初期雨水處理措施在排水管網(wǎng)規(guī)劃中的運用

1、初期雨水處理措施在排水管網(wǎng)規(guī)劃中的運用容義平(深圳市新城市規(guī)劃建筑設計有限公司，廣東深圳518172)摘要：結(jié)合深圳市進行的排水管網(wǎng)規(guī)劃編制，介紹了城市排水管網(wǎng)規(guī)劃中對初期雨收集處理的常用方法和具體措施，對初期雨水池的設置、選型、容積計算、豎向設計等進行了探討。關(guān)鍵詞：面源污染初期雨水雨水池1、初期雨水收集處理的必要性在環(huán)境保護日益受到重視的今天，在點源污染被逐步得到消除之后，河道的主要污染源就是面源污染。據(jù)國外一些環(huán)境科學家研究，河流中的污染負荷約有50%來源于非點源污染。而我國的一項研究也證明，經(jīng)濟較為發(fā)達的上海市與浙江省的工業(yè)污染負荷相加起來，也只占杭州灣污染負荷的10%，另90%的污染

2、負荷來源于農(nóng)業(yè)污染和面源污染，其中畜禽飼養(yǎng)污染負荷就占到了35%，大大超過工業(yè)污染負荷。隨著近年來對城市工業(yè)污染源防治力度的加大，工業(yè)企業(yè)污染達標率逐步提高，面源污染已成為污染防治的瓶頸，防治問題應盡快提上議事日程。對于一般城市，環(huán)境水體的面源主要由生活垃圾、工業(yè)固廢物、農(nóng)田污染組成。面源污染的主要途徑就是初期雨水，其它的面源也大部分都是通過雨水地表徑流的方式進入河道水體的。隨著城市大氣污染及地面污染的嚴重，雨水徑流污染愈加嚴重，尤其是污染物較多的初期雨水。據(jù)調(diào)查，某些地區(qū)的初期雨水的污染物指標最高值已遠遠高于典型城市生活污水。北京市曾經(jīng)對道路地面徑流雨水污染情況進行過測試，與污水綜合排放標準

3、(GB8978-96)及地面水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)相比，SS、BOD和COD指標的最5高值均超出許多?？梢姡跗谟晁當y帶的污染負荷相當高且難于控制，已經(jīng)嚴重超出直接排放水體的標準。因此，對于城市初期雨水進行收集處理是十分必要的。2、初期雨水的處理方法長期以來，傳統(tǒng)的雨水處置方法是“疏、導、泄”，視雨水為猛獸，越早、越快、越徹底的排除就越好。在城市發(fā)展建設過程中，大量的將原有河道、自然土溝(渠)裁彎取直，改為硬化渠道或排水管道，加之大面積的不透水地表增加，使城市地區(qū)的雨水徑流系數(shù)增大，原有起調(diào)蓄作用的水塘、田地及低洼地被填，城市附近河道的峰值流量增大，峰值到達的時間縮短。現(xiàn)實證

4、明，這些雨水舊有的排放方式影響到了區(qū)域水循環(huán)和平衡的破壞，導致洪澇災害的增加，造成河流“侵蝕堆積”過程的變化、地下水位下降、河道枯季徑流量減少以及水體生態(tài)環(huán)境的退化。目前，對雨水的就地處置正在成為一種新的處置雨水的方法。在國外，一些城市雨水滯流項目和計劃已被廣泛實施。雨水就地處置的基本指導思想是就地滲蓄，減少地表徑流。措施有增加城市透水地表面積，設置初期雨水處理池、恢復植被及修建蓄水盆地、池塘、洼地等人工濕地。對于新開發(fā)項目，制定相應的控制措施，如徑流的零凈增長，保持地下水的回滲率，控制水土流失等。國內(nèi)外的研究及工程實踐表明，在城市排水管網(wǎng)規(guī)劃和建設中，在一些主要的雨水排放口或支流口建造一定規(guī)

5、模的初期雨水池，將已被面源污染的初期雨水在雨水池內(nèi)作處理后排放，或是通過截流管或污水管送到污水處理廠進行處理，從而控制支流口上游所有的點源、面源污染源，是一項可行的治理措施。深圳市于2007年底編制完成的全市各流域排水管網(wǎng)規(guī)劃中，大量采用了在排水管網(wǎng)中增加對初期雨水的截流和處理措施，包括近期對合流管渠的截污、遠期對分流制雨水管渠的截流以及初期雨水池的設置等等。3、考慮初期雨水處理的排水體制選擇深圳市是新建城市，排水工程規(guī)劃與建設采用完全分流制，城市建設采用成片規(guī)劃、成片開發(fā)，排水工程建設投資巨大和充裕，十分有利于分流制管網(wǎng)系統(tǒng)的形成，可以認為是全國實施分流制較為超前和完整的城市之一；城市污水處

6、理廠建設規(guī)模和處理率也屬國內(nèi)較高水平之一；但實際排水、治污效果卻不盡人意。究其原因，一是城市排水管理的滯后，實際中雨、污混接現(xiàn)象仍是十分突出，要實現(xiàn)雨、污排放的各行其道，任務十分艱巨難以在短時間內(nèi)完成；二是部分污水干管系統(tǒng)和污水處理廠的建設運行由于工程量大，實施難度高，未能起到截污治污的有效作用；三是大量面源污染隨雨水徑流排入水體造成污染。事實說明，完全依靠實施分流制排水系統(tǒng)，并不能完全有效地解決城市排入水體污雜物的收集和處理問題，受納水體水環(huán)境質(zhì)量仍得不到大的改善。城市排水體制的建設，關(guān)鍵是提高排水系統(tǒng)對污染物收集率和去除率，使排水系統(tǒng)對環(huán)境的影響降到最小。從遠期來看，合流制不利于水污染的控

7、制，隨著城市與工業(yè)的發(fā)展，河流受到污水溢流的污染會更加嚴重，因此深圳市排水系統(tǒng)建設的最終目標仍然要是分流制排水，并且在分流制排水的的基礎(chǔ)上還要有更高的要求，要有利于實現(xiàn)排入水體污染物的最小化，要有利于水的科學循環(huán)。深圳排水管網(wǎng)規(guī)劃中提出深圳市排水系建設的遠期目標是實現(xiàn)處理初期雨水的完善分流制，如圖1和圖2所示。圖1完善的分流制排水系統(tǒng)（一）河道圖2完善的分流制排水系統(tǒng)（二）近期由于有大量的合流制管渠和已建的截污系統(tǒng)存在，加上雨污混接現(xiàn)象難以短期內(nèi)糾正，排水系統(tǒng)建設的重點是完善對各排污口的截污。已形成分流制排水的雨水管渠，由于要考慮初期雨水的處理，旱季時有污水的誤接入或漏入，也需要對雨水管渠進行

8、截流。近期對分流制雨水管渠的截污可與合流污水截污干管、分流制污水干管合用一個干管系統(tǒng)，即形成截污初期雨水的混流制排水系統(tǒng)，如圖3所示。有條什的地區(qū)，可單獨建設收集初期雨水的雨水截流管和初期雨水池，逐步建成完善的分流制排水系統(tǒng)。污|雨i合污雨水1水流水水河道圖3截流初期雨水的混流制排水系統(tǒng)4、初期雨水池設置國外對于初期雨水的處理是視地面徑流污染而定的，對于面源污染控制較好的區(qū)域，面源污染以無機物和難以溶解的有機物為主，可不處理，直接排放；對于面源污染嚴重或有誤接污水的雨水系統(tǒng)，多采用調(diào)蓄池、溢流池和澄清池進行處理，或收集進污水廠。盡管合流污水通過截流井溢流出的混合污水存在對水體的污染，但對截污系

9、統(tǒng)的溢流合流污水再作收集處理的設施數(shù)量多而分散，且遠離污水處理廠，日常運行費用高，維護、管理均存在諸多不便。對于合流污水對水體污染的控制，應從加強城市排水管網(wǎng)改造，實行分流制排水方面著手，為城市污水集中處理創(chuàng)造條件。深圳市排水管網(wǎng)中規(guī)劃中，對合流污水截流的溢流排出口不考慮設置初期雨水池。初期雨水池有選擇性地設置在分流制雨水系統(tǒng)的一些主要排放口。初期雨水截流管和雨水池設置增加了雨水排出口附近管線綜合的難度（當有污水干管時更為復雜）。雨水池設置時還應盡量做到將雨水池里的雨水重力自排，或是能將大部分雨水自流排出，剩下少量的沉處理后的含污染物濃度較高污水和污泥提升至污水管網(wǎng)或運輸至集處再作處理。隨著城

10、市改造和道路網(wǎng)建設，將原有合流支管、干管逐步改造為分流制雨、污水管道，但截流井仍然可以保留一段時間，將改造后雨水管渠內(nèi)的初期雨水截流進入截污主干管（應配套設置限流設施，防止初期雨水之后的雨水進入污水系統(tǒng)）。待這些雨水管渠排出口設置了初期雨水池后，再將截流井與分流制雨水管渠分離，遠期截流主干管就成為純污水主干管。初期雨水池的設置，一方面要考慮與雨水排放口和水體的距離，便于雨水的收集和排放；另一方面，從平面和豎向上綜合考慮，盡量減少占地，并與道路綠化帶、公園、綠地人工濕地系統(tǒng)綜合建設，不僅可就地處理初期雨水，還可營造城市良好的生態(tài)景觀環(huán)境。5、初期雨水池池型從雨水池對初期雨水的處置方式來看，可以分

11、為兩種：一種是對初期雨水不作處理，另一種是對初期雨水處理后再排放。第一種雨水池對收集來的初期雨水只作臨時儲存，待污水干管內(nèi)流量變小時，再將雨水池內(nèi)的雨水全部轉(zhuǎn)輸至污水干管，比如雨水儲蓄池和調(diào)蓄池，可以起到降低下游排水管網(wǎng)水力負荷的作用。初期雨水在雨水池內(nèi)短暫沉淀作用后，污染物濃度就能有較大幅度的降低，所以有的雨水池的初期雨水是儲存后再排入雨水管渠，或直接排入水體。第二種雨水池是要對收集來的初期雨水作處理，達到附近水體對污水排入的水質(zhì)標準后直接排入水體，雨水池內(nèi)剩余的含污染物濃度較高的污水和污泥通過污水干管輸送至污水處理廠集中處理，或是運輸?shù)接晁赝庠僮骷刑幚砘虮焕?。這種有污水處理作用的雨水

12、池常用的池型有雨水澄清池和用于對合流制排水系統(tǒng)溢流水進行處理的溢流池。深圳市排水管網(wǎng)規(guī)劃中建議采用雨水澄清池對收集的初期雨水進行儲存和處理。經(jīng)雨水澄清池處理的初期雨水，污染物濃度一般可降除80%以上，處理后的雨水有助于雨水就近利用。6、初期雨水池容積計算既然要進行初期雨水的收集處理，初期雨水量的計算是必不可少的。但是關(guān)于初期雨水量，目前很難作較為準確的估計，涉及雨量、雨型、面源狀況、地形、地貌、城市特征等等。在我國對初期雨水量還沒有較為統(tǒng)一準確的計算方法，一般是綜合設計經(jīng)驗，按下雨1015min的時間來計算初期雨水量或根據(jù)匯水區(qū)域內(nèi)某一降雨深度的降水量來考慮。深圳市排水管網(wǎng)規(guī)劃中雨水池容積暫按

13、雨水池匯水面積范圍內(nèi)的7mm的降水量，作為雨水池的設計容積：W=6F(m3)式中：W雨水調(diào)蓄池容積(m3),F匯水面積(m2)，6初期雨水降雨厚度，取0.007m。我國應盡快開展城市面源污染的研究工作，為城市面源污染的收集和控制、調(diào)蓄設施的計算、污水處理和初雨水處理工藝流程設計提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。7、初期雨水池豎向設計初期雨水池設置要能滿足截流處雨水管渠內(nèi)雨水流入，故不宜太淺；雨水儲蓄或處理后，要排入水體或接入污水干管，這又要求雨水池底標高又不能太低，否則會增加雨水提升設施的投資和日常運行的管理成本。結(jié)合雨水管道一般敷設深度，初期雨水池底標高不宜低于地面2.5m，雨水池內(nèi)蓄水水深不小于2m

14、,以減少雨水池占地面積。雨水池的豎向設置，應盡量避免設置雨水的提升設施，不能避免時應做到將盡可能多的雨水通過重力自流排出。7、結(jié)語我國現(xiàn)階段對雨水的收集處理還沒有較系統(tǒng)的污染負荷評價方式，對雨水的收集也未根據(jù)水質(zhì)而分類處理；國內(nèi)尚少有初期雨水進污水處理廠進行處理方面的資料，對初期雨水池的計算、運行管理方面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)等都沒有一個統(tǒng)一的標準。因此，學習引進國外先進的經(jīng)驗技術(shù)，對我國雨水收集技術(shù)的發(fā)展是相當必要的。對于深圳排水管網(wǎng)規(guī)劃中提出的初期雨水收集和處理措施，還有待實踐的進一步驗證。需要指出的是，對初期雨水污染的控制應以綜合整治為主。首先應降低雨水的地面徑流污染，改善地區(qū)綜合環(huán)境質(zhì)量，加強地面道路的清掃，禁止垃圾進入雨水管道；其次，設置防止雨水進水口垃圾進入的裝置和加深雨