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作者：鄭曉敏

1崇明生態(tài)城截留系統(tǒng)

崇明東灘生態(tài)城占地1  250 hm2，位于崇明島東端。本文研究區(qū)為東灘生態(tài)城一期工程，面積為393.8 hm2，主要有5條主干路（Z1路、22路、S1路、S2路、S3路），總長(zhǎng)11 984 m，在5條主干路上安裝23個(gè)旋流限流閥，形成由截留井堰前的管道和旋流限流閥兩部分構(gòu)成的截留系統(tǒng)。生態(tài)城排水系統(tǒng)為“雨污分流制，雨水就近排放”。圖1為研究區(qū)域截留井位置圖。

2截留系統(tǒng)截流效果分析

研究區(qū)截留系統(tǒng)對(duì)初期雨水的截流量主要包括兩部分：一是截留井堰前的管道貯水容積；二是旋流限流閥在降雨徑流過(guò)程中直接截流量。統(tǒng)計(jì)、計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)截留堰前貯水容積的結(jié)果見(jiàn)表1。截留堰前貯水容積是指降雨時(shí)貯存在雨水管網(wǎng)系統(tǒng)中，隨后通過(guò)旋流限流閥截流到污水井的初期雨水體積。

  截留系統(tǒng)主要體現(xiàn)在對(duì)初期雨水徑流的SS、COD的截流。對(duì)SS、COD的截流效果分析是以初期雨水徑流的截流量為基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)年、月及日降雨量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將單日降雨量輸入到已設(shè)定的SWMM模型中得出其徑流曲線，依據(jù)各個(gè)截留子系統(tǒng)特性得出對(duì)應(yīng)的截留量。

本文以2013年全年降雨事件為依托，并以某具有代表性的單個(gè)截留井為例，對(duì)每日降雨進(jìn)行逐次分析，得出單個(gè)截留井對(duì)每日降雨的截留量。根據(jù)研究區(qū)域初期雨水SS、COD實(shí)測(cè)濃度，推求出研究區(qū)域截留系統(tǒng)對(duì)面源污染負(fù)荷截流效果。

2.1年降雨量分析

  通過(guò)對(duì)2013年全年降雨事件統(tǒng)計(jì)，全年共有107 d降雨，其中小雨82 d、中雨11 d、大雨10 d、暴雨及以上4d。將每日降雨情況輸入SWMM模型中，輸出每日降雨每個(gè)子匯水區(qū)的徑流過(guò)程線，得出產(chǎn)生徑流的降雨天數(shù)為50 d，產(chǎn)生徑流的降雨量共有1 015.3 mm，占全年降雨量1 057.7 mm的96%。

2.2初期雨水截流量分析

  從表1可以看出，Z1北路上Y55截留井的截留堰前貯水容積比平均貯水容積略高，具有較好的代表性。因此，以該截留井為例，對(duì)其單日降雨的截流量進(jìn)行分析。

2.2.1單次降雨截流量分析

  對(duì)2013年全年單次降雨Z1l北路Y55截留井的截流量分析，從全年50次產(chǎn)生徑流的降雨事件中，分別選取具有代表性的1月13日（單峰型）、4月23日（雙峰型）和7月30日（短歷時(shí)強(qiáng)降雨）3d降雨為例詳細(xì)分析其截流過(guò)程。

1)1月13日降雨Y55截留井截流量分析。1月13日降雨從5:00到13:00，降雨歷時(shí)為9h，降雨量為9.5 mm，降雨過(guò)程見(jiàn)圖2。

  將降雨數(shù)據(jù)輸入到SWMM模型系統(tǒng)中，可得到各個(gè)子匯水區(qū)域的徑流過(guò)程，在此基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)旋流限流閥的截流量進(jìn)行分析。

圖3為Z1北路Y55截留井（子匯水面積2）截流圖，從圖3可以看出，A表示Z1北路Y55截留井所對(duì)應(yīng)的子匯水區(qū)2（面積為25hm2）徑流量為1 000 m3；旋流限流閥截流量線和徑流量曲線交叉的下方區(qū)域表示旋流限流閥在適宜工作范圍內(nèi)的截流量：V1=252m3；斜線區(qū)域表示截留堰前貯水容積：V2=392.70 m3：Z1北路Y55截留井的旋流限流閥總截流量為V=V1+ V2=644.7 m3，截流率為

  2)4月23日降雨Y55截留井截流量分析。4月23日降雨從0:00到23:00，降雨歷時(shí)24 h，

降雨量為15.2 mm，降雨過(guò)程見(jiàn)圖4。

將4月23日降雨數(shù)據(jù)輸入到SWMM模型系統(tǒng)中，得到各個(gè)子匯水區(qū)域的徑流過(guò)程。圖5為Z1北路Y55截留井（子匯水面積2）內(nèi)的旋流限流閥截流量分析圖。

  如上圖所示，A表示Zl北路Y55截留井所對(duì)應(yīng)的子匯水區(qū)2徑流量：A=A1+A2=1 760 m3；旋流限流閥截流量線和徑流量曲線交叉的下方區(qū)域表示旋流限流閥在適宜工作范圍內(nèi)的截流量：V1= Vl’+V1”=352.8 m3；斜線區(qū)域表示截留堰前貯水容積：V2= V2,+V2¨=392.70+302.40=695.10 m3.

  4月23日共發(fā)生2個(gè)降雨事件，中間間隔時(shí)間較長(zhǎng)。第一個(gè)降雨事件，貯存在堰前管道里的初期雨水在間隔時(shí)間內(nèi)通過(guò)旋流限流閥流人到污水管道中，完成一次容積的替換，管道替換容積為302.40 m3。

Z1北路Y55截留井的旋流限流閥總截流量V=V1+V2=1 047.90 m3，截流率為

3)7月30日降雨Y55截留井截流量分析。7月30日降雨從19:00到22:00，降雨歷時(shí)為4h，降雨量為29.2 mm，降雨過(guò)程見(jiàn)圖6。

  如圖7所示，A表不Zl北路Y55截留井所對(duì)應(yīng)的子匯水區(qū)2徑流量為3 310 m3；旋流限流閥在適宜工作范圍內(nèi)的截流量：V1=50.4 m3；斜線區(qū)域表示截留堰前貯水容積：V2=v=392.70 m3。

Zl北路Y55截留井的旋流限流閥總截流量：V= V1+V2=443.10 m3，截流率為

  4)其他日降雨量分析。通過(guò)統(tǒng)計(jì)2013年全年50 d降雨日，Z1北路Y55截留井的截流情況：2013年全年降雨產(chǎn)生徑流量約為136 890 m3，Z1北路Y55截留井年截流量約為29 290.86 m3，截流率約為21.40%。

2.2.2 SS、COD截流量

  本文選取在研究區(qū)雨天多次測(cè)定的SS、COD濃度的平均值為日平均濃度分別為158 mg/L、

42.15 mg/L。通過(guò)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出Zl北路Y55截留井對(duì)SS和COD的年截流量分別為4.63 t和1.23 t。Zl北路Y55截留井所對(duì)應(yīng)的子匯水區(qū)2的面積為25hm2，本研究區(qū)域總面積為393.8 hm2，推算出截留系統(tǒng)對(duì)總研究區(qū)域的SS和COD的年截流量約為72.93 t和19.69 t。

3結(jié)語(yǔ)

  本文以崇明東灘生態(tài)城2013年降雨為例分析得出，生態(tài)城2013年共有50 d降雨產(chǎn)生徑流，Z1北路Y55截留井對(duì)初期雨水的截流率為21.40%，對(duì)SS和COD的年截流量分別為4.63 t和1.23 t。由于生態(tài)城還在初期規(guī)劃、建設(shè)中，沒(méi)有大量的人為活動(dòng)，SS和COD的濃度較低。

  遠(yuǎn)期來(lái)看，截留系統(tǒng)對(duì)SS和COD的截流量會(huì)不斷增加，這將大大降低面源污染對(duì)自然水體的污染，具有很好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

從本文研究可以看出，由截留井堰前的管道和旋流限流閥兩部分構(gòu)成的旋流截留井在東灘生態(tài)城的雨水截留工程中得到很好的應(yīng)用，可以廣泛應(yīng)用于我國(guó)的雨水截留系統(tǒng)。

4摘要：以上海崇明東灘生態(tài)城為研究對(duì)象，介紹由截留井堰前的管道和旋流限流閥兩部分構(gòu)成的截留系統(tǒng)在工程巾的應(yīng)用，分析該研究區(qū)域的截留系統(tǒng)對(duì)于初期雨水徑流的截流效果，為今后旋流截留井的廣泛應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)。