在地表深處建“生態之腎”

全國首座豎井初雨調蓄管廊預計明年春節后在滬投用

封頂前，還在建設中的上海虹莘初雨調蓄管廊主體。 受訪者供圖

■初雨調蓄系統通過“截流—滯蓄—沉澱—錯峰—自潔”一體化設計，將初雨截流、蓄積、淨化，待晴天排出至市政管網，降低城市管網壓力，改善下游河道水質。而當暴雨來臨時，這種裝置又能儲存過量雨水，降低城市內澇發生的頻次和危害程度

日前，隨著最后一方混凝土完成澆筑，上海虹莘初雨調蓄管廊主體結構實現封頂。

這是全國首個豎井初雨調蓄管廊工程，由中鐵十一局承建。項目位於上海市閔行區虹秀路51弄，屬於七寶鎮，距離虹莘排水泵站不遠。

不同於國內傳統佔地面積較大的“池塘”型調蓄池，虹莘初雨調蓄管廊的主體結構是一座內徑15.1米、深44.6米的圓柱形豎井，通過向地表深處要空間，大大減少工程項目對土地的需求，更適合寸土寸金的超大城市。

按照目前的工程進度，這一超大直徑深井預計於明年春節后投入使用，成為上海應對城市雨水治理和排澇問題的新“武器”。

“地下腎臟”過濾污染

上海虹莘初雨調蓄管廊項目部總工程師朱瑞春介紹，初雨通常是指降雨時最初15分鐘的雨水，這些雨水含有較多汽車尾氣等大氣污染物，到達地面后，又混入生活垃圾、餐飲油污等地表污染物。

初雨調蓄系統則是海綿城市的“地下腎臟”，通過“截流—滯蓄—沉澱—錯峰—自潔”一體化設計，將初雨截流、蓄積、淨化，待晴天排出至市政管網，降低城市管網壓力，改善下游河道水質。

當暴雨來臨時，這種裝置又能儲存過量雨水，降低城市內澇發生的頻次和危害程度。

虹莘初雨調蓄管廊蓄水空間達4700立方米，可攔截周邊1.3平方公裡的初雨。過去，周邊雨水通過路面排水口，流至虹莘排水泵站進行自然沉澱，然后再排放至河道內。但虹莘排水泵站蓄水空間小，遇上暴雨路面積水時，可就顧不上沉澱初雨的污物了。

虹莘初雨調蓄管廊通過管道連接虹莘排水泵站，將污染物較多的初雨截流過來，從而避免了這些污染物較多的雨水直排至河道中。

“從虹莘初雨調蓄管廊到虹莘排水泵站，我們將在地下安裝一條內徑1.2米、長665米、坡度為0.12%的管道，閥門打開后，水就可以從虹莘排水泵站順著管道自然流入初雨調蓄豎井。”朱瑞春說。

初雨順著管道流至豎井進水口前，會通過一個小的沉澱井初步過濾污物﹔進入豎井后，會通過格柵進一步過濾。隨后，初雨會在深27米的主蓄水井內自然沉澱。處理完成后，儲存的初雨再錯峰通過管道，用泵就近排入城市污水管網。

整個過程不需要任何人工干預，污水排盡后，虹莘初雨調蓄管廊還會進行自潔，自動用水沖刷沉澱井、格柵、井底，防止污物和泥漿淤積。

“內澇克星”任重道遠

面對今年暑期這樣的超強暴雨，初雨調蓄系統能否成為城市“內澇克星”？業內專家表示，關鍵在於規模。

以虹莘初雨調蓄管廊為例，4700立方米的蓄水空間在真正的特大暴雨面前，量級還是太小。

要想進一步降低城市內澇發生的頻次和危害程度，就需要更大的初雨調蓄池或初雨調蓄井。

“如果超大城市難以騰出大片土地，我們可以進一步推廣深井式調蓄系統，在技術上，即使是直徑30米的深井也沒有難度。”朱瑞春說。

但真正的難點在於如何平衡投資與回報，畢竟極端暴雨出現頻率較低，而建設初雨調蓄裝置的資金投入卻是實打實的——業內做過統計，初雨調蓄系統每立方米容量的建設成本在萬元以上。

最關鍵的是，不像污水處理廠可以通過處理污水獲得收益，初雨調蓄系統沒有任何資金上的回報。

業內專家認為，想解決這一問題，需要有更大的視角。比如，初雨調蓄裝置可改善下游河道水質，而過去因雨水污物排入河道所產生的治理費用並不少。此外，減少極端暴雨給城市帶來的損失也是初雨調蓄系統的“隱形收益”。

在日本，有不少豎井初雨調蓄系統上設有花園、綠地，收集的雨水可在沒雨的時候，分時段通過自動澆灌裝置為花園、綠植澆水，由此減少用水和用人成本。

記者了解到，虹莘初雨調蓄管廊建成后上方也將建設一座小型公園，屆時“只要拉幾個智能灌溉水管，就能實現植被的自動養護”。

“隱形水庫”生態友好

另一個需要關注的問題是，挖一座超大直徑深井，對周圍環境有多大影響？

朱瑞春介紹，通過技術手段，能將虹莘初雨調蓄管廊對周邊環境和居民的影響都降至最低。

機械法豎井初雨調蓄管廊原本隻有國外有，國內由中鐵十一局和鐵建重工率先聯合研發的初雨調蓄豎井掘進機，國產化率目前已達到100%。

豎井掘進機挖掘作業時，需要在井筒內注水和泥漿，其在水下掘進作業，利用泥漿渣土泵將挖掘出來的泥漿輸送至泥漿分離設備中。這種作業方式極大減少了揚塵、降低了施工噪聲，即便是夜間施工，周邊居民樓內也基本聽不到設備掘進作業的聲音。而且，這種作業方式還能實現水壓平衡，可將周邊建筑沉降控制在毫米級，甚至施工過程中無需設置圍護樁，從而節省了施工成本。

此外，傳統初雨調蓄池施工區域佔地面積可達2000平方米，而虹莘初雨調蓄管廊施工佔地隻有200平方米，大幅降低對土地資源的佔用，幾乎不影響周邊居民出行。

當然，上海虹莘初雨調蓄管廊究竟能給上海帶來什麼，這要等項目建成投用后才能得到最准確的回答。這個答案，也關系到初雨調蓄豎井是否能在上海，以及中國其他城市進一步推廣。

在此之前，機械法豎井施工技術憑借對周圍環境影響小的優勢已引發關注。“香港特別行政區政府土木工程拓展署就曾派代表團來項目現場交流，他們有建設類似工程的需求。”朱瑞春說。

上海的探索，正在為全國其他城市提供借鑒。

（來源：解放日報 記者 王力）