智能截流井在惠州市城区截污治污工程中的应用

2020-11-09谭建国蔡桂安余路路

广东水利水电 2020年10期

谭建国,蔡桂安,余路路

(中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明 650041)

1 概述

惠州市惠城区金山湖水位约为11.6 m，20年一遇洪水位约为13.8 m，根据管网布置，演达大道片区W-1.2截流井出水口标高约为8.1 m。截流井排水为淹没出流，与常水位高差约3.5 m，与20年一遇的洪水位高差约5.7 m。传统截流井出水管道与外河水位高差较大，外河水出现波动时，大概率将出现外水倒灌的现象。老旧城区征地困难，调蓄池需要集中布置，部分截流井需要服务范围较大。鉴于老旧城区用地问题及汛期降雨量较多，截流井选型至关重要。

2 传统截流井形式

传统截流井有槽式截流井、堰式截流井、堰槽结合式截流井，工程中需根据不同的情况设置不同形式的截流井。

2.1 槽式截流井

形式简单，截流效果好，对上游影响小，也不影响下游溢流管排水能力，但是须降低溢流管的设计标高，在设计管道高程受限制的情况下不适用。槽式截流井样式见图1所示。

2.2 堰式截流井

堰式截流井应用广泛，一般设于现状合流污水管道上，不需要改变现状管道的标高，也不用降低截流管的高程。其优点是能设置一定的溢流堰高控制截流量在一定的范围内。但工程实施的前提是截流管管底高程比实际合流管的现状管底高程低，而且在现状合流管道断面较大时，槽式截流会导致现有结构破坏，施工难度变大[1]。实际应用中，溢流堰口上经常被杂物堵塞，影响溢流排水。堰式截流井样式见图2所示。

图1 槽式截流井示意

图2 堰式截流井示意

2.3 堰槽式截流井

堰槽式截流井是一种主要的截流井形式，其井内的溢流堰顶高程可以在其余结构施工完毕后结合进水量进行确定[2]。堰槽式截流井样式见图3所示。

图3 堰槽式截流井示意

3 智能截流井

智能截流井在传统截流井的模式上增加闸门、雨量计、超声波液位计装置，安装在露天的雨量计可以监测降雨量，通过判断雨流量大小，自动控制闸门的启闭[3]。

晴天，液动限流闸门自动开启，液动下开式堰门自动关闭，污水全部被拦截到截污管并流至污水处理厂[4]。

降雨开始后，初期雨水污染物含量依然较高，当井内的悬浮质浓度SS超过设定的悬浮质浓度时，液动下开式堰门自动调整到警戒水位(上游管道最高允许水位)相应的开度。液动限流闸门的开度取决于水流的流量值，确保流入截污管的流量不会超过设定的流量值。

当智能截流井内水位超过警戒水位。井内的悬浮质浓度SS小于设定的悬浮质浓度，液动限流闸门将自动关闭，液动下开式堰门开启行洪，后期雨水可以排放到江河里。

智能截流井运行原理示意见图4～6。

图4 智能截流井晴天运行原理示意

图5 智能截流井在初雨期运行原理示意

图6 智能截流井在雨水中后期运行原理示意

智能截流井适用于出水管与常水位高差较大且截流井服务范围大、服务范围内面源污染及下垫面较差的情况。

4 智能截流井与传统截流井对比分析

智能截流井功能与其他传统的截流井相比优势巨大(见表1)。

智能截流井的优势分析：

1) 智能截流井在截污管前安装液动控制闸门，对流向污水处理厂的最大量能够进行控制，可以防止污水回流。传统截流井不能控制截污管流量，且无法防止污水回流[5]。

2) 智能截流井的液动下开式闸门，可根据进水量进行调节截流高度，防止江河水倒灌。但传统截流井只是固定堰，无法调节截流高度和防止污水回流。

3) 智能截流井采用水质法、雨量法、时间法和水位法进行控制，传统截流井只是水位控制。

4) 智能截流井通过SCADA系统进行智能化控制，传统截流井只能控制单一设备，智能截流井可远程查看运行状态并控制[6]，更契合智慧水务的相关要求，可结合智慧水务技术，建成集动态信息采集、远程闸门监视监控、设施设备基础信息管理、调度决策支持等功能于一体的信息系统，实现排水系统的智能调度，为提升排水能力及应急决策提供科学依据。

表1 截流井对比分析

5 运行效果

惠州金山新城水环境项目，环湖城中村片区冰糖村A线全长为2 326.6 m，设有槽式截流井3座。受雨水影响，金山湖水位抬高，截流井出现湖水倒灌现象，冲击现状污水管线且截流井淤积现象严重。

演达大道片区截污管网全长为24 907.5 m，设有截流井25座，其中W-1.2设为智能截流井。W-1.2(智能截流井)运行数据反馈显示，智能截流井运行情况良好，液动限流闸门及液动下开式堰门能按预期目标自动开启关闭，出水管COD值满足设计要求，未出现洪水倒灌现象，减轻了雨水量过大冲击污水管的现象。截流井运行数据见表2。