寒地海綿城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)分析探討

孫宏亮

摘? 要：當(dāng)前隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們越來越重視城市環(huán)境的重要性，而城市道路雨水面源污染現(xiàn)象較為嚴(yán)重，并且我國缺乏相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，相關(guān)技術(shù)尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，已經(jīng)建成的示范工程業(yè)尚未開展統(tǒng)一的綜合評價(jià)，因此針對城市道路雨水面源污染需要進(jìn)一步科學(xué)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，保障經(jīng)濟(jì)效益和城市生態(tài)環(huán)境效益。本文通過論述城市道路雨水面源控制集成技術(shù)，分析當(dāng)前我國城市道路雨水面源污染現(xiàn)狀，并提出相關(guān)應(yīng)用思路，探討其具體應(yīng)用措施，旨在提高城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)應(yīng)用水平，構(gòu)建生態(tài)、和諧的城市道路環(huán)境。

關(guān)鍵詞：城市道路? 雨水面源? 污染? 控制集成技術(shù)

中圖分類號：TU992? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）10（c）-0060-03

Abstract： With the development of society and economy， people are paying more and more attention to the importance of urban environment， and the pollution of urban roads from non-point sources of rainwater is more serious， and China lacks relevant basic data support， related technologies have not yet been standardized and standardized， and the established demonstration engineering industry has not yet carried out a unified comprehensive evaluation. Therefore， it is necessary to further scientifically apply advanced technology to ensure the economic benefits and urban ecological environmental benefits for urban road rainwater non-point source pollution. This paper discusses the integrated technology of urban road rainwater non-point source control， analyzes the current status of China's urban road rainwater non-point source pollution， and proposes relevant application ideas， discusses its specific application measures， and aims to improve the application level of urban road rainwater non-point source pollution control integrated technology and build an ecological and harmonious urban road environment.

Key Words： Urban road; Rainwater non-point source; Pollution; Integrated control technology

城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)在吉林省海綿城市建設(shè)中作為核心技術(shù)被廣泛應(yīng)用。其中“裝配式路面基層技術(shù)”獲得全國市政行業(yè)市政工程科學(xué)技術(shù)獎，技術(shù)開發(fā)類二等獎;獲得吉林省交通運(yùn)輸廳科技成果推廣證書;獲得吉林省土木建筑學(xué)會——科技進(jìn)步一等獎;完成長春市重大科技技術(shù)攻關(guān)專項(xiàng)項(xiàng)目驗(yàn)收，累計(jì)鋪裝面積達(dá)15萬m2并在住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2017年2017年科學(xué)技術(shù)推廣計(jì)劃項(xiàng)目》立項(xiàng)。城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)在“2017第二屆國際海綿城市建設(shè)論壇暨海綿城市建設(shè)用新材料、新產(chǎn)品展示會”、“2017年第一屆吉林省海綿城市建設(shè)培訓(xùn)會”、“2017年長春市海綿城市培訓(xùn)會”作為創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行推廣。

1? 城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)概述

城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)是我國打造水專項(xiàng)城市主題的重要成果和產(chǎn)物，是根據(jù)城市地表徑流以及面源污染控制技術(shù)的集成化需求，綜合考慮評估、源頭遏制以及過程控制和后續(xù)治理等層次，基于面源污染物的特征、控制階段、控制技術(shù)、水資源重復(fù)利用等方面，建設(shè)生態(tài)和諧、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的城市發(fā)展格局，推動城市化進(jìn)程加快。因此在開展城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要遵循以下幾個原則。

（1）系統(tǒng)性原則。由于城市道路雨水徑流和面源污染之間存在一定的聯(lián)系，因此在開展相關(guān)技術(shù)工程時(shí)，需要綜合考慮各個技術(shù)之間的整體性和系統(tǒng)性。

（2）動態(tài)性原則。當(dāng)前城市道路雨水面源污染控制是環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)的重點(diǎn)項(xiàng)目和課題，在社會發(fā)展和時(shí)代進(jìn)步的前提下，其技術(shù)集成具有一定的動態(tài)性，必須堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，才能夠在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中獲得更多的數(shù)據(jù)支持。

（3）增量原則。由于城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)是一種創(chuàng)新型技術(shù)，其中包含了一些目前較為成熟而且普遍應(yīng)用的技術(shù)，通過集成技術(shù)的研究能夠更深入地發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)的增量和潛在價(jià)值，有利于實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類和技術(shù)高效集成。

（4）可行性原則。由于城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)是一個具有多重維度的系統(tǒng)性工作，既要對現(xiàn)有水專項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行篩選和整理，又要為后續(xù)技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新提供經(jīng)驗(yàn)和方向指導(dǎo)。因此其必須要具有容易理解、容易操作的特點(diǎn)，針對各種復(fù)雜的城市道路面源污染情況都具有較好的適應(yīng)性和可行性。

2? 當(dāng)前城市道路雨水面源污染現(xiàn)狀

在現(xiàn)階段我國城市道路雨水面源污染控制還處于初級發(fā)展階段，在個別一些南方流域城市，氣候整體濕潤，雨季較長，而且由于人口聚集度相對較高，對土地利用的強(qiáng)度較大，同時(shí)存在居民生活污染、工業(yè)污染、雨水污染等多種污染源。其中雨水污染組成成分比較復(fù)雜、總體污染結(jié)構(gòu)也十分混雜，在雨季階段，城市道路水污染負(fù)荷極度超載，出現(xiàn)了較為嚴(yán)峻的城市道路雨水面源污染現(xiàn)狀。而在城市已建城區(qū)和未建城區(qū)之間的道路，其地面硬化程度較高，不透水地表的入滲量極低，所以就出現(xiàn)了城市道路雨水徑流大幅增加，而且呈現(xiàn)出匯流加快的特點(diǎn)?；诖诵枰捎酶咝У挠晁占夹g(shù)，避免發(fā)生嚴(yán)重的雨污混接問題。

3? 城市道路雨水面源污染控制思路

3.1 源頭控制

針對城市道路雨水面源污染的現(xiàn)狀和問題，首先要遵循源頭控制的思路。由于在下雨期間，降雨量的不斷增加，會促使城市道路下埋設(shè)的合流制管道負(fù)荷超載，而溢出的雨水只能夠通過城市排水系統(tǒng)而進(jìn)入到最近的水體中，這一過程雨水會將污染物帶入到水體中。所以指導(dǎo)城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)應(yīng)用方案要注重在源頭上減少進(jìn)入管道的雨水量?？梢灾笇?dǎo)集成技術(shù)應(yīng)用的過程中注重對居住小區(qū)的改造，比如在無地下停車場的小區(qū)內(nèi)設(shè)置滲井，將垂直方向和散布式的道路雨水進(jìn)行收集，然后通過設(shè)置水平滲管，提高土壤的滲透能力，并可以將后期剩余雨水排入到市政雨水管網(wǎng)中，減少對道路的污染程度。

3.2 合理設(shè)置截流系數(shù)

在下雨時(shí)，城市道路雨水管網(wǎng)的負(fù)荷有所增大，則需要考慮排水管道的截流能力，要綜合考慮當(dāng)?shù)氐墓芫W(wǎng)情況以及污水處理廠的規(guī)模和技術(shù)水平，避免截流系數(shù)設(shè)置過大或過小，如設(shè)置過大則會加大污水處理廠的處理負(fù)擔(dān)，并對管道管網(wǎng)產(chǎn)生不利影響。而如果截流系數(shù)設(shè)置過小，則未被截流的雨水會直接進(jìn)入到城市水體中，造成非常嚴(yán)重的污染，截流措施失去實(shí)際意義。因此在開展城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)工程時(shí)，需要合理設(shè)置截流系數(shù)。

3.3 建設(shè)調(diào)蓄設(shè)施

城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)的開展思路即是減少徑流量，而除了在源頭上進(jìn)行控制、進(jìn)入管道前減少截流量以外，還需要通過建設(shè)調(diào)蓄設(shè)施來進(jìn)一步減少徑流量。利用調(diào)蓄設(shè)施可以在面對進(jìn)水量很難減少的狀況下，盡量控制污水的排出量，最大限度的降低溢流污染總量。通常情況下調(diào)蓄設(shè)施的建設(shè)和容積計(jì)算要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際降水量而定，并根據(jù)雨水調(diào)蓄時(shí)間、暴雨強(qiáng)度、單位面積調(diào)蓄水量和排水系統(tǒng)雨量模型等科學(xué)保障城市道路調(diào)蓄設(shè)施的容積合理性，降低路面徑流量，減少面源污染。

4? 城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)具體應(yīng)用

4.1 老城區(qū)城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)

由于城市規(guī)劃的不同，城市道路環(huán)境和污染特點(diǎn)也各不相同。因此在老城區(qū)道路雨水污染控制集成技術(shù)應(yīng)用中，結(jié)合城市道路雨水面源污染控制思路，主要是采取合流制管網(wǎng)雨水調(diào)蓄-溢流處理技術(shù)，其即是指無需進(jìn)行原有管網(wǎng)的大規(guī)模改造，通過建立和設(shè)置道路雨水調(diào)蓄池來進(jìn)一步提高管網(wǎng)的截流能力，重點(diǎn)運(yùn)用懸浮快濾技術(shù)，發(fā)揮其占用空間面積小、便于維護(hù)等優(yōu)勢，將雨水中的污染物實(shí)施濾除，具有相對較高的污染控制有效率;另外還要采取道路初期雨水專管儲存和無壓旋流技術(shù)，具體來說其是管內(nèi)調(diào)蓄的一種技術(shù)表現(xiàn)，是指在初期雨水徑流進(jìn)入到市政雨水管道中，先對雨水進(jìn)行儲存，直到雨水量達(dá)到一定程度后，再將溢出的雨水排入到污水管道中，可以保障城市道路雨水徑流的分散式調(diào)蓄。

4.2 已建城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)

結(jié)合城市道理雨水面源污染控制思路，對已建城市道面源污染控制需要有組織的將徑流雨水引入到道路的紅線內(nèi)外的綠色設(shè)施中，通過雨水滲透或者是儲存、調(diào)節(jié)等功能進(jìn)行處理。所以要對城市道路進(jìn)行一定的改造，保障道路區(qū)域內(nèi)具有足夠的雨水滯蓄空間。一般是要結(jié)合道路兩側(cè)綠化帶或者是下沉式綠地、雨水花園以及生物滯留帶等，利用植物根系和土壤的消減作用降低初雨污染程度。其次是可以采用透水材料對人行道和調(diào)蓄設(shè)施進(jìn)行鋪裝，加強(qiáng)土壤的滲透能力。因此在已建城區(qū)道路雨水面源污染控制工作中主要運(yùn)用道路雨水高效吸附凈化技術(shù)以及地下潛流滲濾反應(yīng)阻隔墻技術(shù)等。其中道路雨水高效吸附凈化技術(shù)則是集成快速截污雨水篦和雨水吸附帶而成的，將篦子應(yīng)用在截流和沉淀區(qū)域，對雨水徑流進(jìn)行初步的凈化。然后對道路綠化帶進(jìn)行改造，利用方孔磚、河沙、活性炭、沸石混合物、鵝卵石等高性能的組合填料替代原生土壤，可以提高對雨水吸附凈化能，避免對地下水造成嚴(yán)重的污染。

地下潛流滲濾反應(yīng)阻隔墻技術(shù)則是用于阻隔綠地地表徑流和地下潛流進(jìn)入到城市水體中的技術(shù)。其主要是采用離散式阻隔柱的形式，在交界位置進(jìn)行錯開的平行排列，并且阻隔柱的內(nèi)部要填充組合填料，外一層設(shè)計(jì)為鏤空，可以有效的保障雨水經(jīng)過內(nèi)部而實(shí)現(xiàn)污染物的過濾吸附。并且可以基于城市道路雨水面源污染控制思路對雨水管網(wǎng)進(jìn)行一定的技術(shù)改造，將分流式排水體制改造為具有初期雨水截流能力的截流式分流制，比如在雨水口或者雨水井的排水管道中開展截污改造技術(shù)，并在在雨水管道內(nèi)提高裝置處理速度，可以將雨水節(jié)流池與污水管相連接，促使污染雨水能夠進(jìn)入到城市污水處理廠中進(jìn)行凈化，降低污染程度。

4.3 在建城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)

對于在建城區(qū)的道路雨水面源污染控制，由于城市建設(shè)等影響，道路綠色源頭削減設(shè)施不完善，對面源污染控制效果不明顯，因此主要采用人工措施來實(shí)現(xiàn)對面源污染負(fù)荷的降低，比如可以采取噴灑水車在旱期對道路進(jìn)行清洗，盡可能的減少面源污染負(fù)荷的積累量等措施。而對于城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)的應(yīng)用，則是通過道路透水鋪裝以及綠色入滲等方式集成強(qiáng)化雨水滲透及凈化的滲透路面構(gòu)建技術(shù)，利用綠色植物以及濾料等進(jìn)行技術(shù)集成，加強(qiáng)雨水污染面源控制。

5? 結(jié)語

綜上所述，城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)的研究和應(yīng)用必須要結(jié)合城市實(shí)際現(xiàn)狀，從經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)環(huán)境效益的角度出發(fā)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)增量，實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成，在城市道路雨水面源污染控制中，根據(jù)城區(qū)類型采取不同的集成技術(shù)，在老城區(qū)道路區(qū)域采取合流制管網(wǎng)雨水調(diào)蓄-溢流處理技術(shù)和道路初期雨水專管儲存和無壓旋流技術(shù)、在已建城區(qū)道路雨水面源污染控制工作中應(yīng)用道路雨水高效吸附凈化技術(shù)以及地下潛流滲濾反應(yīng)阻隔墻技術(shù)等，最后在規(guī)劃在建城區(qū)道路中應(yīng)用強(qiáng)化雨水滲透及凈化的滲透路面構(gòu)建技術(shù)集成，從而提高雨水面源污染的治理和防控能力，促進(jìn)城市道路雨水面源污染控制集成技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

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