1%设计。 2.5提升泵区设计 提升泵区为雨水调蓄池排空泵及配套管阀的安装区域，提升泵区与冲洗水汇流区相承接。 调蓄池排空泵的台数及流量应综合考虑调蓄池收水区域的降雨、汇水特点及调蓄池工作制度后确定。本工程设3台排空潜水泵，2用1备搭配，流量按12小时排空调蓄池选择。为便于检修安装，潜水泵设自耦装置。 3、雨水泵站设计 本工程位于石家庄正定新区上海南大街与河北西大道交叉口，属于道路互通范围内。因此，对于泵站的景观性要求高，为了尽量减少地面建筑物的存在，选用潜水混流泵，泵站规模40m3/s，按照7大1小的形式配泵。泵站内设置7道格栅除污机，为了达到与调蓄池的配合使用，出水井设置通往调蓄池与滹沱河的通道。 由于集水井及格栅间均在地下，容易积聚H2S等有害气体，为保证雨水提升泵站工作人员的人身安全，格栅间内设有除臭装置及H2S气体检测探头。 泵站剖面图及平面布置图置参见下图： 图1 泵站剖面图 图2 泵站平面图 4、雨水调蓄池与雨水泵站的联合运行