戲水樂園中的造浪池設計
目前, 隨著休閑娛樂業的迅猛發展, 各地相繼興建了一些多姿多采的戲水樂園。戲水樂園中最主要的, 同樣也是最吸引人的項目莫過于造浪池。本文將著重論述有關造浪池的設計。
1、造浪池的性質
造浪池是丫種能通過機械造出人工模擬海浪的水池。在戲水樂園中弓它在所有水池里一般來說是最大的, 同時也是最創造氣氛的。水面上起伏的層層波浪總是帶給游人陣陣按捺不住的激動, 以致國外一些戲水樂園僅設置這樣一個大池就已使游人樂而忘返了。造浪池池底要設計成斜坡狀, 由淺入深。這樣, 讓游人有一個從觀浪欣賞、踏浪趟水, 最后暢游其中的過程, 真正領略到回歸大自然的感受, 并且這也有利于波浪的形成與發展。造浪機及波浪發生口要設置在水池最深處。
· 2、 造浪方式的選擇
造浪的方式有許多種, 但根據其技術手段可主要分為三大類?? 機械推板式、空氣壓縮式和真空提升式。
機械推板式(圖1a)是由電動機聯動曲柄, 帶動置于水中的推板前后擺動而形成波浪。幾個推板組合在一起, 由計算機控制, 即可造出各種正弦波和類似真實海洋的隨機波浪。波長范圍在4.5-12m之間,, 最大浪高0.5-1.5m。單位寬度造波機所需功率8kw左右。其優點是結構簡單, 運行可靠, 便于維修與管理。但造浪機的部分運轉是在水下進行, 所以要注意構件的銹蝕問題。在國內的室外戲水樂園中, 采用這種方式造浪的較多, 如北京陶然亭公園水上世界, 昆明東興戲水樂園等。
空氣壓編式造浪(圖1ｂ)是目前室內造浪池一般采用的形式, 如北京康樂宮、沈陽夏宮等, 它是由與水相連并排設置的幾個空氣腔及隔離的機房構成。機房中的造浪機由幾臺高壓離心風機作為風源, 由變頻調速機、調速器及變速箱組成風門變頻調整系統, 并采用可編程序控制器控制。造浪時, 通過風機向下端由水封閉
的空氣腔鼓風, 并有次序地改變風力強弱, 造成腔內氣壓變化由此鼓動空氣腔水面上下波動,而形成波浪。根據池面大小及形狀, 可設多個風機及空氣腔, 通過程序調節可使各空氣腔同時或錯落鼓氣、泄氣, 各腔內水面時差振蕩, 這樣就造出模擬自然的排浪、涌浪、斜浪等各種效果。其造浪系統所有部件都與水隔開, 有利于設備的使用與維護。空壓式造浪的缺點是?? 機器本身噪音較大, 所以在機房設計時一定要考慮吸音、隔音及密閉的問題。能量消耗也大, 其單位寬度造浪機所需功率１０kw 左右, 能量損失20-30%, , 部分余熱傳導給水體。其波長在4.5-12m 之間,, 最大浪高0.5-1.8m 。進行造浪活動時, 一般把浪高控制在0.3-0.6m 之間。超過0.6m 以上時, 要注意游人安全, 采取適當安全措施。
真空提升式造浪（圖１ｃ） 真空提升式造浪系統同樣由與相連的幾個空氣腔及隔離的機房構成。其工作原理是風機將空腔的空氣抽空使水位在腔內升高。當水位達到預設高度后即開啟閥門, 使空腔和大氣驟然連通, 空腔升壓則空腔內高水位水體猛然落下, 強烈撞擊腔外水體, 猶如“決堤之洪”奔騰而下。這種浪的特點是浪高較大, 最大可達２ｍ以上, 氣勢壯觀且浪濤翻卷, 最適宜于沖浪運動的進行。在浪高大于1m 時, 游人可進行俯臥式沖浪運動。當浪高超過1.5m時, 就能進行驚心動魄的立式沖浪運動了。這種造浪方式的缺憾是造浪間期較長。解決的方法之一是做前后兩排空腔, 依次泄壓放送水體, 這樣可使造浪間隔周期提高一倍。真空提升式造浪目前在國內還沒有實例, 日本1993 年建成的宮畸縣的“ 海洋巨蛋(Ocean Dome) 就是采用兩排空腔真空式造浪。
除以上造浪方式外, 還有液壓推板式造浪、共振式造浪、儲水式造浪等, 但應用得不如以上幾種方式普遍。
造浪系統在運作時, 其能耗較大, 故通常不長時間持續造浪。一般是每小時造浪１-２ 次，每次10-15分鐘長。
3、造浪池池身設計
造浪池通常布置在戲水樂園中較顯眼的位置, 它是戲水樂園的主題之一。其造形豐富多樣, 活潑灑脫。如果按浪效果設計, 扇形平面最為合適, 這時的浪區較大, 波浪的行進最為舒展, 造浪機的效能發揮得也最為充分。造浪機要設置在扇形底邊處, 池兩邊扇形擴散時, 底邊算起1/3范圍內不宜加寬太快。在此范圍以外, 可單側或兩側同時加寬, 加寬角度應控制在15度以內。否則波浪卸能太大, 浪幅衰減太快。目前也有在池中間設置造浪機, 向兩邊造浪, 池形設計更為變幻無窮。造娘池的底邊寬度一般在2.5-30m之間, 根據池大小來確定設置單臺或多臺造浪機。其長度要大于30m, 以形成完整的波浪。
造浪池最深處不應小于１.８ｍ。主要是考慮造浪機性能及本身游泳池深水區要求。坡度要在８％左右, 最大不要超過10%。取這個值主要有幾個好處?? 首先是讓游人不感到深度變化太快, 嬉戲時腳底有穩定平面感, 不打滑；其次這個坡度對波浪的發展起到推波助瀾作用?? 另外還有利于池水潔凈。因為在這個坡度上, 池底的
細小沉淀物會隨坡自動滑落到造浪池最深處,由此處的池底回水口將其回流進去。而小于這個坡度, 沉淀物會附著于池底, 保持不動狀態。
在造浪池的另一端可預留一段緩沖段, 坡度自然延伸, 造成海灘效果。“ 海灘” 部分可以采用砂石色塑膠粒地面, 即逼真, 又防滑。也可鋪設粗石英砂粒, 形成真正海灘。為了不使砂粒沉淀至池底, 污染水體且阻塞管道, 所用石英砂粒最好先經過研磨, 去掉易相互碾碎的棱角, 經過水洗及級配, 再行鋪設。另外, 在水、岸交界處,設置沉砂回水槽, 使波浪帶砂由岸回落時, 截砂于此。在場地較受限制時, 為了縮短池長, 可把水池最淺處設為不超過0.3m深, 采用適當高度的臺階抵擋波浪, 這樣還能形成“ 驚濤拍岸的效果。造浪池的側壁高度及模擬海灘的長度需足夠, 以最大浪時不造成池水大量外溢為原則進行計算來設計。
造浪池的溢流口設計時要比池水面標高低１５０ｍｍ , 太低則會使回流速度太慢, 太高又會使水面表層的懸浮物打旋而不能落入管內。
４、幾個值得注意的安全問題
造浪發生口處應設置不銹鋼柵欄封閉, 以免游人誤入危險。柵欄本身及其固定方式一定要堅實耐久, 以免被波浪沖跨。池底泄水的回水口一定要有擴大口, 上設邊長大于???? ?? 的不銹鋼蓖子。這是因為排水時其水口附近存在負壓區, 能對人體產生吸附。當人體的某些部位如手掌、腳掌、頭部、臂部等把回水口全部遮住時, 管中回落的水使封閉口產生負壓, 使人體這些部位產生“ 吸盤”效應, 讓人無法掙脫而產生危險。
另外, 泳池爬梯能對游客產生的一種傷害,不常為設計者重視。許多爬梯踏步為單排不銹鋼管, 管徑較細。游客攀爬時, 光滑的鋼管加上附著的水, 變得光滑異常, 使游人往往蹬脫或腳部失穩橫向打滑, 造成碰傷或腳趾撕裂。故梯步一定要加寬、防滑, 最好采用防滑踏步板, 不可簡單從事。
還有, 造浪池側邊設計盡可能流暢, 不設明顯的突出物,?? 免波浪沖擊強烈, 游人受傷。在深水區, 因這里的池壁往往很高?? , 游人無處憩息, 故一定要在池壁設置休息欄桿, 保證安全。
5、水處理設計特點
（1）水處理參數戲水樂園中水池水處理要求較一般游泳池要嚴格, 造浪池也同樣如此。因為戲水游人的構成非常復雜, 特點是兒童比例大, 單位水面積人員密度大, 人員的衛生健康狀況差別較大。因此, 目前規范中對游泳池水處理的要求不易滿足在造浪池中人們對水質衛生及觀賞的要求。故建議在室內造浪池中, 將水的
濁度要求提高為1.5 度以內, 水循環周期提高到4 小時, 執行生活飲用水衛生標準, 以形成清徹透明的池水。在室外造浪池中, 要求可適當放寬, 濁度可定為3 度, 水循環周期6 小時。
（2） 水處理系統流程室內造浪池水處理系統的流程如下??
水池原水→混凝劑→毛發聚集器→循環水泵→凈水器→加熱器一消毒→混合器→造浪池一配水箱
室外造浪池可不設其中加熱部分：室內池水溫度宜為26-28℃。
（3）消毒方式造浪池水處理系統中的消毒方式一定要選用適當。目前針對造浪池常用的消毒方式基本上有四種：
①液氯消毒液氯消毒目前一般采用真空加氯設備自動投加在過濾后的水池給水管道內, 并宜與水泵聯鎖控制。氯所以能消毒是它能破壞細菌中的酶系統。液氯成本低, 操作簡單,殺菌力強, 但其很大缺點是易發生漏氯事件, 危險性很大, 且容易產生致癌有機物（THM）。戲水樂園中, 人群密集, 一旦發生泄漏影響較大。
在室內造浪池中, 上述缺點較為突出, 而對露天造浪池來說此類消毒方式則較為適合。
②次氯酸鈉消毒次氯酸鈉消毒方式一般是通過電解食鹽水取得的次氯酸鈉液進行消毒, 其消毒滅菌能力稍遜于液氯。其優點是設備運行可靠, 操作簡單, 不易泄漏。在我國采用較為廣泛, 對室內、室外戲水池均為適宜。
③二氧化氯消毒其原理是通過電解食鹽水, 產生氯系（C1O2）和氧系（O3H2O2） 消毒劑混合氣體, 因而在消毒效果上更占優勢。一次投資略高于次氯酸鈉式, 但運行費用較低, 設備體積小, 綜合優勢較明顯, 缺點是耗電較大。目前正得到越來越廣泛的應用。‘
④臭氧消毒臭氧是一種極強的氧化劑和消毒劑, 它反映速度快、投量少。適用性強。經臭氧處理后的池水呈蔚藍色, 水質、水色較佳,對人無刺激作用, 優點顯著。缺點是無持續消毒功能, 需設氯消毒與其配合使用, 其設備復雜,造價昂貴, 運行費用也較高。當用在通常面積較大的造浪池時, 顯得投資過大。
另外, 造浪池這類戲水池中, 人群密度高,因一些游客的惡作劇等行為, 有時致使水中尿素含量超標。上述過濾消毒手段對此難于處理。可采用增加衛生間數量, 加強衛生宣傳與管理的方式解決, 也可采用活性炭處理, 造價增加太多。總之, 戲水樂園中造浪池的設計目前仍屬于摸索階段, 國家還沒有制定出相應的規范。在設計時, 本著安全、有趣、經濟、合理的原則, 多參考一些成功的實例, 爭取為群眾建造出更多更好的戲水池。
