延时调节设施在城市内涝与径流污染物控制中的作用

文/高沛，中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司

1 延时调节的原理及总体发展趋势

1.1 延时调节的运用原理

延时调节是将径流的停留时间在所设置的调节设施之内进行有效的延长，其实质主要是一种改良后的调节设施。延时调节与一般调节设施的主要区别在于，充分保留了传统调节池内的全部调节能力，并在此基础之上扩大了延时调节的整体容积V2，通过相关措施对出水管的管径大小进行严格的控制，以避免管径内水流量Qout 1数值过大，不仅能够使其在暴雨期间发挥削减径流峰值的作用，同时能够对中小型降雨或者初期雨水在有效时间段内进行储存，根据径流出水水质要求，调整设施末端出口结构，进而将径流释放，确保该类型雨水能够在容积池内进行短时间的停留，在一定程度上实现了对水体质量与河道运行的控制与保护。

1.2 延时调节在国内的发展

在我国，由于长期缺乏对调蓄及延时调节研究动力，缺乏在研究理论以及应用成果等方面的深入挖掘，出现这种局面的很大一部分因素在于国内传统洪涝预防标准与要求系数较低，并未在城市寂径流污染物控制中构建明确的法律法规以及相关控制目标。多重因素制约的背景之下，我国延时调节设施在城市内涝与径流污染物控制过程中的作用便难以得到有效发挥，并阻碍其未来平稳有序的发展。于延时调节设施相比，国内起初最早的研究是源于调节池的理论拓展，最具代表性的是上世纪六十年代初期，国内专家邓培德、倪侨生等相关研究，例如，容积大小的计算与设计方法等，为日后国内城市内涝与径流污染物的控制奠定了坚实的基础。近期，随着城市内涝问题的日益严峻，为有效遏制城市内涝的激化，在广大社会掀起了新一轮的研究。但从整体研究现状来看，绝大多数将水质与数量在不同方面进行研究，对于这类兼具水量和水质控制的延时调节设施原理、水质控制效果、构造设计等鲜有涉及和深入的探究。尽管延时调节设施在诸如美国等西方先进国家受到高度的重视和广泛的应用，并逐渐趋于成熟。但结合近些年热点的绿色雨水设施，以及国家建设海绵城市目标的构建与提出，为延时调节设施纳入绿色雨水设施范围之内，以及在国内的应用奠定了良好的基石。

2 延时调节设施在城市内涝与径流污染物控制中的作用

首先，延时调节发展到现在，已能够独立的对雨水径流进行严格的控制，在暴雨期间对峰值径流量进行暂时性的储存，在结束降雨之后或者峰值流量过后，方可逐次排放，进而从根本上达到能够对径流峰值进行有效控制的目的，通常情况下并不能有效降低对下游排放的雨水总量，对于径流总量的控制有机水体质量的保护尚未达到明显的效果。同时，部分研究人员过于强调“调控排放”一词的概念，对于传统的“调节”而言，其自身固有概念中便已经包含了对排放的阐述与概括，但是“调控排放”容易与其他措施，例如，泵排、实时控制等相互混淆，易于在概念与理解上产生较大的歧义，因此，需相关研究人员需进一步明确两者在概念、含义上的区别，避免造成混淆。

其次，储蓄是储存和滞蓄的统称，是指通过对雨水径流量进行储存、滞留或蓄渗以达到削减径流排放量、控制水质、收集回用或补充地下水等综合利用雨水资源的目的。与调节的不同，一是针对的控制目标不同，二是要利用雨水或减少外排的雨水量，当然，设施的构造和设计的方法也会不同。顾名思义，多功能调蓄则具有多种功能，而且还有两层含义，从作用原理角度而言，将调节与储蓄的功能相结合，是一种多目标控制的调蓄设施;从土地资源利用角度而言，是指充分利用城市土地资源，兼可作为公园、绿地、运动场等其他用途，发挥环境和社会多方面功能的一类调蓄设施。

除此之外，新的排水防涝设计标准和海绵城市的目标，仅仅依靠传统排水系统将难以实现，而需要通过综合性的措施。延时调节是在调节设施内延长径流的停留时间，其实就是一种改良的调节设施。与一般调节设施的主要区别是，延时调节设施不仅在暴雨时发挥削减径流峰值的作用，暴雨或中小降雨事件时还均可适当兼顾对径流水质的控制。根据对径流出水水质的要求，调整设施末端出口结构，延缓径流释放过程，大量污染物在延时调节过程中通过重力沉降、微生物降解等得以去除，在一定程度上弥补了一般调节设施水质控制效果差的不足。对高度城市化、用地非常紧张的区域，可建设多功能延长调节设施，以调节暴雨峰流量为核心，把排洪减涝、调蓄利用与城市的景观、生态环境和运动休闲等其他一些社会功能更好地结合，高效率地利用城市宝贵土地资源。

3 结束语

在城市内涝与径流污染物控制过程中，延时调节设施的设计与构建已逐渐演变成为构建海绵绿色城市的基础性设施，成为城市达到收集利用雨水、减少洪涝灾害的主要手段。从城市建设理念来讲，我国温带大陆性气候面积广大，季节性降雨显著，不同温度带内城市的自然条件不同，径流污染机制比较复杂，这些因素的复杂性和随机性加大了海绵城市的建设难度，因此，需充分结合不同城市的具体建设情况，以设施效益性为重点，对延时调节设施进行科学合理的设计，对改善城市水环境质量，促进城市可持续发展有着非常重要的理论和现实意义。

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