城市初期雨水污染治理工程案例分析论文_蒋健,陈奇良,孙艳涛,陈义飞,邓洁

上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司 合肥

摘要:初期雨水逐渐成为城市水环境的主要污染源,具有历时短、强度大的特点。以肥东县店埠河初期雨水污染治理为例,从初期雨水污染治理的标准确定、截流系统设计、初期雨水调蓄站设计等方面分析,为城市初期雨水污染治理提供建议和参考。

关键词:初期雨水;模型;智能截流;调蓄池

1背景

1.1排水现状

店埠河流域面积579.6km2,为南淝河最大支流。肥东县城位店埠河上游,规划建成区总面积57.99km2。肥东中心城区已形成合流制和分流制并存的格局,合流制地区主要集中在老城区。根据《肥东县城市雨水防涝综合规划(2015~2030)》,店埠河流域划分为26个子系统,汇水面积144.49Km2,建成区主要涉及店埠河西片、店埠河东片和横大路泵站低排区,总面积约16.93km2。

1.2城市初期雨水污染现状

根据考核要求店埠河水质目标为地表水Ⅴ类水质标准,目前,店埠河水质为劣Ⅴ类,主要超标因子为氨氮和总磷。随着点源污染治理的不断完善,肥东城区旱季污水已基本得到控制,初期雨水污染日益凸显。

根据初期雨水监测结果,城区排口初期雨水中氨氮浓度8.43~66.5mg/L,总磷0.56~4.03mg/L。由于城市初期雨水污染在短时间内大量进入河道,对河道水质造成高负荷冲击,导致水质恶化,并在短时间内难以恢复。

2初期雨水污染治理思路

初期雨水污染属于非点源污染,具有较大的随机性、偶然性和广泛性。污染负荷随时空变化幅度大,研究、控制和处理的难度也大[1]。初期雨水污染治理源头措施主要包括低影响开放、地表清扫、管道疏通和非工程管理措施等[2]。过程措施包括截污纳管,利用下凹式绿地、植被缓冲带、雨水花园等对污染进行过程净化;末端措施主要有新建初期雨调蓄池、调蓄隧道和雨水净化湿地等。

店埠河城区段的建设强度较大,可利用的土地少,综合比较分析近期主要采用在末端进行初期雨水截流调蓄,初期雨水通过接入污水处理厂处理达标后排放。

3初期雨水污染治理工程设计

3.1工程范围

店埠河上游为肥东境内城市面源污染最重的区域。本案建设范围为店埠河上游店埠河西片、店埠河东片和横大路泵站低排区,总面积16.93km2。

3.2截流标准

对店埠河(包公大道-横大路)段排口的汇水区域进行下垫面及管网系统分析,建立SWMM模型,模拟分析初期雨水污染特征。

店埠河流域污染源调查尚未完成,参考十五里河流域治理工程,城市面源污染削减约40%可达到流域总量削减目标,通过SWMM模型模拟分析,当合流制地区截流8mm,分流制地区截流5mm时,城市面源污染削减约41.3%,可达到削减目标。据此核算,初期雨水截流调蓄总规模约7万m3,采用初期雨水调蓄池调蓄5万m3,初期雨水截流管调蓄2万m3。

图1SWMM合流制区域截流效率曲线

图2分流制区域截流效率曲线

3.2截流系统设计

对常用的堰槽式截流井、自控截流井、智能截流井比较分析如下:

表1截流形式对比表

综上分析,智能截流井虽然造价比较高,对运营管理要求较高,但对初期雨水的截流效率高,同时能结合排口实际情况,采取防倒灌措施,保证城区的排水安全,采用智能截流井对初期雨水进行截流。

3.3初期雨水调蓄站设计

初期雨水调蓄站选址位于城市规划绿地内,工艺流程如下:

图3初期雨水调蓄站工艺流程图

经截流干管输送的初期雨水首先进入格栅及进水泵房,经格栅拦截初期雨水中大块漂浮物后出水进入沉砂池,去除砂砾,再进入调蓄池,待调蓄池续满后,关闭进水泵。在晴天污水排放低谷时段,开启调蓄池内的出水提升泵,将初期雨水分3天转输至污水管道,最终接入至肥东污水处理厂,经处理达到排放水体的要求后排出。

4效益分析

工程实施后年均溢流场次分流制减少66次,合流制减少77次。污染指标截流效率COD98t/a(削减率约38.5%)、氨氮21.52t/a(削减率约33.4%)、总磷1.68t/a(削减率约31.7%)。可有效削减入店埠河污染物总量,改善店埠河水质,对南淝河水质达标具有较大正贡献。

5结语

城市初期雨水污染治理是一项系统性工程,各地应借鉴和吸取国内外先进经验,并结合自身实际,因地制宜采取措施。初期雨水调蓄池作为初期雨水污染治理的一项重要措施,可有效控制初期雨水污染负荷,改善城市水环境。

参考文献

[1]蒋海涛,丁丹丹,韩润平.城市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]程小波.上海市中心城区初期雨水污染治理策略与案例分析[J].城市道桥与防洪,2012,6(6):168-171.

论文作者:蒋健,陈奇良,孙艳涛,陈义飞,邓洁

论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期

论文发表时间:2019/7/3

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