延時調節設施在城市內澇與徑流污染物控制中的作用

文/高沛，中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司

1 延時調節的原理及總體發展趨勢

1.1 延時調節的運用原理

延時調節是將徑流的停留時間在所設置的調節設施之內進行有效的延長，其實質主要是一種改良后的調節設施。延時調節與一般調節設施的主要區別在于，充分保留了傳統調節池內的全部調節能力，并在此基礎之上擴大了延時調節的整體容積V2，通過相關措施對出水管的管徑大小進行嚴格的控制，以避免管徑內水流量Qout 1數值過大，不僅能夠使其在暴雨期間發揮削減徑流峰值的作用，同時能夠對中小型降雨或者初期雨水在有效時間段內進行儲存，根據徑流出水水質要求，調整設施末端出口結構，進而將徑流釋放，確保該類型雨水能夠在容積池內進行短時間的停留，在一定程度上實現了對水體質量與河道運行的控制與保護。

1.2 延時調節在國內的發展

在我國，由于長期缺乏對調蓄及延時調節研究動力，缺乏在研究理論以及應用成果等方面的深入挖掘，出現這種局面的很大一部分因素在于國內傳統洪澇預防標準與要求系數較低，并未在城市寂徑流污染物控制中構建明確的法律法規以及相關控制目標。多重因素制約的背景之下，我國延時調節設施在城市內澇與徑流污染物控制過程中的作用便難以得到有效發揮，并阻礙其未來平穩有序的發展。于延時調節設施相比，國內起初最早的研究是源于調節池的理論拓展，最具代表性的是上世紀六十年代初期，國內專家鄧培德、倪僑生等相關研究，例如，容積大小的計算與設計方法等，為日后國內城市內澇與徑流污染物的控制奠定了堅實的基礎。近期，隨著城市內澇問題的日益嚴峻，為有效遏制城市內澇的激化，在廣大社會掀起了新一輪的研究。但從整體研究現狀來看，絕大多數將水質與數量在不同方面進行研究，對于這類兼具水量和水質控制的延時調節設施原理、水質控制效果、構造設計等鮮有涉及和深入的探究。盡管延時調節設施在諸如美國等西方先進國家受到高度的重視和廣泛的應用，并逐漸趨于成熟。但結合近些年熱點的綠色雨水設施，以及國家建設海綿城市目標的構建與提出，為延時調節設施納入綠色雨水設施范圍之內，以及在國內的應用奠定了良好的基石。

2 延時調節設施在城市內澇與徑流污染物控制中的作用

首先，延時調節發展到現在，已能夠獨立的對雨水徑流進行嚴格的控制，在暴雨期間對峰值徑流量進行暫時性的儲存，在結束降雨之后或者峰值流量過后，方可逐次排放，進而從根本上達到能夠對徑流峰值進行有效控制的目的，通常情況下并不能有效降低對下游排放的雨水總量，對于徑流總量的控制有機水體質量的保護尚未達到明顯的效果。同時，部分研究人員過于強調“調控排放”一詞的概念，對于傳統的“調節”而言，其自身固有概念中便已經包含了對排放的闡述與概括，但是“調控排放”容易與其他措施，例如，泵排、實時控制等相互混淆，易于在概念與理解上產生較大的歧義，因此，需相關研究人員需進一步明確兩者在概念、含義上的區別，避免造成混淆。

其次，儲蓄是儲存和滯蓄的統稱，是指通過對雨水徑流量進行儲存、滯留或蓄滲以達到削減徑流排放量、控制水質、收集回用或補充地下水等綜合利用雨水資源的目的。與調節的不同，一是針對的控制目標不同，二是要利用雨水或減少外排的雨水量，當然，設施的構造和設計的方法也會不同。顧名思義，多功能調蓄則具有多種功能，而且還有兩層含義，從作用原理角度而言，將調節與儲蓄的功能相結合，是一種多目標控制的調蓄設施;從土地資源利用角度而言，是指充分利用城市土地資源，兼可作為公園、綠地、運動場等其他用途，發揮環境和社會多方面功能的一類調蓄設施。

除此之外，新的排水防澇設計標準和海綿城市的目標，僅僅依靠傳統排水系統將難以實現，而需要通過綜合性的措施。延時調節是在調節設施內延長徑流的停留時間，其實就是一種改良的調節設施。與一般調節設施的主要區別是，延時調節設施不僅在暴雨時發揮削減徑流峰值的作用，暴雨或中小降雨事件時還均可適當兼顧對徑流水質的控制。根據對徑流出水水質的要求，調整設施末端出口結構，延緩徑流釋放過程，大量污染物在延時調節過程中通過重力沉降、微生物降解等得以去除，在一定程度上彌補了一般調節設施水質控制效果差的不足。對高度城市化、用地非常緊張的區域，可建設多功能延長調節設施，以調節暴雨峰流量為核心，把排洪減澇、調蓄利用與城市的景觀、生態環境和運動休閑等其他一些社會功能更好地結合，高效率地利用城市寶貴土地資源。

3 結束語

在城市內澇與徑流污染物控制過程中，延時調節設施的設計與構建已逐漸演變成為構建海綿綠色城市的基礎性設施，成為城市達到收集利用雨水、減少洪澇災害的主要手段。從城市建設理念來講，我國溫帶大陸性氣候面積廣大，季節性降雨顯著，不同溫度帶內城市的自然條件不同，徑流污染機制比較復雜，這些因素的復雜性和隨機性加大了海綿城市的建設難度，因此，需充分結合不同城市的具體建設情況，以設施效益性為重點，對延時調節設施進行科學合理的設計，對改善城市水環境質量，促進城市可持續發展有著非常重要的理論和現實意義。

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