廈門市海滄區初期雨水污染控制規劃思路探討

楊一夫

(廈門市城市規劃設計研究院 福建廈門361000)

引 言

城市初期雨水溶解了大量酸性氣體、汽車尾氣、工廠廢氣等污染性氣體，降落地面后又由于沖刷瀝青油氈屋面、瀝青混凝土道路、雨污渠道中存積的污水、污泥及垃圾等，使得雨水中含有大量的有機物、病原體、重金屬、油脂、懸浮固體等污染物質。因此初期雨水的污染程度較高，通常超過了普通的城市污水的污染程度。

廈門市海滄區目前尚沒有完善的初期雨水收集處理設施，導致初期雨水直接排入河道或者自然水體，對水體造成非常嚴重的污染，有必要對初期雨水造成的污染進行控制。

此舉不僅可以最大程度上削減污染負荷;而且可以減小城市徑流量，延滯匯流時間，減輕城市排洪設施的壓力，減少防洪投資和洪災損失;若綜合考慮雨水資源化利用，還可以有效節約供水資源，減緩水資源緊缺問題。

本文基于廈門市海滄區初期雨水治理現狀，結合目前國內外已實施或正在設計的先進項目經驗做一些歸納和總結，針對初期雨水的收集與處理提出合理化建議，以確保規劃區建立生態、和諧的水體環境。

1 海滄區初期雨水的特性

城市初期雨水的特性因區域差別而不同，其污染的河流水質也不盡相同，這主要與區域人口分布情況、產業布局、截污水平以及城市發展水平息息相關［1］，比如廈門市島內、島外初期雨水的性質就有很大的差別，海滄區(島外)以蔡尖尾山為界南北兩個片區初期雨水的性質也有很大的差別。

海滄區北片區村莊眾多，除此還有早期開發的工業區;南片區多為居住小區及商業配套，還有港口、碼頭、倉儲用地等。用地性質的不同、綠化率衛生條件的不同等因素造成初期雨水水質差別很大。根據海滄區相關部門的數據資料分析，海滄區初期雨水COD、SS、TN、TP濃度分別為388.5、285.4、42.3、4.5mg/L［2］。而海滄污水處理廠(規劃總規模45萬m3/d，現狀規模10萬m3/d)的實測進水水質指標COD、SS、TN、TP濃度分別為348.6、241.7、46.2、4.1mg/L，從以上數據對比可以看出，初期雨水的污染指標較高，甚至高于海滄污水處理廠的進廠水質指標。

2 初期雨水污染控制規劃

2.1 國內外初期雨水的主要處理方法

結合國內外工程實例，治理初期雨水應從以下三個方面著手:

(1)源頭減量，就地處理。通過改變地面徑流條件，增加降雨向地下的滲透，減少地面徑流量。

(2)收集調蓄處理。通過建設雨水調蓄設施和利用管道系統自身的調蓄容量，將雨水進行收集，待雨季過后進入污水處理廠處理。

(3)加強維護管理。初期雨水處理設施的維護具有特殊性，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。

2.2 海滄區初期雨水處理方法適用性分析

初期雨水污染控制方式很多，可以通過規劃和工程增加區內可入滲綠地面積，配合停車場、球場、小區綠地建設、河道整治岸邊綠化及其配套雨水口實施地面徑流削減措施，可減少規劃新區平均徑流系數。也可考慮結合城市改造和新區建設，適當減少硬化路面面積，加強綠化，通過選用透水地磚或花格地磚間種草皮的鋪裝方式，或在屋頂植草等方式增加入滲量，減少徑流量從而減少排入水體的污染物量，均可實現源頭減量。還可以通過建設雨水調蓄設施和利用管道系統自身的調蓄容量，將雨水進行收集，暫時儲存設施，之后逐步排入水體、雨水管道，未降雨期間一部分補充水景或用作市政用水，多余部分排放。

根據海滄區的城市建設現狀、規劃等實際情況，建議規劃區初期雨水結合各種用地類型按以下三種方式進行收集處理:

(1)生態工程措施

對有土地空間有限、匯水面積小、適合結合景觀設置生態工程措施的范圍，可采用分散措施收集處理，例如植物吸收、人工濕地見(圖1，2)。海滄區的河流與湖泊兩側都預留了至少10m的綠化帶，可結合該綠化帶同步實施。

圖1 初雨分散處理－生物滯留槽措施(BMPS)布置圖

圖2 廈門五緣灣濕地現狀圖

(2)調蓄設施

調蓄設施見(圖3、4)主要用于在暴雨期間收集部分初期雨水，當暴雨停止后，該部分雨水再輸送至排水管網、泵站或者污水處理廠。概括而言，合流制排水系統調蓄池的主要作用是截流初期雨水、提高合流制系統的截流倍數，使調蓄之后的管道和泵站可以采用較小的設計流量，起到降低泵站工作負荷、減少工程費用和保護受納水體的作用。

圖3 雨水調蓄系統示意圖

海滄區很多現狀污水泵站用地緊張，而且高強度降雨往往在短時間內下完，將全部污水泵站進行擴建投資大但不一定會取得好效果，容易造成長時間的設備閑置和人員浪費。采用調蓄池將截流的合流污水進行調蓄，待雨后再排入污水處理廠，不僅可以緩解沖擊負荷、保證污水處理廠的處理效果，又能提高截流量、減少合流污水排放對水體的污染，同時還可以減小截流管道的管徑。

圖4 調蓄設施工作原理圖

3 初期雨水污染控制規劃

3.1 調蓄設施規劃

本文重點闡述海滄區調蓄設施的布局規劃。

為實現對初期雨水的截留，本次規劃主要參考《室外排水設計規范》(GB50014－2006)(2014年版)規定，用于合流制排水系統的徑流污染控制時，雨水調蓄池的有效容積計算方式:

式中V—調蓄池有效容積(m3)

ti—調蓄池進水時間(h)，宜采用0.5～1.0h;

n—調蓄池運行期間的截流倍數;

n0—系統原截流倍數;

Qdr—截流井以前的旱流污水量(m3/min);

β—調蓄池容積計算安全系數，可取1.1～1.5。

本次規劃n根據現狀截污工程明確的截流倍數和提升泵站的配置情況而定，n0根據現狀管道實際容量選取。

用于分流制排水系統的徑流污染控制時，雨水調蓄池的有效容積計算方式:

V=10DFΨβ

式中V—調蓄池有效容積(m3)

D—調蓄量(mm)，按降雨量計，可取4～8mm;

F—收集面積(hm2);

Ψ—徑流系數;

β—調蓄池容積計算安全系數，可取1.1～1.5。

本次規劃D參考國內外城市雨水調蓄池的建設經驗，并結合海滄區的現狀情況取4mm。

結合海滄區污水泵站的規模、用地等情況，規劃設置如下幾個調蓄池，具體如(表1)所示:

表1 海滄區調蓄池一覽表

3.2 污水提升泵站規劃

海滄區規劃共有17座污水泵站，其中現狀污水泵站有11座，規劃污水泵站有6座，各泵站壓力污水經一次或多次提升后接入海滄污水處理廠，各個泵站的具體走向見(圖5):

圖5 海滄區污水泵站走向示意圖

在全區的17座污水泵站中，浦頭泵站、中浦泵站、一農泵站、生物醫藥泵站、排頭泵站、吳冠泵站經復核，其規模滿足其負責的相應片區的截流污水總量，故保持原規劃規模不變;柯達泵站、新陽泵站、濱湖泵站、囷瑤泵站、東港區泵站由于用地限制等原因，保持原規劃規模不變，但配套設置調蓄設施;湯岸泵站、新美泵站、夏新泵站、西港區泵站經規劃占地面積核實，具備擴建可能，故調整相應的規劃規模。各泵站調整情況見(表2):

表2 海滄區污水泵站一覽表

3.3 污水管網規劃

如上文所述，由于一些污水泵站規模的調整，勢必會引起上、下游管道尺寸的改變，下面我們將現狀及規劃的污水管道進行校核。污水管網調整情況見(表3):

表3 污水管網調整一覽表

3.4 污水截流工程對污水處理廠運行的影響

由于降雨的時間性，初期雨水會對污水處理廠造成水量和水質方面的沖擊負荷，影響污水處理廠的生物處理系統運行，造成污水廠出水不能達標。若納入污水處理廠的初期雨水量過大，將使污水處理廠的規模增大，對其工程占地、投資、運行成本及管網、泵站等市政設施造成很大影響。

故本次規劃設置調蓄設施，降雨期間節流污水暫時儲存在調蓄池內，之后輸送至城市污水處理廠進行處理。維持原規劃的污水處理廠規模不變，同時適當增大各構筑物池容、優化處理工藝，使污水處理廠具備接納截流污水進行處理的能力，提高接納截流污水后的處理效果。

4 結語

隨著人們對城市水環境狀況重視程度的提高，人們對城市初期雨水的污染控制也逐漸重視，本文對廈門市海滄區初期雨水產生的特性、國內外初雨治理方法做了一些粗淺的歸納和分析，通過方案比選，確定了保留村莊截流進污水處理廠、分散處理、集中處理的規劃思路，希望為城市初期雨水污染控制的規劃設計有所幫助和借鑒。

［1］洪忠.城市初期雨水收集與處理方案研究［J］.中國農村水利水電，2010，(6):41—43.

［2］芮道強.淺談城市初期雨水截流［J］.江西建材，2014，(13):125—126.

［3］中國城市規劃設計研究院廈門分院.廈門市海滄區市政工程專項規劃修編(非公開出版物)［Z］.

［4］廈門市城市規劃設計研究院，中國城市規劃設計研究院廈門分院.廈門市防洪排澇專項規劃(非公開出版物)［Z］.