本文關(guān)鍵詞：雨水徑流，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

中圖分類(lèi)號(hào):X52 ; TU992 　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 　　文章編號(hào):1672-1683 (2010) 03-0039-03

Perspectives on Urban Runoff Pollution and Drainage System PlanNIng

JIANG Wen-chao ,GUAN Ji-ling ,LU Nian-nan ,YANG Zheng-cheng

Abstract : Pollutants and loadings derived from urban rainwater runoff have been increasingly emphasized by investigators with the improvement of urban domestic wastewater pollution cont rol in recent years. Pollutant s of urban rainwater runoff on water environment as well as the influencing factors are reviewed. By comparing with combined sewer overflows (CSOs) ,the paper thinks that urban rainwater runoff pollution cont rol is necessary. Technologies of urban drainage system have been found to be evolved with the conjunctive needs from environmental ,ecological ,social and economic areas. Future urban drainage planning should integrate the requirement of urban rainwater pollution control and make arrangement on the countermeasures and land use.

Key words : Urban runoff pollution ;first2flush rainwater ;drainage system;drainage system planning

0 　前言

20 世紀(jì)90 年代以來(lái),我國(guó)城鎮(zhèn)水污染控制取得了較大的發(fā)展,很多縣級(jí)以上城市建設(shè)了城市生活污水收集和處理設(shè)施,從而大大地改善了城鎮(zhèn)水環(huán)境質(zhì)量。隨著全國(guó)各地城市化進(jìn)程加快,由截流式合流制溢流水及分流制初期雨水所造成的城鎮(zhèn)地表徑流污染危害日益受到越來(lái)越多的關(guān)注。但目前我國(guó)仍主要采用合流制和分流制兩種排水系統(tǒng),對(duì)城鎮(zhèn)雨水徑流污染的危害還尚未采取有效的控制措施,使其成為當(dāng)前影響城鎮(zhèn)河流水系水質(zhì)的重要問(wèn)題,近年來(lái)再次引發(fā)了關(guān)于城鎮(zhèn)排水體制“合”與“分”的爭(zhēng)議,因此迫切需要對(duì)其污染及規(guī)劃控制措施進(jìn)行深入的思考。

1 　城鎮(zhèn)雨水徑流污染的特征和影響

1. 1 　概述

20 世紀(jì)中葉,美國(guó)環(huán)保局(USEPA) 率先開(kāi)展了城市降雨的認(rèn)識(shí)和控制奠定了較好的基礎(chǔ)。

1. 2 　城鎮(zhèn)雨水徑流污染特征

城市雨水的主要原因。

城鎮(zhèn)雨水徑流污染一般受到以下因素的影響。①路面條件。道路的建設(shè)坡度可以影響匯流的時(shí)間,一般坡度越大,匯流時(shí)間越短。此外,不同材質(zhì)的路面上在形成雨水徑流的過(guò)程中,產(chǎn)生的徑流污染物的種類(lèi)和濃度是不同的,Bannermanet 等的研究[10 ]表明:在對(duì)不同材質(zhì)的路面上進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí),僅瀝青路面的雨水徑流中存在懸浮固體、磷、鎘、銅、鉛、鋅等污染物質(zhì)。此外,不同材質(zhì)的路面在同樣的降雨條件下形成的徑流量也會(huì)不同,J ennifer 等[11 ]通過(guò)測(cè)定瀝青、可滲透鋪路材料及碎石三種不同材料路面的雨水滲透率發(fā)現(xiàn),不同的路面對(duì)雨水的滲透率存在顯著差距。②屋頂條件。屋頂面積可占城市總不可滲透表面的30 %以上,其對(duì)雨水徑流污染的影響一方面源自城市大氣降塵的積累,另一方面則源自屋面自身材質(zhì)(如鋪裝材料) 的影響,如重金屬污染等[12213 ] 。③降雨條件。降雨條件主要包括降雨強(qiáng)度、兩次降雨的間隔時(shí)間、降雨量的大小等,一般來(lái)說(shuō),降雨強(qiáng)度越大,降雨時(shí)間間隔越長(zhǎng),降雨量越大產(chǎn)生的雨水徑流污染越嚴(yán)重。

我國(guó)部分城市的雨水徑流污染濃度見(jiàn)表1 。

表1 　我國(guó)典型城市雨水徑流主要污染物濃度 mg/ L

(注:北京濃度值為初期徑流濃度值,珠海、廣州徑流污染物濃度為算術(shù)平均值)

從表1 可以看出,城市雨水初期徑流的污染物濃度存在一定的地區(qū)差異,但總體上看,COD、SS 等均高于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)限值。其中尤其是懸浮物等會(huì)在降水期間增加城鎮(zhèn)水體的瞬間污染,帶來(lái)較突出的污染效應(yīng),加上未測(cè)定的生物學(xué)指標(biāo)的影響,城鎮(zhèn)雨水徑流的污染效應(yīng)的確應(yīng)引起高度重視。事實(shí)上,在特定的城市或特定的時(shí)期,城鎮(zhèn)雨水初期徑流污染甚至比截流式合流制排水系統(tǒng)更為顯著(見(jiàn)表2[19 ] ) ,特別是COD、SS、濁度等較為突出。

表2 　北京城區(qū)分流制初雨水與合流制溢流水污染物濃度的比較

由表2 可以看出,在一些采用分流制排水系統(tǒng)的城市,雨水徑流污染較嚴(yán)重,若將雨水徑流直接排放至自然水體,會(huì)對(duì)水生態(tài)環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染。

1. 3 　城鎮(zhèn)雨水徑流污染控制的必要性

如前所述,進(jìn)行控制是十分必要的。

2 　基于雨水徑流污染的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)規(guī)劃思考

2. 1 　城鎮(zhèn)雨水徑流污染控制的主要措施

控制的主要措施如下[21 ] 。

2. 1. 1 　控制源頭污染

源頭污染控制可以大大改善收集雨水的水質(zhì)和提高后續(xù)處理的效果�？梢酝ㄟ^(guò)控制污染材料的使用,如盡量避免采用平頂油氈等污染性材料直接做屋面表層防水,對(duì)新建工程規(guī)定限制污染性材料屋頂?shù)氖褂玫取?/p>

2. 1. 2 　源頭截污控制

針對(duì)屋面雨水和路面雨水等采取適當(dāng)?shù)慕匚鄞胧?如通過(guò)設(shè)置初期雨水棄流裝置、濾網(wǎng)截污裝置、路邊植草溝、植物截污帶等作為源頭截污措施,保證雨水利用系統(tǒng)的安全性和提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。

2. 1. 3 　加強(qiáng)環(huán)境管理和宣傳教育

大部分徑流污染物可以通過(guò)清掃去除,通過(guò)加強(qiáng)衛(wèi)生管理,及時(shí)清掃等措施有效減少雨水徑流污染量。制定嚴(yán)格的衛(wèi)生管理?xiàng)l例和懲罰措施,減少亂扔垃圾、材料堆放、垃圾堆放收集等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大量污染,可以明顯改善雨水徑流水質(zhì)。

2. 2 　的影響

2. 2. 1 　排水體系的發(fā)展演變規(guī)律

長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)乃至世界各國(guó)所采用的排水體制主要有合流制和分流制兩種,由于其流行性,以至于大多數(shù)人包括專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員都將其視為當(dāng)然。事實(shí)上,城鎮(zhèn)排水體制的發(fā)展是隨著城鎮(zhèn)環(huán)境、生態(tài)的需要及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件的變化而不斷發(fā)展變化的。

在較早時(shí)期,排水系統(tǒng)建設(shè)主要基于環(huán)境衛(wèi)生及城鎮(zhèn)排澇等較單純的目的,一般均未修建后續(xù)的污水處理設(shè)施,且大多受到經(jīng)濟(jì)條件的制約。隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展和城鎮(zhèn)不透水地面的增多,一方面,人們對(duì)快速排水的要求更加突出,另一方面,人們對(duì)合流制所帶來(lái)的溢流水污染及其控制也引起較大的關(guān)注,排水體制的選擇主要基于城鎮(zhèn)安全和環(huán)境污染方面的考慮,于是許多城市新建地區(qū)推薦選用分流制系統(tǒng),或推薦將舊城區(qū)的合流制改建為分流制系統(tǒng)。但是實(shí)踐結(jié)果表明往往不盡如人意,一方面,分流制系統(tǒng)仍然存在一定的污染效應(yīng),另一方面,合流制改建為分流制也往往并不成功,如深圳市排水工程的規(guī)劃與建設(shè)完全采用分流制,但后來(lái)發(fā)現(xiàn)特區(qū)內(nèi)開(kāi)發(fā)最早的羅湖、上步兩區(qū)的實(shí)際情況是雨水、污水幾乎全部混流[22 ] ,于是引起了分流制和合流制選擇上的爭(zhēng)議和分歧。隨后,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的提高,人們對(duì)城鎮(zhèn)水系水質(zhì)及景觀效果的要求也隨之提高,加之對(duì)雨水利用要求的提高,一些新型的生態(tài)排水體制相繼出現(xiàn)并得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。總之,城鎮(zhèn)排水體制的選擇應(yīng)當(dāng)與城鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境要求及社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件相適應(yīng)。

2. 2. 2 　排水體制的選擇

目前我國(guó)很多新建城市或地區(qū)在選擇排水體制時(shí)不加分辨地選擇分流制,在對(duì)待城市排水體制和雨水徑流污染問(wèn)題上,仍主要還停留在單純排水的思維上,簡(jiǎn)單地傾向靠分流制來(lái)解決點(diǎn)源污染的控制,忽視了雨水排放和非點(diǎn)源污染的關(guān)系[23 ] 。分流制使污染嚴(yán)重的初期雨水排入河流,在解決合流制溢流污染的同時(shí)卻增加了非點(diǎn)源污染的程度。

因此,在排水體制選擇時(shí),首先應(yīng)克服盲目性,既不能單純地追求短期的經(jīng)濟(jì)性而選取合流制系統(tǒng),也不能過(guò)分相信分流制系統(tǒng)的優(yōu)越性而選擇分流制。城市排水體制的選擇要與城市的整體規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況以及城市自然條件相結(jié)合。隨著城市化的發(fā)展,熱島效應(yīng)、地下水位下降、城市徑流污染嚴(yán)重、城市環(huán)境惡化、城市水文規(guī)律改變、城市內(nèi)澇嚴(yán)重等問(wèn)題紛紛出現(xiàn)。針對(duì)這些問(wèn)題,一些城市發(fā)展規(guī)劃中融入了越來(lái)越多的自然、和諧的因素,如城市綠化面積增大、綠色節(jié)能建筑以及應(yīng)用各種小區(qū)雨水資源化利用技術(shù)等,這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用很大程度上減小了城市雨水徑流的污染程度,在這樣的地區(qū)建設(shè)分流制排水系統(tǒng),是比較適宜的。而對(duì)于城鎮(zhèn)合流制溢流水污染相對(duì)不太嚴(yán)重、城鎮(zhèn)地下空間有限的城市,選擇合流制可能是比較合適的。而對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、城鎮(zhèn)水環(huán)境質(zhì)量較為敏感,同時(shí)具有較好的經(jīng)濟(jì)條件的城市,采用全處理合流制系統(tǒng)或全處理分流制系統(tǒng)則可能是必須的。

2. 2. 3 　基于雨水徑流控制的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)規(guī)劃思考

帶來(lái)較大的影響。首先,需要在城鎮(zhèn)用地規(guī)劃上進(jìn)行安排,特別是對(duì)于用地較為緊張的山地城市,提前規(guī)劃雨水調(diào)蓄池、初雨水棄流裝置或跳躍井等設(shè)施的位置更為必要;其次,當(dāng)在分流制系統(tǒng)中采用雨水徑流污染措施時(shí),也會(huì)對(duì)污水管道的流量和水質(zhì)等產(chǎn)生一定的影響,如可能導(dǎo)致單純按照污水量設(shè)計(jì)的管道超過(guò)輸水能力造成管道沖刷或污水溢流到地面,因此,需要根據(jù)初期雨水徑流的截流量對(duì)污水管道進(jìn)行校核;再次,采取雨水徑流污染控制措施時(shí),也會(huì)對(duì)城鎮(zhèn)污水廠的處理水量和處理水質(zhì)產(chǎn)生影響,在進(jìn)行污水廠規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)整,如按照旱季流量進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),需要對(duì)處理設(shè)施的雨季流量進(jìn)行校核,而且在污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)中也需要對(duì)初期雨水截流造成的水質(zhì)變化進(jìn)行校核。

3 　結(jié)語(yǔ)

城鎮(zhèn)雨水徑流中包含有懸浮物、COD、重金屬及N、P 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等多種污染物,個(gè)別污染物的濃度甚至比截流式合流制的溢流水的還高,已經(jīng)成為城鎮(zhèn)水環(huán)境質(zhì)量的重要威脅,尤其是現(xiàn)階段,隨著我國(guó)城鎮(zhèn)生活污水污染逐步得到控制,城鎮(zhèn)雨水徑流污染控制在未來(lái)將顯得越來(lái)越必要。

城鎮(zhèn)控制、雨水綜合利用與處理、城鎮(zhèn)水文規(guī)律的維持及城鎮(zhèn)水景觀等多重因素,盡可能建設(shè)“復(fù)合”型的生態(tài)控制的措施(如修建調(diào)蓄池等) 需要較大的用地或地下空間,對(duì)于人口稠密的高度城鎮(zhèn)化地區(qū)或山地城市來(lái)說(shuō)局限性很大,未來(lái)還需要在適應(yīng)性的革新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究上開(kāi)展更多的工作。

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作者簡(jiǎn)介:姜文超(1973-) ,男,河南上蔡人,副教授,工學(xué)博士,主要從事城鎮(zhèn)水污染控制及水資源規(guī)劃與管理研究。

  本文關(guān)鍵詞：雨水徑流，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。