（1中国市政工程中南设计研究总院有限公司，武汉 430070，2青岛市市政工程设计研究院有限责任公司，青岛 266000）
摘要：随着城市的发展，初期雨水成为城市水环境的主要面源污染源，对水环境造成越来越严重的影响。以即墨市墨水河为例，分析本地初期雨水的污染特征，因地制宜地选取初期雨水的收集方法，对初期雨水分离装置、调蓄池等关键设施进行了详细设计，可有效的缓解墨水河初期雨水污染。
关键词：初期雨水；收集方法；初雨分离装置；调蓄池
1前言
随着城市的发展，面源污染成为河道水质污染最主要的污染因素之一，而对于城市建成区而言，面源污染的主要途径为初期雨水[1]。
初期雨水主要是指一场降雨初期一定降雨深度或一定降雨时间的雨水。初期雨水是城市水环境的主要面污染源，对水环境造成越来越严重的不利影响，特别是随着我国城市旱流污水处理比例和级别不断提高的情况下，初期雨水对区域水环境污染的贡献率有越来越高的趋势。
2工程概述
墨水河横穿即墨市中心城区，是即墨城的母亲河。即墨市历届政府一直高度重视墨水河治理，1999年至今已累计投入超5亿元用于河道防洪、沿河排水管网和景观建设。但由于流域范围大，加上拆迁、资金等原因，河道治理不彻底。目前，河道依然存在护岸破损、截污不彻底、水生态系统差等突出问题。
即墨市墨水河综合整治规划实施方案被提上日程，其中，初期雨水面源污染治理是一个重要的方面。在城市污水得到全面截污的情况下，初期雨水的污染问题势必显著突显出来，成为河道污染的主要来源，建设初期雨水收集处理系统已为重中之重。
3初期雨水特点分析
世界上不同国家和地区对初期雨水的界定不尽相同，我国最新《室外排水设计规范》定义初期雨水为一场降雨中前4~8mm深度的雨水为初期雨水[2]。
初期雨水面源污染具有以下污染特征：（1）瞬时流量大；（2）污染物浓度高，部分污染指标明显高于旱流污水浓度；（3）初期雨水污染存在明显的初期效应，随着降雨的进行污染物浓度逐渐降低，最后趋于稳定。
由于即墨市属于北方少雨地区，初期雨水的污染情况较一般典型值要严重的多。相关研究机构的监测数据表明，即墨市部分交通干道初期雨水的COD高达1000mg/L，SS有时也超过1000mg/L，总磷0.5mg/L；住宅内道路初期雨水的COD为400mg/L，SS为500mg/L，总磷为0.4mg/L左右。
从上述分析可以看出，初雨对墨水河水质造成的影响巨大，堪比污水对水体的污染，为彻底根治河道污染问题，建设初期雨水收集处理系统势在必行。
4初期雨水收集方法
目前初期雨水收集及处理系统的方案及设计还没有统一的规定，属于较新的研究领域，国外可借鉴的经验也不多。
目前，设置沿河初期雨水收集系统的主要流程有三种：
1、区域集中式收集系统
该系统是将一定范围内的入河雨水管道（或混流管道）内的初期雨水，通过初期雨水收集管，统一输送至一个较集中的区域初期雨水收集池。
2、分散式收集系统，
该系统在每一个入河雨水管道（或混流管道）处设置水流切换闸门和初期雨水收集池，在下雨初期打开入初期雨水收集池闸门同时关闭入河闸门，初期雨水进入收集池，等收集池水位达到规定液位，关闭入初期雨水收集池闸门同时打开入河闸门，清洁雨水排入河道。
3、集中分散相结合收集系统
该系统在每一个入河雨水管道（或混流管道）处设置初期雨水分离装置，在系统的末端设置，同时设置初期雨水收集管，将每个初期雨水分离装置分离出来的初期雨水输送至初期雨水收集池，而经过分选后的清洁雨水就近排河。
经比较，集中分散相结合收集系统技术能够满足要求，投资最小，且系统设置合理，维护管理方便，较符合本工程的实际情况。采用集中分散相结合收集系统作为本工程初期雨水收集处理的工艺系统。
5关键节点设计
采用集中分散式相结合的收集系统，其主要设计节点有两个：初期雨水分离装置和调蓄池。需因地制宜设计，确保其合理有效，经济实用。
（1）分离装置设计
本工程分离装置工作原理工艺流程图如下图所示：
分离装置包含电动刀闸阀、非满流式流量计、液压式速闭水利堰门及电控系统。正常运行时，电动刀闸阀为开启状态，液压式速闭水利堰门为关闭状态，下雨时，非满流式流量计达到初期雨水收集标准时将信号反馈给电控系统，关闭电动刀闸阀，开启液压式速闭水利堰门。
（2）初期雨水调蓄池设计
初期雨水调蓄池工艺流程图如下图所示：
初期雨水首先进入调蓄池前端的格栅间，拦截大的悬浮物，然后进入沉沙池，泥沙沉积，最后进入主池体经过溢流或者提升排入截污管道，当雨水量较大时，部分雨水经过沉砂池后直接溢流进河道。
（3）初期雨水系统控制要求
调蓄池进水闸门降雨时处于开启状态，达到蓄水水位后，进水闸门关闭；调蓄池排空后，进水闸门恢复开启状态。
分离装置由调蓄池统一协调控制。降雨前及降雨初始阶段速闭水利堰门处于关闭状态，且堰门高度与初雨分离管道管顶高度一致，电动刀闸阀处于开启状态；降雨时，当管道雨水累计流量达到设定值时，速闭水利堰门开启，电动刀闸阀关闭。调蓄池排空后，速闭水利堰门恢复为关闭状态，电动刀闸阀恢复为开启状态，非满流式流量计累计流量自动清零，准备调节下一次降雨。
6小结
（1）即墨市初期雨水面源污染严重，建设初期雨水收集处理系统势在必行。集中分散相结合的初期雨水收集系统适宜于即墨市墨水河的实际情况。
（2）初期雨水分离装置与调蓄池是初期雨水系统设计的关键节点，需因地制宜，合理化设计，才能经济实用，有效控制初期雨水污染。
参考文献
[1]蒋海涛,丁丹丹,韩润平. 初期雨水径流治理现状及对策[J].水资源保护,2009,25(3):33-36.
[2]上海市建设和交通委员会.室外排水设计规范GB50014-2006.2014年版.北京:中国计划出版社,2014
论文作者:王金鑫1,姜秀艳2
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/20
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