初期雨水污染控制工程实践

初期雨水污染控制工程实践

袁良松

合肥市排水管理办公室  安徽 合肥   230000

摘要  随着水环境治理工作的不断推进，控制初期雨水污染在水环境治理工程中的重要性日益彰显。本文根据国内外重点城市的截流标准、相关规范规划的要求，分析确定初期雨水截流标准，采用智慧截流井对研究区域的重点排口实施截流，截流水体转输至污水厂进行处理，以保证初期雨水污染控制效果，提高河道水质。

关键词  初期雨水  截流标准  智慧截流井  调蓄池

引言

对于合肥市中心城区，大部分的地表径流都是通过雨水系统收集后或通过泵站排放或直接排放进入河道，带入的污染不仅仅是面源污染，还包括雨水冲刷起的管道沉积物，并且在短时间内集中式排出，对受纳水体冲击负荷极为严重。

南淝河是合肥的母亲河，自西至东横穿合肥，流域面积1464km2，河道长度70km，其中自董铺水库坝下至入施口长为42km。为了控制中游初期雨水入河带来的污染，必须对这个四个排口实施截流调蓄处理工程，该工程能够极大增加环境效益、优化南淝河周边人居环境，并为南淝河流域水环境治理项目的实施提供技术支撑。

1工程标准的论证

在初期雨水污染控制工程的实践中，首要任务是对工程标准进行严谨的论证。这一过程不仅涉及对现有环境法规的深入解读，还包括对工程目标、技术可行性、经济效益以及社会影响等多方面的综合考量。工程标准的设定必须基于科学研究与实际数据，确保其既能有效控制雨水污染，又能在实施过程中保持可持续性。表1 各城市不同排水体制初期雨水污染控制标准选择

《合肥市城市排水（雨水）防涝综合规划（2013~2020）》中，合流制地区根据污染负荷目标削减率确定，截流调蓄的截流倍数为n0=14；分流制地区为4~8mm。《合肥市中心城区初期雨水污染治理专项规划》明确，合流制地区（老城区）末端调蓄处理14mm（其中截流2mm、管网4mm、调蓄池8mm）；分流制地区水库汇水区源头控制24mm、末端调蓄8mm，其余已建城区源头控制9mm、末端调蓄5mm，新建地区源头控制21mm、末端调蓄5mm。

参照类似工程经验，并通过SWMM模型对研究区域雨水管网系统不同截流标准进行模拟分析。以P=1、3h短历时设计暴雨为模拟工况，模拟结果表明当截流规模超过5.0mm时，各污染物削减率增速明显减缓，投资效益比不明显，确定最佳截流规模为4.8～5.2mm。

综合平衡投资效益比后，该工程截流标准定为5mm。

2截流形式的选择

在城市水环境治理的复杂棋局中，初期雨水污染控制工程如同一枚精妙的棋子，其截流形式的选择则是决定胜负的关键一步。在众多策略中，[截流形式的选择]不仅关系到工程的效率与成本，更深刻地影响着水体的生态平衡与城市的可持续发展。

首先，我们必须审视传统的截流方式，它们如同古老的城堡，虽然坚固，但在现代战争中已显露出诸多不足。例如，单一的地面截流系统，虽然能够迅速收集雨水，但其对地下水补给的负面影响以及对城市排水系统的压力，已是不容忽视的问题。因此，我们需要一种更为灵活、综合的截流策略，它能够在保护水体的同时，兼顾城市的生态与经济需求。

随着水环境工程广泛实施，截流工程越来越普遍，针对传统形式截流井无法控制截流量、不能防倒灌、易淤积等缺点进行改进，在截流井内增加自控浮筒阀和防倒灌措施（拍门或鸭嘴阀）等设施，以解决传统截流井存在的一些问题，但不能智能地控制截流量；初期雨水带的大体积垃圾会卡在拍门内，形成倒灌。

智能截流井是在自控式截流井的基础上增加智慧水务的元素，在截流井内设置智能限流闸门、防倒灌设施、拦渣滤网超声波液位计、摄像头及SCADA控制系统，结合事实监测的雨量、液位和水质数据等边界条件，自动开启或关闭截流限流设备或防倒灌设施，以精准截流、智慧截流的目标。同时，相关信息可以上传至远端控制中心以及管理人员手持APP，运行过程中，管理人员可以通过手持APP及时掌握雨量、液位、水质、视频等信息，实现无人值守和远程控制。但是智慧截流井的系统较复杂，工程造价较高，后期管理要求专业化较强。

本工程主要对管涵末端截流，现状雨水排口基本低于本次设计内河河道的常水位，出流形式为淹没出流。为减少对南淝河的污染，本次设计在二里河排口、史家河于矿机泵站（南）自排涵、池郢泵站进水涵和西李郢泵站进水涵上实施截流。为保证雨季时初期雨水的截流效果和排口的排涝能力，设计采用智能截流井对排口初期雨水进行截流。在充分考虑排涝顺畅此基础上，综合水位、雨量、水质等控制因子智能调度智慧截流井的运行状态，在防止河水倒灌的前提下科学控制截流量、提高截流水体浓度；经过现场调试和实际降雨事件的检验，确保截流效果。

3调蓄水体的处理方式

在初期雨水污染控制工程实践中，对于调蓄水体的处理方式，我们采取了两种主要策略：一是地处理，即在源头对雨水进行拦截、沉淀和净化，以减少污染物直接进入水体；二是转输至污水处理厂处理，通过专门的管道系统将初期雨水输送至污水处理厂，利用其先进的处理设施对雨水中的污染物进行深度处理，确保排放水质达到环保标准。这两种方式的结合使用，旨在最大限度地减少初期雨水对环境的污染影响，保护水资源的安全与清洁。

表2 调蓄水体处理方式比选表

本工程位于市中心建成区，可以利用的土地较少，且附近道路有现状污水主干管，具备转输处理条件，综合比较两种处理方式的优缺点，推荐采用转输到污水处理厂处理。

4调蓄水体的出路

在城市水环境的治理中，初期雨水污染控制工程占据着至关重要的地位。这一工程的核心目标在于有效减少雨水径流中的污染物负荷，从而保护水体环境免受污染。调蓄水体，作为初期雨水污染控制工程中的关键环节，其出路的规划与实施，是确保整个工程效能得以充分发挥的基石。在这一环节中，我们必须深思熟虑，精心设计，确保调蓄水体能够顺畅地流向预定目标，无论是通过地下渗透系统回归自然水循环，还是通过净化处理后安全排放，或是用于城市绿化灌溉等再利用途径，每一步都必须经过严格的科学论证和实践检验，以确保水体的出路既符合环境保护的要求，又能满足城市可持续发展的需要。调蓄水体的主要出路为巢湖路上的转输管，该污水管设计时已考虑西李郢调蓄站2.2万m3/d的水量汇入。小仓房污水处理厂总设计规模为40万m3/d，完全能够缓冲本工程水量。

5结语

综合考虑南淝河中游段区域情况及平衡投资效益比，采用5mm截流标准，截流规模为7.7万m3，并建设调蓄规模为5万m3的调蓄池，调蓄池调蓄的水体分三天错峰转输入小仓房污水厂处理。为保证本次工程实施后取得更好的效果，仍需对南淝河中游的排水系统区域开展雨污混接调查，并尽快实施雨污分流改造工程，对混接错接改造及已建截流设施改造。

参考文献：

[1] 张显忠 . 合肥市老城区初期雨水污染现状及调蓄策略［J］给水排水，2012,28（22）：38-42.

[2] 马丽，张建频，时珍宝．上海市中心城初期雨水治理规划研究[ J ]．上海水务 2017，33(2) :12-16.