雨水?dāng)嘟永砟钤谛^(qū)海綿化改造中的應(yīng)用案例分析

王曼

摘? ? 要：依據(jù)雨水?dāng)嘟永砟钤O(shè)計出一個雨水?dāng)嘟硬?，并通過試驗，檢驗其應(yīng)用效果，結(jié)果表明：隨著時間的推移，斷接槽對雨水中主要污染物質(zhì)去除率趨于穩(wěn)定，其中懸浮物（SS）的穩(wěn)定去除率約為73%;有機物（CODcr）的穩(wěn)定去除率約為60%;總磷（TP）的穩(wěn)定去除率約為10%;總氮（TN）基本無去除效果。

關(guān)鍵詞：海綿城市;小區(qū)海綿化改造;雨水?dāng)嘟?/p>

1? 引言

雨水?dāng)嘟邮侵盖袛鄰搅髋欧磐ǖ溃o助雨水徑流生態(tài)化控制、資源化利用，使雨水盡可能遵循自然水循環(huán)的規(guī)律[1]。在小區(qū)海綿化改造中使用雨水?dāng)嘟樱汕袛嘟ㄖ菝嬗晁畯搅?，將雨水徑流引入雨水控制利用的設(shè)施，進行滯蓄、滲透、凈化和利用，因此，雨水?dāng)嘟永砟钤谛^(qū)海綿城市改造中得到了普遍運用[2]。

然而，目前雨水?dāng)嘟映Ｒ?guī)做法較為粗糙（見下文），筆者基于雨水?dāng)嘟永砟睿O(shè)計出一雨水?dāng)嘟硬?，并通過試驗檢驗其處理效果，以期為后續(xù)小區(qū)海綿化改造中雨水?dāng)嘟永砟畹膽?yīng)用提供依據(jù)。

2? 工程條件分析

SY市為我國南方城市，雨水資源豐富，其絕大部分小區(qū)的建筑屋面排水方式為：在建筑四周設(shè)置一排水方溝，屋面立管雨水直接截至排水方溝中，之后排至市政雨水管網(wǎng)。

3? 斷接槽的提出及參數(shù)設(shè)計

3.1? 斷接槽的提出

常規(guī)雨水?dāng)嘟臃绞綖椋翰捎肬PVC管通過90°彎頭在雨落管末端斷接，并橫敷于方溝上方，將水排至海綿設(shè)施中，由于UPVC管曝露在外，此做法不但使用壽命較短，景觀效果亦極差。藉此，斷接槽應(yīng)運而生。

斷接槽為可直接架設(shè)于現(xiàn)狀排水溝處的裝置，采用不銹鋼板焊接而成，尺寸為L×B×H=570×410×242（mm3），由填料槽和導(dǎo)流槽兩部分組成。

其中填料槽由粗填料+中粒料+細粒料組成，為了防止填料流失，在填料與斷接槽接觸層中，放置防漏紗網(wǎng);為了防止雨水管出水沖擊填料層產(chǎn)生較大水花，且考慮到景觀效果，在填料槽中種植根系發(fā)達、易存活的功能植物。

3.2? ?斷接槽設(shè)計參數(shù)確定

根據(jù)現(xiàn)場踏勘，改造小區(qū)雨水立管均為DN100的塑料管，查建給規(guī)范可知其泄流量為q=12.8（L/s），則其設(shè)計流速為ν=Q/A=1.63（m/s）。

頂層粒料由于受到雨水管出水的沖擊，其粒徑參照普通濾池粒料的經(jīng)驗公式計算，結(jié)果為dm1=2-3cm。中層及底層粒料粒徑參照人工濕地填料設(shè)計參數(shù)，即中層中粒料dm2=0.5-1.0cm，底層細粒料dm3=0.1-0.3。功能植物選擇蜘蛛蘭，其生長條件為：溫度20°C～25°C，喜歡疏松的沙質(zhì)土壤，根系發(fā)達等，屬本土植物。

4? 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

采用梅花樁的布置形式，在斷接槽的填料中摻入種植土對蜘蛛蘭進行為期一個月的培植，待植物正常生長之后接入斷接端口進行試驗。

4.1? 初期雨水除污效果分析

2017年8月12日，筆者收集了位于市中心的A小區(qū)雨落管出水及斷接槽出水，并對結(jié)果進行了比較分析。

由圖2可知，斷接槽對前20min初期雨水污染物去除率效果一般，其中懸浮物（SS）去除率為26%～49%，呈直線上升狀態(tài)，分析原因認(rèn)為，由于斷接槽使用前處于植物培植階段，而植物培植過程中放置了種植土，初期雨水進入斷接槽后，出水中攜帶有部分溶解性顆粒，導(dǎo)致出水中SS濃度較高，隨著雨水的接觸，去除率呈直線上升趨勢，最終趨于穩(wěn)定。

有機物（CODcr）的去除率為38.5%～63.5%，分析原因認(rèn)為，斷接槽在初次運行時，填料中幾乎沒有附著生物，其孔隙較大，填料對懸浮物（SS）的去除完完全全表現(xiàn)為物理作用，去除率受限，而有機物（CODcr）濃度與懸浮物（SS）存在一定的線性關(guān)系，因此，其去除率亦受到限制，隨著降雨的持續(xù)，其值將趨于穩(wěn)定。

斷接槽初期出水中，總磷（TP）的去除率為負(fù)數(shù)，分析原因認(rèn)為，此可能與培植植物的種植土有關(guān)，由于土壤中磷主要以磷酸鹽形式存在，且多為吸附力作用，而雨水徑流中，磷主要以顆粒態(tài)磷和溶解態(tài)磷存在，不同形態(tài)磷之間可自然遷移轉(zhuǎn)化，當(dāng)初期雨水對土壤有沖刷作用時，土壤中的磷通過轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)化等形式溶解到雨水中，導(dǎo)致雨水總磷濃度提升;隨著降雨歷時持續(xù)，總磷濃度趨于穩(wěn)定。

整個過程，總氮（TN）的去除幾乎為零，分析原因認(rèn)為，水中氮主要以硝化氮形態(tài)存在，而反硝化即脫氮過程需要一個缺氧環(huán)境，且需有足夠的有機物可為反硝化細菌提供能量，由于斷接槽底部通透環(huán)境，透氣性較好，無法提供缺氧條件，且填料成分單一，有機物含量較少，無法提供足夠的反硝化所需能量，從而導(dǎo)致TN的去除率較低。

5? 建議

（1）由于本試驗只在一個小區(qū)內(nèi)進行，種植的植物亦僅為一種，試驗對象較為單一，所得結(jié)論須待有擴大性試驗數(shù)據(jù)作為完善與補充。

6? 結(jié)論

通過對單場降雨事件進行研究分析，發(fā)現(xiàn)斷接槽對SS及CODcr的去除率在20min前雖然處于一較低水平，但其呈現(xiàn)上升趨勢，降雨歷時20min后，去除率趨于穩(wěn)定，其中SS的穩(wěn)定去除率約為73%，CODcr的穩(wěn)定去除率約為60%，TP的去除率約為10%，對TN去除率幾乎為零。

參考文獻：

[1] 張晶晶.雨水?dāng)嘟蛹夹g(shù)在舊城改造領(lǐng)域的應(yīng)用分析[J].建筑科學(xué)，2015（2）：119～125.

[2] 胡坤.城市區(qū)域雨水水質(zhì)評價及其利用研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2008.