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厦门老城区初期雨水径流污染现状和控制措施

来源:原创论文网 添加时间:2021-11-24

  摘    要: 本文通过对厦门老城区初期雨水污染的来源、特点进行分析,研究了排水系统的改造,以及如何减少初期雨水径流量和减少污染物的含量。基于此,对初期雨水调蓄处理等方面提出了相应的对策,并对老城区初期雨水污染控制措施进行了探讨。

  关键词 :     老城区;初期雨水;径流污染;

  Abstract: Based on the analysis of the source and characteristics of the initial rain water pollution in the old urban area of Xiamen,this paper studies the renovation of the drainage system and how to reduce the initial rain water runoff and the content of pollutants.Based on this, the paper puts forward the corresponding countermeasures for the initial rainwater storage and treatment, and probes into the control measures for the initial rainwater pollution in the old urban area.

  Keyword: the old urban; first-flush stormwater; runoff pollution;

  初期雨水是指降雨初期产生的雨水。降雨初期的雨水溶解了空气中的污染性气体并携带粉尘,其降落后冲刷屋面、道路等,又会携带大量的污染物。初期雨水的污染程度与大气质量、下垫面类型、地面污染程度等息息相关。早期的城市建设基本以满足居民生活和产业需求为主,会在原始土地上建成密集的建筑,下垫面类型是以建筑和道路为主的不透水地面,其径流系数大大增加,径流量也随之增加。所以,老城区往往是建筑密集,公共绿地较少,空气中粉尘含量较高,地面沉积物多,导致初期雨水淋洗大气和冲刷地面带来的污染物数量会增加。因此,初期雨水径流量大、污染程度也高[1]。目前,在水污染日益严重、水资源日益短缺的情况下,雨水可用作淡水资源越来越受到重视,因此,治理初期雨水污染具有重要的意义。

  厦门市属亚热带海洋性季风气候,全年雨量充沛。厦门市全年年平均降雨量为1 451.6 mm,全年天气基本以雨天和阴天居多,年平均晴天为115.4天,阴天为75.2天,雨天为122.8天。厦门老城区位于厦门本岛思明区西南区域,主要为居民区、商业区,其片区商业繁华、建筑稠密、绿化率低。早在1920年,厦门已开始了城市建设工作,形成了老城区以中山路为代表的骑楼商业街。随着时代的发展,厦门老城区经过现代化城市建设、旧城改造,如今既有现代化的建筑,也保存了大量的以骑楼建筑为代表的历史风貌建筑。在老城区内,道路、大街的路面以沥青路面为主,巷道则多为水泥路面和条石路面等,道路较窄,机动车道两侧多为人行道、骑楼建筑,局部有树池,无连续绿化带。其中,巷道的排水管道多为早期的排水暗沟,而道路、街道下的市政雨水管道或排洪沟,多为雨污合流。
 

厦门老城区初期雨水径流污染现状和控制措施
 

  1 、厦门老城区初期雨水径流污染现状分析

  1.1、 污染来源

  初期雨水径流污染的来源主要有:被污染的空气、路面、屋面、绿地等[2]。因厦门老城区人口稠密,街区餐饮业发达,大量的客流量会造成路面垃圾、油污等污染的增加。

  厦门老城区的初期雨水径流污染还有来自于管道内部的沉积物污染。老城区商业繁华,餐饮业尤为兴盛,而片区内的排水体制大多是雨污合流。合流管道在晴天时排放污水,污水中携带的悬浮物、泥沙等会在管道内沉积,当降雨初期雨水径流量大时,沉积的污染物会被雨水冲刷后排入筼筜湖或厦鼓海峡,造成水体污染。

  1.2 、污染特点

  厦门老城区路网密集、道路普遍较窄,沿街建筑大多为排柱式的骑楼建筑,巷道两侧多为居民自建的底层、多层建筑。整个老城区内绿化率较低,大多为树池、街头花坛等,缺乏整体规模化的绿地。老城区的下垫面硬化程度高,初期雨水携带的污染物没有经过植被和土壤的过滤、截流,所以,初雨径流污染程度较高。但好在老城区均为居民区、商业区、文教区,无工业污染,因此污染物种类较少。在降雨初期,冲刷屋面、地面的雨水中COD、SS、TN、TP、阴离子表面活性剂等污染物浓度会随着降雨量而逐渐降低。但在降雨初期,COD浓度最高在1 000~2 000 mg/L,SS浓度在500~1 000 mg/L[3]。此时管道中的雨水污染最严重,加重了水体污染。

  2、 厦门老城区初期雨水污染控制对策分析

  2.1、 改造雨、污排水系统

  在合流制系统为主的老城区,对于初期雨水污染的控制需要从整个排水系统的框架上进行优化。近年来,厦门市思明区加紧完善雨污分流改造,老城区的市政道路已逐步铺设市政污水管道。雨污分流改造大大减少了合流管道内沉积的污染物进入水体,但初期雨水仍然会排入水体。对于分流制改造困难的区域,则大力推进污水截流改造,即初期雨水经过截流井截流后排往筼筜污水处理厂进行处理。例如,老城区的小区、居民建筑基本为合流制,可从小区或建筑外排管道接入市政管道处进行截流,将污水和初期雨水截流至污水处理厂。

  在雨污合流区域,初期雨水径流污染浓度较高,直接排入污水管网会给筼筜污水处理厂带来较大的负荷。而且,初期雨水径流中无机沉淀物含量较高,如果直接排入污水管网,将对筼筜污水处理厂造成较大的冲击,但这类初期雨水经沉淀处理后水质将得到较大改善。根据清污分流的原则,不同区域的初期雨水应分类处理。在雨污合流区应尽量建设初期雨水调蓄池,收集上游城区的初期雨水,根据污水处理厂的分布以及处理能力再相应地排入污水处理厂进行集中处理。同时,在雨污分流区域,应优先建设对老城区影响低的设施,以实现对初期雨水的渗透、调节、截污的净化作用。

  2.2 、减少径流量

  减少径流量则需要增加绿地、减少下垫面的径流系数。老城区的土地功能已确定,无法大规模增加绿地面积。而厦门老城区的历史文化街区需要保护,更无法改变其功能。要增加老城区的绿化面积,尤其是垂直绿化面积,需结合建筑、街道家具设置垂直绿化,如屋面绿化,建筑外墙面增设模块植物墙,路灯杆及广告牌下可以吊挂小花盆,设置街头小花坛等。以此通过绿植和土壤对雨水进行吸纳、蓄渗,以减少初期雨水径流量。

  径流系数与地面种类有关,各种屋面、混凝土或沥青路面的径流系数最高,块石或碎石路面次之,而公园或绿地的径流系数最小。厦门老城区的屋面为传统水泥屋面、部分铁皮屋面等为不透水屋面,道路、街巷多为不透水沥青路面或混凝土路面。目前,随着海绵城市建设的深入开展,透水路面的发展与应用越来越成熟。在实际建设中,厦门已在市政道路建设中采用透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装;在街区内采用嵌草砖、碎石铺装等;在商业广场、停车场等处采用透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装。其中,普通混凝土、沥青路面的径流系数在0.85~0.95,在改造成透水铺装后径流系数可降低至0.3左右。

  2.3 、减少初期雨水径流污染物

  初期雨水径流污染属于面源污染,其源头分散、收集难度大,但绿地可以截流径流中的部分污染物。例如,路面雨水经过雨水口收集后进入雨水管道,可将雨水口改造成带截污挂篮的雨水口,通过挂篮的过滤、拦截作用去除雨水中的大粒径垃圾。近年来,厦门大力推进雨污分流改造工作,在其改造后将大大减少雨水管道中淤积的污染物。

  2.4 、调蓄并处理初期雨水

  老城区可建设用地稀缺,可将初期雨水按污染程度的轻重进行分质考虑。已经雨污分流的区域,初期雨水主要冲刷屋面、地面,管道沉积物,也可以直接排入水体;而暂时未雨污分流改造的管道,有条件的,建议在管道末端设置初期雨水调蓄池,用来收集降雨初期4~8 mm的降雨量,再通过泵提升至污水处理厂进行处理[4]。无法设置调蓄池的,应加强合流管道日常清淤频率,在降雨前清通管道,以减少淤积污染物入湖或入海。

  3、 结论

  本文总述了厦门老城区初期雨水污染的来源、特点,对老城区初期雨水污染控制对策进行了探讨,希望能为其他类似地区老城区的初期雨水径流污染控制提供相关参考。

  参考文献

  [1]曹仲宏,刘春光城市水环境面源污染及其控制[J] .城市道桥与防洪, 2012(10):69-71.
  [2]张永宜,李会贤城市初期雨水治理技术研究[J].产业创新研究, 2021(6):85-87.
  [3]车伍,张炜。李俊奇,等城市雨水径流污染的初期弃流控制[J]中国给水排水, 2007.23(6):1-5.
  [4] GB51174-2017城镇雨水调蓄工程技术规范[S].北京:中国计划出版社, 2017.

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