城市初期雨水治理措施淺談

劉 杰 景 琪 徐桂淋 董 洋 李宗偉

(1.中國市政工程西南設計研究總院，四川 成都 610081;2.深圳市聚恒節能投資管理有限公司，廣東 深圳 518057;3.上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司，上海 200092)

0 引言

雨水徑流污染屬于非點源污染，時空分布廣泛，污染途徑多，隨機性強，污染成分復雜，水質不穩定。雨水污染的特點是:初期雨水中的污染物含量高，隨著時間的持續，雨水徑流的表面被不斷沖洗，污染物含量逐漸減小到相對穩定較低的濃度。

綜合國內外雨水徑流污染研究成果，城市雨水徑流面源污染的一般規律是:天然雨水＜屋面徑流＜排污口徑流＜道路徑流;地表沉積物是屋面徑流、排污口徑流和道路徑流污染物的主要來源;初期降雨夾帶的污染負荷比中后期要大得多;城市雨水地表徑流主要污染物控制指標為COD及TSS。

初期雨水攜帶的污染負荷相當高且難于控制，已經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。[1]

1 初期雨水治理主要思路

國內關于初期雨水的處理尚在摸索和嘗試階段。國外對初期雨水的污染問題十分重視，經過多年的研究及實踐，歐美發達國家已經制定了一套初期雨水治理措施。歸納國內外的經驗，治理初期雨水應從以下三個方面著手[2]。

(一)通過增加雨水匯流區域地面徑流系數，促進雨水向地下的滲透，減少暴雨地面徑流量;通過分散式初期雨水處理設施降低城市雨水的污染物負荷，使得雨水在進入城市排水管道系統之前得到有效處理。

(二)通過設置雨水調蓄設施和利用管道系統自身的調蓄容量，使得雨水在雨期內得到儲存沉淀，待暴雨過后再集中進入污水處理廠處理。

(三)初期雨水處理設施的維護具有間歇運行的特性，加強對初期雨水處理設施的維護管理，是上述設施發揮效果的重要保證。

2 初期雨水治理技術措施

2.1 源頭分散控制

源頭分散控制，就是在各污染源所在地采取技術措施將污染物截留下來，并進行初步處理。該技術措施可降低水流的流動速度，延長雨水徑流時間，攔截、滲透初期雨水，并降低后續處理系統的污染處理負荷。

城市初期雨水降雨徑流的分散控制技術措施主要包括下滲綠地、透水地面、生態護岸等。在技術措施選用時，可依據當地的實際情況，單獨使用或幾種技術配合使用。

(1)下滲綠地。城市建設過程中，綠地與周圍地面的標高基本相同，甚至略高，通過改造，使這些綠地高程低于周圍地，通過這一措施，使周圍硬質地面的雨水徑流自流入綠地。同時將綠地下層的天然土壤改造成滲透系數大的透水材料，增大土壤的雨水存儲容量。在綠地的低洼處適當建設滲透管溝、入滲槽等入滲設施，以增加土壤入滲能力。下滲綠地技術既能保持一定的綠化景觀效果，又能降低暴雨徑流總量，具有工藝簡單、工程投資少、不需額外占地等優點。

(2)透水地面。采用工程措施，將匯水區域的不透水路面進行改造，采用多孔材料替換完全硬化的地面(如停車場、球場地面及周邊區域)，增加雨水入滲量，減少徑流量。使得初期雨水通過多孔鋪砌材料入滲到下層土壤或進入儲水池并逐步下滲。這些技術材料包括植草混凝土、多孔混凝土砌塊等。現場檢測結果表明，通過采用就地下滲技術對匯水區域內的路面進行改造，可大大降低雨水暴雨徑流量，增加地面匯水時間，進而降低城市雨水的污染物負荷。幾種多孔材料透水地面構造見圖1。

圖1 透水地面構造示意

(3)地下控制

1)井入滲系統，用磚砌、混凝土澆筑排水井，其中用礫石填充，將雨水導入井內逐步下滲。該技術一般用于收集建筑物屋頂落水管的雨水。常見滲水坑構造見圖2。

圖2 滲水坑構造示意

2)溝渠入滲溝系統，在普通溝渠內填充砂石，收集雨水進入快速下滲，可有效去除初期雨水中的SS和懸浮性有機物。溝渠入滲溝系統的構造見圖3。

圖3 溝渠入滲溝系統的構造示意

2.2 收集調蓄處理

(1)雨水儲罐、蓄水池。屋面雨水相對清潔，進行收集也比較容易，可采用蓄水池進行收集。國外常用的雨水儲罐池多由塑料制成，單個容量在300升左右，常放置在室外地面上，連接屋面雨水排放管。蓄水池容量更大，可以由任何不透水的材料制成，可制成方形等各種形狀，可設置地下或地上。雨水儲罐和蓄水池一般都包含密封蓋，溢流管和出水管及閥門等附屬部件。

(2)雨水調蓄池。對于道路初期雨水，可以在截流時設置一些雨水調蓄池，根據初期雨水量確定調節池的容積，中后期雨水溢流到水體中。設置雨水調蓄池，一方面可以對初期雨水進行調蓄，另一方面可以通過混凝、沉降等物化處理可以有效降低初期雨水污染物負荷。因此，可以因地制宜，將城市里的天然洼地、池塘、公園水池等改建為雨水調蓄池，特別可利用天然水渠和人工濕地，人工濕地是一集物化及生物處理的污水處理設施，人工濕地中的水生植物根部的細菌可有效降解雨水中有機物，植物本身也吸收雨水中的有機物;濕地中的礫石、砂子和植物的根系對初期雨水的懸浮物也起一定的過濾作用。

國內外的研究及工程實踐表明，在一些主要的雨水排放口或支流口建造一定規模的初期雨水池，將已被面源污染的初期雨水在雨水池內作處理后排放，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。

2.3 加強維護管理

對雨水系統的維護管理主要體現以下兩個方面:

(1)加強雨水匯水區域內清理:街道和停車場是地面徑流污染物的主要來源，晴天加強這些區域的清掃，可以減少雨期徑流污染物量;由于透水設施及滲透設施主要有一些多孔材料組成，加強匯水區域的清理，可以減少污染物對透水材料的堵塞，延長材料使用壽命。

(2)對處理設施清理:通常每1～2年應對初期雨水處理設施進行一次維護，清除沉積物。

以上兩類措施可以最大程度的減少城市雨水徑流污染，下表是各種技術措施對初期雨水徑流主要污染物的處理效果。同時加強雨水處理設施維護管理可以延長設施的運行壽命。

3 結語

由于城市排水體制有合流制和分流制排水系統兩類，初期雨水的治理方案根據排水體制的類別其主要措施也有所不同，分流制排水系統，由于雨污水完全分開，雨水管網末端為自然水體，宜對初期雨水進行源頭減量就地處理，盡量避免初期雨水進入管網系統，合流制排水系統，雨水和污水共用一套管網系統，水量較大，管網末端有污水處理廠進行處理，初期雨水宜采用在泵站或水量大的地方設置雨水調節池，待雨季過后再將雨水打入管網系統進行處理，不過以上兩類治理方案并沒有實際的界限，具體工程應根據當地的現狀條件及經濟，社會發展現狀進行綜合對比分析。

[1]洪忠，城市初期雨水收集與處理方案研究，中國農村水利水電.20106：41-43

[2]鄧志光，吳忠義，城市初期雨水的處理技術路線初探，水工業市場.2009(4)：47-49

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