鼓风造浪池给排水工艺设计探讨

杨兵 周艳姣

【摘要】近几年，水上游乐园的建设呈现迅猛的发展态势，而造浪池作为水上游乐园中积聚人气的一个非常重要的游乐设施，几乎是水上游乐园必备的娱乐产品，而鼓风造浪方式因其施工简单、运行费用低、波形变幻、维护方便等优点更容易被建设方接受，根据笔者从事水上乐园中鼓风造浪池的设计经验，对一些设计要点进行分析，希望能对相关工作者提供帮助。

【关键词】造浪 水处理 回水口 溢流口 给水口

根据造波浪方式的不同，海浪池常用的有机械挡水板式、柱塞式、鼓风式造浪，由于鼓风造浪方式可通过计算来控制（机械挡水板式通过调整振翼的振动角度、柱塞式通过变化机械部的回转数调整波形变化）且造浪周期短，一般为2.5-3.1s/次（机械挡水板式及柱塞式造浪造波周期分别为3-5s/次、3.5-10s/次。笔者近年来设计的泰国Greenery Water Park、横店影视城梦幻谷等水上乐园均采用鼓风式造浪。

1鼓风造浪池的功能工作原理

造浪池深水段池边直线边长宜为池长的1/3，并以一侧或两侧边为准向外扩展至15度角的扇形或梯形波浪区，池底从造浪机房开始设有约5.0m的平底，此后池底以6%-8%的坡度向上坡至±0.000标高的浅水端。造浪池的浅水区的末端宜设置消浪排水沟，且排水沟内应有级配的砂石滤水层；应在末端踏步底侧面设撇沫区。造浪机房应设在造浪池的深水端，采用高压离心通风机作为风源，由变频调速机，调速器及变频箱组成风门变频调整系统，并采用可编程序控制器控制。为防止池水回流到造浪风机的情况发生，风机安装位置高出水面2.0m。造浪时，通过风机向储气室鼓风，储气室气体储量达到设定要求时，通过开启风门向气室鼓风，并由次序的改变风力强弱，造成气室内气压变化由此鼓动气室内水面上下波动而形成波浪。鼓风式造浪通过程序调节可使气室同时或错落鼓气、泄气，各气室内水面时差震荡，这样就造成模拟自然的排浪、涌浪、斜浪等各种效果。造浪波长为5-8m，波高为60-120cm。

2鼓风造浪池的水处理工作原理

水上乐园中的造浪池一般都是高人气的，特别是天气炎热的地区的夏天，一般呈现“下饺子”的态势，实际运行中的负荷远远超出《游泳池给水排水工程技术规程》CJJ122-2008中规定的人均游泳面积4㎡/人。并且人员构成特别复杂，儿童占据比例大，所以规范中对水处理做了较为严格的规定，循环次数12次/d，循环周期为2h。

2.1水处理流程

常用的造浪池水处理流程如下：

水池原水（回水口） 混凝剂 毛发收集器 循环水泵 过滤砂缸

加热系统 氯消毒 海浪池（给水口）

因室外游乐水池运营时间受季节限制，一般不设加热系统。

2.2毛发收集器过滤

主要为去除池水中较大的颗粒固体杂质、毛发、纤维和树叶。保护水泵不被损坏，过滤层不被破坏。

毛发聚集器的选择满足：水流阻力小；构造简单、拆卸方便、易于清洗；外壳耐正压不渗水，耐负压不漏气；滤网孔眼直径为3mm，采用过滤网时，网眼为10—15目，材质为不锈钢等耐腐蚀材料。

2.3砂缸过滤

造浪池在运行时，需要采用接触过滤对池水进行持续净化。根据过滤效率、管理水平、运行时间和建设费用选择石英砂压力过滤器。具有如下特点：体积小，效率高，功能稳定，消耗小，保证出水水质；操作简单、安装方便、管理费用低。经验表明，压力石英砂过滤器截污能力达80%—90%，滤除细菌效果达80%—95%。

为保证过滤效果，在泵入口处设置投药器投加混凝剂。

采用过滤砂缸时，滤材2年补充10%，每5-10年全换一次。以过滤能力为60m?/h的过滤装置考虑，每2-4日反冲洗10-15min，每次反冲洗必需水量为10—15m?左右，根据反冲洗情况，平均每天消费水量5m?（实际运营需考虑实际情况）。

2.4消毒系统

为了控制池水的一般化学指标，对水池进行消毒处理，氯消毒具有消毒效果好，杀菌持续时间长，能有效杀菌，控制藻类生长，氧化有机物。合理控制氯投加，使消毒过程中不造成对池水和环境的二次污染，不改变池水水质，对人体无刺激，对建筑结构、和设备管道无腐蚀。一般采用以氯消毒。

采用三氯异氰尿酸片状作为投加剂，有效氯含量达65%，并且在阳光下具有稳定游离氯的作用，用在露天造浪池效果最佳。在使用时，须符合下列要求：应将其溶解配制成消毒液进行湿式投加；投加量按氰尿酸浓度为50—150mg/L计算确定，确保池水中游离性氯的浓度不低于0.5—1.0mg/L。

2.5加热系统

造浪池因水量及水池表面积极大，且在鼓风造浪过程中形成波浪，造成的热损耗也大，不可简单按照游泳池耗热量计算，需考虑热量附加。

3设计时需要注意的几个问题

造浪池作为一个大型的特种游乐设施，其设计内容包括给排水、气体动力、电气等专业的方方面面，笔者仅从给排水工艺的角度，列出几个值得注意的问题：

3.1回水口

造浪池池底回水口顶面需设置格栅盖板，格栅孔缝宽度不得超过8mm，需根据孔缝宽度及栅条宽度计算透水率，过格栅水流速度不超过0.2m/s。回水口格栅表面与海浪池池底表面平整，固定牢靠。

造浪池面积大，最大水深一般为1.8m，循环水处理周期一般采用2h，这样一来导致每小时的循环流量大，回水口的面积需根据循環流量、透水率及过格栅水流速度确定。

回水口设置在造浪池气室出口处，在安全护栏内侧，保证游客不直接接触。

3.2给水口

造浪池在工作时，水从气室处汹涌而来，在两侧渐宽池壁及末端处消浪，从溢流口或回水口处流入水处理系统，根据水流形式，一般采用池底给水方式，从深水端始，每间隔3m设置一个DN50的ABS可调式给水口，可调最大流量为9.0m?/h，在海浪池池底呈“满天星”布置，确保水流舒畅无死角，水处理效果好。

3.3溢流口

水上游乐园中造浪池承担的游客数量很多，其表面容易漂一层泡沫类污物，如不通过溢流的方式进入水处理系统去除，长时间积累使水质达不到《游泳池水质标准》CJ244-2007的规定，，所以在造浪池的两侧渐宽池壁和末端部分设置溢流排水沟很有必要，为了保证造浪池沿池壁方向平滑流畅，无突起物影响等安全隐患，溢流沟一般设置成内嵌型，沿池壁均布50mm×200mm溢流缝，缝底贴溢流水面，间隔4m均布，这样不仅可以达到溢流效果，而且有一定的消浪功能。

3.5初次充水及补水

通常情况下，造浪池机房端地面高出水面1m，补水管可从气室造浪端进入水池，补水管道出口与溢流水位之间的空气间隙可满足大于管径2.5倍要求，但考虑到设备运行时的浪高，仍需在补水管上设置真空破坏器。

3结语

造浪池在国内发展较晚，鉴于作者水平有限，只列举了以上一部分，但是随着水上乐园在国内外的不断发展，各位给排水同仁的不断探索，一定会使得造浪池的设计更加安全、经济、合理、充满趣味性。

参考文献：

[1]全国民用建筑技术统一措施——给水排水，中国计划出版社，2009.

[2]黄晓家等主编：建筑给水排水工程技术与设计手册，中国建筑工业出版社，2010.

[3]核工业部第二研究设计院.给水排水设计手册，北京：中国建筑工业出版社，2004.

[4]建筑给水排水设计规范（GB50015-2003 2009年版），中国计划出版社，2009.

[5]游泳池给水排水工程技术规程（CJJ122-2008），中国建筑工业出版社，2008.