王 森，韩 群，张 伟，徐冬喜

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司江苏分公司，江苏 南京 210019）

随着全球气候变化及社会经济的快速发展，暴雨内涝问题也日益突出，在排水系统末端建设雨水泵站，发挥灰色基础设施蓄排功能，是重要的解决方案之一。同时，为提升水环境质量，控制初期雨水径流污染，在排水系统末端修建调蓄池截流处理初期雨水是重要的举措之一。如果将泵站与调蓄池通过科学设计，有机结合在一起，可以提升区域内涝防治能力、改善区域水环境并节约土地，提升系统效率。南京江北新区位于长江北岸，国家级新区、中国（江苏）自由贸易试验区，经济发达，人地矛盾突出，在老城区建设合建的雨水泵站与调蓄池，具有解决内涝问题、提升水环境质量、缓解人地矛盾等多重优点。以江北新区长江一级支流朱家山河旁某雨水泵站及调蓄池合建设施设计为例，详细介绍了工程设计方案、运行模式等。目前该项目已投入运行，片区内涝完全消除，水环境质量稳定达标，可以为其他工程提供借鉴。

1 选址及规模

该工程位于南京江北新区泰山街道朱家山河旁，服务面积约22 ha，区域内主要为鼎泰家园小区、鼎泰实验小学及新鼎路。结合控详、排水专业规划并从问题导向出发，拟在鼎泰家园南侧设置雨水泵站一座，以3年一遇标准测算，泵站设计规模3.4 m3/s，区域内雨水经过泵站提升后直接排入外河朱家山河。为兼顾初期雨水治理需求设置1座初雨调蓄池，服务区域内约4 mm降雨量，调蓄容积600 m3/s。截流初期雨水经初雨处理设施（设计规模为200 m3/d）处理后达地表水环境准Ⅴ类标准后，排至内河［1-3］。

2 平面布置

本项目由配水井、调蓄池、雨水泵站、一体化处理设施及配套的进水总管、泵站出水管、调蓄池出水管、一体化设施出水管组成，电气设备、除臭设备间也采用全地下布置，位于调蓄池夹层，见图1。占地面积约614 m2，采用全地下式，完全位于绿地下方，建成后恢复为绿地，体现因地制宜，集约化用地。

图1 雨水泵站及调蓄池平面布置图

3 竖向设计

调蓄池及泵站位于防洪堤堤角外河道保护绿带绿地下，调蓄池主体结构采用全地下式，考虑绿化覆土及景观要求，调蓄池顶板标高为5.70 m，地面标高为6.10 m。调蓄池及泵站进水总管管内底标高为1.80 m，进水闸门井及格栅井底标高为1.20 m，通过固定堰控制水流优先进入调蓄池，调蓄池满后溢流进入泵站，堰顶标高为1.80 m；调蓄池部分最高水位为1.70 m，底板标高约-3.70 m，有效水深约5.40 m，通风除臭设备间底标高为1.30 m；泵站部分，底板标高为-3.70 m，最高水位为2.31 m，最低水位为-1.20 m，有效水深为3.51 m，电气设备间底标高2.10 m，详见图2，图3。

图2 调蓄池部分竖向设计图

图3 泵站部分竖向设计图

4 工艺设计

调蓄池及雨水泵站总平面尺寸约33.5 m×16.6 m，包含进水闸门井、格栅、固定堰、冲洗设备、放空水泵、雨水排涝泵、一体化污水处理装置等。

4.1 进水闸门井

进水闸门选用2 400 mm×1 500 mm，手电两用双吊点启闭机，用于检修及在洪水过大时及时切断进水防止泵站受淹。

4.2 进水格栅

为保证调蓄池及雨水泵站内各放空泵及雨水泵安全运转，进口处设置格栅，拦截大颗粒，根据水泵要求，栅间距取20 mm。

4.3 固定堰

固定堰控制水流优先进入调蓄池，堰顶标高1.8 m，当水位低于1.8 m时雨水进入调蓄池，高于1.8 m时进入雨水泵站。

4.4 冲洗设备

泵调蓄池选用一套智能喷射器对调蓄池放空后的淤积物进行冲洗，服务半径约25 m，电机功率约15 kW，为成套设备，配备相应自动控制系统。

4.5 放空水泵

雨天过后将调蓄池内存储的初雨排至一体化处理设施或污水处理厂处理，本调蓄池采用水泵提升放空的形式，共安装3台潜水排污泵，其中2台80QW50-12-4潜水排污泵（Q=50 m3/h，H=12 m，P=4 kW）（一用一备）排往污水处理厂与1台50 WQ/E256-0.75潜水排污泵（Q=10 m3/h，H=12 m，P=0.75 kW）排往一体化处理设施，最快12 h排空。

4.6 雨水排涝泵

为消除上游区域内涝，降雨时将雨水及时排至外河朱家山河，安装3台水泵机组，2种型号，分别为2台800HQ-40D潜水轴流泵（Q=1 464.8 L/s，H=9.77-14.16 m，P=220 kW，+4°安装）、1台600HQ-50潜水轴流泵（Q=935.2 L/s，H=8.94-13.77 m，P=132 kW，+2°安装），无备用水泵。

4.7 一体化污水处理装置

用于处理初期雨水，应急处理跑冒滴漏污水，出水按照准Ⅴ类设计，即达到GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准同时氨氮需满足不大于2 mg/L。采用初沉、A2/O，MBR深度处理组合工艺，全地下埋地安装，尺寸为3.4 m×14.4 m。

5 通风除臭设计

调蓄池存储初雨及旱季处理部分污水会产生臭气，为防止臭气对环境的污染，设置一套除臭装置。在调蓄池顶部设置臭气收集管，将臭气收集后由鼓风机抽至土壤滤池内进行处理。土壤滤池上敷土绿化。采用机械与自然通风相结合的方式，风机风量约10 000 m3/h（一用一备），换气次数约7次/h。

6 运行模式

运行分为旱季、初雨、大雨及雨后4个主要模式。旱季模式：晴天时，调蓄池进口闸门开启，混流水通过进水槽，进入调蓄池后，再经排空泵提升至点源处理装置或污水处理厂处理，处理达标后出水补入河道。初雨模式：当降雨发生时，调蓄池进水闸门继续开启，初期雨水进入调蓄池。大雨模式：随着调蓄池水位上升，当降雨量超过调蓄池收集能力，水位达到调蓄池最高水位时，调蓄池进水闸门关闭。集水槽内水位上升，约过固定堰顶，进入雨水泵房，雨水经雨水泵站提升流入外河。雨后模式：1）随着降雨减小或停止，雨水泵站前池水位回位至最低水位，雨水潜水轴流泵全部关闭。2）调蓄池污水继续排入点源污水处理装置或污水处理厂，当调蓄池水位降至中间水位时，智能喷射器开启，对调蓄池进行曝气预处理、搅拌、冲洗、点对点冲洗，调蓄池水位降到开机水位（池底），调蓄池进水闸门开启，当水位降到停泵水位后，调蓄池内所有水泵关闭，恢复旱季模式。

7 结语

1）本工程2020年4月调试完成并竣工验收，至今已经运行2年半，经过3个汛期的考验，片区内涝问题全面消除，并且通过本工程周边水体水环境得到极大改善。2）通过调蓄池、雨水泵站、一体化处理设施合建的方式，一个联合设施解决初雨、内涝、水处理三大问题，并采取全地下结构与城市景观绿化相结合，在老城区用地紧张的条件下，节约土地的同时满足各项功能需求，具有重要的推广意义。