城市初期雨水治理措施浅谈

刘 杰 景 琪 徐桂淋 董 洋 李宗伟

(1.中国市政工程西南设计研究总院，四川 成都 610081;2.深圳市聚恒节能投资管理有限公司，广东 深圳 518057;3.上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092)

0 引言

雨水径流污染属于非点源污染，时空分布广泛，污染途径多，随机性强，污染成分复杂，水质不稳定。雨水污染的特点是:初期雨水中的污染物含量高，随着时间的持续，雨水径流的表面被不断冲洗，污染物含量逐渐减小到相对稳定较低的浓度。

综合国内外雨水径流污染研究成果，城市雨水径流面源污染的一般规律是:天然雨水＜屋面径流＜排污口径流＜道路径流;地表沉积物是屋面径流、排污口径流和道路径流污染物的主要来源;初期降雨夹带的污染负荷比中后期要大得多;城市雨水地表径流主要污染物控制指标为COD及TSS。

初期雨水携带的污染负荷相当高且难于控制，已经严重超出直接排放水体的标准。因此，对于城市初期雨水进行收集处理是十分必要的。[1]

1 初期雨水治理主要思路

国内关于初期雨水的处理尚在摸索和尝试阶段。国外对初期雨水的污染问题十分重视，经过多年的研究及实践，欧美发达国家已经制定了一套初期雨水治理措施。归纳国内外的经验，治理初期雨水应从以下三个方面着手[2]。

(一)通过增加雨水汇流区域地面径流系数，促进雨水向地下的渗透，减少暴雨地面径流量;通过分散式初期雨水处理设施降低城市雨水的污染物负荷，使得雨水在进入城市排水管道系统之前得到有效处理。

(二)通过设置雨水调蓄设施和利用管道系统自身的调蓄容量，使得雨水在雨期内得到储存沉淀，待暴雨过后再集中进入污水处理厂处理。

(三)初期雨水处理设施的维护具有间歇运行的特性，加强对初期雨水处理设施的维护管理，是上述设施发挥效果的重要保证。

2 初期雨水治理技术措施

2.1 源头分散控制

源头分散控制，就是在各污染源所在地采取技术措施将污染物截留下来，并进行初步处理。该技术措施可降低水流的流动速度，延长雨水径流时间，拦截、渗透初期雨水，并降低后续处理系统的污染处理负荷。

城市初期雨水降雨径流的分散控制技术措施主要包括下渗绿地、透水地面、生态护岸等。在技术措施选用时，可依据当地的实际情况，单独使用或几种技术配合使用。

(1)下渗绿地。城市建设过程中，绿地与周围地面的标高基本相同，甚至略高，通过改造，使这些绿地高程低于周围地，通过这一措施，使周围硬质地面的雨水径流自流入绿地。同时将绿地下层的天然土壤改造成渗透系数大的透水材料，增大土壤的雨水存储容量。在绿地的低洼处适当建设渗透管沟、入渗槽等入渗设施，以增加土壤入渗能力。下渗绿地技术既能保持一定的绿化景观效果，又能降低暴雨径流总量，具有工艺简单、工程投资少、不需额外占地等优点。

(2)透水地面。采用工程措施，将汇水区域的不透水路面进行改造，采用多孔材料替换完全硬化的地面(如停车场、球场地面及周边区域)，增加雨水入渗量，减少径流量。使得初期雨水通过多孔铺砌材料入渗到下层土壤或进入储水池并逐步下渗。这些技术材料包括植草混凝土、多孔混凝土砌块等。现场检测结果表明，通过采用就地下渗技术对汇水区域内的路面进行改造，可大大降低雨水暴雨径流量，增加地面汇水时间，进而降低城市雨水的污染物负荷。几种多孔材料透水地面构造见图1。

图1 透水地面构造示意

(3)地下控制

1)井入渗系统，用砖砌、混凝土浇筑排水井，其中用砾石填充，将雨水导入井内逐步下渗。该技术一般用于收集建筑物屋顶落水管的雨水。常见渗水坑构造见图2。

图2 渗水坑构造示意

2)沟渠入渗沟系统，在普通沟渠内填充砂石，收集雨水进入快速下渗，可有效去除初期雨水中的SS和悬浮性有机物。沟渠入渗沟系统的构造见图3。

图3 沟渠入渗沟系统的构造示意

2.2 收集调蓄处理

(1)雨水储罐、蓄水池。屋面雨水相对清洁，进行收集也比较容易，可采用蓄水池进行收集。国外常用的雨水储罐池多由塑料制成，单个容量在300升左右，常放置在室外地面上，连接屋面雨水排放管。蓄水池容量更大，可以由任何不透水的材料制成，可制成方形等各种形状，可设置地下或地上。雨水储罐和蓄水池一般都包含密封盖，溢流管和出水管及阀门等附属部件。

(2)雨水调蓄池。对于道路初期雨水，可以在截流时设置一些雨水调蓄池，根据初期雨水量确定调节池的容积，中后期雨水溢流到水体中。设置雨水调蓄池，一方面可以对初期雨水进行调蓄，另一方面可以通过混凝、沉降等物化处理可以有效降低初期雨水污染物负荷。因此，可以因地制宜，将城市里的天然洼地、池塘、公园水池等改建为雨水调蓄池，特别可利用天然水渠和人工湿地，人工湿地是一集物化及生物处理的污水处理设施，人工湿地中的水生植物根部的细菌可有效降解雨水中有机物，植物本身也吸收雨水中的有机物;湿地中的砾石、砂子和植物的根系对初期雨水的悬浮物也起一定的过滤作用。

国内外的研究及工程实践表明，在一些主要的雨水排放口或支流口建造一定规模的初期雨水池，将已被面源污染的初期雨水在雨水池内作处理后排放，或是通过截流管或污水管送到污水处理厂进行处理，从而控制支流口上游所有的点源、面源污染源，是一项可行的治理措施。

2.3 加强维护管理

对雨水系统的维护管理主要体现以下两个方面:

(1)加强雨水汇水区域内清理:街道和停车场是地面径流污染物的主要来源，晴天加强这些区域的清扫，可以减少雨期径流污染物量;由于透水设施及渗透设施主要有一些多孔材料组成，加强汇水区域的清理，可以减少污染物对透水材料的堵塞，延长材料使用寿命。

(2)对处理设施清理:通常每1～2年应对初期雨水处理设施进行一次维护，清除沉积物。

以上两类措施可以最大程度的减少城市雨水径流污染，下表是各种技术措施对初期雨水径流主要污染物的处理效果。同时加强雨水处理设施维护管理可以延长设施的运行寿命。

3 结语

由于城市排水体制有合流制和分流制排水系统两类，初期雨水的治理方案根据排水体制的类别其主要措施也有所不同，分流制排水系统，由于雨污水完全分开，雨水管网末端为自然水体，宜对初期雨水进行源头减量就地处理，尽量避免初期雨水进入管网系统，合流制排水系统，雨水和污水共用一套管网系统，水量较大，管网末端有污水处理厂进行处理，初期雨水宜采用在泵站或水量大的地方设置雨水调节池，待雨季过后再将雨水打入管网系统进行处理，不过以上两类治理方案并没有实际的界限，具体工程应根据当地的现状条件及经济，社会发展现状进行综合对比分析。

[1]洪忠，城市初期雨水收集与处理方案研究，中国农村水利水电.20106：41-43

[2]邓志光，吴忠义，城市初期雨水的处理技术路线初探，水工业市场.2009(4)：47-49

[3]王福祥，黄勇，黄鸪，深圳市福田河小流域初期雨水截流研究，给水排水.2009 5(35)：150-154