3.3 非汛期效能分析
从两个调蓄池全年和汛期使用情况分类统计的中不难发现(表2),无论是成都路还是新昌平调蓄池,全年的溢流量减排比例和溢流污染减排比例均高于汛期,这一方面是由于在非汛期,由于降雨强度普遍不大,调蓄池运行效能反而更优排水系统,另一方面也说明了排水公司作为运行管理单位对雨水调蓄池的科学运行管理非常重视,在思想上和工作中已不区分汛期和非汛期,而是进入全年的常态化运行管理,通过及时、高效使用调蓄池,从而大大提高了调蓄池的污染减排效能。
4 调蓄池优化潜力分析
4.1 调蓄池运行潜力分析
4.1.1 进水模式
成都路调蓄池采用雨水泵泵排进水模式,具有进水速度快的优势,但设备故障率高。在2006~2009年的连续运行期间,每年都暴露出因设备故障导致无法正常进水问题,例如:2007年曾出现进水蝶阀严重漏水问题,2008年曾出现因电气仪表设备防腐等级低,导致的因设备故障引起的调蓄池无法进水使用的情况;2009年汛期曾经发生闸门故障,经过运行单位及时解决并加强日常养护工作后,2010年未出现因闸门等电器设备故障导致的调蓄池未使用现象,污染减排效能逐步稳定,但仍有设备腐蚀、老化等隐患,需加强对仪器设备的常态化维护管理,宜在适当的时候,对调蓄池作电器设备等硬件设施进行全面评估,制定适当的保养或更新改造计划。新昌平调蓄池采用是重力自流进水方式,节能环保,不存在调蓄池因闸门故障导致的非正常使用情况。重力自流进水模式避免了因设备故障导致的进水问题,同时节约了设备购置、维护、改造和运行等大量费用,符合节能环保理念。由于重力自流进水速度慢,在雨强较大情况下排水系统,存在调蓄池使用过程中的溢流现象,建议对超出调蓄池进水流量部分配置变频泵,以充分利用调蓄池容积。
4.1.2 放空模式
2010年成都路调蓄池出现了因连续降雨导致调蓄池未及时放空,从而导致调蓄池出现1次降雨溢流未使用现象,影响了调蓄池连续使用。如何应对连续强降雨现象,及时见缝插针地配合污水输送干线放空调蓄池,发挥调蓄池的连续调蓄潜力,值得下一步探讨。
4.2 容积设计标准分析
调蓄池容积设计方法或设计标准的选用直接影响调蓄池暴雨溢流削减量和削减率,成都路和新昌平调蓄池选用的VSR分别为20.15和44.21,这是导致2010年成都路和新昌平溢流污染削减率存在较大差异的主要原因论文范文。同时,设计方法和标准的确定又和降雨条件和服务系统用地类型关系密切。由于上海地区降雨条件与德国相比,存在较大差异:德国年均降雨量约为700~800 mm,且月均降雨量差别较小,单场降雨历时较长,降雨曲线与美国SCSⅠA型降雨曲线接近,属平均型降雨[7];而上海地区近30年来年均降雨量约1200.3 mm,且70%左右的雨量集中在4~9月的汛期,单场降雨历时较短,降雨曲线与SCSⅡ型降雨曲线接近,属于脉冲型降雨。因此在德国VSR取值20时,可削减约80%的溢流量。邻近德国的在意大利当VSR取值5~35时,服务面积0.096 km2的合流制排水系统调蓄池平均可削减85.0%~93.0%的暴雨溢流污水,另一服务面积0.40 km2的调蓄池对暴雨溢流的平均削减率达到88.0%~99.0%[3,7]。而在上海,选用式(1)德国调蓄池设计方法排水系统,目前运行数据显示,VSR分别取值20.15和44.21时,溢流量削减仅为10.7%和28.9%,溢流污染物削减为17.4%和41.0%。
目前上海中心城区运行的几座调蓄池建造的容积受土地稀缺影响,往往不能依据理论和实际的最优设计。在场地条件不受限制条件下,调蓄池的容积设计应以溢流污染削减率为目标。若要到达类似于德国设计调蓄池需达到80%的溢流污染削减目标,VSR的取值范围建议根据上海地区的降雨特征参照图3而定[11]。

注:上海地区0.5、1、2、3、5、10、20、30、50、100 a一遇暴雨设计重现期(从左至右依次对应每条曲线上的数据点)
图3 上海地区不同VSR的暴雨设计重现期(降雨量)与溢流污染物削减率关系
Fig.3 Relationship between different designstorm return period and stormwater overflow pollutanreduction rate at different VSR condition in Shanghai
5 结论与建议
① 雨水调蓄池是一类重要的控制城市暴雨溢流污染设施,2010年成都路和新昌平调蓄池分别削减10.7%和28.9%的暴雨溢流量,分别削减17.4%和41.0%暴雨溢流COD。
② 在既定服务面积、下垫面类型和降雨等边界条件下,调蓄池的设计方法、设计标准、进水模式和放空模式是调蓄池污染减排效应发挥的重要影响因素。
③ 建议依据雨水调蓄池服务区域的自然地理条件,以溢流污染物削减为目标,容积设计进一步优化,选用适当的容积设计标准充分发挥雨水调蓄池减排暴雨溢流污染的功能。
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[12]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第四版)(增补版)[M].北京:中国环境科学出版社,2006.
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